平安校园监控系统技术方案.docx
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平安校园监控系统技术方案
“平安校园”监控系统
技术方案
江西贵兴科技技术有限公司
2012.7
第一章概述
1.1项目概况
随着我国教育事业的发展，学校的规模不断扩大，学生高密度集中，校区开放程度和后勤服务社会化程度越来越高。
如何处理各校区安全保卫工作和突发性、群体性事件，减少校园偷盗，对学校进行有效的安全防护成为关注的重点。
教育部、各省教育厅十分重视校园的安防工作，为了有效地维护校园秩序和安全，保障学校教学、科研工作地顺利进行，以及为同学们的生活和学习营造更好的安全环境，要求各学校作为数字化校园的一部分，根据各校需求建立一套安防系统。
为了适应教育信息化的需要，按照安防系统的技术规范，并结合现代教育教学需求的特点，采取先进科学的设计思想和完善的设备对校园安全技术防范系统进行了设计及实现，保证了校园安全技术防范系统的可靠性和先进性完美结合。
提供全方位、端到端的监控解决方案，支持兼容及现有的监控系统，及各种报警形成联动。
项目建设工程涵盖广泛，包括：
网络承建（含综合布线）、数字安防、公共广播、指挥中心、配电照明、接地防雷等众多子系统，作为安防行业的领先企业——海康威视，一如既往地为用户提供视频监控最优解决方案。
本部分主要阐述“视频监控子系统”的设计。
1.2设计原则
根据招标文件技术部分要求，在本方案设计时，将秉承以下设计原则：
1.实用性
依照用户要求，坚持实用性为主的原则，本系统将完全满足“平安校园”项目各项安防需求，同时考虑未来发展需求，避免追求系统的超前性，以减少不必要的投资。
2.可靠性、安全性
参照大量已建成的“平安校园”项目安防监控系统，借鉴其中的精华部分，为系统高可靠性的总体设计提供现实依据，选用的设备自身将具备高可靠性、高安全性，高达数万小时的平均无故障时间，并为关键设备、关键部件设计冗余备份。
同时，选用安全机制健全、安全级别高的平台辅佐系统搭建。
3.先进性
本系统设计遵循系统工程的设计准则，通过科学合理地设计，既防止片面追求某一高指标，又充分体现系统的先进性，最大程度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术，使系统能在未来数年内不落后，并通过软件升级即可实现更多新功能，充分保护用户的投资。
4.开放性
本系统设计将采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑及其它监控系统的连接。
在设计和设备选型时，将科学预测未来扩容需求，进行余量设计。
5.易管理性、易维护性
本系统将采用全中文、图形化软件平台实现整个监控系统管理及维护。
可自动检测系统中任何一台设备的运行状态，并示出详细参数，以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。
采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。
1.3总体目标
基于招标文件技术要求和设计原则，“视频监控子系统”设计提出以下总体目标：
1.图像（语音）监控
2.全网内设备的集中管理功能
3.授权及安全认证
4.海量资料存储及检索
5.全网内报警信息管理
6.报警及视频监控联动
1.4建设内容
建设平安校园安全技术防范系统将全力借助先进的科技以技术防范的手段来弥补人防的不足，尤其体现在定点持续监控、第一时间发现入侵报警、制定应急预案、建立快速响应机制、犯罪行为存档及取证等方面，技术防范手段在实现平安校园方面发挥着重要作用。
本次安防系统建设将主要解决以下几大问题：
1、消除学校安全防范盲点
2、防范治安案件发生
3、案件及时发现及时处理
4、案件事后备查
5、兼容原有模拟系统
6、完善学校保安制度和措施
7、培训人员锻炼队伍
8、实现平安校园目标
本次工程建设范围包括：
建设内容包括：
