溫華

摘要：在社會(huì)安全環(huán)境日益復(fù)雜的今天，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是必須建設(shè)的基于技術(shù)的安保系統(tǒng)，通過(guò)采取信息技術(shù)提高校園的安全管理水平，彌補(bǔ)人防的不足，預(yù)防、震懾犯罪，提升師生的安全干。該文簡(jiǎn)要介紹柳州職業(yè)教育集中辦學(xué)區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)需求及重要部分設(shè)計(jì)情況，希望能給同類(lèi)項(xiàng)目及同行予參考。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；IPSAN；設(shè)計(jì)；網(wǎng)絡(luò)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）22-5333-03

1 概述

柳州職業(yè)教育集中辦學(xué)區(qū)（簡(jiǎn)稱(chēng)職教園）位于廣西柳州市柳東新區(qū)，是柳州市重點(diǎn)項(xiàng)目，總體規(guī)劃用地面積10014畝，其中一期用規(guī)劃地面積3532.7畝，總建筑面積共計(jì)92.35萬(wàn)平方米，由四所職業(yè)院校（二所職業(yè)技術(shù)學(xué)校、二所高職高專(zhuān)）和一個(gè)共享區(qū)構(gòu)成。職教園自2009年4月動(dòng)工建設(shè)，2009年10月份四所院校已實(shí)現(xiàn)學(xué)生入駐，截止2013年秋季，共建成行政樓、教學(xué)樓、圖書(shū)樓、實(shí)訓(xùn)樓、風(fēng)雨操場(chǎng)、宿舍、食堂等各類(lèi)單體70多棟，校門(mén)、圍墻已陸續(xù)建成并交付使用，目前入駐師生及職工共計(jì)5萬(wàn)人。

近年來(lái)各地的校園時(shí)常發(fā)生盜搶騙和暴力事件，如何加強(qiáng)校園的安全防范管理，成為了管理者重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。為預(yù)防、震懾犯罪，減少財(cái)產(chǎn)損失，保障在校師生的人身安全，完善校園安全防范體系、提高校園的整體防控能力，創(chuàng)建一個(gè)文明、安全、和諧、美麗的校園環(huán)境，職教園各院校紛紛加大安保投入，采取人防與技防相結(jié)合的手段加強(qiáng)校園安防管理，保證校園內(nèi)教職人員及學(xué)生的人身財(cái)產(chǎn)和公共財(cái)物設(shè)施的安全。人防方面，通過(guò)組建高效的保安隊(duì)伍，加強(qiáng)駐守和巡邏，技防方面，通過(guò)建設(shè)智能安全防范系統(tǒng)，采取信息技術(shù)提高安全管理水平，以彌補(bǔ)人防的不足。

職教園視頻監(jiān)控系統(tǒng)是“數(shù)字化園區(qū)項(xiàng)目”的基礎(chǔ)組成部分，監(jiān)控的重點(diǎn)是職教園各出入口、主干道口、周界圍墻、重要公共區(qū)域、各單體出入口、樓梯及電梯出入口，重要辦公區(qū)域和設(shè)備房等。

作者所在的單位為職教園建設(shè)單位，作者根據(jù)職教園的安防要求和實(shí)際情況，組織設(shè)計(jì)一套基于IPSAN的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)方式加以實(shí)施。

2 系統(tǒng)需求分析

2.1 監(jiān)視布點(diǎn)需求

系統(tǒng)需要監(jiān)視以下主要位置：1）校區(qū)出入口，監(jiān)視校園出入口人員進(jìn)出和車(chē)輛行駛情況；2）校區(qū)主要干道口，監(jiān)視校園主要干道人流和車(chē)輛行駛情況；3）室外公共區(qū)域，監(jiān)視操場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、就餐區(qū)、購(gòu)物區(qū)、銀行取款區(qū)等室外人流密集區(qū)域的人員流動(dòng)和停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛停放情況；4）單體建筑出入口及電梯前廳，監(jiān)視所有建筑物的出入口和電梯前廳的人員進(jìn)出情況；5）建筑內(nèi)部重要通道，監(jiān)視行政辦公區(qū)、圖書(shū)館、重要實(shí)驗(yàn)室等區(qū)域走廊、通道、樓梯口、電梯廳的人員活動(dòng)情況；6）電梯轎廂，監(jiān)視行政辦公樓、圖文信息中心電梯轎廂的人員進(jìn)出情況；7）建筑內(nèi)重要房間，監(jiān)視重要機(jī)房、設(shè)備房、領(lǐng)導(dǎo)辦公室、資料室、財(cái)務(wù)室等區(qū)域的人員進(jìn)出及活動(dòng)情況；8）校園周界圍墻，監(jiān)視校園圍墻，防止人員非凡翻爬。

