学校安防监控系统升级改造设计方案.docx
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学校安防监控系统升级改造设计方案
XX学校
安防监控系统升级改造
设
计
方
案
2015年6月
1需求分析
1.1系统现状
XX学校监控系统分为安防监控系统及考场监控系统2套，共用1个监控中心。
学校考场监控系105个点，已进去招投标程序，暑假施工，2015年秋季开学时可以正式投入使用。
安防监控系统分三期建设，现总共有400个网络摄像机，但由于学校建筑面积大，部分区域还存才盲点，需要对存在盲点的区间增加监控摄像头。
另外，学校二期新建了文体楼、实训楼、教工宿舍；三期建设了综合教学楼、宿舍楼、食堂等建筑，未安装监控摄像头，需要对这些区域安装监控。
本次安防监控系统升级改造前端采用300万像高清网络摄像机，改造后监控规模会在930路左右，保证系统建成后在深圳所有学校安防监控系统中处于领先位置，在3-5年内不会落后于其他学校。
1.2应用需求分析
1.2.1点位需求
学校安全技术防范应以保障学生和教职员工的人身安全为重点。
根据GB/T29315-2012中5.1的要求，中小学校、幼儿园重点部位和重点区域出入口至少包括：
a）校园大门口；
b）校园学生上、下校车点；
c）教学区域主要出入口，含教室、办公室等场所出入口；
d）重点实验室/实训室、危险品储藏室、财务室和试卷保密室等出入口；
e）学生/教职工宿舍楼（区）主要出入口；
f）学生/教职工食堂操作间和就餐区域的出入口。
1.2.2统一接入管理需求
本次新增的高清网络摄像机和高清存储设备均需要接入考场监控系统建设的视频监控总平台，所有图像都可以通过现监控中心的高清解码器输出在拼接屏上显示。
1.2.3远程访问需求
本次建设的监控管理平台，需支持远程访问功能，领导出差也可以通过手机APP或笔记本客户端，通过授权后可以访问学校所有的监控图像，实时了解学校的状态。
1.2.4存储时间需求
本次建设的安防监控和考场监控，录像时间均需≥30天，录像分辨率在1080P,3M以上。
2系统设计原则
为充分发挥安保工程管理系统的整体效能，工程设计和建设应遵循如下原则：
1、先进性与适用性
在现有广泛应用的视频监控系统基础上，采用国内外最新技术，强化“数字智能监控”和“应急管理”，形成安防和应急管理一体化的创新特色。
前端视频编码设备要求采用MPEG4\H.264等先进的视频压缩技术，具备高压缩比、清晰、码流可控、适合网络传输等特点；
视频监控管理平台要求大型分布式网络监控管理平台，代表今后网络化安防产品的发展方向。
2、经济性与实用性
在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。
采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。
3、可靠性与安全性
系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。
在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
4、开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。
5、可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。
同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
方案中设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。
6、追求最优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。
7、提高监管力度与综合管理水平
本项目系统设备控制需要高效率、准确性及可靠性。
本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。
闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。
3系统设计依据
《中小学校、幼儿园出入口安全防范系统要求》SZDB/Z87—2013
