学校安全管理系统体系建设

第 1 章 系统概述1.1 建设背景学校是国家人才培养的重要场所和机构，随着我国教育的不断深化及发展，学校教育规模的扩大,占地广、校区分散、人员密集、防范意识差等诸多因素的限制，让校园安防与其他领域相比更具有特殊性，同时因校园开放、包容的人文环境更使学校结构日渐社会化，如公寓，食堂，浴池，保洁，保卫，饮水等职能部门的公开化、社会化、责任制、外包制，校园治安问题日益突出。据调查，目前学校存在的主要安全问题有交通安全事故，火灾事故，盗窃案件，打架、诈骗等案件，溺水、体育活动意外伤害事故，食物中毒、自杀等安全事故。如何减少和预防校园各种事故的发生，成为学校和社会需要积极应对的问题。由于学校周边的环境越来越复杂，而管理安全管理规范不健全，安全防范意识差，人员和车辆流动性增大，校园车辆安全事故也容易发生，安全管理人员少，巡检范围大等因素导致原有的人防，物防措施，以及少数重点部位采取的技防措施已远远不能适应学校安全发展的需要。因此，加强校园安全管理，采取切实有效的措施保护学生的安全和权益，确保其身心健康和全面发展，具有十分重要的意义。随着安防技术的不断成熟，以视频监控为核心的大安防系统，可以帮助学校在人力防范的基础上，采用先进的高清、智能、集成等技术，对校园进行全方位、全天候的全面防范，最大限度地减少各种安全隐患。通过综合监管平台，构建一个多层次、多功能、反应迅速、信息共享的指挥调度体系，全天候受理紧急报警求助信息，为领导随时掌握校园动态情况，从容处理各类复杂的突发事件，准确迅速地调度指挥奠定坚实的基础。同时，校园安防系统还需要与平安城市系统进行无缝对接，为平安城市建设贡献力量。1.2 现状分析经过近年来的努力，校园综合监管建设取得了显著的成绩，如基本的视频、录像、报警等，满足了校园安防的基本需求，但同时我们也应该清晰地认识到前期建设还存在着一些不足，制约了建设系统扩建、视频资源的共享和应用业务的整合，从而限制了了校园防控体系技术水平的提高，具体主要表现在以下几个方面：1、 视频监控图像看不清，看不全，品牌混乱联网麻烦，实际视频资源利用率低；2、 校园车辆出入口主要以打卡放行的形式，上下课、放假期间，车辆进出缓慢，且校内车辆乱停乱开，没有监管，地下车库利用率低，找车麻烦；3、 门禁、考勤、人员通道、访客等多系统独立运行，且独立与其他安防系统，没有整合起来；4、 报警系统误报率高，且系统独立，不能与其他系统产生联动。1.3 设计依据系统建设依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计，具体如下：1、 城市联网监控报警系统设计方面：n 城市监控报警联网系统技术标准（GA/T669-2008）n 跨区域视频监控联网共享技术规范DB33/T 629-2007n 公安部关于城市报警与监控系统的建设、管理、应用规范性文件（公 安部科技信息化局汇编2009年3月）2、 安防视频监控系统设计方面：n 视频安防监控系统技术要求（GA/T367-2001）n 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198-94)n 工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）n 安全防范系统通用图形符号（GA/T75-2000）n 机动车号牌图像自动识别技术规范（GA/833-2009）n 建筑及建筑群综合布线工程设计规范 （GB/T50311-2000）3、 视频监控图像质量方面：n 电视视频通道测试方法（GB3659-83）n 彩色电视图像质量主观评价方法（GB7401-1987）4、 视频系统网络设计方面：n 信息技术开放系统互连网络层安全协议（GB/T 17963）n 计算机信息系统安全（GA 216.11999）n 计算机软件开发规范（GB8566-88）5、 视频系统工程建设方面n 安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）n 安全防范工程技术规范(GB 50348-2004)n 电子计算机机房设计规范(GB50174-93）n 建筑物防雷设计规范(GB50057-94)n 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)n 安全防范系统雷电浪涌防护技术要求(GA/T670-2006)n 民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)6、 建筑系统方面n 停车场管理系统技术要求GA/T394-2002n 电磁兼容试验和测量技术GB/T17626-2006n 民用建筑电线电缆防火设计规程DGJ 08-93-2002n 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB 50343-2004n 建筑物防雷设计规范GB50057-2000n 民用建筑电气设计规范JGJ16-2008n 智能建筑设计标准 GB/T50314-2006n 综合布线系统工程设计规范GB 50311-20077、 出入口和报警系统方面n 入侵报警系统工程设计规范GB50394-2007n 出入口控制系统工程设计规范GB50396-2007n 火灾自动报警系统施工及验收规范GB50166-2007第 2 章 系统详细设计2.1 视频监控系统2.1.1 总体结构设计2.1.1.1 逻辑架构网络高清方案从逻辑上可分为视频前端系统、传输网络、视频存储系统、视频解码拼控、大屏显示、视频信息管理应用平台、利旧等几个部分，如下图所示。图1. 