淺析某高校視頻監(jiān)控管理平臺方案[圖]

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    目前，我國校園安防的總體狀況不容樂觀，無論是高校，還是中小學校，基本上都還處于以人防和物防為主的狀態(tài)，技術防范仍處于起步階段。盡管校方在人防和物防方面不斷增加投入并起到一定的效果，但是依然存在著安全隱患。

    為更好地應對校園迫切的安全防范需求，某高校在2009年初即開始構思“平安校園”的建設，擬在校園內建設一套高起點的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，依靠科技手段全面提高校園安全防范能力，將人防、物防、技防有機結合，進一步提高校園安全防范力度，營造文明、安全、安定的校園環(huán)境。

    系統(tǒng)建設包括電視監(jiān)控系統(tǒng)、自助報警系統(tǒng)、中心管理平臺、保衛(wèi)處監(jiān)控中心及UPS電源。整套系統(tǒng)覆蓋該校主校區(qū)的公共區(qū)域及學生宿舍，能夠對突發(fā)事件進行事先預防、告警，對已經發(fā)生的事件進行分析、查證，從而有效地保障了學校教職員工、學生的人身和學校公共財產的安全。

    建設內容

    經對該校技防資源狀況、系統(tǒng)功能需求和系統(tǒng)實現(xiàn)方式等的綜合分析，對整套系統(tǒng)分兩期進行實施，在一個管理平臺下形成一個完整的校園綜合監(jiān)控網。

    1、一期工程：校園公共區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)建設

   在校園主要道路、重要路口、學校大門、校內廣場、停車場、體育場館、易發(fā)生治安案件的重要路段、人員集聚場所等地安裝監(jiān)控攝像機，可以全天候快速、準確、方便地對公共區(qū)域的治安狀況和道路交通進行監(jiān)控和管理，并提供自助報警，進一步提高主動防范能力。

    2、二期工程：學生宿舍監(jiān)控系統(tǒng)建設

    工程包括學校所有適合安裝技防監(jiān)控設備的學生宿舍樓，采用IP網絡監(jiān)控方式，將監(jiān)控信息通過監(jiān)控專網傳輸至監(jiān)控中心，能有效地保障學生人身和財物的安全，及時處理學生宿舍區(qū)域可能發(fā)生的突發(fā)事件，以體現(xiàn)出“以學生為本”的管理理念。 

    建設項目 

    系統(tǒng)按照“高起點、高標準、整體規(guī)劃、分步實施”的原則進行建設。通過獨立的信息網絡構筑一個有機的安防系統(tǒng)管理平臺，將監(jiān)控資源、報警資源、人員資源進行有效整合，使該校校園安全防范視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能：

    · 實時監(jiān)控，圖像實時顯示，并實現(xiàn)各監(jiān)控圖像在相關管理部門共享，管理人員能方便地實時調閱;

   · 可靠存儲，確保發(fā)生突發(fā)事件后有據可查。對事件的記錄能支持多種方式，可按時間、事件類型、地點進行檢索回放;

    · 全局統(tǒng)一管理，任何獲得授權的終端用戶都可在任意節(jié)點上實現(xiàn)控制和調用被授權的信息，系統(tǒng)對校園內的所有安防設備進行分層分區(qū)管理，易于管理和操作;

    · 進行業(yè)務融合，與報警、區(qū)域聯(lián)防等形成聯(lián)動。合理部署自助報警點，可實現(xiàn)保衛(wèi)處迅速有效接警，可在報警發(fā)生時，將現(xiàn)場圖像切換至監(jiān)控中心大屏上，滿足現(xiàn)場指揮要求;

    · 采用可靠性設計、分層設計和軟件模塊化設計，系統(tǒng)內關鍵網元可通過負載均衡及冗余備份的方式來保障整個校園安防系統(tǒng)的可靠性; 

     · 采用標準化協(xié)議和開放系統(tǒng)接口，滿足系統(tǒng)多方式擴容和二次開發(fā)的需求;

   · 在不影響監(jiān)控需求的前提下，共享部分圖像能給相關教研室做研究之用。

    此外，經綜合考慮，在確保監(jiān)控圖像質量和充分利用已有的校園網資源下，系統(tǒng)根據學校實際情況采用數(shù)字、模擬相結合的方式傳輸視頻圖像。一期校園公共區(qū)域監(jiān)控圖像傳輸采用光纖方式，二期學生宿舍監(jiān)控采用以太網方式。 