《国家教育考试网上巡查系统建设广东省标准技术实施规范》
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198—1994
《视频安防监控系统技术要求》GA/T367
《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-2004
《系统接地的形式及安全技术要求》GB14050-93
《安全防范系统验收规则》GA308-2001
《电视系统工程设计规范》JGT1.5-87
《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94
《系统接地的形式及安全技术要求》GB14050-93
《电子计算机房设计规范》GB50174-93
4视频监控方案设计
4.1设计思路概述
XX学校安装视频监控系统是为了学校校园安全而组建的以视频摄像为主的监控系统。
对于新建的监控系统而言，考虑到系统功能、设备成本、兼容及可扩展性、系统稳定性等各个方面的要求，本设计选择了智能综合监控解决方案，以构建一个高效、经济的平安校园监控系统。
为保证大规模监控系统高效、实时、稳定的运行，系统要求实时浏览及存储的视频流端到端进行显示和存储，从而在系统服务器出现异常的情况下，实时的监控和存储业务不受影响。
本次项目前端摄像机直接采用网络摄像机，通过网络直接传输到监控中心，视频流可直接存储至高清网络录像机中，可以用计算机终端查询图像信息。
学校老师可在局域网上的授权电脑查看实时数字图像，建成监控中心后可以通过视频解码器解码后输出至大屏观看。
存储在录像机里的所有视频录像在校园网内的计算机都可以获得授权后查看，并可通过远程复制的方式截取和备份。
存储时间不少于30天。
前端摄像机采用300万像高清网络摄像机，保证系统建成后在深圳所有学校安防监控系统中处于领先位置，在3-5年内不会落后于其他学校。
本次增加的高清网络摄像机及存储设备需要接入原有视频监控监控管理平台，支持在考场监控系统建设的大屏显示系统上显示。
4.2系统组网图
4.3方案说明
如上图，在新建的监控中心部署监控管理平台、高清电视墙解码系统，液晶拼接电视墙、客户端操作电脑和操作坐席，在网络中心部署存储系统，依托IP承载网络构建一个星型结构的数字化、网络化、智能化的高清IP监控系统。
监控中心：
配置监控管理平台、电视墙、高清电视墙解码器及客户端电脑。
监控管理平台（考场监控系统中已建）：
监控管理平台负责管理所有前端高清网络摄像机，实现用户登录认证、码流交换、系统管理，嵌入式硬件监控中心平台内嵌数据库、网络录像单元，单台设备即可实现系统管理和录像功能。
监控管理平台配置1000路视频接入许可，满足原有安防监控系统、新建的考场监控系统、安防监控系统盲点补充及后期扩展。
高清电视墙解码系统：
原解码系统支持64路1080P高清解码系统，可同时在电视墙上同时观看64路画面。
本次增加2块32路1080P解码卡，建设后可在液晶拼接屏上同时显示128路图像。
电视墙（已建）：
3X3液晶拼接单元，可同时在拼接单元上显示128路1080P图像。
高清网络录像机：
放置网络机房，单台设备可配置16块3TB硬盘提供录像存储空间,支持RAID5等数据安全技术，可确保录像数据的安全可靠。
另外，高清网络录像机采用服务器架构设计，免拆机箱带电即可实现硬盘热插拔，方便录像备份。
监控前端：
在前端监控点根据环境配置相应摄像机类型，入口、通道和楼梯口采用300万像素高清红外摄像机，教室采用300万像素高清半球网络摄像机
监控摄像机可实现监控现场24小时不间断图像采集，可把各监控点的图像实时送到监控中心。
项目
物理位置
枪机
半球
接入交换机数量
备注
校园安防监控系统（三期新建）
综合教学楼B1
1
综合教学楼1F
4
综合教学楼2F
3
7
1
综合教学楼3F
3
7
1
综合教学楼4F
3
7
1
综合教学楼5F
3
7
1
综合教学楼6F
1
0
综合教学楼7F
1
0
综合教学楼电梯
0
0
宿舍楼1F
2
0
1
宿舍楼2F
2
0
宿舍楼3F
2
0
宿舍楼4F
2
0
宿舍楼5F
2
0
宿舍楼6F
2
0
清真食堂1F
3
0
1
清真食堂2F
0
0
三期小计
33
28
7
校园安防监控系统（二期新建）