2.2 功能需求

系統(tǒng)需滿(mǎn)足以下功能需求：1）所有監(jiān)控?cái)z像頭必須為高清，室外攝像頭防雷防爆防雨防塵；2）具備紅外夜視功能；3）集中管理，集中監(jiān)視，監(jiān)視畫(huà)面實(shí)時(shí)顯示，允許遠(yuǎn)程調(diào)閱在線(xiàn)或離線(xiàn)畫(huà)面；4）能夠24小時(shí)不間斷工作，所有視頻畫(huà)面存儲(chǔ)15天以上；5）具有翻墻、人員異常聚集、特殊區(qū)域設(shè)防等智能報(bào)警功能；6）能夠接入公安天網(wǎng)。

2.3 技術(shù)需求

系統(tǒng)需滿(mǎn)足以下技術(shù)需求：1）采用數(shù)字模式視頻監(jiān)控系統(tǒng)；2）新采購(gòu)攝像機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)接口，原有模擬攝像機(jī)通過(guò)視頻服務(wù)器轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)接口；3）視頻及控制信號(hào)采用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸；4）視頻信號(hào)采用IPSAN設(shè)備集中存儲(chǔ)；5）采用集中供電，安保機(jī)房配置大容量UPS，供機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備及室外攝像機(jī)用電，保證市電斷電時(shí)能夠繼續(xù)工作4個(gè)小時(shí)以上；每個(gè)建筑單體安裝一個(gè)集中供電設(shè)備，室內(nèi)攝像機(jī)從本單體集中供電設(shè)備中取電。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

職教園視頻監(jiān)控系統(tǒng)為分級(jí)管理，一級(jí)管理設(shè)在共享區(qū)圖文信息中心，二級(jí)管理設(shè)在各校安保分中心，各院校設(shè)各建設(shè)一套子獨(dú)立子系統(tǒng)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端攝像機(jī)、信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)、控制系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和電源系統(tǒng)六部分組成，視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D見(jiàn)圖1：

3.1 攝像機(jī)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的視頻攝像機(jī)由固定監(jiān)控角度的槍機(jī)及半球、可控制監(jiān)視角度的智能球機(jī)兩種類(lèi)型組成，攝像機(jī)采用130萬(wàn)像素，具有低照度及紅外夜視功能，支持Ipv4/v6、TCP/IP，HTTP，RTP/RTSP，NTP，DNS，DDNS，SNMP，PPPoE等協(xié)議，安全防護(hù)等級(jí)為IP66，室外攝像機(jī)需安裝防雷裝置。攝像機(jī)類(lèi)型及數(shù)量要求見(jiàn)下表1。

3.2 信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的視頻信號(hào)及控制信號(hào)均采用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，所有新購(gòu)攝像機(jī)均為RJ45接口，原有模擬攝像機(jī)通過(guò)接入視頻服務(wù)器將信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸。核心交換機(jī)設(shè)在安保機(jī)房，核心交換機(jī)與監(jiān)控服務(wù)器、IPSAN、視頻解碼器及校園網(wǎng)核心交換機(jī)直接連接，傳輸速率為1000兆，機(jī)房?jī)?nèi)的管理電腦通過(guò)接入交換機(jī)與核心交換機(jī)連接，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置視頻信號(hào)接入交換機(jī)，1000兆上聯(lián)核心交換機(jī)，通過(guò)100兆光纖收發(fā)器及光纖與監(jiān)控子網(wǎng)連接。每個(gè)單體建筑為一個(gè)視頻監(jiān)控子網(wǎng)，攝像機(jī)通過(guò)雙絞線(xiàn)匯入本子網(wǎng)交換機(jī)后，通過(guò)100兆光纖收發(fā)器及室外光纖連接到安保機(jī)房，室外設(shè)置若干視頻監(jiān)控子網(wǎng)，室外攝像機(jī)通過(guò)100兆光纖收發(fā)器接入到室外視頻監(jiān)控子網(wǎng)，該子網(wǎng)通過(guò)100兆光纖收發(fā)器及室外光纖連接到安保機(jī)房。信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見(jiàn)圖2。

3.3 存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)在四所院校的安保機(jī)房中分別設(shè)置一套存儲(chǔ)系統(tǒng)，用以集中存儲(chǔ)本校區(qū)的視頻畫(huà)面數(shù)據(jù)，該存儲(chǔ)系統(tǒng)的的主要特點(diǎn)是：1）采用基于iSCSI技術(shù)的IP SAN（Storage Area Network）解決方案；2）在監(jiān)控中心部署存儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中存儲(chǔ)，集中管理，節(jié)約投資；3）采用RAID5等存儲(chǔ)技術(shù)，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性、可靠性；4）基于IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地調(diào)看存儲(chǔ)資料。

IP SAN具備SAN集中存儲(chǔ)系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn)，與DAS相比，IP SAN解決了DAS無(wú)法共享存儲(chǔ)資源和擴(kuò)展困難的問(wèn)題，與FC SAN對(duì)比，其優(yōu)勢(shì)在于成本相對(duì)較低。同時(shí)，由于基于TCP/IP協(xié)議，配置、管理、維護(hù)更為簡(jiǎn)單，由于基于IP網(wǎng)絡(luò)， IP SAN的系統(tǒng)構(gòu)建、升級(jí)擴(kuò)容及遠(yuǎn)程備份都非常簡(jiǎn)單，傳輸距離沒(méi)有限制。

