智慧校园综合安防系统建设方案.docx
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智慧校园综合安防系统建设方案
智慧校园综合安防系统建设方案
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目录
第一章概述 1
1.1应用背景 1
1.2总体目标 1
1.3设计原则 2
1.4设计依据 3
第二章需求分析 5
2.1校园安全因素变化分析 5
2.2校园安防建设现状分析 5
2.3校园安防业务需求分析 6
2.4解决思路 7
2.4.1改革校园安防管理理念，提升校园安防管理能力 7
2.4.2推动多系统联动指挥，提升应急处突能力 7
2.4.3采用微光全彩成像技术，扩展系统应用场景 8
2.4.4采用高压缩比网络摄像机，节省带宽和空间 8
2.4.5结合摄像机和智能算法芯片，提高工作人员效率 8
2.4.6集成跨区域多平台管理，促进资源整合共享 9
第三章系统总体设计 10
3.1设计理念 10
3.2总体框架 10
3.2.1系统架构图 10
3.3系统总体介绍 11
3.4系统特点 12
3.4.1多种智能摄像机应用，打破监控环境限制 12
3.4.2图像视频抓拍抓录，减少特征检索比对时间 12
3.4.3黑名单白名单权限管理，确保校园秩序安全有序 13
3.4.4轨迹智能检索追溯，保障追踪目标有迹可循 13
3.4.5独创视频云存储，促进成本节省和高可靠性 13
3.4.6一键报警多级联动，提高防范应急处突能力 14
3.4.7三维平台智能管理监控全局可视化，刷新校园安防新高度 14
第四章校园安全防范区域设计 15
4.1设计要求 15
4.2防范区域设计 15
4.2.1重点要害部位 15
4.2.2重点公共区域 16
4.2.3一般区域 16
4.3防护要求设计 16
4.3.1一级防护要求 17
4.3.2二级防护要求 19
4.3.3三级防护要求 20
第五章前端业务系统设计 22
5.1高清视频监控系统设计 22
5.1.1设计概述 22
5.1.2系统架构设计 22
5.1.3系统应用场景 25
5.1.4室内场景监控设计 25
5.1.5室外场景监控设计 30
5.1.6主要场景推荐设备 36
5.2智慧人员管理系统设计 39
5.2.1概述 39
5.2.2系统架构 40
5.2.3师生管理子系统 44
5.2.4安保管理子系统 54
5.3智能车辆管理系统设计 64
5.3.1系统概述 64
5.3.2系统架构 64
5.3.3出入口管理子系统 67
5.3.4校园测速卡口子系统 80
5.3.5校园禁停子系统 85
5.3.6车辆特征检索子系统 87
5.3.7升降柱系统 90
5.3.8系统特色功能 91
5.4智能报警管理系统设计 93
5.4.1系统概述 93
5.4.2系统整体框架 93
5.4.3入侵报警子系统 94
5.4.4一键报警子系统 98
5.4.5系统特色功能 101
第六章传输网络设计 104
6.1概述 104
6.2设计思路 104
6.3需求分析 104
6.3.1基本要求 104
6.3.2网络带宽需求 105
6.3.3网络质量需求 105
6.3.4传输网络结构设计 105
6.4网络系统详细设计 107
6.4.1VLAN规划 107
6.4.2网络IP地址规划 108
6.4.3路由总体规划 108
6.4.4网络传输带宽规划 109
6.4.5网络可靠性设计 109
6.4.6网络管理规划 112
第七章存储系统设计 113
7.1系统概述 113
7.2视频云存储系统——推荐 113
7.2.1系统简介 113
7.2.2需求分析 113
7.2.3设计目标 115
7.2.4技术路线 116
7.2.5逻辑架构 117
7.2.6系统特点 118
7.2.7系统功能 119
7.2.8容量计算 121
7.3CVR存储系统 121
7.3.1方案架构 121
7.3.2存储特点 122
7.3.3存储容量计算 125
第八章后端运维管理系统设计 126
8.1系统概述 126
8.2系统架构 126
8.2.1系统逻辑架构图 126
8.2.2物理部署架构 128
8.3系统组成 129
8.3.1中心网管子系统 130
8.3.2综合网管子系统 143
8.3.3工单管理子系统 147
8.4系统特色 150
8.5管理效益分析 150
第九章监控指挥中心设计 152
9.1概述 152
