海康威视：＂平安校园＂监控系统技术方案

“平安校园”监控系统技术方案

目录

第一章 概述 4

1.1 项目概况 4

1.2 设计原则 4

1.3 总体目标 5

1.4 建设内容 6

1.5 建设目标 6

1.6 设计依据 8

第二章 系统总体设计 9

2.1 需求分析 9

2.2 需求理解 9

2.3 产品总体需求 9

第三章 系统详细设计 12

3.1 网络拓扑图 12

3.2 图像采集 12

3.3 数据传输 21

3.4 存储设备 28

3.5 显示系统 34

3.6 应用软件 39

第四章 设备选型 54

4.1 摄像机 54

4.2 混合型网络硬盘录像机 55

4.3 解码服务器&解码器 59

第五章 附录 61

5.1 海康威视简介 61

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与实现，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，支持兼容与现有的监控系统，与各种报警形成联动。

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，并充分考虑与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与维护。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（包括电视墙）

2. 全网内设备的远程状态监控及集中管理功能

3. 授权与安全认证

4. 海量资料存储及检索

5. 全网内报警信息管理

6. 语音对讲系统

7. 报警与视频监控联动

8. 智能分析和高清网络摄像机接入（预留）

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、犯罪行为存档与取证等方面，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：XX校区、XX分校区，共计XX万平方米。建设内容包括：

1、 建设校园监控专网，建设视频安防监控系统（IP监控系统）。已有监控点XX个，新建监控点XX个。

2、 建设入侵报警系统。设立报警探头XX个。

3、 建设出入口控制系统（即门禁系统），利用现有“校园一卡通”IC卡作为门禁卡，共设立XX处门禁点。

4、 建设电子巡更系统。设置巡更点XX个。

5、 建设监控中心系统，包括管理平台、控制操作台、电视墙、存储系统等。

1.5 建设目标

随着校园规模扩大、新校区的增加甚至有些校园在异地都有分校的情况下，校园监控需要满足：

　　1. 可扩展性：采用开放架构，支持按需扩展，标准化技术，兼容性强;

　　2. 可管理性：应对规模的监控，需要快速方便的对所有监控设备进行管理;支持分级分域的管理，满足多校区监控、院系各自承建的监控需求;

　　3. 可靠性：应对校园应急事件时，需要保证监控系统可靠、快速的调阅当时历史图像;

　　4. 高清晰：能够提供高清晰的图像质量，支持H.264等编解码方式;

　　5. 与上层应用联动：当安全事件发生，需要能够与各种报警形成联动。

为实现威慑犯罪分子并及时发现制止犯罪行为，为公安机关提供及时准确的治安案件现场记录，在本次规划设计时根据XX校方的实际情况和治安案件历史纪录，设计四套系统分别是视频监控系统、报警系统、门禁系统和电子巡更系统，并由统一的监控报警室实施管理。四套系统各自独立的同时又彼此关联成为一套较为完整的体系，发挥更大的作用。每套系统的建设目标如下：

1、视频安防监控系统和报警系统

视频安防监控系统和报警系统是本次建设的核心，在该系统规划时将采用当前先进、稳定可靠的IP监控技术，并整合学校原有彼此孤立的模拟视频监控和报警系统，建设技术标准统一开放、规模扩展和功能扩展性强的完整统一体，进而促进学校安保制度的完善，安保队伍锤炼成一支技术过硬的快速反应队伍。在本次监控系统建设重点依次为：① 涉密场所和重点实验室内部报警和周界视频监控；② 学校校园包括校门、街道、广场、体育场以及休闲区域技防建设；③ 重要场所比如变电所、财务室、危险品室的保安监控；④ 涉密楼宇的楼体周界；⑤ 楼道主出入口、走廊、楼梯、电梯等公共场所。在这些场所中将按照各自特点和重要性进行有特性的规划建设。

2、门禁系统

门禁系统规划建设主要建设重点实验室、涉密场所、危险品室、财务室，门禁系统采用联网和非联网两种工作模式，实现卡+密码识别方式，按照不同的涉密等级和重要性相应采取识别方式，卡片选择与校园一卡通相匹配的卡片。门禁系统可以和防盗报警系统之间实现联动，同时记录每个门的进出记录，并将记录传递到主监控中心备档保留。