1.5设计依据
Ø《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
Ø《安全防范工程程序及要求》（GA/T75-94）
Ø《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
Ø《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）；
Ø《入侵报警系统技术要求》（GA/T368-2001）
Ø《民用建筑电气设计技术规程》（JGJ/T16-1992）
Ø《建筑防雷设计规范》（GBJ57-83）
Ø《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-94）；
Ø《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）；
Ø《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）；
Ø《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》（GB4793-2001）；
Ø《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）；
Ø《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。
ØEIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准
ØISO/ICE/IS11801结构化布线标准
ØISOTCP/IP协议标准
ØISO/IEC13818MPEG-2协议标准
Ø10BASE-T，100BASE-TX标准IEEE802.3，IEEE802.3U
Ø《中华人民共和国通信行业标准》（YD/T926）
Ø《城市市政综合监管信息系统技术规范》（CJJ/T106-2055）
第二章系统总体设计
2.1需求分析
校园安全防范工作共同的特点是：
场地分散、面积大、管理人员少，学生人数众多、生性好动、防范意识差。
校园的实验室、学生活动中心、运动场、图书馆、学生宿舍、餐厅、教学楼等公共场合都存在安全隐患：
1）、学生宿舍、自习教室等场所被盗事件;
2）、校园自行车丢失事件，车棚比较难做到7*24的管理;
3）、实验室、图书馆等财物偷失事件;
4）、其他场合——餐厅、运动场的骚乱事件等;
5）、近年来，在各类考试中考生存在违纪舞弊行为，安装一套学校电子考场监控系统能够更好的维护考场纪律和考生的自身权益。
视频安防监控系统及入侵报警系统是XX校园整个安防平台下衔接最紧密的两部分，也是互联互控最频繁的部分。
为了确保整套安防系统能可靠、稳定的运行，将视频安防监控系统及入侵报警系统独立建设，利用TCP/IP技术和开放接口技术在上层应用平台实现两个系统的互联互控。
采用独立自治域的建设方式，有效地将单体系统内发生的故障限制在本系统内，不影响其它系统的运行。
本章节将详细阐述XX校园视频安防监控系统的建设方式、功能及性能。
涉及到报警联动的内容，报警源均来自入侵报警系统，入侵报警系统的建设将于第4章详细阐述。
2.2需求理解
2.3产品总体需求
本系统设计方案的技术要点、功能和产品选型均满足《XX建设项目技术规范书》，并依照系统建设的相关标准进行设计。
硬件部分
本系统采用三级控制方式，一级指挥中心设在XX（位置），二级管理中心设在XX（位置），三级监控中心设在XX位置。
于领导办公室、重要智能部门设置分控。
本系统由前端摄像机、硬盘录像机及客户端组成。
⏹摄像机
针对监控场所的不同，选择半球、枪机根据项目需求定*/采用模拟或IP接入。
一期项目共设置XX个摄像机（XX已建成），二期项目需设置XX个摄像机。
⏹客户端
用于对监控系统的日常操作端，完成预览、控制、回放、接警、处警等操作。
于XX（位置）部署XX台客户端。