9.2解码拼控系统设计 152
9.2.1系统结构 152
9.2.2系统功能 153
9.2.3系统特点 155
9.3大屏显示系统设计 158
9.3.1系统结构 158
9.3.2设备分类 159
第十章应用平台设计 161
10.1平台概述 161
10.1.1平台定位 161
10.1.2设计原则 161
10.1.3性能指标 163
10.2平台架构 163
10.3功能模块 164
10.3.1中心管理服务 164
10.3.2视频传输管理服务 165
10.3.3视频存储管理服务 165
10.3.4录像查询服务 165
10.3.5事件分发服务 165
10.3.6可视化地图服务 166
10.4平台功能 166
10.4.1监控视频业务功能 166
10.4.2人员管理业务功能 169
10.4.3车辆管理业务 172
10.4.4报警管理业务功能 174
10.4.5三维电子地图功能 175
10.4.6平台管理功能 179
第十一章系统安全性设计 182
11.1网络传输与接入安全 182
11.1.1中心局域网网络安全 182
11.1.2监控专网接入安全 184
11.1.3终端接入安全 184
11.2系统数据安全 185
11.2.1完整校验机制 185
11.2.2传输加密机制 186
11.3应用安全 186
11.3.1用户身份认证 186
11.3.2访问权限控制 186
11.3.3用户权限管理 187
11.4行为审计措施 188
11.5故障抢修机制 188
章
第一 概述
1.1应用背景
近年来，随着中国经济的高速发展，各种社会安全问题也不断涌现。
高校是国家人才培养的重要场所和机构，我国高等教育不断深化及发展，高校教育规模在扩大,因占地广、校区分散、人员密集等诸多因素的限制，让高校校园安防与其他领域相比更具有特殊性，同时因校园开放、包容的人文环境更使高校结构日渐社会化，校园治安问题日益突出。
据调查，目前学校存在的主要安全问题有交通安全事故，火灾事故，盗窃案件，打架、诈骗等案件，溺水、体育活动意外伤害事故，食物中毒、自杀等安全事故。
如何减少和预防校园各种事故的发生，成为学校和社会需要积极应对的问题。
其实在很早以前校园安防的概念就已经成熟，但是事实上却一直没能做到
“安”，没能做到“防”，安而不防是普遍现象，因为校园安防中视频监控在大部分情况下只作为事后调看的工具使用，事前缺乏预警，事中无法及时处理，这使得纵使高校里布满了监控探头，到头来也没有起到对师生的保护作用。
在这种背景下，安防的高教综合安防集成系统解决方案应景而出，方案依托于集光深厚的研发能力、领先的技术水平、完善的产品线和行业解决方案体系，以
GIS地图可视化实战平台为核心，以服务创新为导向，运用高清、智能、物联网等核心技术，集成为校园内异构的安防业务系统，形成事前预警，事中控制，事后可追溯的应急防控体系，对校园内部的人员、车辆、事件进行统一管理，预防各类案件发生，提升应急响应能力，提高校园安保的管理和服务水平。
1.2总体目标
为了满足校园用户在综合安防业务应用中日益迫切的需求，本系统采用高清视频监控、智能图像分析、人脸识别、车牌识别等技术，实现整个校园的综合监管，实现全网调度、管理及智能化应用，为用户提供一套“高清化、网络化、智能化、高集成”的安防综合监管系统。
本系统的总体建设目标是：
109
1）建成统一的中心管理平台：
通过管理平台实现全网统一的安防资源管理，对视频监控、车辆管理、门禁管理、报警管理等系统进行统一管理，实现
远程参数配置与远程控制等；通过管理平台实现全网统一的用户和权限管理，满足系统多用户的监控、管理需求，真正做到“坐阵指挥中心，掌控千里之外”。
2）建成高可靠性、高开放性的系统：
通过采用业内成熟、主流的设备来提高系统可靠性，尤其是录像存储的稳定性，另外系统可接入其他厂家的摄像机、编码器、控制器等设备，能与其他厂家的平台无缝对接；
3）建成高智能化、低码流的系统：
运用智能分析、带有智能功能的摄像机等提高系统智能化水平，同时通过先进的编码技术降低视频码流，减少存储成本和网络成本，减弱对网络的依赖性，提高视频预览的流畅度；
4）建成前后端都具有深度学习能力的系统：
前端运用具有深度学习能力的人脸识别比对终端，同时后端也具有深度学习能力的分析服务器，提高系统在智能管控方面的效率和可靠性。
5）建成快速部署、及时维护的系统：
通过采用高集成化、模块化设计的设备提高系统部署效率，减少系统调试周期，系统能及时发现前端系统的故障并及时告警，快速相应；
6）建成高度整合、充分利旧的系统：