网络高清方案逻辑结构图视频前端系统：前端支持多种类型的摄像机接入，本方案配置高清网络枪机、球机等网络设备，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行音视频数据的传输。传输网络：传输网络负责将前端的视频数据传输到后端系统。视频存储系统：视频存储系统负责对视频数据进行存储，本方案配置CVR进行数据存储。视频解码拼控：完成视频的解码、拼接、上墙控制，本方案配置海康威视视频综合平台实现对前端所有种类视频信号的接入，完成视频信号以多种显示模式的输出。大屏显示：接收视频综合平台输出的视频信号，完成视频信号的完美呈现。视频信息管理应用平台：负责对视频资源、存储资源、用户等进行统一管理和配置，用户可通过应用平台进行视频预览、回放。利旧部分：利旧包括前端利旧、传输网络利旧、存储利旧等。2.1.1.2 物理架构网络高清方案物理拓扑如下图所示：图2. 网络高清方案物理拓扑图总控中心：负责对分控中心分散区域高清监控点的接入、显示、存储、设置等；主要部署核心交换机、视频综合平台、大屏、CVR、客户端、平台、视频质量诊断服务器等。分控中心：负责对前端分散区域高清监控点的接入、存储、浏览、设置等功能；主要部署接入交换机、CVR、客户端等。监控前端：主要负责各种音视频信号的采集，通过部署网络摄像机、球机等设备，将采集到的信息实时传送至各个监控中心。传输网络：整个传输网络采用接入层、核心层两层传输架构设计。前端网络设备就近连接到接入交换机，接入交换机与核心交换机之间通过光纤连接；部分设备因传输距离问题通过光纤收发器进行信号传输，再汇入到接入交换机。视频存储系统：视频存储系统采用集中存储方式，使用海康威视CVR设备，支持流媒体直存，减少了存储服务器和流媒体服务器的数量，确保了系统架构的稳定性。视频解码拼控：视频综合平台通过网线与核心交换机连接，并通过多链路汇聚的方式提高网络带宽与系统可靠性。海康威视视频综合平台采用电信级ATCA架构设计，集视频智能分析、编码、解码、拼控等功能于一体，极大地简化了监控中心的设备部署，更从架构上提升了系统的可靠性与健壮性。大屏显示：大屏显示部分采用海康威视最新LCD窄缝大屏拼接显示。视频信息管理应用平台：部署于通用的x86服务器上，服务器直接接入核心交换机。2.1.2 监控前端设计学校安防监控场景比较固定，具体可以分为室内场景与室外场景，其中室外场景主要包括学校大门口、校内主要道路、足球场、篮球场、广场和室外停车库等，室内场景主要包括教学楼、行政楼、宿舍楼、图书馆、体育馆、食堂和监控中心等建筑内部场景。海康威视根据不同场景的不同需求，灵活选择合适的前端监控产品，满足室内外各种场景下的监控需求。海康威视网络高清摄像机，通过其全新的硬件平台和最优的编码算法，提供高效的处理能力和丰富的功能应用，旨在给用户提供最优质的图像效果、最丰富的监控价值、最便捷的操作管理和最完善的维护体系。2.1.2.1 摄像机部署设计本方案前端摄像机选型应根据不同应用场景的不同监控需求，选择不同类型或者不同组合的摄像机，室外可以依据固定枪机与球机搭配使用、交叉互动原则，以保证监控空间内的无盲区、全覆盖，同时根据实际需要配置前端基础配套设备如防雷器、设备箱等以及视频传输设备和线缆。室内可以采用红外半球与室内球机搭配使用，确保满足安装的美观与细节的不丢失需求要求。针对室外监控点位的实际情况，摄像机、补光灯（选配）安装于监控立杆上，网络传输设备、光纤收发器、防雷器、电源等部署于室外机箱，室内摄像机安装比较简易和方便，直接通过交换机、电源模块连接网络和取电。室外监控网络摄像机前端部署结构如下图所示：图3. 室外监控前端部署结构示意图2.1.2.2 前端点位设计根据学校不同的应用场景，需要选择不同的前端摄像机，以达到最优的视频监控效果。具体点位分布如下：类别位置场景设备类型室内教学楼大门口宽动态摄像机走廊红外半球楼梯口红外枪机教室红外半球、迷你球机行政楼大门口宽动态摄像机走廊红外半球楼梯口红外枪机电梯电梯半球重要办公室红外半球、迷你球机宿舍楼大门口宽动态摄像机走廊红外半球楼梯口红外枪机图书馆大门口宽动态摄像机走廊红外半球楼梯口红外枪机体育馆大门口宽动态摄像机走廊红外半球体育场内红外半球、迷你球机食堂大门口宽动态摄像机楼梯口红外枪机食堂内红外半球、迷你球机监控中心大门口宽动态摄像机中心内部红外半球、迷你球机室外出入口大门口智能球机主要道路校园主干道红外枪机道路交叉口智能球机、红外枪机足球场主席台智能球机观席台智能球机各出入口红外枪机篮球场各出入口红外枪机场内部智能球机广场食堂广场室外鱼眼、智能球机图书馆广场室外鱼眼、智能球机体育馆广场室外鱼眼、智能球机停车库教学楼自行车停车库智能球机宿舍楼自行车停车库红外枪机机动车停车库智能球机2.1.2.2.1 室内场景 室内场景主要包括学校的教学楼、行政楼、宿舍楼、图书馆、体育馆、食堂、监控中心等具体建筑的内部场景，各建筑内部场景主要包括出入口、走廊、楼梯口、电梯、办公室内部、教室内部、食堂内部、监控中心内部等不同位置。2.1.2.2.1.1 出入口学校各栋楼进出口、宿舍门口颇多，是整个学校安全防范重点区域之一，为了加强对各个单元楼进出人员的管理，需在各楼门口区域设置监控点，考虑到要求能看清楚进出人员的样貌，本区域有全天候工作的要求。由于该区域会存在背景光较强而导致看不清室内细节问题，所以选择带宽动态功能的红外摄像机。图4. 出入口监控效果示例图2.1.2.2.1.2 走廊传统摄像机拍摄出来的画面比例一般为4:3或16:9，看到的场景为视角广但视野不深，而学校各建筑内部的走廊具有狭长、窄小的特点，如果采用传统的摄像机需要多台摄像机才能完全覆盖狭长的走廊，但支持走廊模式的摄像机将画面比例变换为9:16，让视角更小视野更深，减少走廊中部署的摄像机数量。