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(shù)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(yīng)對校園迫切的安全防范需求，某高校在2009年初即開始構(gòu)思“平安校園”的建設(shè)，擬在校園內(nèi)建設(shè)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(jié)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(shè)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?qū)ν话l(fā)事件進行事先預防、告警，對已經(jīng)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(chǎn)的安全。

    建設(shè)內(nèi)容

    經(jīng)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(wǎng)。

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

   在校園主要道路、重要路口、學校大門、校內(nèi)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(shè)

    工程包括學校所有適合安裝技防監(jiān)控設(shè)備的學生宿舍樓，采用IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方式，將監(jiān)控信息通過監(jiān)控專網(wǎng)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(shè)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(shè)。通過獨立的信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)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(guān)管理部門共享，管理人員能方便地實時調(diào)閱;

   · 可靠存儲，確保發(fā)生突發(fā)事件后有據(jù)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(quán)的終端用戶都可在任意節(jié)點上實現(xiàn)控制和調(diào)用被授權(quán)的信息，系統(tǒng)對校園內(nèi)的所有安防設(shè)備進行分層分區(qū)管理，易于管理和操作;

    · 進行業(yè)務(wù)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(shè)計、分層設(shè)計和軟件模塊化設(shè)計，系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵網(wǎng)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(guān)教研室做研究之用。

    此外，經(jīng)綜合考慮，在確保監(jiān)控圖像質(zhì)量和充分利用已有的校園網(wǎng)資源下，系統(tǒng)根據(jù)學校實際情況采用數(shù)字、模擬相結(jié)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(wǎng)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(wǎng)絡(luò)，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(yīng)包括集中認證、注冊、配置、控制、報警轉(zhuǎn)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(wù)。對于授權(quán)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(yīng)的級別，并針對不同的報警級別制訂相應(yīng)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(shè)計采用模塊化分層設(shè)計，可對關(guān)鍵模塊做冗余備份，相應(yīng)的網(wǎng)元可作負載均衡或者冗余熱備份，保證業(yè)務(wù)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(diào)用，監(jiān)控專用網(wǎng)絡(luò)與校園網(wǎng)絡(luò)間需要進行數(shù)據(jù)交換，可以進行流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、組播單播轉(zhuǎn)換和外網(wǎng)遠程訪問服務(wù)，因此，需合理地進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，部署防火墻，保證獲得授權(quán)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(zhuǎn)。

    解決方案介紹

    系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

    遵循數(shù)模結(jié)合總體建設(shè)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(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺的構(gòu)建，該校校園安全防范視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)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(wǎng)，將圖像實時地傳輸至監(jiān)控中心，圖像經(jīng)分配后，一組經(jīng)模擬矩陣切換上電視墻，另一組經(jīng)編碼器編碼后上傳至IP安保視頻專網(wǎng)。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(wǎng)絡(luò)存儲和授權(quán)用戶的調(diào)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(wù)器編碼上傳至IP安保視頻專網(wǎng)。系統(tǒng)設(shè)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(jīng)IP數(shù)字矩陣上電視墻。

   系統(tǒng)在監(jiān)控中心設(shè)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(wù)器和回放服務(wù)器管理和控制下，使得網(wǎng)上被授權(quán)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(diào)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(wù)器，以實現(xiàn)對所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行管理和全局調(diào)度，保證流媒體的實時分發(fā)、圖像的可靠存儲和回放調(diào)閱，并能實現(xiàn)嚴格的權(quán)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(wǎng)與校園網(wǎng)的連接，既允許校領(lǐng)導及教研室對監(jiān)控圖像的遠程調(diào)閱，又保障了安防專網(wǎng)的安全和防范外網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)、光通信、視頻、軟件等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，延續(xù)和升華校方數(shù)字校園的構(gòu)想，并面向未來應(yīng)用，具備技術(shù)及應(yīng)用上的獨有特點：

    1、因地制宜，節(jié)約投資

    系統(tǒng)設(shè)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(zhì)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(diào)高質(zhì)量圖像存儲，保證突發(fā)事件發(fā)生后的可靠調(diào)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(shè)的IPTV系統(tǒng)融合，形成一個集教育資源共享與交流、網(wǎng)絡(luò)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(gòu)，標準化技術(shù)

    系統(tǒng)充分整合了IP網(wǎng)絡(luò)、光通信、視頻、軟件等領(lǐng)域的技術(shù)，采用開放的架構(gòu)，標準的技術(shù)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(diào)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(yīng)用。

    4、高清晰的圖像質(zhì)量，可變的視頻碼流帶寬

    采用業(yè)內(nèi)專業(yè)圖像編碼技術(shù)，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(zhì)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(nèi)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(shù)，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?；贗P SAN架構(gòu)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(wǎng)管系統(tǒng)，可與服務(wù)器設(shè)備共操作平臺，支持設(shè)備批量配置，支持全網(wǎng)設(shè)備的統(tǒng)一拓撲視圖，支持拓撲自動發(fā)現(xiàn)管理、全網(wǎng)設(shè)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(quán)管理，降低維護成本

    系統(tǒng)具備嚴格的權(quán)限控制能力，支持分級分權(quán)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(quán)限管理模式。不同用戶只能在被賦予的權(quán)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(quán)的管理模式適合校園監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用，減少了校園監(jiān)控的維護成本。

    結(jié)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(yīng)。

    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(zhì)，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(shù)新思維的應(yīng)用，從而進一步提高系統(tǒng)的應(yīng)用功能和應(yīng)用領(lǐng)域，為校園營造出良好的生活和學術(shù)環(huán)境。