新建系统能与原有系统高度整合、无缝对接，能充分利用原有监控资源，避免前期投资的浪费。
1.3设计原则
本系统的设计以“先进性、可靠性、实用性、标准性、经济性、扩展性”为基本原则，具体如下：
1）先进性：
采用成熟、主流的设备构建系统，系统建设充分利用当前最新的视音频、数据、网络等技术，充分兼顾需求和技术的不断变化，建设业内领先的高清视频监控系统。
2）可靠性：
系统硬件采用电信级的服务器及专业设备，对关键设备采取冗余备份措施，软件采用模块化、分层隔离的设计思想，确保整个系统长期稳定运行。
3）实用性：
系统的设计突出应用，以现实需求为导向，以有效应用为核心，以技术建设与工作机制的同步协调为保障，确保系统能有效服务于用户的
工作需要。
4）标准性：
系统设备选型符合国内外相关标准，保证设备应用的兼容性，采用标准接口，实现信息资源共享。
5）经济性：
系统整体配置性能高，价格合理，建设成本和投入较低，同时方案考虑原有监控系统的利旧。
6）扩展性：
系统采用业界主流的硬件设备，提供标准的协议，具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，可以全面兼容主流厂商的设备，并能为其他系统提供接口。
1.4设计依据
系统建设依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计，具体如下：
《安全防范系统供电技术要求》（GB/T15408-2011）
《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》
（GB/T28181-2011）
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2015）
《普通高等学校安全技术防范系统要求》（GB/T31068-2014）
《城市监控报警联网系统技术标准》（GA/T669-2008）
《跨区域视频监控联网共享技术规范》DB33/T629-2007
《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）
《安全防范系统通用图形符号》（GA/T75-2000）
《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/833-2009）
《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000）
《电视视频通道测试方法》（GB3659-83）
《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB7401-1987）
《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T17963）
《计算机信息系统安全》（GA216.1－1999）
《计算机软件开发规范》（GB8566-88）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）
《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T670-2006）
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
《停车场管理系统技术要求》GA/T394-2002
《电磁兼容试验和测量技术》GB/T17626-2006
《民用建筑电线电缆防火设计规程》DGJ08-93-2002
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2000
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007
《入侵报警系统工程设计规范》GB50394-2007
《出入口控制系统工程设计规范》GB50396-2007
《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-2007
章
第二 需求分析
2.1校园安全因素变化分析
近年来，为了满足高等教育不断发展的需要，高校校园的各种构成要素也较以往发生了很大变化。
这些变化主要表现在校园的建筑组成、人员构成、校园环境等方面：
1）建筑组成多样化：
高校校园的建筑必须满足大学教学所承担的各项功能，其组成除了必要的教学设施，如教室、实验室、图书馆和学生宿舍之外，