为了保障走廊区域设备安装后的美观和协调，需要部署支持走廊模式的红外半球。图5. 走廊监控效果示例图2.1.2.2.1.3 楼梯口楼梯口是人员进出必经之地，如有紧急事件发生，也是留下线索最多的地方，该位置的安防监控要求也比较高。楼梯口除了需要能够看清进出人员之外，还需要看清进出人员的细节信息如携带的物品等内容，该位置需要部署高清红外摄像机进行进出人员监控。图6. 楼梯口监控安装示例图2.1.2.2.1.4 电梯轿厢行政办公楼基本上都会有办公电梯，而电梯作为公共交通工具，也是监控的重要区域。在电梯轿厢安装电梯半球摄像机，其通过专用的视频传输线接入到视频编码器中，从而实现对电梯的实时监控。由于电梯环境特殊，因此需要安装专用的电梯摄像机，具体安装示意图如下：图7. 电梯轿厢监控安装示例图2.1.2.2.1.5 办公室 办公室、会议室是属于校领导、老师日常办公、开会的重要场所，其安防需求也非常强烈，但作为日常办公的场所，需要监控到整个办公室的场景，采用普通的摄像机无法满足该需求，需要采用专用的鱼眼摄像机将整个办公室场景看清楚，同时鱼眼摄像机外形为扁平状，安装后不会影响整体办公室的布局，比较美观。2.1.2.2.1.6 教室教室作为广大师生学习的重要场所，属于人员聚集度高、安全防范风险较大的重点区域，也是学校保卫部门和教务部门重点关注的场所。教室存在场景较小、需要看清细节和安装美观等要求，因此一般教室会选择高清红外半球或室内球机完成教室监控的任务，其中红外半球用于看全景，室内球用于看细节，解决既看全景又看细节的监控需求，同时室内球机和红外半球安装属于吸顶式安装，安装后不会影响教室的整体美观，效果极佳，具体监控示意图如下：图8. 教室监控效果示例图2.1.2.2.1.7 食堂食堂为人员聚集度较高场所，安防要求也非常高，在食堂的出入口、操作间、食堂大厅等重点区域部署高清红外枪机、高清红外半球和高清室内球机等设备，对食堂进行无死角、无盲区、全实时监控，具体监控效果示例图如下： 图9. 食堂监控效果示例图2.1.2.2.1.8 监控中心监控中心作为整个学校安防系统的核心所在，需要对监控中心内部进行24小时全面监控，确保监控中心的安全保障。监控中心内部可以采用高清红外半球或高清红外室内球机进行实时监控，具体监控效果示例图如下：图10. 监控中心监控效果示例图2.1.2.2.2 室外场景2.1.2.2.2.1 大门口学校的校门进出口及生活区的出入口颇多，社会人员往往是通过这些出入口强行闯入校园或生活区，是整个学校安全防范重要的区域，为了加强对学校及学校生活区进出车辆及人员的管理，需在每个门口设置监控点，安装摄像机时需考虑夜晚的光线很差，并且要求每监控点要看清楚进出车辆的车牌和人员的样貌，为学校的管理提供事实依据。本系统设计固定红外摄像机和快速球机的方式，实时记录各出入口信息。红外摄像机负责24小时监控整个场景，满足系统无盲区的要求；球机满足监控系统灵活性要求，可通过定制预置位等在不同时段分别监视不同区域目标。图11. 大门口监控效果示例图2.1.2.2.2.2 主要道路校园路面固定点需要满足在覆盖范围内看清过往行人、车辆的行为特征和体貌特征，推荐采用200万网络高清球型产品来对大范围监控区域进行监控。在重要监控区域推荐采用带有自动跟踪功能的网络高清智能球机，对进出人员进行自动跟踪。摄像机要达到IP66的防护等级，避免在雨天等环境下因为雨水或灰尘的进入；在晚上光线不足的环境下推荐采用超低照度功能或红外功能的网络高清枪机，保障夜晚等光线不足环境下的监控图像质量。图12. 路面监控点监控效果示例图2.1.2.2.2.3 足球场、篮球场校园足球场面积较大，出入口也非常多，在足球场各出入口安装高清红外枪机，对进出的人员进行实时监控，同时在足球场的主席台和观众席安装高清红外球机，实现主席台和球场的全程实时监控。篮球场则主要为进出口位置的全程监控，记录所有进出篮球场的人员信息。具体监控效果示例图如下：图13. 足球场监控效果示例图2.1.2.2.2.4 校园广场校园广场是课余时间学生聚集较多的场所，其中主要包括图书馆广场、体育馆广场和食堂广场最为典型，这些场所经常会有一些学生、后勤活动，容易造成人员的拥挤问题，存在一定的安全隐患。为加强校园广场情况监控，在广场周边可安装高清的红外球机和360度鱼眼监控摄像机，球机看细节，鱼眼看全景，实现对广场人员活动情况的无死角监控。 图14. 广场监控效果示例图2.1.2.2.2.5 停车库学校停放车辆面积广泛，是整个学校安全防范薄弱环节，为了加强机动车、自行车和电瓶车的车辆管理，减少巡逻人员的劳动强度，让监控人员实时监控到停车场、单车棚的情况，发现警情能够及时处理。需在停车场、单车棚区域设置监控点，考虑到停车场、单车棚光线差，并且要求能看清楚车辆停放和人员活动情况；为停车场、单车棚安全管理提供事实依据，本区域有全天候工作的要求，所以选择高清红外摄像机。图15. 自行车停车库监控效果示例图2.1.2.3 前端配套设施1) 支架及立杆监控点根据现场实际情况，可采用立杆安装、抱箍安装、壁挂安装以及吊杆安装等方式。其中抱箍、壁挂支架以及吊杆支架有成套产品，根据现场选择符合要求的产品即可。室内摄像机的安装固定，根据摄像机型号和现场情况可采用壁装、吊装及角装等多种形式的安装支架，安装高度不低于2.5m。安装在室外的摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选用相应的安装支架来安装；若无合适的建筑物供附着安装，则需要选用视频监控专用立杆，安装高度应不低于3.5m。2) 室外机箱室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防水箱进行端接。