校園安防監(jiān)控項目一直是弱電做的重點項目之一，校園安防監(jiān)控稍比小區(qū)安防監(jiān)控復雜些，平時也有不少朋友多次問起，在我們?nèi)蹼奦IP技術(shù)群中也經(jīng)常討論到。
項目背景
隨著XX實驗學校新校區(qū)的建設(shè)，學生高密度集中，校園的開放程度和后勤服務社會化程度越來越高，校內(nèi)安全管理環(huán)境日趨復雜。近年來，學校發(fā)生的涉及安全的相關(guān)事件，給學校安全管理工作造成了極大的壓力。如何處理校區(qū)安全保衛(wèi)工作和突發(fā)性、群體性事件，對學校進行有效的安全防護成為安全管理工作的重點，加強校園的安全防范工作的科技化管理成為了學校安全管理的趨勢和方向。
需求分析
該套系統(tǒng)整體需求分析如下：
（1）平安校園監(jiān)控系統(tǒng)
簡而言之是通過圖像監(jiān)控的方式對該校園的主要出入口和重要區(qū)域作一個實時、遠程視頻監(jiān)控的安防系統(tǒng)。系統(tǒng)通過前端視頻采集設(shè)備即攝像機將現(xiàn)場畫面轉(zhuǎn)換成電子信號傳輸至中心，然后通過顯示單元實時顯示、存儲設(shè)備錄像存儲等，實現(xiàn)保衛(wèi)處工作人員對各區(qū)域的遠程監(jiān)控。
（2）教務管理系統(tǒng)
教務管理系統(tǒng)是專門為學校視頻教學管理進行開發(fā)的一套軟件系統(tǒng)，可以根據(jù)課程表進行實時教學查看和歷史課程視頻觀摩并且可對授課教師進行評價，有助于提高整體教學水平。學校領(lǐng)導通過查看公開課統(tǒng)計，可對任課教師教課水平有客觀了解。
（3）考務管理系統(tǒng)
考務管理系統(tǒng)是在標準化考場建設(shè)的其基礎(chǔ)上針對學校實際應用需求專門開發(fā)的一套考務信息管理平臺。通過數(shù)據(jù)導入校級監(jiān)控平臺，用戶不僅可以通過實時監(jiān)控子系統(tǒng)監(jiān)控各教室的情形，而且能夠同步顯示各教室考試信息以及該教室所有考生的信息，即用戶在選擇某個教室之后，可以自動列出在該教室參加考試的考生列表和考生個人信息，還可以根據(jù)需要顯示考生信息。還可以添加考務預案，針對不同的突發(fā)情況做出及時的預案處理。
（4）綜合管理平臺
平安校園系統(tǒng)綜合管理平臺是以視頻圖像應用為手段能有效結(jié)合數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析、智能圖像分析等技術(shù)手段實現(xiàn)對系統(tǒng)信息的比對、判斷以及聯(lián)動控制操作，集多種管理手段、分析處理手段于一體，最大程度地提高視頻監(jiān)控的作用和效率，提升學校整體安防技術(shù)水平。
設(shè)計原則
本系統(tǒng)的總體設(shè)計應根據(jù)國家、地方相關(guān)法規(guī)、技術(shù)標準規(guī)范的要求，立足XX中學的實際情況，秉著積極消化吸收國內(nèi)外先進經(jīng)驗和技術(shù)，安全可靠、節(jié)儉實用、便于擴展和管理維護的原則進行。本次建設(shè)遵循的原則：
1、可靠性
系統(tǒng)應具有完善的智能網(wǎng)管功能，如故障自動檢測、系統(tǒng)自動恢復等功能，方便管理維護人員及時了解設(shè)備狀況，及早發(fā)現(xiàn)、消除系統(tǒng)隱患。
2、集成性
實現(xiàn)視頻與報警，教務管理，考務管理，等多個子系統(tǒng)無縫對接，在一個平臺統(tǒng)一集成管理控制，資源共享
3、經(jīng)濟實用性
按照實用性的原則，整個系統(tǒng)以實用、操作方便、簡潔、性能高效為原則，既滿足快速反應的特點，又滿足相關(guān)監(jiān)控人員的信息采集處理備案的功能。
4、標準化及兼容性
兼容國內(nèi)主流視頻設(shè)備，支持安防周邊設(shè)備協(xié)議，解決不同品牌與新舊設(shè)備之間兼容問題。
5、可維護性
設(shè)計要通用化、模塊化，具有自診斷能力，盡量降低維護工作量及難度
6、可擴充性和開放性
開放性的標準體系，遵循規(guī)范的通用接口標準，模塊化結(jié)構(gòu)
7、方便性
操作界面簡單化，監(jiān)控中心可以對各節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)指導。所有操作采用中文菜單選擇，中文提示，可以使用鼠標，鍵盤，專用功能鍵等進行相關(guān)的操作。