3、电子巡更系统

电子巡更系统将采用离线式，在方案设计时充分考虑大连的天气情况和海事大学的治安分布情况，结合学校的实际情况制定出恰当的巡更路线，巡更路线可以根据实际情况不断调整，避免违法犯罪人员掌握巡更路线和时间，巡更信息保存在电脑中，数据不可更改方便随时查看。

4、指挥中心系统

指挥中心系统包含几个子系统主要为：电视墙显示系统、存储系统、UPS不间断电源、空调及新风系统、等电位系统、综合布线系统等。监控中心是技防监控系统的中枢系统，因此设计建设时要确保系统的安全可靠，建设规模满足学校5-10年的发展需要，特别是IP存储系统具有强大的弹性扩展空间，必要时能够实现存储空间的大容量扩展，满足学校对图像质量的要求。

总之在技术路线选择上把握当前的前沿技术，在稳定可靠、简单易懂、经济实惠、操作维护简单中寻求平衡点，尽可能围绕大连海事大学的实际情况量身定制一体化解决方案，真正起到校园安全技术防范的应有作用，保护用户投资。

1.6 设计依据

? 《安全防范工程技术规范》 （GB 50348-2004）

? 《安全防范工程程序与要求》 （GA/T75-94）

? 《安全防范系统验收规则》 （GA308-2001）

? 《安全防范系统通用图形符号》 （GA/T74-2000）；

? 《入侵报警系统技术要求》 （GA/T368-2001）

? 《民用建筑电气设计技术规程》 （JGJ/T 16-1992）

? 《建筑防雷设计规范》 （GBJ57-83）

? 《民用闭路电视监控系统工程技术规范》 （GB50198-94）；

? 《工业电视系统工程设计规范》 （GBJ115-87）；

? 《音频、视频及类似电子设备安全要求》 （GB8898-2001）；

? 《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》 (GB4793-2001)；

? 《信息技术设备的安全》 （GB4943-2001）；

? 《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。

? EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准

? ISO/ICE/IS11801结构化布线标准

? ISO TCP/IP协议标准

? ISO/IEC 13818 MPEG-2协议标准

? 10BASE-T，100BASE-TX 标准 IEEE802.3，IEEE802.3U

? 《中华人民共和国通信行业标准》（YD/T926）

? 《城市市政综合监管信息系统技术规范》（CJJ/T 106-2055）

第二章

第三章 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。

视频安防监控系统与入侵报警系统是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与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、网络硬盘录像机、解码器或（与）解码服务器、流媒体服务器、客户端组成。

n 摄像机

针对监控场所的不同，选择半球、红外防暴、枪机、匀速球、中速球、快球。/*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。

n 混合型网络硬盘录像机（Hybrid DVR）

根据分散存储、集中管理的设计理念，选择网络硬盘录像机作为编码存储设备。一期项目需部署XX路混合型网络硬盘录像机XX台，二期项目需部署XX路网络硬盘录像机XX台。

n 流媒体服务器

为了减小网络访问对Hybrid DVR的压力，解除Hybrid DVR网口的访问限制，于XX（位置）部署XX台流媒体服务器。考虑流媒体服务器自身处理能力，单台最大处理路数（240路）以及物理布局确定服务器数量。

n 解码服务器（或解码器）

以硬解码方式将从前端获取的视频码流解码输出至电视墙。于XX（位置）部署XX台解码服务器。单台解码服务器内插XX块解码板卡，支持XX路D1输出。

若选购嵌入式解码设备—解码器，可按需求购置单路、四路或八路解码器。于XX（位置）部署XX台XX路解码器。

n 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。重庆超市监控安装http://cq.anfangjishu.com/

n 设备管理模块负责对IP前端进行统一配置、管理；

n 预览回放模块负责实时视频监控（含云镜控制）与录像文件检索回放；

n 录像管理模块负责对IP前端录像计划进行统一部署，启停录像；

n 用户管理模块负责对登陆系统的用户权限进行分配。

与其它系统融合（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与视频监控相互融合，需要进行二次开发。海康威视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。