软件部分
软件对应于硬件能完成的相关监控操作功能。
包含实时预览、远程控制、录像存储、录像回放、设备管理、用户管理等等。
⏹用户管理模块负责对登陆系统的用户权限进行分配。
及其它系统融合（扩展功能，可选）
该系统支持开关量报警信号接入IP前端，完成相关联动功能。
该系统支持语音对讲功能。
若用户还希望将门禁巡更等子系统及视频监控相互融合，需要进行二次开发。
BOC根据用户需要提供相应API函数接口或SDK开发包，以方便二次开发商进行系统间互联互通的开发工作。
3.1图像采集
作为监控系统的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用。
对摄像机的基本要求是：
图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便。
1.图像真实清晰——摄像机种类很多，其本源是内部核心部件“图像传感器+数字处理芯片”，针对不同的行业有完全不同的优化方案。
比如：
广播电视系统的图像处理偏艳丽，这是符合观众的视觉需求。
相对而言，视频监控系统对图像的要求是真实还原，尤其是图像的色彩应及现场一致，比如：
人的肤色、衣着颜色、车辆颜色等。
其次，图像清晰度主要取决于图像传感器线数，线数越高，图像解析力越高，能获取更多的图像细节。
此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深，广角取景能获取全景概况，长焦取景能获取人脸面部特征，因此，用户对图像要求及使用场景密切相关。
当然，在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配，比如：
超低照度、逆光等等。
2.适应复杂环境——及硬盘录像机、交换机所处环境不同，摄像机一般都置于风吹日晒的环境下，天气变化都会影响摄像机的工作。
耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标，摄像机应该能在恶劣环境下正常工作。
室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置，防水防尘级别应该达到IP66，内部电路应该具备防浪涌保护设计，抗3000V雷击。
3.安装调试简便——摄像机多安装于难以摘取的位置，因此使用过程中的再度调试是较麻烦的，增加维护成本。
比如：
摄像机安装倒像。
摄像机应该提供OSD操作菜单供用户远程调试及参数修改。
此外，建议为摄像机由UPS集中供电以保证电源洁净，防止串扰。
3.1.1模拟摄像机/球机
摄像机特点
●高解析度、高色彩还原度
受PAL制扫描方式的限制，实际有效水平像素×垂直方向的水平扫描线＝752×582。
目前我们提供彩色模式下最高解析度为700线，黑白模式下高达620线，已经逼近极限。
色彩还原度分为色调（决定色彩性质）和饱和度（决定色彩浓淡），及景物光照条件和色温密切相关。
我们的摄像机通过“自动电子快门”或者“自动光圈”来自动调节通光量以保证景物照度处于衡稳状态，通过“自动白平衡”来自动调节红、绿、蓝三基色信号电压（即色温）以保证图像不出现偏色现象。
●真正的超低照度
我们的低照度摄像机采用SONYSUPERHADCCD，在过去微小镜片技术上进行改良，优化镜片形状全面提升光利用率，以物理方式提升感光度，信噪比提高。
而普通摄像机采用提高放大器放大倍数来提高感光度，会使噪声也提高，信噪比降低。
我们的超低照度摄像机采用SONYEXVIEWHADCCD，它能利用其它传感器未能有效利用的近红外线光，将感光范围从可见光扩大到近红外光，在黑暗环境下也可得到高亮度的图像，使CCD的灵敏度进一步提高，适应更低的照度环境。
同时在硅晶板深层中做光电变换时，漏电流SMEAR成分也可被收集到传感器内，噪声大幅降低，超低照度下图像的信噪比得以保证。
若用户的照度环境连星光级都达不到，应该采用红外摄像机。
我们提供的红外摄像机最远可达50米，最高搭载48颗红外灯，灯使用寿命长达3年。