端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，同时应具有防尘、防雨、防破坏等功能。3) 补光设备在摄像监控中，为了使夜间得到正常的监控图像，可选择采用一定的补光措施。补光灯的光源通常有LED、金卤灯、高压钠、白炽灯、氙气灯（HID）等。4) 防雷接地对前端供电和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保障前端的稳定性和可靠性。前端监控的防雷接地主要从以下三个方面进行： 直击雷防护在直击雷非防护区的每个视频监控点均配置预放电避雷针，安装于监控点立杆顶部。提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向针尖发射高压脉冲特性，提前一定的时间引导雷电放电，不至于使局部雷云电荷积累形成过大的雷击强度，降低监控点雷击接闪强度和电子设备雷击电磁脉冲强度，提高了室外监控点的保护裕度。 供电设施的雷击电磁脉冲防护电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源对前端设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，本系统对前端室外防水箱220V电源进线以及室外防水箱到摄像机的低压电源线路进行避雷接地。220V电源进线避雷标称放电电流不小于10KV，接地线缆建议不小于6mm2。 均压等电位连接技术等电位连接是将正常不带电（或不带信息）的、未接地或未良好接地的设备金属外壳、电缆的金属外皮、金属构架、金属管线与接地系统作电气连接，防止在这此物件上由于感应雷电高压或接地装置上雷电入地高电位的传递造成对设备内部绝缘、电缆芯线的反击。监控点设备（含电源避雷器、控制信号避雷器）宜采用单点接地方式实现等电位连接，独立接地电阻小于10。5) 前端供电系统设备建议采用集中供电，电源质量建议满足下列要求：稳态电压偏移不大于2%；稳态频率偏移不大于0.2Hz；电压波形畸变率不大于5%。6) 线缆前端网络摄像机采用网线的方式接入，对于近距离传输(100米以内)，直接通过网线连接到接入交换机；对于远距离传输，通过网线先接入光纤收发器。当使用防雷设备时，需要先接入防雷设备，再接入传输或交换设备。2.1.2.4 前端功能亮点2.1.2.4.1 超低照度海康威视摄像机采用业界高端传感器和DSP，具备很高的感光度，在光照条件极差的条件下也可获得色彩还原度较高的画面。图16. 超低照度摄像机对比效果示例图2.1.2.4.2 强光抑制在夜间监控车辆道路、出入口等情况下，往往因为车光线太强严重影响视频图像质量，海康威视产品中广泛采用强光抑制技术来解决此种困扰，有效抑制强光点直接照射造成的视频图像模糊，能自动分辨强光点，并对强光点附近区域进行补偿以获得更清晰的图像。 图17. 强光抑制开启与关闭效果示例图2.1.2.4.3 高清透雾雾霾天气下，空气中的液滴和固体小颗粒使户外监控的质量降低，图像显得色彩黯淡、对比度低，一些重要目标的细节难以观察，视频监控的实用性受到很大影响。海康威视产品中网络高清摄像机和球机大多具备高清透雾功能，基于大气透射模型，区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理，同时融合图像增强技术与图像复原技术，获得准确、自然的透雾图像。图18. 没有高清透雾功能的监控效果示例图图19. 有高清透雾功能的监控效果示例图2.1.2.4.4 红外增强针对夜间或光线不好的场景下图像质量差的问题，海康威视推出红外摄像机和红外球机，采用阵列红外灯使红外距离最远可达150米，并结合3D降噪技术可以获得清晰的夜间图像。图20. 红外监控效果示例图2.1.2.4.5 3D数字降噪3D数字降噪功能能够降低弱信号图像的噪波干扰。由于图像噪波的出现是随机的，因此每一帧图像出现的噪波是不相同的。3D数字降噪通过对比相邻的几帧图像，将不重叠的信息（即噪波）自动滤出，从而显示出比较纯净细腻的画面。海康威视产品中广泛采用3D时空域联合降噪处理，结合准确的噪声强度估计算法，在光照理想、噪声较低时图像清晰细节没有损伤，光照不足时噪声明显抑制，图像细节大量保留，有效提升视频监控图像质量。图21. 降噪前图片示例图22. 降噪后图片示例2.1.2.4.6 新一代宽动态监控环境中常会遇到光线明暗反差过大的场景，利用宽动态技术，场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚。普通摄像机获取的是背景清晰但是前景较暗的图像，宽动态摄像机能获取前景和背景都清晰的图像。海康威视采用业界高端传感器并结合自主研发算法，海康威视新一代WDR基于动态范围达120db的多重曝光Sensor，采用局部亮度映射与图像增强相结合的处理算法，在逆光环境下能够清晰地保留暗处细节并抑制亮处过曝，大幅提升宽动态场景的图像质量。图23. 宽动态摄像机图片效果示例图2.1.2.4.7 360度无死角办公室、会议室等小场景区域，采用360鱼眼摄像机进行无死角监控，对于图书馆、食堂和体育馆前面的广场则采用鱼眼+球机的方式进行鱼球联动，从而实现360度无死角监控。鱼球联动防控系统由360全景监控摄像机、智能IP高清球机与点面系统软件组成。采用“点”、“面”结合技术，“面”是通过全景摄像机拍摄的大画面，“点”是通过高速球对全景大画面的细节，从而达到“无盲区、无死角”全方位不间断地监控，球机可自动跟踪全景画面中的多个目标。操作易于上手，可在全景监控界面上随意调出任意局部细节并放大观察，满足快速搜索，全局控制的能力，方便工作人员的使用。