8、系統(tǒng)安全性
對系統(tǒng)采取必要的安全保護措施，防止病毒感染、黑客攻擊，防雷擊、過載、斷電和人為破壞，具有高度的安全和保密性。
設(shè)計規(guī)范
GB4943-2011 信息技術(shù)設(shè)備的安全
GB8898-2011 音頻、視頻及類似電子設(shè)備安全要求
GB16796-2009 安全防范報警設(shè)備安全要求和試驗方法
GB17859-2019 計算機信息系統(tǒng)安全保護等級劃分準則
GB50057-1994 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范
GB50198-2011 民用閉路監(jiān)控電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范
GB50348-2018 安全防范工程技術(shù)規(guī)范
GA308-2001 安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則
GA/T74-2000 安全防范系統(tǒng)通用圖形符號
GA/T75-94 安全防范工程程序與要求
GA/T367-2016 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求
GA/T368-2001 入侵報警系統(tǒng)技術(shù)要求
前端設(shè)計
本方案將根據(jù)校園的不同防范區(qū)域按照相應的視頻資源需求，結(jié)合XX自身的專業(yè)特點，此次平安校園規(guī)劃平安校園系統(tǒng)、教務管理系統(tǒng)、考務管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)，并通過建立綜合安防管理平臺將各個安防子系統(tǒng)統(tǒng)一到平臺進行集中管理。
本設(shè)計視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用高清網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，前端攝像機采用純高清設(shè)備，傳輸采用基于校園局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸、并由NVR進行本地存儲，傳輸至中心對關(guān)鍵報警數(shù)據(jù)進行二次存儲。系統(tǒng)主要對校園內(nèi)各個場所包括周界圍墻、出入口、主干道、辦公樓、教學樓、學校活動大廳、圖書館、電梯廳及電梯等進行全方位立體式監(jiān)控；錄像等；
教務管理系統(tǒng)前端主要通過高清槍機以及拾音器對教學錄像進行采集，通過局域網(wǎng)傳輸至監(jiān)控中心，通過綜合管理平臺實現(xiàn)信息管理以及資源共享，主要包含以下內(nèi)容：教師信息管理、班級信息管理、課程信息管理等功能；
考務管理系統(tǒng)結(jié)合電子監(jiān)考前端視頻采集以及綜合管理平臺實現(xiàn)對參考學生信息記錄，考試查詢，學院考試錄像回放下載等功能；整套系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：
本次工程需要建設(shè)覆蓋整個校園的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，共計260個點位，全部采用高清前端。
一、視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)點位
根據(jù)XX中學本次建設(shè)規(guī)劃，本次建設(shè)監(jiān)控點位為：行政樓、校園室外公共活動區(qū)域、教學樓、學生食堂、宿舍樓室外、宿舍樓室內(nèi)1、2、3、4、號樓、具體如下表：
二、設(shè)備分類
XX中學本次視頻監(jiān)控系統(tǒng)共建設(shè)攝像機260臺，其中高清紅外半球攝像機73臺，高清紅外球機20臺，高清紅外槍機167臺，具體如下表：
三、前端整體設(shè)計
XX中學此次監(jiān)控點遍布學校各個點位，包括行政樓、校園室外公共活動區(qū)域、教學樓、學生食堂、宿舍樓室外、宿舍樓室內(nèi)1、2、3、4、號樓、等地。因此需要我們進行光纖鏈路的敷設(shè)，光纖到位之后我們可以直接將前端各個點位通過網(wǎng)絡(luò)進行匯聚，并統(tǒng)一傳到監(jiān)控中心。