●优化的背光补偿、超宽动态技术
开间监控环境中，摄像机的安装应尽量避免逆光装置，但某些情况下很难做到，为此我们提供两种解决逆光环境下解决办法。
普通要求下（比如：
道路监控），开启背光补偿功能。
常规背光补偿技术是对整体画面进行处理，虽然前景图像清晰可见，但是背景因曝光时间过长导致过渡曝光呈白茫茫一片。
防止背景图像出现过度曝光。
但画面整体感官有层次感，显得不够柔和，只能满足普通成像要求。
高要求下，建议使用超宽动态技术。
我们的超宽动态摄像机采用SONY双速CCD，对同一副图像进行两次曝光，采用两组AGC电路分别对长时间曝光和短时间曝光的信号进行处理使其最佳化，再利用数字处理技术对两幅图像中质量较好的部分加以合成，形成一副整体质量更优的图像。
目前该技术可输出动态范围为128倍的清晰图像。
●高可靠性
影响摄像机使用寿命的主要原因是高温。
我们的摄像机采用低功耗设计，机体功耗小于2W，适应的工作温度最高达60摄氏度，而电子器件能工作的最低温度达到-20摄氏度。
防水摄像机其防水等级为国际标准IP66，在恒定湿度测试下达到93%Rh，抗雷击达到3000伏特，能适应绝大多数室外环境。
若用户用在工地、矿区等更恶劣的环境，可选用防暴摄像机，先进的工程设计，外壳采用高强度的工业塑料，抗冲击达到…。
我们整机平均无故障时间达到20000小时。
●便利安装调试
我们的摄像机带有OSD控制菜单，用户可利用485信号对摄像机进行调试。
包括：
自动白平衡、自动电子快门、自动电子增益、自动光圈等功能的开闭及其它相关参数的调整，可调参数达数十个。
●安装维护、曼码检测、鼠标操作
支持目前市面上壁装、墙角装、柱装、吊装、吸顶装、嵌入式安装等安装方式。
及摄像机一样，提供OSD功能菜单，供维护人员远程调试使用。
可靠性方面及摄像机基本相似。
在过去的调试检测过程中，调试人员需要分现场和中心两队，以对讲机的形式对快球进行故障排除，需要高架梯、拆卸等等繁琐的操作，而且往往因检测过程中的某些疏忽而导致调试时间激增。
我们的快球提供曼码故障检测功能，调试人员可通过叠加在视频上的故障信息进行判断，比如：
控制线接反、地址设置错误等等，都将以特点的编号提示调试人员，使得整个过程。
在使用过程中，传统控制方式为键盘控制或鼠标点击图形按钮，而海康威视的快球支持鼠标对图像进行直接操作。
例如：
鼠标点击图像某一点，即可将该点移至屏幕中心；除此之外，包括鼠标拖动实现方向控制，场景放大缩小等等。
3.1.2 前端监控点位布置
本项目中视频安防监控系统的前端采集部分将全面覆盖以下区域：
Ø一类部位包括：
1）监控报警室
2）周界及出入口
3）学生宿舍区
Ø二类部位包括：
1）食堂（餐厅）、膳食制作场所和食品储藏室
2）易燃、易爆、化学（剧毒）危险品库房及准备室
3）财务室及所属库房（储藏室）
4）实验室、计算机室（多媒体教室）、陈列室等贵重教学设备集中存放、使用场所
5）配电室、锅炉房、二次供水设备等重要场所
Ø三类部位包括：
1）主要室内、外体育活动场所
2）办公、教学楼及地下室主要出入口
3）机动车和非机动车集中存放场所
4）及上述部位相关联的涉及人身及财产安全的其它场所和部位
Ø详细布置情况详见附件图纸XX至图纸XX及下表：
1）环境监控设备布置表
位置
功能区
彩色半球摄像机
低照度彩色
固定摄像机
拾音器
周界
东门
出入口
北门
出入口
…
…
…
…
…
…
总计
表xx
2）楼体监控设备布置表
单元楼
功能区
彩色半球摄像机
低照度彩色
固定摄像机
拾音器
１号楼
１层
２层
３层
电梯
２号楼
１层
２层
３层
电梯
３号楼
１层
２层
３层
４层
电梯
N号楼
１层
２层
３层
电梯
室外
地下室
总计
表XX
Ø在各监控点要求达到以下效果：
1）休息广场和室外体育场：
实现覆盖整个休息广场和体育场的视频监控，视频监控有效监控范围300米，要求在200米以内能够辨别出人员脸部特征和行驶车辆的号牌，实现彩色转黑白功能，彩色水平清晰度≥540线，最低照度0.005lux，信噪比≥50dB。