    視頻監(jiān)控管理平臺

    功能要求

    校園安防視頻監(jiān)控管理平臺是整個校園安全防范視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，通過校園安防專用網絡，能有效整合校園安全防范的各個子系統(tǒng)，實現(xiàn)安防信息采集、傳輸和處理的自動化、智能化。其包括視頻實時瀏覽、視頻控制、視頻回放、報警管理、警情評估、預案生成、手工接警等多項功能模塊。

    管理平臺應包括集中認證、注冊、配置、控制、報警轉發(fā)控制等功能，支持對系統(tǒng)所有存儲資源進行全方位的監(jiān)控和管理、支持不間斷的視頻檢索、回放等業(yè)務。對于授權客戶端提供友好方便的人機界面功能，包括監(jiān)控對象的實時監(jiān)視監(jiān)聽、查詢、云臺控制、接警處理，并集成基本的GIS功能，可以在GIS電子地圖上顯示各個布防點的狀態(tài)，方便用戶操作。

    管理平臺可以配合學校保衛(wèi)管理部門，對不同的報警進行評估，將不同的報警分成相應的級別，并針對不同的報警級別制訂相應的警情處置預案。

   可靠性要求

   視頻監(jiān)控管理平臺的可靠穩(wěn)定運行是整個平安校園系統(tǒng)有效工作的前提。因此，對于系統(tǒng)的軟件設計采用模塊化分層設計，可對關鍵模塊做冗余備份，相應的網元可作負載均衡或者冗余熱備份，保證業(yè)務的不中斷。同時，出于穩(wěn)定性和安全性考慮，系統(tǒng)操作平臺選擇Linux。

    安全性要求

   由于涉及到視頻圖像的各級調用，監(jiān)控專用網絡與校園網絡間需要進行數(shù)據交換，可以進行流媒體轉發(fā)、組播單播轉換和外網遠程訪問服務，因此，需合理地進行網絡設計，部署防火墻，保證獲得授權客戶的可控訪問，保障系統(tǒng)的安全性，確保整個校園安全防范系統(tǒng)的安全可靠運轉。

    解決方案介紹

    系統(tǒng)總體結構

    遵循數(shù)模結合總體建設思想，并綜合考慮系統(tǒng)的功能、可靠性、安全性和實用性的要求，系統(tǒng)將基于Linux操作系統(tǒng)進行專業(yè)級網絡視頻監(jiān)控平臺的構建，該校校園安全防范視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結構如圖1。 

圖1 校園安全防范視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

    從圖1可見，前端校園公共區(qū)域監(jiān)控點和自助報警點的模擬圖像傳輸采用光纖視頻專網，將圖像實時地傳輸至監(jiān)控中心，圖像經分配后，一組經模擬矩陣切換上電視墻，另一組經編碼器編碼后上傳至IP安保視頻專網。這樣既確保了非壓縮視頻圖像被實時地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心和上電視墻進行實時監(jiān)視，又實現(xiàn)了圖像的網絡存儲和授權用戶的調閱。而對于學生宿舍區(qū)監(jiān)控點的模擬圖像在前端即通過視頻服務器編碼上傳至IP安保視頻專網。系統(tǒng)設置IP數(shù)字矩陣，學生宿舍區(qū)監(jiān)控點的數(shù)字圖像也能經IP數(shù)字矩陣上電視墻。

   系統(tǒng)在監(jiān)控中心設置IP SAN，對所有圖像進行集中存儲(包括校園公共區(qū)域監(jiān)控點和學生宿舍區(qū)監(jiān)控點)。在媒體分發(fā)服務器和回放服務器管理和控制下，使得網上被授權的用戶能對圖像進行實時監(jiān)視，能對存儲的圖像實現(xiàn)遠程回放調閱。

   從圖1上還可以看到，在監(jiān)控中心還部署有液晶屏拼接電視墻，其配合模擬矩陣和IP數(shù)字矩陣，以滿足實時監(jiān)控的需求，并能與保衛(wèi)處接警中心聯(lián)動，確保發(fā)生報警時，報警點圖像能自動切換至主監(jiān)視器進行實時顯示。

    在監(jiān)控中心部署中心管理服務器，以實現(xiàn)對所有網絡設備進行管理和全局調度，保證流媒體的實時分發(fā)、圖像的可靠存儲和回放調閱，并能實現(xiàn)嚴格的權限管理和控制。

    系統(tǒng)還部署了千兆防火墻，實現(xiàn)安防專網與校園網的連接，既允許校領導及教研室對監(jiān)控圖像的遠程調閱，又保障了安防專網的安全和防范外網的侵襲。 

    解決方案特點

    本校園安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)充分整合了IP網絡、光通信、視頻、軟件等領域的技術優(yōu)勢，延續(xù)和升華校方數(shù)字校園的構想，并面向未來應用，具備技術及應用上的獨有特點：