第四章

第五章 系统详细设计

3.1 网络拓扑图

XX校园视频安防监控系统的前端设备包括广角云台摄像机、快球、一体式枪机、分体式枪机、应急照明、求助按钮、双向对讲等设备，这些设施根据不同的功能安放在相应的位置。视频信号、音频信号和控制信号通过建设监控专网络进行传输，校园网与监控网之间实现千兆连接，中间设置网络安全系统保护监控专网的安全，用户可以在任意地点通过网络输入用户名和密码查看监控图像和历史录像。

视频安防监控系统设计施工范围主要包括以下几方面内容：

3.2 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与现场一致，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，用户对图像要求与使用场景密切相关。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——与硬盘录像机、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。

3.2.1 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540线，黑白模式下高达570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），与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SONY SUPER HAD CCD，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SONY EXVIEW HAD CCD，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30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。重庆工厂监控http://cq.anfangjishu.com/

● 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。

球机特点

● 精密电机、一体机芯

整机包含云台系统、摄像机系统、通讯系统和护罩。采用精密微分步进电机实现快球的准确快速的旋转、定位，受控灵敏、运转平稳、任何速度下图像无抖动。采用优秀的一体机芯，核心是自动聚焦达到秒级。主控CPU确保云台受控时能同步送出图像，并实现白平衡、快门、光圈、变焦、对焦等功能实现控制。

● 多角度操作、比例变倍、自动反转

我们在快球设计时充分考虑如何提高用户的操控手感和人眼捕获图像的易接受性。除了传统水平方向、垂直方向的运动以外，加入斜向运动，加快捕获目标的速度并将受跟踪目标始终保持在图像中部。当处于变倍场景下对目标进行跟踪时，快球的运动速度自动与倍数成反比，以防止过快运动丢失目标。目标从快球下方穿过，由于要实现无盲点监控，快球将以秒内速度作水平翻转，以保证目标在画面中处于正立姿态。

● 限位功能、自动巡航、守望功能

考虑到快球多用于全景监控，在非人为控制时可选择自动巡航。我们的快球支持保存8条巡航路径，每条路径支持32个预置点，用户可根据需要随意调整预置点间的切换速度，每个预置点的停留时间可独立设定。我们在设计时考虑开发模式路径，即快球记忆用户的一段时间控制操作，此后按该操作进行巡航，因为该路径可能是用户比较重点关注的场景。

此外，鉴于快球安装位置可能在墙角、可能受建筑物遮挡，在360°方位上出现某些方向存在无用图像，比如：摄像为整面墙体。因此，我们提供限位功能，快球无论在控制还是在巡航时，仅在两个限定位置之间进行运动，提高监控有效性。

当然，某些场景的非受控监控是关注某个角度的场景，比如：道路监控。当快球在非受控达设定时间时，比如30秒，快球会自动归位至设定的预置点，亦可作用于自动巡航。

● 定时启动、断电记忆

可对快球的运行进行布防，即设定时间段，快球将在该时间段内自动运行提前设定的操作，比如：巡航、模式路径等。每个时间段的监控区域与用户的使用环境相关，根本目的在于最大限度地提高监控有效性。

作为快球的另一个重要功能便是断电记忆。快球遭遇意外断电，重新上电之后，可恢复到掉电前的位置。我们支持位置的选定，按停留时间来计算，比如：快球在掉电前某一位置停留达到30秒，快球就记忆该位置并用于恢复。停留时间是可设定的。

● 动态隐私遮蔽、报警联动

因铺设摄像机而出现的隐私纠纷越来越多，尤其是具有高倍变焦的快球。我们提供动态隐私遮蔽功能，可在画面中相关位置叠加黑块遮蔽图像，利用坐标反馈的方式确保遮蔽范围不会因为球机的转动而, 呈现出来。

支持7路报警输入和2路报警输出，快球在接收到报警之后，可启动处理方式，比如：调预置点、启动巡航、触发报警输出等等。

● 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。与摄像机一样，提供OSD功能菜单，供维护人员远程调试使用。可靠性方面与摄像机基本相似。

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。

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