2）学校出入门口：
24小时视频监控进出学校的人员和车辆，同时监控校门附近区域，要求动点视频监控有效监控范围150米，在100米以内能够辨别出人员脸部特征和行驶车辆的号牌。
夜间实现低照度和快门功能，要求水平清晰度≥700线；最低照度≤0.0004Lux；；日夜转换型并支持超宽动态。
定点视频监控要符合现场灯光照度要求，有效距离在50米左右，要求白天和黑夜在强光和微光下均能实现良好的视频效果，彩色水平清晰度：
≥700线；最低照度：
黑白≤0.002Lux；信噪比：
≥50dB；摄像机为日夜转换型，具有背光补偿功能和移动侦测功能。
街道路面：
视频监控完全监控整条路面，重点防控快行道行使的车辆和人行道的行人，要在30米范围内清晰地分辨出车辆和行人的特征，日间有效距离在50米左右，要求白天和黑夜在强光和微光下均能实现良好的视频效果，彩色水平清晰度：
≥700线，最低照度：
黑白≤0.002Lux；信噪比：
≥50dB；白天图像为彩色夜晚图像为黑白，要求采用宽动态功能的产品。
3）楼宇楼道：
监控学校各教学楼、实验楼、办公楼的门厅、走廊和楼梯间，特别是涉密部位、重点实验室等特殊部门的走廊周界。
要求视频监控必须适应学校走廊等公共场所的灯光要求，实现标准光源下30米的有效视频范围，在黑暗情况下实现15米的有效监控范围，采用"IR红外对应镜头"日夜焦距清晰，红外隔离双环光学玻璃，要求水平清晰度：
≥700线。
在科学会馆等少数楼宇大厅安装动态摄像机，要求视频监控性能为：
彩色水平清晰度≥700线，最低照度黑白≤0.005Lux；信噪比：
≥50dB；要求采用宽动态功能的产品。
重要楼体周界：
重要楼体是指具有涉密场所和重点实验室的楼宇，在这些楼体的四周安放视频监控，保护楼体外围周界安全。
这部分视频监控要求为：
水平清晰度：
≥700线；高功率红外线LED，有效照射距离50米；外壳为高硬度铝合金，防水、防雾，防水等级IP66，低于10Lux时CDS自动启动红外线光源；最低照度：
0Lux（IRON）；彩色/黑白讯号自动转换。
4）涉密场所和重点实验室防盗报警：
在重点实验室和涉密部位内部针对门、窗做防盗报警，为避免报警系统发生误报，要求防盗报警性能可靠稳定，能够准确地识别出报警信号和非报警信号，避免误报对实际应用带来的不良影响，报警主机内置UPS和语音录音及播放模块，实现电话外拨功能。
报警探头采用双鉴技术，有效范围在15米以内，报警的布防及撤防由本部门管理人员控制。
为了安装美观和晚上黑暗状态可以看清物体，变电所、危险品室等位置监控：
针对危险品室、变电所、财务室等特殊功能防区，在本次建设规划中采用报警+视频监控相结合的方式，在变电所周围栅栏上安装红外对射，对射有效范围在100米，对射光束为双光束；针对危险品室采用双鉴探头作为防盗报警器；针对财务室在采用防盗报警器的同时，在出纳员和会计工位旁安装报警按钮和脚挑，在危急时刻可以做紧急报警。
报警器及周围摄像机实现报警联动。
3.2存储设备
本项目前端全部采用模拟前端，而且所有前端都在园区内，因此建议选用DVR作为本地存储设备，监控中心选用NVR（PC-Server式）作为重要数据冗余存储，
存储可靠性
整套存储子系统的根本是DVRs，DVRs自身的可靠性将对存储子系统的可靠性起决定性作用。
存储安全性
采用多种手段保证存储子系统的安全性。
第一类为防入侵，入侵手段可分为本地入侵和网络入侵，存储设备及操作客户端均设有用户名、密码和操作权限来防入侵。
第二类为防破坏，包括病毒、断电、拔视频线缆等无意/恶意行为。
DVR采用嵌入式操作系统，固化在芯片中，免受病毒的侵害；软件平台将实时探测DVR的在线状态，若DVR、NVR因断电、软件平台将会立刻产生提示信息（包括：
声音、灯光闪烁等）以提醒维护人员；若因拔视频线缆导致某些监控点无图像，DVR也将向监控中心发送报警信息，软件平台将会立刻产生提示信息（包括：
声音、灯光闪烁等）以提醒维护人员。