A、樹形分布
B、數(shù)字接入
前端：前端高清設(shè)備先通過嵌入式硬盤錄像機存儲，并根據(jù)距離由網(wǎng)絡(luò)或者光纖上傳輸上一級監(jiān)控中心，通過光纖將各個前端串聯(lián)起來加上交換機組成大的光纖專網(wǎng)，這樣能夠保證大量的點數(shù)的帶寬以及系統(tǒng)的穩(wěn)定
后端：領(lǐng)導通過網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)看控制各個前端點。
C、三級管控
從管控方式來講，將XX中學監(jiān)控系統(tǒng)分為三級管控中心：
各個監(jiān)控子系統(tǒng)進行本地管轄區(qū)域內(nèi)視頻的統(tǒng)一錄像存儲管理，
監(jiān)控中心接收公共區(qū)域前端視頻，并進行管理和控制，在整個系統(tǒng)中具有最高權(quán)限，并能夠調(diào)用各監(jiān)控子系統(tǒng)內(nèi)的圖像觀看管理權(quán)限。
領(lǐng)導客戶端負責對學校內(nèi)前端的視頻信號進行和控制和瀏覽。
四、前端監(jiān)控部署
室外：
? 學校出入口：學校門口是學校的重點監(jiān)控區(qū)域，主要監(jiān)控對象是進出學校人員，以及車輛，兼顧學校門口治安。需要全天候高清晰進行監(jiān)控錄像。因而建議采用高清紅外球機，對出入口的狀況進行整體把握。同時根據(jù)現(xiàn)場需要考慮補光。
? 主要道路：為實現(xiàn)校園無死角全覆蓋，因而在校園的主要道路平均分布了監(jiān)控點，一般道路安裝有路燈，但只是起到道路照明的作用，在攝像機監(jiān)控要求的補光還有差距，因而需要采用紅外補光，以看清夜間過往人員的面部特征，同時對于突發(fā)事件地點的不確定性，因而需要采用高清紅外球機，以實現(xiàn)360度以及至少20倍變焦操作。
? 廣場監(jiān)控：廣場監(jiān)控屬于空曠場合，需要大面積遠距離監(jiān)控，補光效果不會很強，因而需要采用高清紅外球機。
? 樓宇監(jiān)控：樓宇室外監(jiān)控主要以教學樓、行政樓等的樓宇間空場地，以及樓宇出入口，面積相對不大，監(jiān)控區(qū)域較為集中，并且白天人員的流動性很大，活動復雜，因而建議采用高清紅外球機，進行360度全面監(jiān)控。
室內(nèi)：
? 教學樓/宿舍樓樓梯口：樓梯口監(jiān)控是宿舍樓監(jiān)控的重點區(qū)域，是樓層間監(jiān)控區(qū)域隔離的場合，因而要對進入學生宿舍走廊的學生進行監(jiān)控錄像，防止盜竊以及非法嫌疑人員進入，建議采用高清紅外槍機。
? 教學樓/宿舍樓走廊：宿舍樓每樓層走廊需要在其兩側(cè)安裝高清紅外半球攝像機或者高清紅外槍機，目的有兩個：一是監(jiān)控走廊治安，防止有打架斗毆事件發(fā)生，以提早發(fā)現(xiàn)制止。二是保障宿舍安全，可以對進出宿舍的人員進行記錄，對非法進入學生宿舍并盜竊進行監(jiān)控。
? 教學樓/宿舍樓門口：在門口可以安裝高清紅外半球，以實現(xiàn)對進出學生宿舍樓的人員進行高清錄像，同時配合道閘刷卡權(quán)限，進行高清抓拍，以實現(xiàn)對每個進出宿舍樓的人員進行錄像存儲。保障宿舍樓安全。
五、系統(tǒng)功能
1) 全天候監(jiān)控功能
通過安裝的全天候監(jiān)控設(shè)備，全天候24小時成像，實時監(jiān)控校園室內(nèi)、電梯轎廂、電梯廳、消防通道、室外路口、周界等的安全狀況；
2) 晝夜成像功能
方案中涉及到的半球攝像機和固定槍式攝像機可采用紅外模式攝像，可見光成像系統(tǒng)的彩色模式非常適合天氣晴朗、能見度良好的狀況下對監(jiān)視范圍內(nèi)的觀察監(jiān)視識別；紅外模式則具有優(yōu)良的夜視性能和較高的視頻分辨率，對于照度很低甚至0LUX照度的情況下具有良好的成像性能；
3) 高清晰度成像
校園部署高清晰度攝像機，采用高清晰度成像技術(shù)對區(qū)域內(nèi)實施監(jiān)控，有利于記錄校園車輛、人員面部等細部特征。
4) 前端設(shè)備控制功能
可手動控制鏡頭的變倍、聚焦等操作，實現(xiàn)對目標細致觀察和抓拍的需要；對于室外前端設(shè)備，還可遠程啟動雨刷、燈光等輔助功能。
5) 報警功能