还包括了食堂、体育场和其他各类具有特定服务功能的建筑物，使得校园视频监控区域覆盖面日趋增大。
2）人员构成日趋复杂：
高校校园人员构成以学生和教师为主，但是为了完善校园的各种功能，其他人员也渐渐成为学校人员构成的一部分，使得校园人员构成日趋复杂。
3）校园环境日趋复杂化：
大学为了满足师生的各种需求，方便他们的生活，社会上各种服务业逐渐渗透到校园之中，例如饮食业、商品零售业、电信
服务业等等，使得校园环境日趋复杂社会化。
正是由于校园建筑多样化、人员组成复杂化和校园环境日趋复杂社会化，给高校校园的安防管理带来许多新的问题。
2.2校园安防建设现状分析
目前，各地大部分高校掀起了校园安防的建设热潮，校园安防管理也不断地发展，经过多年来的努力，校园综合安防建设取得了显著的成绩，如基本的视频、录像、报警等，满足了校园安防的基本需求，但是同时也面临着一些不足和挑战，例如信息孤岛、智能化不够、设备多样化、大数据查询慢、设备维护难、系统稳定性低等制约了建设系统扩建、视频资源的共享和应用业务的整合，从而限制了校园防控体系技术水平的提高，具体主要表现在以下几个方面：
1）视频监控图像看不清，看不全，品牌混乱联网麻烦，实际视频资源利用
率低；
2）校园车辆出入口主要以打卡放行的形式，上下课、放假期间，车辆进出缓慢，且校内车辆乱停乱开；
3）门禁、人员通道等系统独立运行，且独立与其他安防系统，没有整合起来；
4）报警系统误报率高，且系统独立，不能与其他系统产生联动。
2.3
校园安防业务需求分析
针对以上发现的校园安防体系目前普遍存在的众多问题，为解决用户所遇到的问题，现从以下业务层面提出需求分析：
1）综合管理平台需求：
需要建设一套综合监管平台进行统一管理，使用
全IP化的高清、智能设备、门禁设备、报警设备、出入口管理设备等，实现高清监控、人员进出、紧急报警和车辆的有效管理，同时系统需要有视频质量诊断功能，并从节省资源、降低成本等角度考虑原有系统利旧。
2）高清监控需求：
由于学校开放度比较高，人员构成复杂，流动性也很大，
所以必须有针对性地合理规划其安防系统。
学校的打架、斗殴等情况通常发生在食堂、饭店等区域，因此这些区域需要设置视频监控系统。
在公共区域内，如体育场、食堂、教室等场所容易发生偷盗摩托车、自行车、钱包等事件，因而也应该在这些地方设置视频监控系统进行控制。
3）人员管理需求：
在校门口和主干道，应该部署人脸抓拍比对设备进行人
员管控，设置黑名单库阻止重点人员将不安全因素带入校园；在学校的宿舍处，则需要通过安装人员通道来有效地对进出宿舍的人员进行控制，一旦发生案件时，可以通过出入口控制系统记录的人员进出信息和视频录像进行排查，从而为破案提供依据。
4）人脸门禁、入侵报警需求：
学校重要的实验室、机房、档案室、财务室
和办公楼等地方可以采用人脸门禁、入侵报警系统、人脸通道和视频监控系统等进行布防，用来防止不法侵害的发生。
5）一键报警求助需求：
由于高校的校园比较大，为了方便广大师生在发生
意外时能够及时报警，应在重点区域设置一键报警设备，方便与监控中心
及时取得联系。
6）车辆管理需求：
校园内社会车辆进出通行，给在校师生人身安全带来威胁，需要能够将车辆从进入、经过、停放、离开整个过程实现实时监管，集合车牌识别智能算法，完善校园车辆管理流程和机制。
2.4
解决思路
2.4.1改革校园安防管理理念，提升校园安防管理能力
智慧型校园可视化平台是校园安防管理工作的革命性改革。
传统安防建设即安装摄像头，安防系统即查看安防视频的系统。
这种模式的安防管理模式既简单又粗糙，仅能够对某一厂商安装的摄像监控点进行管理，并且使用列表的形式对摄像机进行管理。
在GIS应急联动模块中，根据对学校安防管理工作的深度挖掘，为学校的安防管理提供了一种全新的管理理念。
使用图形化的安防管理模式，对学校进行全校范围的仿真三维模拟，将建筑物、房间、门、草地、空地、道路等进行整合与显示，全面展示全校状况，并在全校仿真三维模拟地图中，进行具有空间管理模式的安防应用。
安防建设将不再是仅安装摄像头，而是应该包含全校范围的安防数据建设，不止是要安装新的摄像头，还应该整合校园原有的摄像头信息，并在建设中，形成统一的管理模式和统一的摄像机调用。
安防系统将不再是仅为了查看摄像机视频为目标，还可以在该基础上对安防数据形成一系列的安防应用，对安防数据进行查询、统计、分析等，并可以根据摄像机的相关属性信息，建设数字化、智能化、全覆盖的安防系统，并将人员与监控点结合，进行快速、有效、全面的智能化联动，有效的帮助用户对全校进行安防管理。