文体楼一楼
5
2
1
文体楼夹层
5
文体楼三楼
2
实训楼负一楼车库
11
1
实训楼一楼
6
10
1
实训楼二楼
3
15
1
实训楼三楼
3
22
2
实训楼四楼
3
15
1
实训楼电梯
实训楼楼顶楼梯口
2
新建教工宿舍
1
1
二期小计
41
64
8
监控盲点补充
3楼教师休闲中心
22
1
新增22个（室内19个，室外3个）及原5个球机布线
2栋老教工宿舍
18
1
走廊12个，楼梯口4个，走道2个
实训室
10
1
3个实训室各2个，快递收发室1个，实训室走道3个
教学楼西走廊（教工宿舍旁）
5
1~5楼走廊各1个
图书馆
4
4个门各1个
会议室
8
1
2个大会议室各4个
烹饪实训室
4
实训室2个，门口及重点区域2个
小卖部
2
水房门口
1
学生宿舍走道
5
1
5条学生宿舍走道各1个
照学生宿舍高空抛物
4
4栋学生宿舍后1个，5栋学生宿舍后1个，5栋学生宿舍前2个
运动场
12
1
篮球场、网球场、足球场各4个
围墙
50
145
6
合计
219
92
15
4.4存储时间设计
存储空间的计算方法如下：
录像容量（MB）=前端监控点数×录像天数×24×60×60×录像码率（Mbps）/8
本次建设要求，图像分辨率1080P，存储码流为3Mbps,帧频不低于25帧/秒；存储时间：
30天，考虑10%的冗余。
录像清晰度
带宽Mb/s
1路一天容量GB
个数
存储天数
总容量TB
1080P
3
31.64
216
30
200.23
汇总
200.23
本次配置5台16盘位高清网络录像机，配置80块4TB监控级硬盘，实际容量为：
80*4=320TB,考虑到硬盘实际使用率只有90%，实际可用容量为288TB。
288TB可以存储216个1080P图像43天。
满足公安要求的30天录像要求。
4.5集中供电设计
电源供给是中心机房内设备贮存数据资料的重要保证，而优秀的UPS系统是这个重要保证的前提。
本项目配置1台20KWUPS，给高清网络存储，给前端交换机、摄像机、拾音器等设备集中供电）
设备类型
功率（W）
数量
功率合计（W）
高清摄像机
6
1000
6000
磁盘阵列
400
4
1600
高清网络录像机
60
5
300
核心交换机
800
1
800
汇聚交换机
40
6
240
接入交换机
40
50
2000
合计
10940
4.6计算机网络设计
1、本次改造完成后，整个考场监控系统的规模会在900路左右，其中400路标清，500路高清，如果所有视频流接入学校数据通信网，会造成整个网络堵塞，影响教学正常使用。
本次需配置1台H3CLS-7506E作为监控核心，本次改造的所有监控交换机接入监控核心交换机LS-7506E，增加26台千兆接入交换机，把学校原有400路标清网络摄像机从数据通信网独立出来，接入新建的监控核心交换机，整个监控网络独立运行。
2、由于前段全部采用1080P，200万像素高清网络摄像机，每个摄像机的码流在3-4Mbps，接入交换机采用S5024PV2-EI24口千兆接入交换机。
3、监控专网采用三层架构，每栋建筑物放置1台汇聚交换机，本次配置5台汇聚交换机，接入交换机与汇聚交换机采用六类网线连接，汇聚交换机与监控核心交换机采用多模光纤连接，监控核心与学校核心交换机采用光纤或六类跳线相连，在没有外部访问数据时，所有摄像机视频码流在监控专网传输，不影响学校数据网络。
4.7综合布线设计
摄像机与接入交换机直接采用六类双绞线传输、接入交换机与考场汇聚交换机之间采用多模光纤传输。
围墙的摄像机由于跟交换机的距离超过100米，采用光纤传输，通过光纤收发器传回网络机房。
4.8张力电子围栏系统设计
4.8.1张力电子围栏介绍
张力围栏报警系统安装在围墙或围栏上，当有人攀爬、拉压、抬起或者剪断张力围栏线时，都会被张力围栏探测器探测到，继而发出报警信号，通过有线或无线传输方式，把报警信号送到监控中心，通知值班人员及时处理警情。
张力围栏报警系统采用机电一体化的探测结构模式，避免了因环境变化而引起的张力报警阈值的变化，同时，张力围栏报警系统可以在风霜、雨雪、浓雾、沙尘、高温、低温、电磁、大风、振动等环境下，能够全天候稳定可靠地工作。
4.8.2张力围栏报警系统组成
张力围栏报警系统由报警主机和张力围栏前端两部分组成。