图24. 鱼球联动效果示例图2.1.2.5 前端SMART功能海康威视推出SMART IPC系列产品，包括网络高清枪机、网络高清筒机和网络高清半球，在传统IPC的基础上，又在智能编码、智能侦测、智能控制上取得了很大的突破，通过先进的编码技术、图像感知与处理技术等在保障甚至提高监控图像质量的前提下，大幅度降低视频码流，使得在有限的网络带宽的条件下传输高质量的视频图像数据，并且通过丰富多样的功通满足不同环境的监控要求，提升视频监控系统的智能化水平。图25. SMART IPC亮点图2.1.2.5.1 智能编码1) 低码率u 同等图像质量下，720p码率只需12M，1080p码率只需34M；u 码率最多降低3/4，存储空间最多减少3/4，带宽占用最多减少3/4。2) ROI（感兴趣区域编码）图26. ROI示意图u ROI可将码流资源按需分配，将有限的资源集中在一块或多块感兴趣区域，提升感兴趣区域（如车牌、人脸）图像质量；u 在保证关键区域图像质量的前提下，码率至少可降低1/2。3) SVC（可伸缩视频编码技术）u SVC使得网络摄像机编码后的视频流具有伸缩能力，配合后端支持SVC的CVR，可实现对任意时间段录像抽帧压缩，压缩后可将录像时间延长3倍；u 海康720pIPC低码率+ROI综合运用可节省3/4的存储空间，一块2T硬盘，可存储4路720pIPC录像47天。4) 多码流图27. 多码流示意图u 支持多路独立编码码流，双路实时高清码流；u 每路码流可分别设置不同分辨率、帧率、编码格式(H.264/MJPEG/MPEG4)；u 总带宽提升至80M，可满足20路同时在线预览。5) 低延时u 高效编码算法，所有网络摄像机产品延时均在200ms以内；u 最短延时模式下，平均延时720p/2M可达140ms，1080p/4M可达160ms。2.1.2.5.2 智能侦测1) 行为侦测图28. 行为侦测示意图u 智能行为侦测功能支持对跨界入侵的行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域的行为分别布防；也可对区域入侵的行为进行自动检测，并可对入侵区域的物体的占比进行自动识别，减少误报率；u 摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功能。2) 人脸侦测图29. 人脸侦测示意图u 智能行为侦测功能支持对跨界入侵的行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域的行为分别布防；也可对区域入侵的行为进行自动检测，并可对入侵区域的物体的占比进行自动识别，减少误报率；u 摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功能。3) 音频侦测图30. 音频侦测示意图u 摄像机音频侦测功能可对声音的强度进行检测，当检测到无音源输入或某一时刻音频强度超过声音强度阈值时，可实现自动预警。同时具备环境噪音过滤功能，可通过软件算法处理的方式缓解背景噪声对音质带来的影响。4) 场景侦测图31. 场景侦测示意图u 海康威视视频质量诊断技术可对场景变更、图像虚焦问题进行自动分析检测，并联动报警；u 海康威视场景模式可对各种场景下的参数进行预设，方便客户选择；u 支持日夜两套参数配置，可实现自动切换。2.1.2.5.3 智能控制1) 智能Smart IR图32. 智能smart IR示意图u 新一代Smart IR技术可自动检测画面亮度，通过内部算法自适应调节红外灯亮度以及画面亮度，从而达到抑制近处物体过曝同时保证背景区域亮度的效果。2) ABF自动背焦调节图33. ABF示意图u 部分枪机具有ABF(自动后焦调节)功能，通过摄像机上的ABF按钮或者客户端/IE上的辅助聚焦等按钮可自动或手动实现图像传感器的细微调整，从而达到微调焦距的作用，方便了安装调试。3) AF自动对焦图34. AF示意图u 普通电动镜头受减速齿轮控制，聚集速度慢，且不能实现实时全自动聚焦，只支持一键辅助聚焦；齿轮不具备自锁功能，所以不抗震；u 海康威视电动镜头支持变倍后自动对焦功能（AF），无需手动聚清，且聚焦速度快，同时具有自锁功能，抗震效果好。2.1.3 存储系统设计2.1.3.1 存储概述实时监控存储应用中,无论采用DAS直接存储结构或是SAN的网络化存储结构，都需要配置大量的视频存储服务器。数据流通过视频存储服务器写入存储设备，点播回放的数据流也是需要通过存储服务器读出。这样造成的问题有：1) 服务器往往会成为存储系统的瓶颈；2) 服务器增加了整体系统的单点故障；3) 服务器也增加了成本开销。海康威视在业内率先提出的中心流媒体直写存储方案，方案支持前端编码器、网络摄像机的录像数据以流媒体（国标或者rtsp的标准流媒体传输协议）直接写入存储系统，能够为客户提供更加优化，更高性能，更加可靠的监控存储服务，能够满足客户更多更高的需求。2.1.3.2 架构设计网络高清视频监控系统的存储设计采用先进的视频流直存技术和CVR视频监控专用存储设备，通过集中式的存储方式部署在总控中心，用于存储管理所有前端监控摄像头的实时监控视频。图35. 视频存储结构示意图采用集中式存储方案，物理介质集中布放，更方便管理，数据更可靠、更安全，更容易实现数据的大规模共享和应用。此外,采用流直存技术的CVR设备内嵌了流媒体模块，是集编码设备管理、录像管理、存储和转发功能为一体的视频专用存储设备。设备支持编码器数据流直接写入存储，或通过流媒体转发写入存储，节省大量存储服务器。平台和客户端可以直接从存储中点播、下载。流媒体直存技术可以提高系统性能和可靠性，同时降低客户使用成本，并具备高性能、高可靠、高密度、大容量、易扩展的特点。