高清監(jiān)控區(qū)域采用720P格式的2Mbps的碼流進(jìn)行存儲(chǔ)，系統(tǒng)滿(mǎn)足24小時(shí)存儲(chǔ)要求，確保系統(tǒng)存儲(chǔ)容量具備15天以上的能力，考慮到數(shù)據(jù)的安全性，存儲(chǔ)陣列采取RAID5模式。各院校存儲(chǔ)容量計(jì)算如下：

1）一職校，392臺(tái)攝像機(jī)：

錄像容量（TB）=攝像機(jī)數(shù)×存儲(chǔ)天數(shù)×24×60×60×錄像碼率（Mbps）/8/1024/1024=392×15×24×60×60×2（Mbps）/8/1024/1024≈122（TB）

2）二職校，384臺(tái)攝像機(jī)：

錄像容量（TB）=攝像機(jī)數(shù)×存儲(chǔ)天數(shù)×24×60×60×錄像碼率（Mbps）/8/1024/1024=384×15×24×60×60×2（Mbps）/8/1024/1024≈119（TB）

3）城職院，416臺(tái)攝像機(jī)：

錄像容量（TB）=攝像機(jī)數(shù)×存儲(chǔ)天數(shù)×24×60×60×錄像碼率（Mbps）/8/1024/1024=416×15×24×60×60×2（Mbps）/8/1024/1024≈129（TB）

4）運(yùn)職院，440臺(tái)攝像機(jī)：

錄像容量（TB）=攝像機(jī)數(shù)×存儲(chǔ)天數(shù)×24×60×60×錄像碼率（Mbps）/8/1024/1024=440×15×24×60×60×2（Mbps）/8/1024/1024≈136（TB）

3.4 顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)在安防機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置一套電視墻，供安保值班人員實(shí)施觀(guān)察或回放各監(jiān)視點(diǎn)的畫(huà)面，本系統(tǒng)利用原有21寸監(jiān)視器，每院校新增2臺(tái)42英寸LED監(jiān)視器，建成一個(gè)按3-2-3排列的監(jiān)控電視墻。由于監(jiān)視器數(shù)量有限，為了更好地觀(guān)察監(jiān)控點(diǎn)情況，每臺(tái)監(jiān)視器被切分為25個(gè)分屏畫(huà)面，除進(jìn)出大門(mén)及幾個(gè)特別重要的監(jiān)視點(diǎn)固定顯示外，其余采取輪巡方式循環(huán)顯示，每個(gè)監(jiān)視點(diǎn)顯示10秒鐘。當(dāng)然，系統(tǒng)允許管理人員根據(jù)需要進(jìn)行人工干預(yù)和控制。監(jiān)控電視墻示意圖見(jiàn)圖3。

獲得授權(quán)的管理人員，可以在校園網(wǎng)內(nèi)通過(guò)電腦隨時(shí)調(diào)看攝像頭的實(shí)時(shí)畫(huà)面或檢索存儲(chǔ)在IP SAN中的歷史監(jiān)控畫(huà)面。

4 總結(jié)

由于篇幅有限，系統(tǒng)的其它設(shè)計(jì)及相關(guān)細(xì)節(jié)不在此一一介紹。基于IP SAN的職教園視頻監(jiān)控系統(tǒng)于2013年初招標(biāo)實(shí)施，投資金額1250萬(wàn)元，經(jīng)過(guò)中標(biāo)單位的努力及各院校的大力配合，年底實(shí)施完畢，系統(tǒng)運(yùn)行正常，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)，對(duì)校園的安保工作起到相當(dāng)大的作用。當(dāng)然，系統(tǒng)建設(shè)不是一成不變和一勞永逸的，還需要各學(xué)校根據(jù)自身的特點(diǎn)制定相應(yīng)的管理制度，對(duì)系統(tǒng)加以管理和維護(hù)；學(xué)校也要在的系統(tǒng)運(yùn)行中不斷加以完善，例如，根據(jù)實(shí)際需要增加監(jiān)控?cái)z像機(jī)和存儲(chǔ)容量，調(diào)整現(xiàn)有攝像機(jī)的安裝位置，調(diào)整智能球機(jī)的巡航程序，合理設(shè)置管理人員權(quán)限，接入與柳州市天網(wǎng)等，系統(tǒng)只有經(jīng)過(guò)不斷地完善，才能更好地發(fā)揮應(yīng)有的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉富強(qiáng).數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2003

[2] 中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑電子分會(huì).智能建筑新技術(shù)[M].北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[3] 汪光華.智能安防—視頻監(jiān)控全面解析與實(shí)例分析[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2012.