报警主机安装在监控室内，接收和显示报警防区传来的报警信号，并发出报警声音，张力围栏用于阻挡和探测非法入侵者，张力围栏前端包括：
张力探测器、终端杆、张力弹簧、承力杆、张力线、固定夹、固定件、线线连接器、收紧器等组成。
4.8.3张力电子围栏方案设计
XX学校围墙总共1470米（约1500米），分50个防区，每个防区30米，安装张力电子围栏。
围墙安装50个红外防水一体化摄像机，每30米安装1个，可以清醒看见翻越围墙人的动态及相貌特征。
实现视频监控及张力电子围栏系统联动，当有人翻越时，视频监控系统可以自动弹出该防区的图像。
4.8.4张力围栏报警系统特点
1、张力围栏的张力线上不带电，所以触摸张力线时，不会对人造成任何伤害，安全可靠。
2、当有人拉压或抬起张力线时，造成张力线位移，以及剪断张力线时，造成张力线没有拉力，都会触发报警，属于物理机械电磁报警，所以，当周围环境有树木、电磁场、振动、刮风、下雪、下雨、大雾、鸟等场合下，都不会引起误警。
3、张力围栏报警系统可以和视频监控系统联动。
改防区有人翻墙时，可以联动该防区的视频。
4、张力围栏报警系统可以用电子地图或者沙盘直观显示出报警的位置，出警方便快速。
4.8.5安装效果图
5系统特色
5.1全高清
5.1.1高清特点
由于受到成本的限制，高清在视频监控行业一直未得到有效地应用。
而现在芯片技术及压缩算法的发展，高清的视频监控产品逐渐兴起。
现在D1标清视频压缩格式业已正式写入数字硬盘录像系统（DVR）国家标准。
高清摄像机和高清视频编解码器也逐步得到应用和推广，其清晰度可以达到1920*1080或1600*1200，高清视频监控系统提供的高质量视频图像，将为学校安防监控效果带来显著的提升。
5.1.2图像清晰度更高、细节更加清楚
传统的标清分辨率的图像对于多数的监控场景，基本上无法对细节进行分辨。
而当发生案件时，从录像资料中很难对监控现场涉案的人员、物品准确认定，不具备很好的对侦破工作的指导性和法律质证能力。
在一些重要的监控场所，应采用高清摄像机获取高清晰度的监控画面，更能清楚地呈现监控原貌。
高清视频监控图像与标清视频图像清晰度的直观比较如下图所示：
高清和标清图像效果比对
1KM远距离高清图像细节呈现
5.1.3监控目标覆盖范围更广、提高监控效能
在传统的标清监控技术构架下，为了保证监控的覆盖率，尽可能的减少监控死角，需要安装部署相当规模数量的监控摄像机，监控系统规模不断扩大，从几百路向成千上万路甚至数十万路的规模发展。
如此规模庞大的监控资源，在同一时间里却只有极少部分能够得到实时的监控，而绝大多数监控图像被无差别的记录保存下来，从而形成了海量级的视频录像数据资料。
而这些规模庞大的录像资料中也仅有极少部分因可能与某些已知的事件相关联而被备份以外，其他的录像信息则不断的被新的录像数据所覆盖。
这就是典型的传统监控系统大规模、高成本、低效率的建设应用现状。
在高清监控技术构架下，单台高清摄像机能够相当于几台普通摄像机的监控覆盖面，且图像分辨率更高、信息量更丰富，因此采用高清监控可以非常有效的缩减系统规模，节省传输链路和设备，从而减少总体建设成本，高清监控技术将推动视频监控系统建设应用向着集约化、效能化转变。
如图下图所示：
一台高清摄像机即可覆盖整个十字路口，实现原先需要多个摄像机才能达到的功能。
高清视频监控的大范围覆盖效果图示
5.2总体特性
5.2.1领先的应用架构
系统采用领先的数字化、网络化及智能化联网架构，可通过高效的视音频编码技术、灵活的网络处理技术以及智能的应用整合技术，为用户提供高效、便捷的远程监控整体解决方案。
设备基于嵌入式软件和工业级设计结构，集成度高，运行安全可靠，不会受到网络病毒侵扰。
5.2.2开放的设计体系
基于开放的设计体系，网络视频监控系统可提供差异化的行业应用解决方案，以满足公安、军队、政府、金融、教育、能源、医药、交通、工业厂矿、连锁超市以及其他企事业单位等不同领域的应用需求。
系统可免费提供二次开发包满足系统融合的需求。
5.2.3灵活性与可伸缩性
中心业务平台的所有功能模块均可配置、可裁减，可集中运行在单一平台之上，也可任意分布在多个平台之上，既可通过单平台配置实现中小容量接入，又可通过多平台堆叠和多级级联满足大容量平滑扩展和大型分级组网应用。
5.2.4丰富的业务功能
系统可提供丰富的视频监控业务功能，包括图像浏览、PTZ控制、录像存储、点播回放、语音对讲、报警联动、电子地图等。