2.1.3.3 存储特点2.1.3.3.1 低成本 省硬件：CVR流媒体直存模式，支持前端视频流和图片直接写入，可节省大量存储服务器或图片服务器成本，项目越大，优势越明显；CVR存储可内嵌流媒体转发模块，可节省流媒体转发服务器成本。 省空间：在对录像质量要求不高的环境下，可通过子码流录像和抽帧存储的方式进行录像，存储容量空间最高可节省70%。 高密度机箱设计：提供高密度存储设备，以更少的结构空间提供更大的存储容量，可节省机房空间等其他资源，降低系统建设成本。 绿色节能：支持磁盘休眠，CVR设备无业务访问时磁盘可休眠，大大节省电能消耗成本。 CVR存储支持低成本的监控级硬盘组建RAID ，既保留了RAID数据保护的特性，又降低了系统建设成本。2.1.3.3.2 高性能 视频流无需打包成文件，可即时回放查看、快速定位，检索效率高。 采用专用数据管理结构，无文件系统，规避长期循环覆盖写产生的文件碎片而引起的系统性能下降的问题。 提供高性能并发点播下载能力，满足智能后分析高速提取、突发事件高并发点播和下载的应用需求。2.1.3.3.3 高可靠 N+0设备集群系统运行时间较长时，难免会出现设备级故障。N+0设备集群功能保证任意一台或多台工作机故障时，其他工作机可自动接管故障设备的业务，确保系统业务不中断，提升系统可靠性。当发现故障设备恢复正常时，则停止所有的接管工作，并将接管期间的录像数据回迁到已恢复的工作中。图36. CVR N+0工作原理示意图 多盘容错VRAID海康威视Video RAID（VRAID）技术突破传统RAID，确保RAID组内坏多块硬盘时，录像、回放业务均不中断。智能跳过坏盘数据，回放流畅，且录像数据可持续写入。图37. VRAID示意图 数据备份CVR可取前端一路流实现多重数据备份，无需平台参与，节省网络带宽和流媒体负载，备份数据可保存于本机和其它存储设备，加强视频数据的安全性。图38. 数据备份示意图 智能补录（ANR）前端与数据中心网络异常时，前端设备启动录像并保存在本地存储设备上（SD卡，硬盘等）；网络恢复后，录像自动回传到中心CVR存储，保证数据的完整性。同时，CVR设备支持回传策略设定，可选择在业务空闲时（例如下班时间）进行回传，解决业务繁忙时录像数据与业务数据的带宽竞争问题。图39. ANR示意图 录像丢失检测报警针对恶劣的网络环境，经常出现网络中断导致视频数据丢帧或整段录像丢失的问题，为提升系统的可靠性和安全性，方便客户即时发现数据的不完整性，海康威视提出录像丢失检测及报警技术，该技术支持实时流检测机制和历史数据定时检测两种机制。实时流即时检测，当录像取流失败持续15秒以上则触发报警机制；历史数据固定每小时检测一次，当发现在策略调度时间段内或者手动录像时间段内存在录像丢失，则报警，同时恢复策略录像。2.1.3.3.4 兼容开放 支持H.264/MPEG4/SVAC等编码方式的前端接入。 支持Smart IPC接入，实现智能录像、智能检索、智能回放。 支持RTSP/RTP/ONVIF/PSIA/GB28181等标准协议取流存储。 支持第三方管理平台。2.1.3.4 存储容量计算系统支持200万像素高清、130万像素高清图像的实时存储和管理，新建视频监控系统存储容量按照1920*1080（1080P），4Mbps码流；1280*720(720P)，2Mbps码流。其存储空间计算公式：单路实时视频的存储容量(GB)【视频码流大小(Mb)60秒60分24小时存储天数/8】/1024；以一路视频图像在7天、15天、30天所需要的占用空间为例：存储天数视频规格7天15天30天1920*1080(1080P),4Mb码流295.3 GB632.8GB1265.6GB1280*720(720P) ,2Mb码流147.65GB316.4GB632.8GB2.1.4 解码拼控设计视频解码拼控系统采用海康威视集图像处理、网络功能、日志管理、设备维护于一体的电信级综合处理平台设计，即视频综合平台，满足数字视频切换、视频编解码、视频编码数据网络集中存储、电视墙管理、开窗漫游显示等功能。2.1.4.1 系统结构视频综合平台总体结构设计如下图所示：图40. 解码拼控总体结构示意图u 一体化设计4) 具备各类信号及接口类型的输入板，可将网络、数字、模拟等信号接入并切换上墙，也可将电脑信号输入并切换上墙。本方案中考虑常规普遍的需求为网络信号输入和电脑信号输入，网络信号输入通过主控板自带的8个千兆以太网电口，可进行端口绑定，负载均衡，电脑信号输入通过对应的VGA/HDMI输入板接入。5) 具备各类输出接口类型的增强型解码板，可根据显示设备的接口类型进行灵活选择。视频综合平台本身集成大屏拼控功能，能进行拼接、开窗、漫游、缩放等各类显示功能。u 链路汇聚（LACP）设计由于视频综合平台是整个系统的核心，从核心交换机到视频综合平台之间的网络承载了很大的压力。为了保证整体系统稳定高效，采用链路汇聚（LACP）设计，在核心交换机和视频综合平台间用多条千兆网线连接，并进行绑定。链路汇聚设计实现两大功能：6) 在带宽比较紧张的情况下，可以通过逻辑聚合可以扩展带宽到原链路的N倍；7) 在需要对链路进行动态备份的情况下，可以通过配置链路聚合实现同一聚合组各个成员端口之间彼此动态备份，当一条链路出现故障，另一条自动承担故障链路工作，保证链路的可靠性。2.1.4.2 主要功能2.1.4.2.1 多种输入/输出1）支持网络编码视频输入、VGA信号输入，数字矩阵交换和网络IP矩阵交换输出。2） 支持DVI/HDMI/VGA接口输出，整机最大支持256路D1/128路720P/64路1080P解码输出；BNC整机最大可支持1792路D1/896路720P/448路1080P的解码能力。