    1、因地制宜，節(jié)約投資

    系統(tǒng)設計充分考慮到用戶的資源和投資情況，針對不同的監(jiān)控場景采用不同的視頻接入解決方案。對于校園公共區(qū)域人流、車流量大，情況復雜，采用實時非壓縮視頻傳輸方式，保證視頻圖像的高質量顯示和實時切換，并疊加自助報警點，豐富了系統(tǒng)功能;對于宿舍區(qū)等人流情況相對容易看見的區(qū)域，采用IP化視頻傳輸方案，強調高質量圖像存儲，保證突發(fā)事件發(fā)生后的可靠調用和查證。 

    2、高度融合，數(shù)字化校園先行 

    系統(tǒng)與原有已建設的IPTV系統(tǒng)融合，形成一個集教育資源共享與交流、網絡化輔助教學、遠程校區(qū)安防、交互式遠程教育、多媒體綜合娛樂、數(shù)字虛擬校園于一體的融合項目。

    3、先進的體系架構，標準化技術

    系統(tǒng)充分整合了IP網絡、光通信、視頻、軟件等領域的技術，采用開放的架構，標準的技術實現(xiàn)，控制信令采用標準的SIP協(xié)議，從而保證了系統(tǒng)的互通能力和調閱共享能力，充分利用圖像資源。通過開放接口，提供系統(tǒng)功能二次開發(fā)能力，且支持移動視頻監(jiān)控，面向未來應用。

    4、高清晰的圖像質量，可變的視頻碼流帶寬

    采用業(yè)內專業(yè)圖像編碼技術，可提供全D1圖像分辨率，支持MPEG4和H.264編碼格式，編碼帶寬最高可達8M，可以為用戶提供最高質量的高清晰圖像，滿足校園監(jiān)控的要求。同時支持128Kbps-8Mbps可變碼流，滿足學校內非重要場合的監(jiān)控，減少監(jiān)控存儲的容量。

    5、專業(yè)可靠的IP SAN存儲，滿足校園監(jiān)控的高可靠存儲

    采用IP SAN存儲技術，提供30天24小時不間斷存儲，可以在分布式部署的同時實現(xiàn)集中管理、跨域共享以及平滑擴容;此外，IP SAN系統(tǒng)支持RAID保護及硬盤熱備、支持可選冗余熱插拔電源、支持電源自動故障切換等，從而保證了系統(tǒng)的高可靠存儲。基于IP SAN架構的存儲資源統(tǒng)一管理，支持報警錄像、前端錄像、平臺錄像、定時錄像的分類檢索。

    6、圖形化管理，人性化用戶界面

    系統(tǒng)采用Wview圖形化網管系統(tǒng)，可與服務器設備共操作平臺，支持設備批量配置，支持全網設備的統(tǒng)一拓撲視圖，支持拓撲自動發(fā)現(xiàn)管理、全網設備狀態(tài)管理、故障自動告警及定位管理和GIS地圖功能。

    7、分級分權管理，降低維護成本

    系統(tǒng)具備嚴格的權限控制能力，支持分級分權管理，針對不同的院系可以采用分區(qū)管理、用戶管理和云臺控制沖突管理等多種權限管理模式。不同用戶只能在被賦予的權限下進行視頻瀏覽、云鏡控制、錄像檢索回放等操作。這種分級分權的管理模式適合校園監(jiān)控系統(tǒng)應用，減少了校園監(jiān)控的維護成本。

    結語 

    該套系統(tǒng)自2009年新學期系統(tǒng)投入使用以來，幫助學校保衛(wèi)處破獲處理多起自行車、錢包、筆記本電腦等被盜事件，對不法犯罪分子起到了震懾作用，有效地抑制了校園違法犯罪活動，促進了良性循環(huán)，創(chuàng)造了良好的校園社會效應。

    未來將繼續(xù)給予學校大力支持，保證系統(tǒng)后臺可以與數(shù)字校園的其它各子系統(tǒng)進行無縫整合，使得極大地豐富系統(tǒng)用途并簡化了管理流程，并可為其它子系統(tǒng)提供定制開發(fā)，提升數(shù)字校園的品質，并可與將來的校園一卡通(包含門禁系統(tǒng)功能)、車載無線監(jiān)控、校園觀光車GPS等實現(xiàn)便捷的集成，實現(xiàn)包括WLAN、GPRS、3G、IPv6、圖像識別、人工智能等新技術新思維的應用，從而進一步提高系統(tǒng)的應用功能和應用領域，為校園營造出良好的生活和學術環(huán)境。