5.2.5部署简单、使用便捷
系统部署与设备安装简单、快捷，系统通过中心业务平台集中调度的方式实现业务、用户以及设备的统一管理，有效的保障了系统运行的稳定性和安全性，同时也提高了系统的运行效率和用户的使用便捷性。
5.3安全特性
5.3.1高效的认证机制
登录验证机制：
用户登录时，需要输入系统分配的用户名和密码。
授权机制：
系统提供完善的分级分域授权机制，可以方便的设置上下级域的用户权限（上级可以管理所有下级域，本级域只能管理自己域），同时可以灵活地分配用户可以查看的摄像机、可执行的功能模块，可执行的具体功能等。
因而用户只能查看权限范围内的摄像机和执行被授予的功能。
用户监控人员访问网络视频监控系统时都将进行身份认证，用户输入用户名和密码后，认证系统对其进行验证，以判断用户是否有权限使用此系统。
高效的认证机制使非法用户无权使用视频监控系统。
5.3.2完善的权限管理
用户监控人员登录到网络视频监控系统中后，系统提供给用户使用界面，通过使用界面，用户监控人员可以对监控点的设备进行管理和配置、实时查看可监控点的视频图像、控制对各监控点视频图像的录像日程安排、管理、查看和检索保存在存储系统中的视频文件。
系统具有完善的权限管理系统，数据库中记录了各个用户监控人员对各监控点的使用权限，权限管理系统根据这些数据对用户使用权限进行管理，并对用户使用界面进行定制，使用户监控人员只能管理和使用具有相应权限的监控点的设备和视频文件，而不会随意管理和查看其它监控点的设备和视频文件，保障系统的安全性。
5.3.3视频流传输的安全性
传输通信安全机制：
在网络通信时，系统提供端到端（用户端—系统平台—设备固件）的SSL验证和数据加密。
在用户监控人员使用视频监控服务过程中，视频流通过网络传输到视频监控平台、再从监控平台通过网络将视频流发送到用户端进行播放。
为防止视频流被非法用户截获，可以对视频文件进行加密传输，一般可以采用对称密钥体系进行加密，对每个视频流采用不同的密钥加密，只有有权观看此视频流的用户才拥有此密钥，可以对视频流进行解密，保障视频传输的安全性。
5.3.4视频数据存放的安全性
系统的设置参数和录像资料均可以导出用于长期安全保存。
在需要时又可以重新将其恢复到系统中。
对视频图像进行录像后，生成视频文件存放在存储系统中，通过权限管理可以保障只有具有一定权限的用户才可以访问和查看相应的文件，视频文件存放在具有冗余备份功能的服务器上，保证了数据存放的安全性。
5投资概算
5.1编制说明
本期XX学校监控系统建设所需建设费用，投资概算计算依据为：
●《深圳市安装工程综合价格》
●深圳市信息工程协会《信息系统工程造价指导书》2011版
●《投资项目可行性研究指南（试用版）》（国家计委计办投资〔2002〕15号）
●国家或深圳市有关工程建设其他费用标准的规定。
●有关的文件和资料
●设备厂商及专业公司报价
●其他资料
5.2工程建设费用
5.2.1工程概算
序号
项目名称
金额
备注
1
校园安防监控系统盲点补充项目
788,900.00
预计7月上旬完成招标，暑假建设，9月份开学时投入使用。
3
二期监控系统-开办费（二期）
396,575.00
3
三期监控系统-开办费（三期）
400,520.00
总投资概算
1,585,995.00
5.2.2分项工程量清单
序号
产品名称
品牌
型号
单位
单价
金额
一
校园安防监控系统盲点补充项目
（一）
周界监控系统
1
300万像素高清红外网络摄像机
海康威视
DS-2CD2620F-I
台
50
1,550
77,500
2
高清网络存储
海康威视
DS-9664-XT
台
1
13,000
13,000
3
监控专用硬盘（4TB）
西数
4TB
块
16
1,550
24,800
4
二层接入网络分配器
H3C
SMB-S5024PV2-EI
台
2
3,800
7,600
6
光纤收发器机箱
欧林克
16位
台
4
1,200
4,800
7
光纤收发器
欧林克
1光2电
台
50
600
30,000
8
电源适配器
国标
个
50
45
2,250
9
网线
TCL
箱
5
750
3,750
10
主干电源线
金环宇
米
1600
6
9,600
11
8芯多模光纤
汉信
米
1600
5
升级会员 