2.4.2推动多系统联动指挥，提升应急处突能力
为了促进多级联动，系统将若干个应用系统在应用功能基础上进行系统集成，实现各系统之间业务的联动，将原本独立运行、信息屏蔽的诸多系统进行横向协同。
从而为应急处置提供最为直观的视频信息，并根据应急的案对突发事件进行最佳的处置。
构建校园可视化安防新高度。
2.4.3采用微光全彩成像技术，扩展系统应用场景
在学校周界、教学楼、非主要道路等角落，外界补光较弱，常规摄像机无法满足业务需求，为了满足客户对应用场景和应用条件的高要求，通过使用新技术的全彩摄像机进行业务监控。
该设备采用双传感器双光融合技术实现微光下全彩成像,在极低照度下，呈现亮如白昼的彩色画质，有效提升对细节信息的捕获能力，实现“看得见又看得清”的效果。
图1.普通摄像机和全彩摄像机效果对比
2.4.4采用高压缩比网络摄像机，节省带宽和空间
为了提高工作效率，系统前端部分采用H.265高压缩比网络摄像机，大大提升了视频的编码效率，摄像机编码后，720P分辨率低于1M带宽，1080P分辨率低于2M带宽，有效节省传输链路带宽和磁盘存储空间。
2.4.5结合摄像机和智能算法芯片，提高工作人员效率
为了释放更多安保管理资源，系统将深度学习技术应用在前、后端产品中，前端摄像机搭载智能算法的芯片可以提高对目标的跟踪捕捉和识别的能力，后端通过高性能GPU集群实现海量数据的快速建模和分析比对。
前后端结合的视频图像智能分析技术，相当于给监控中心配置了“永不疲劳”的值班人员，对监控画面范围内的行为进行实时识别并及时报警，有效降低值班人员的日常工作量，让安防保卫工作“更轻松”。
2.4.6集成跨区域多平台管理，促进资源整合共享
为了实现更多功能平台之间的融合，系统基于先进的技术架构，采用SOA
面向服务的体系架构，管理平台的联网设计基于GA/T669、DB33及
GB/T28181等多项标准协议，能够很好的实现与跨区域平台之间的互联、互通，满足系统横向、纵向之间的资源共享要求。
第
三
章
系统总体设计
3.1设计理念
本方案秉承的设计理念是：
1）统一采用IP化产品，同时在需要的场景中选用智能化产品，实现车辆、
人员、门禁、报警等信息的识别与管理功能；
2）建立统一的综合信息管理应用平台，实现对系统的统一管理；
3）充分考虑原有系统利旧，实现新老系统的无缝对接，降低成本，减少资源浪费。
3.2总体框架
3.2.1系统架构图
系统的总体拓扑框架图如下：
图2.智慧校园综合安防系统拓扑图
3.3
系统总体介绍
根据客户的业务需求，我们建设业务内容主要包括如下几个方面：
1）高清视频监控系统建设
配置高清网络枪机、球机等网络设备，通过音视频编码技术，进行音视频数据的传输，实现对校园全方位、全天候的全面监控。
主要支持视频预览、回放以及旧的视频监控的利用等功能。
2）智慧人员管理系统建设
利用多种智能的前端摄像机和后端设备完成人脸的识别，进而对校园出入人员以及在校师生进行统一管理。
主要支持人员以图搜图、疑似目标模拟轨迹生成、重点人员布控、人脸抓拍和黑名单报警
3）智能车辆管理系统建设
采用车辆识别和智能分析技术，实现对校园内车辆的统一监控与管理。
主要支持对车辆进行以图搜图检索、车辆应用功能检查，如车辆特征统计、轨迹回放等、园区车辆超速、禁停的违规抓拍告警、停车场出入口缴费及车辆布控等功能
4）智能报警系统建设
主要由报警主机、报警控制键盘、报警输入模块（地址模块）、前端报警探测器等部分组成，配合使用智能图像识别报警系统实现报警管理功能。
主要支持一键报警管理和周界入侵报警等功能。
5）AR智能管理
主要由AR全景摄像机或AR重载云台摄像机与人脸抓拍机、人流统计相机、普通IP摄像机等前端设备组成，可对AR摄像机覆盖区域不同场景、不同监控点的监控画面进行预览，并且可以对任意区域内的人流摄像机统计数据进行整合、展示，并对人脸摄像机的人脸抓拍和卡口摄像机的过车进行记录展示。
6）存储系统建设
本方案主要采用两种存储方式，分别是中心集中存储和微视云存储。
网络
高清视频监控系统的存储设计采用先进的视频流直存技术和CVR视频监控专用存储设备，通过集中式的存储方式部署在总控中心，用于存储管理所有前端监控摄像头的实时监控视频。
集光安防微视云存储系统是由集光安防自主研发的一套针对安防监控行业应用的专业级云存储系统。
采用软硬件一体化设计，结合先进的集群化技术、虚拟化技术、离散存储技术等，通过流式文件系统对存储资源进行虚拟化和应用化整合，为
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