系統(tǒng)對各監(jiān)控點進行有效布防，避免人為破壞；當發(fā)生斷電、視頻遮擋、視頻丟失等情況時，現(xiàn)場發(fā)出告警信號，同時將報警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，使管理人員第一時間了解現(xiàn)場情況。
6) 聯(lián)動功能
校園安全防范系統(tǒng)是以綜合安防管理平臺為基礎(chǔ)，各子系統(tǒng)既可獨立運行，又可統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理的多功能、全方位、立體化的安防自動化管理系統(tǒng)，從而建立起一套完善的、功能強大的技術(shù)防范體系，以滿足對校園安全和管理的需要，配合人員管理，實現(xiàn)人防與安防的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)。
7) 回放查詢功能
有突發(fā)事件可以及時調(diào)看現(xiàn)場畫面并進行實時錄像，記錄事件發(fā)生時間、地點、及時報警聯(lián)動相關(guān)部門和人員進行處理，事后可對事件發(fā)生視頻資料進行查詢分析。
8) 電子地圖功能
系統(tǒng)軟件多級電子地圖，可以將區(qū)域的平面電子地圖以可視化方式呈現(xiàn)每一個監(jiān)控點的安裝位置、報警點位置、設(shè)備狀態(tài)等，有利于操作員方便快捷地調(diào)用視頻圖像。
9) 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測功能
對于系統(tǒng)前端節(jié)點為網(wǎng)絡(luò)攝像機，軟件平臺能實時監(jiān)測它們的運行狀態(tài)，對工作異常的設(shè)備可發(fā)出報警信號。
10) 智能分析功能
近紅外人臉識別功能
所謂近紅外人臉識別系統(tǒng)，就是在近距離條件下識別人臉來進行人員身份驗證，這項技術(shù)可應用在重要通道或者財務，領(lǐng)導辦公室等進出口處，不受環(huán)境光的影響，可動態(tài)實時捕捉人臉，精確定位, 快速識別，能防止照片模型等非法攻擊，識別時間小于1秒 準確率高：達到99.5％ 使用簡便：可以不需要任何輔助手段，如卡，密碼等，完全靠人臉實現(xiàn)身份識別。
11) 人數(shù)統(tǒng)計
在公共場所，如教室，廣場，統(tǒng)計現(xiàn)場人流量，統(tǒng)計人數(shù)，維持現(xiàn)場秩序。
教務管理系統(tǒng)
1、系統(tǒng)設(shè)計
如上圖所示：前端信息采集教學錄像資源，并通過學校局域網(wǎng)，以及廣域網(wǎng)可以實現(xiàn)：教學課表，公開課的查詢；課堂的觀摩錄像，教師的互評，實時課堂的查看等功能；通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)教學資源的共享，提高和優(yōu)化教學的質(zhì)量。
二、系統(tǒng)功能
1、學校公開課教學管理
在學校公開課觀摩、點評、推廣方面能發(fā)揮重要作用。觀摩人員可以在自己的辦公電腦前觀摩公開課，并且可以邀請或各級領(lǐng)導在網(wǎng)上進行觀摩，不受地方限制。在公開課點評環(huán)節(jié)，可利用網(wǎng)絡(luò)視頻的錄像及播放功能進行細節(jié)點評。優(yōu)秀公開課也可以做為教學資源保存下來，并利用網(wǎng)絡(luò)視頻點播和廣播功能為教師服務。
2、課表查詢
教師、班主任、校長根據(jù)個人不同的權(quán)限可以查看以周為單位的課表，及時了解本周課程課表情況
如下圖所示：
3、公開課查詢
為了提高公開課的質(zhì)量以及加大公開課的共享程度，方便廣大師生對公開課進程的了解；
教育局領(lǐng)導以及廣大師生根據(jù)各自分配的權(quán)限查看本校以及外校公開課的列表以及進程：
4、課程觀摩
為了提高教學水平和質(zhì)量，各個學校采取課程觀摩的方式進行教學資源共享；
可以互相提高彼此的教學質(zhì)量。
如下圖所示：
5、課程評價
通過課程評價可以讓校方領(lǐng)導以及廣大師生及時了解各個老師的教學質(zhì)量和水平，可以為職稱的評定起一定參考作用，同時各個老師可以通過評價及時找出自己教學不足，及時改善自己教學質(zhì)量。
6、實時課堂
班主任和校長根據(jù)各自分配的權(quán)限查看，瀏覽當天的課程實時視頻情況；實現(xiàn)對教師上課的實時監(jiān)督，提升教學質(zhì)量。