2.1.4.2.2 解码上墙1）支持实时视频解码上墙，用户可以用鼠标直接拖拽树形资源上的监控点到解码窗口中，完成该监控点实时视频的解码上墙处理。2）支持历史录像回放视频解码上墙，用户可查询前端设备或中心存储录像，并将播放的录像视频直接拖拽到解码窗口中，立刻进行该监控点当前回放视频的解码上墙功能。3）支持动态解码上墙云台控制功能，在监控点实时视频进行解码上墙时，用户对解码窗口进行选中后，点击云台控制操作盘进行云台控制操作。4）支持多画面分割，解码窗口支持多画面分割，能够支持1、4、9、16等多种分割模式。2.1.4.2.3 拼控管理1）支持大屏拼接功能，系统支持模数混合矩阵接入，能够实现模数混合矩阵解码板大屏拼控功能，通过鼠标框选的方式，快速的将多个独立的解码窗口拼接成一个大屏，适用于高清画面等需要重点监控的视频。2）支持开窗漫游功能，整机满配最大可实现448个漫游窗口显示，漫游窗体图像可以叠加和自由调节位置和大小，满足更多用户个性化图像解码上墙的需要。2.1.4.2.4 报警上墙1）支持单屏报警上墙，用户可以在独立的监视屏或拼接大屏中进行报警上大屏配置，当计划内的报警产生时能够在配置的大屏中进行报警上墙功能，整个配置可按监视屏配置多个报警，各个监视屏可独立配置。2）支持报警场景切换，用户可以单独配置一个报警场景，当该报警场景上配置的报警触发时，电视墙自动切换到报警场景中，并进行相应的视频解码上墙显示。2.1.4.2.5 超高分辨率显示功能1）支持PGIS、GIS、CAD等高分辨率矢量图类的地图及图片实现高分辨率上墙显示； 支持至少一亿分辨率像素的图像实现上墙显示，地图、软件提供至少每秒10帧的显示效果，视频提供至少25帧显示效果。2.1.4.2.6 级联扩展功能1）视频综合平台可通过功能模块进行扩展，实现各种视频接入的业务需求，同时视频综合平台可扩展智能视频分析业务，实现各种智能视频分析功能，如跨线检测、流量统计、进入区域、物品放置拿取等。2）支持多台视频综合平台进行级联扩展，扩展模式可采用光纤级联板或IP网络扩展方式。使用光纤级联板将多台视频综合平台进行连接，传输非压缩视频数据，保证了视频的高质量和控制的低延时。2.1.4.3 效果展示2.1.4.3.1 单屏显示组合大屏的每个单元单独显示一路视频画面，每个单元的视频信号可以任意切换（显示效果如下图所示）。图41. 单屏显示示意图2.1.4.3.2 整屏显示整个大屏显示一路完整的视频图像，显示的图像可以是复合视频（PAL或NTSC）、VGA、RGB、BNC、S-Video、YPbPr/YCbCr、DVI/HDMI。图42. 拼接显示示意图2.1.4.3.3 任意分割组合显示以一个屏为单元可任意1、4、9、16路画面分割显示。图43. 分割显示示意图2.1.4.3.4 图像叠加漫游可以将任意一个或者多个信号叠加到其他信号之上显示，并且可以随意移动，进行漫游。图44. 叠加显示示意图2.1.4.3.5 图像半透明混合处理可将任意一个信号叠加到其他信号（地图）之上，图像透明度可调，即可以看到实图像又不覆盖其他信号。图45. 半透明显示示意图2.1.4.3.6 图像拉伸可将一个信号在整个屏幕墙上随意缩放。图46. 图像拉伸显示示意图2.1.4.3.7 LOGO/OSD显示在不占用视频输入的情况下，可通过网络在任意单元上以任意大小显示任意多幅静止图像，也可以是LOGO信息或地图。可在任意单元任意位置显示适量字库文本信息，文字透明度可调。图47. OSD显示示意图2.1.4.3.8 网络抓屏可通过网络将远端电脑的操作界面投射到电视墙上(例如将客户端操作投像到大屏显示)。图48. 网络抓屏显示示意图2.1.4.4 设备亮点2.1.4.4.1 全面的高清监控应用由于受到成本的限制，高清在视频监控行业一直未得到有效地应用。而现在芯片技术及压缩算法的发展，高清的视频监控产品逐渐兴起，并立刻受到了视频监控重要应用领域的重视。视频综合平台集成了高清视频监控系统应用中高清编码、高清数字矩阵、高清图像输出、高清图像多级级联控制等功能，实现了高清视频监控从采集、传输、编码、切换控制到显示的全面应用。高清视频监控的应用具有显著的优势：1) 图像清晰度更高、细节更加清楚传统的标清分辨率的图像对于多数的监控场景，基本上无法对细节进行分辨。而当发生案件时，从录像资料中很难对监控现场涉案的人员、物品准确认定，不具备很好的对侦破工作的指导性和法律质证能力。在一些重要的监控场所，应采用高清摄像机获取高清晰度的监控画面，更能清楚地呈现监控原貌。2) 监控目标覆盖范围更广、提高监控效能在传统的标清监控技术构架下，为了保证监控的覆盖率，尽可能的减少监控死角，需要安装部署相当规模数量的监控摄像机，监控系统规模不断扩大，从几百路向成千上万路甚至数十万路的规模发展。如此规模庞大的监控资源，在同一时间里却只有极少部分能够得到实时的监控，而绝大多数监控图像被无差别的记录保存下来，从而形成了海量级的视频录像数据资料。而这些规模庞大的录像资料中也仅有极少部分因可能与某些已知的事件相关联而被备份以外，其他的录像信息则不断的被新的录像数据所覆盖。这就是典型的传统监控系统大规模、高成本、低效率的建设应用现状。在高清监控技术构架下，单台高清摄像机能够相当于几台普通摄像机的监控覆盖面，且图像分辨率更高、信息量更丰富，因此采用高清监控可以非常有效的缩减系统规模，节省传输链路和设备，从而减少总体建设成本，高清监控技术将推动视频监控系统建设应用向着集约化、效能化转变。3) 高清摄像机能实现数字PTZ功能高清摄像机不仅提升了图像清晰度，使得数字PTZ功能得以体现，也就是在整幅大图像中对某个局部细节进行放大或移动。