第三类为数据防损坏，包括：
删除数据、篡改数据等。
海康威视DVR和NVR不提供删除录像数据的功能，从根本上阻止了删除操作；录像数据都带有数字水印，通过检验工具可检测录像数据是否被篡改。
1）存储易维护性
存储设备的工作状态将完整地呈现在监控平台上，维护人员能在中心执行维护工作，包括：
监视存储设备的运转情况，存储设备内磁盘的运转情况，远程修改存储设备的参数，远程对存储设备进行升级等。
1）高清晰全实时的图像存储质量
前端的回放质量最高可达4CIF@25fps。
确保图像更清晰更流畅，不但为案件取证提供有力的图像证据，还为制作教学片提供了宝贵的视频素材。
2）高保真的监听存储质量和声画同步功能
监视点对应的监听点的音频回放质量干净、清楚，并且及监视点的图像保持同步。
回放时不出现声音先行或滞后的情况。
3）丰富的编码策略
向下兼容QCIF/CIF/2CIF/DCIF等多种编码分辨率、1/16–25fps等多种编码帧率、1-6档多种图像质量、32K-8M多种编码码率、变码率/定码率方式，通过合理地设置各类编码参数，能更好地优化网络传输和存储容量。
4）多样化的存储方式
针对监控场景的不同，可配置不同的存储方式。
全面支持定时录像、报警录像、移动侦测录像、报警&移动侦测录像、报警||移动侦测录像、智能分析触发录像等多样化方式，且支持多个时间段，不同时间段配置不同的存储方式实现更灵活的存储策略，并更经济有效地利用存储空间。
5）严格的安全性
存储设立访问权限，细化到为每个用户分配每个通道的检索回放权限，细粒度的分配方式既保证了存储资源的安全，又作到了管理的灵活。
3.3显示系统
3.3.1监视器
用户容易忽视显示系统的构建，对显示设备的选择显得比较随意，因而影响到整体显示效果。
监视器作为监控系统中必备设施，它的质量和技术指标关系着整个安防系统的质量，所以其选用方法非常重要，建议以下选用原则：
1.必须选用已通过国家质量监督检验部门及有关管理部门认真并允许生产和销售的产品，产品质量及技术指标应符合国家有关规范和标准的要求。
2.严格审核监视器的实际技术指标和说明书一致性，说明书给出的技术指标应该详细具体。
3.黑白摄像机宜用黑白显示器显示，彩色摄像机宜用彩色显示器显示。
4.所选用监视器的技术指标，通常应高于等于整个系统的技术指标。
5.通常情况下建议用作单画面显示的监视器屏幕尺寸≥17英寸，用作多画面显示的监视器，屏幕尺寸≥19英寸。
6.建议选用金属外壳的监视器，外壳接地，抗电磁干扰能力增强。
7.选用数量按摄像机：
监视器≤16：
1。
8.监视器的解析力宜高出摄像机100TVL。
从响应速度、色彩还原度看，彩色监视器都优于液晶监视器，但是缺点是画面整体分辨率最高为704*576，主要受PAL制限制。
高分辨率的液晶显示器在多分屏显示模式下，能提高整体分辨率。
但是液晶监视器明显缺点是视角窄，侧面观看LCD时图像变暗、彩色可能漂移，甚至会反色。
另外，如果用户需要监听，监视器多数情况下是兼具扩音设备的。
用户可根据实际需要进行选择。
3.4应用软件
视频安防监控系统的软件平台，是一套定位于监控专网环境下使用的网络集中监控系统，整个软件平台按分布式系统方式设计，各组件各施其职、相对独立，又构成一个有机的整体。
由中心服务模块、存储服务模块、流媒体服务模块、电视墙服务模块、报警服务模块、客户端模块（分配置和操作两类）组成。
各服务模块的物理承载形式为Server，构成中心服务器、存储服务器、流媒体服务器、电视墙服务器和报警服务器，客户端模块的物理承载形式为高性能PC，构成配置客户端和操作客户端。
中心服务器是视频安防监控系统的“大脑”，它以数据库的形态存在，集中管理视频监控的设备，包括：
IP前端、DVR、DVS、NVR、HybridDVR及上述各应用服务器，单台中心服务器能管理设备数量（按IP计）为XX个。
存储服务器是网络存储的管理者，它集中配置
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