7、數(shù)據(jù)統(tǒng)計
校長可以查詢統(tǒng)計本學校教師公開設(shè)置課情況、公開課被觀摩情況和本校教師觀摩公開課情況。
教研員可以查詢統(tǒng)計本區(qū)自己負責的學科、年級對應教師的校級、區(qū)級公開課設(shè)置情況、被觀摩情況和這個教師觀摩公開課情況。
監(jiān)控中心和設(shè)計
高清的圖像采集與傳輸固然重要，如果沒有一套高清的顯示系統(tǒng)和高效的控制系統(tǒng)，則該系統(tǒng)仍然不算是高質(zhì)量的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。因此，要想在整套系統(tǒng)中應用高清技術(shù)，必須要有相應的高清的圖像顯示與強大的控制系統(tǒng)做支撐，讓用戶駕馭于整套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使高清技術(shù)得以充分的發(fā)揮。
本方案監(jiān)控中心我們設(shè)置3X3塊46寸超窄邊液晶拼接屏，用于顯示前端采集監(jiān)控畫面，拼接屏上方安裝一塊LED條幅，用于顯示一些歡迎或單位信息的文字。
一、圖像顯示
圖像顯示采用XX液晶拼接屏系統(tǒng)，采用的大屏為三星原裝DID液晶面板為核心技術(shù)的一體化單元。
拼接方式任意選擇，單元尺寸靈活，使用場所適應性強：DID-LCD液晶屏可以選擇任意拼接（M*N），屏的大小亦有多種選擇，40寸、46寸等多種規(guī)格，可以滿足不同場所的需要。
此外，XX液晶大屏幕具有高亮度、高對比度、快速響應時間、寬視角、超窄邊等特點。
二、圖像控制
解碼子系統(tǒng)的主要是將前端網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控信號還原成高清數(shù)字信號，輸出到顯示系統(tǒng)進行顯示。
解碼系統(tǒng)架構(gòu)的參考圖如下：
與一般解碼子系統(tǒng)相比，本次設(shè)計解碼子系統(tǒng)不僅是個單純的視頻解碼子系統(tǒng)，而是一個集視頻解碼、數(shù)字輸入、拼接、控制、漫游等功能于一體的視頻綜合管理平臺，它將原有的解碼設(shè)備、拼接控制設(shè)備集成到一體化的設(shè)備中，通過視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)的管理平臺軟件即可實現(xiàn)視頻解碼輸出、切換控制、大屏拼接、畫面開窗、漫游等原來需要多套軟件才能夠?qū)崿F(xiàn)的功能。它可支持多種數(shù)據(jù)源同時接入，如：網(wǎng)絡(luò)編碼接入，光纖數(shù)字接入，SDI信號接入，DVI信號接入，VGA信號接入，BNC模擬信號接入。也可以支持多種輸出接口輸出，如：HDMI，DVI，VGA等。
三、視頻綜合平臺
視頻綜合平臺有如下一些特點：
? 拼接靈活性,操作便捷
支持多種拼接方式，用戶可以根據(jù)需求任意切換任意組合，可以實現(xiàn)開窗，漫游，拼接等功能，操作簡單，在客戶端軟件中通過拖動實現(xiàn)輕松配置。
圖像顯示是通過客戶端軟件控制視頻綜合平臺進行輸出給顯示單元進行顯示?？蛻舳塑浖鶕?jù)監(jiān)控中心圖像監(jiān)控的需要設(shè)置顯示策略，并控制視頻綜合平臺實現(xiàn)圖像的解碼輸出。除此之外，還可以實現(xiàn)報警聯(lián)動輸出，報警彈圖像，圖像輪巡，回放錄像上墻等功能。
? 支持高清圖像拼接上墻
傳統(tǒng)的監(jiān)控分辨率4CIF為704x576，隨著監(jiān)視器分辨率的提高，以及拼接屏的使用，4CIF分辨率的效果逐步降低，而視頻綜合平臺支持接入1080P或者UXGA（1600x1200）分辨率的圖像，很好的解決了圖像質(zhì)量的瓶頸，并且配合DVI或者HDMI等輸出高清接口，讓拼接屏的圖像顯示質(zhì)量有了一個質(zhì)的提高。
? 集成度高，性能好
可以對BNC，VGA，SDI，光纖等輸入源進行編碼壓縮，采用XX自主研發(fā)的針對高清視頻監(jiān)控有特別優(yōu)化的編碼算法，并搭配TI高性能芯片，實現(xiàn)高壓縮，低延遲。編碼壓縮的數(shù)據(jù)可以配合網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備進行存儲備份。