而且这种大范围整幅图像监控拍摄，不会错过监控范围内的任何情况，给日后的调阅查证提供了有效手段。同时由于数字PTZ方式没有机械移动部件，设备也更经久耐用。4) 有利于图像识别和智能视频分析的应用图像识别和智能分析技术一直未能得到业界普遍期待的大规模应用，主要原因是识别的精确度离用户的期待还有不小的差距，而图像的分辨率则是影响识别精确度的主要因素。2.1.4.4.2 无阻塞双交换背板视频综合平台采用无阻塞背板设计的数字视频高速交换总线和千兆以太网交换总线。数字视频高速交换总线用于传输非压缩的视频数据，保证视频的低延时和高质量的性能，以太网总线用于传输编码后的视频数据，实现视频数据的存储、预览、回放等应用。无阻塞背板设计如下图所示：图49. 视频综合平台双交换构架双交换技术的特点：1) 支持模拟、数字和网络视音频信号的接入，通过视频综合平台实现视音频信号的大规模集中处理和应用；2) 模拟信号经A/D转换后进入高速交换总线和编码处理，通过高速交换总线，进行视音频信号的矩阵切换和信号无损级联；通过编码芯片编码后进入以太网交换总线，实现视频图像的网络传输和视频存储等应用；3) 数字信号直接进入数字高速交换总线和编码芯片，实现数字视音频信号的矩阵切换和信号无损级联；通过编码芯片编码后经以太网交换总线实现网络视频图像传输和视频存储等应用；4) 网络信号通过以太网总线经解码芯片解码后，切换输出显示。2.1.4.4.3 高性能编解码能力视频编解码的核心技术是视频压缩算法、SOC（DSP+ARM）和FPGA技术。DSP用于对音视频编解码处理， ARM运行嵌入式Linux OS及应用程序，管理各种外设接口，负责数据通信；FPGA主要用于对高清视频接口标准数据与DSP之间进行适配处理。视频综合平台采用高性能编解码芯片，DSP拥有足够的资源对高清图像数据进行编码运算，能实现高密度的4CIF、HD720P、1080p或UXGA 200万高清图像的25帧编码H.264视频编码。2.1.4.4.4 支持模块化功能组合视频综合平台采用插拔式模块化、机架式设计，由主机箱（含交换背板）、主控板、冗余电源、插拔式散热模块、级联扩展板、各类视音频输入输出业务板等组成，用户可以安装功能要求灵活配置，也能满足未来功能扩展升级和系统改造的需要。 视频综合平台的模块化典型组成如下图所示：图50. 视频综合平台前后板示意图视频综合平台支持业务子板的热插拔，即可以在视频综合平台正常工作时，对子板进行插拔操作，从而提高了视频综合平台的扩展性、灵活性以及对故障的及时恢复能力。2.1.4.4.5 支持多业务接入和平台级集成视频综合平台支持当前视频监控系统各类业务的接入，包括模拟视音频监控、IP视音频监控、数字视音频监控，支持标清到高清视频监控的应用。视频综合平台支持大型平台的接入和管理，实现各种应用功能和增值业务。2.1.4.4.6 高可靠性视频综合平台参考ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture 高级电信计算架构)设计，具备电信级稳定性和可靠性，关键模块冗余设计。电源适配器采用双整流模块，每个模块可以提供最大800W的输出功率，每个模块都可保证视频综合平台的正常运行；同时，在机箱上采用双电源模块接入，保证了视频综合平台运行的可靠性和稳定性。2.1.4.4.7 易扩展性 视频综合平台可通过功能模块进行扩展，实现各种视频接入的业务需求，同时视频综合平台可扩展智能视频分析业务，实现各种智能视频分析功能，如跨线检测、流量统计、进入区域、物品放置拿取等。支持多台视频综合平台进行级联扩展，扩展模式可采用光纤级联板或IP网络扩展方式。使用光纤级联板将多台视频综合平台进行连接，传输非压缩视频数据，保证了视频低延时和高质量。2.1.4.4.8 快速部署视频采用视频综合平台能更快速地完成系统的安装、调试和部署，保障项目实施的进度，减少项目实施风险，降低施工和管理成本。2.1.5 大屏显示设计大屏显示系统不仅包含用来视频图像显示的大屏显示部分，还包括解码控制等产品，本章重点介绍大屏显示系统中的大屏显示部分，其中主要介绍LCD大屏。大屏显示系统建设的总体目标是：系统充分考虑到先进性、可靠性、经济性、可扩充性和可维护性等原则，建成一套采用先进成熟的技术、遵循布局设计优良、设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的液晶大屏幕拼接系统，以达到满足大屏幕图像和数据显示的需求。2.1.5.1 系统结构根据前章视频综合平台的设计，海康威视大屏拼接系统能与视频综合平台无缝对接，获得最佳效果，下图为大屏显示系统结构图。图51. 大屏显示系统结构图整个大屏系统可以分为以下几个部分：u 前端信号接入部分海康威视的大屏显示系统支持各类型信号的接入，如模拟摄像机、高清数字摄像机网络摄像机等信号，除接入远端摄像机之外还能接入本地的VGA信号及DVD信号以及有线电视信号等，满足用户所有信号类型的接入。u 解码、控制部分前端摄像机信号接入视频综合平台之后，可由视频综合平台对各种信号进行解码和控制，并输出到大屏显示屏幕上，并可通过在控制主机上安装的拼接控制软件实现对整个大屏显示系统的控制与操作，实现上墙显示信号的选择与控制。u 上墙显示部分大屏显示系统支持BNC信号，VGA信号，DVI信号，HDMI信号等多种信号的接入显示，通过控制软件对已选择需要上墙显示的信号进行显示，通过视频综合平台可实现信号的全屏显示，任意分割，开窗漫游，图像叠加，任意组合显示，图像拉伸缩放等一系列功能。2.1.5.2 系统组成1) 显示屏配置LCD屏，根据需求选择尺寸，12块，工程专用，设备具备足够的亮度、使用寿命、稳定性。2) 支架底座支架底座支撑固定液晶工程屏。