劉小勤

引言：本文首先根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)狀，分析了校園監(jiān)控的意義。然后簡單介紹了視頻監(jiān)控的發(fā)展。通過一實(shí)例給出了校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。闡述了系統(tǒng)整體解決方案，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)功能。最后指出了系統(tǒng)運(yùn)行中需注意的問題。

校園安全，是全社會(huì)共同關(guān)注的一個(gè)永恒的話題。頻繁出現(xiàn)的校園安全事件，使得各界人士都意識(shí)到校園安防的重要性和迫切性。特別是中小學(xué)、幼兒園，由于學(xué)生年齡相對(duì)較小，防范意識(shí)和防范能力相對(duì)較弱，校園安全問題就顯得尤為突出。因此，通過安防手段，強(qiáng)化校園安全，就成為教育部門的必然選擇。

視頻監(jiān)控技術(shù)目前已發(fā)展到第三代。第一代是以VCR為代表的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，第二代是以DVR為代表的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，第三代則是以是NVR為核心，基于Web的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)趨于成熟，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。

通過建設(shè)覆蓋太原市直屬中小學(xué)、幼兒園的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的綜合管理平臺(tái)軟件，將視頻監(jiān)控，移動(dòng)報(bào)警，電子地圖，視頻錄像、代理轉(zhuǎn)發(fā)等功能全部集成，全天候監(jiān)控校園的主要活動(dòng)場所，達(dá)到充分保障校園安全的目的。

一、概述

太原市直屬學(xué)校視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于教育城域網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng)，通過將太原市直屬80所學(xué)校以及一個(gè)考場的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)教育局指揮中心可以隨時(shí)監(jiān)看學(xué)校的監(jiān)控圖像并且在學(xué)校觸發(fā)報(bào)警按鈕報(bào)警的情況下，在指揮中心大屏幕的電子地圖上及時(shí)彈出告警信息及圖像，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)指揮中心與每個(gè)學(xué)校進(jìn)行語音雙向?qū)χv以便于及時(shí)溝通，了解現(xiàn)場情況。指揮平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校（幼兒園）巡檢指揮和考試集中指揮功能。

系統(tǒng)共安裝87臺(tái)紅外智能高速球、871臺(tái)50米紅外一體攝像機(jī)、393臺(tái)25米紅外一體攝像機(jī)、41臺(tái)半球攝像機(jī)、130臺(tái)嵌入式硬盤錄像機(jī)。

二、系統(tǒng)整體解決方案

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)采用分布式架構(gòu)，將視頻監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)報(bào)警與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，提高校內(nèi)的安防水平和快速反應(yīng)能力。系統(tǒng)模式：為學(xué)校監(jiān)控中心、教育局指揮中心的二級(jí)構(gòu)架。監(jiān)控中心可實(shí)時(shí)調(diào)度所轄學(xué)校的監(jiān)控圖像。同時(shí)公安局110指揮中心與指揮平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，公安局也可以實(shí)時(shí)調(diào)度所轄學(xué)校的監(jiān)控圖像。傳輸網(wǎng)絡(luò)：學(xué)校與指揮中心通過百兆教育城域網(wǎng)連接；各校內(nèi)監(jiān)控設(shè)備與前端點(diǎn)之間采用視頻直連方式連接。指揮平臺(tái)系統(tǒng)：監(jiān)控指揮平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)學(xué)校監(jiān)控系統(tǒng)的管理、控制、圖像的切換、調(diào)用。指揮中心系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)學(xué)校的圖像通過數(shù)字解碼矩陣直接上墻顯示。學(xué)校校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)：由前端設(shè)備、信號(hào)傳輸和監(jiān)控室三部分組成。前端采取圖像集中編碼的方法，按自成系統(tǒng)、獨(dú)立管理（含控制、存儲(chǔ)）的要求來構(gòu)成。前端系統(tǒng)能獨(dú)立完成安防系統(tǒng)的所有基本功能。監(jiān)控室實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制，并負(fù)責(zé)視頻圖像的存儲(chǔ)記錄以及雙向?qū)χv、報(bào)警功能。監(jiān)控室建設(shè)在學(xué)校的安保室。主要由硬盤錄像機(jī)、監(jiān)視器、音箱、麥克風(fēng)、報(bào)警按鈕組成。學(xué)校的視頻監(jiān)控圖像通過視頻電纜或者光纖進(jìn)行傳輸。主要由視頻電纜、光纖、光端機(jī)組成。學(xué)校信息中心的教育城域網(wǎng)通過網(wǎng)線或者光纖與保安室的硬盤錄像機(jī)進(jìn)行連接，每個(gè)硬盤錄像機(jī)分配1個(gè)教育城域網(wǎng)IP地址。

三、監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖一 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

四、平臺(tái)軟件功能介紹

該軟件平臺(tái)主要由綜合管理單元、監(jiān)控控制單元、流媒體單元、存儲(chǔ)管理單元、認(rèn)證管理單元、GIS單元、告警管理單元、Web服務(wù)單元、存儲(chǔ)單元、網(wǎng)絡(luò)單元、操作單元和顯示單元等軟硬件構(gòu)成。實(shí)際功能單元可通過多臺(tái)服務(wù)器，以服務(wù)器集群掛載方式實(shí)現(xiàn)功能疊加。

（一）軟件綜合性能

統(tǒng)一的視頻監(jiān)控管理平臺(tái)，可在監(jiān)控終端上瀏覽前端視頻信號(hào)，通過統(tǒng)一界面控制所有的攝像機(jī)、硬盤錄像機(jī)、視頻服務(wù)器等設(shè)備；采用中間件組件復(fù)用技術(shù)，在J2EE三層體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建的面向業(yè)務(wù)的四層體系架構(gòu)模式，可確保新需求的增加無需改變軟件核心模塊；采用B/S和C/S相結(jié)合的架構(gòu)，支持SOA面向服務(wù)體系架構(gòu)，WEB服務(wù)基于Web2.0技術(shù)和XML協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，便于被上層B/S架構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成；使用Oracle9.0的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫軟件，采用數(shù)據(jù)庫代理、數(shù)據(jù)庫中間件等數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全可靠；支持SSL協(xié)議等加密方式進(jìn)行傳輸，保證身份認(rèn)證的安全性；通過中間件服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)庫，保證數(shù)據(jù)庫訪問的安全性，有效防止DOS攻擊；各服務(wù)模塊可安裝在通用服務(wù)器硬件設(shè)備，支持分布式部署方式，可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展要求分批部署，靈活擴(kuò)充；支持熱備或互備方式，防止單點(diǎn)故障，提升系統(tǒng)可靠性；采用模塊化開發(fā)技術(shù)，支持設(shè)備快速接入，任何插件的修改升級(jí)不影響已經(jīng)完成的功能模塊，保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。具備自動(dòng)連接功能，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中斷后再復(fù)通，管理平臺(tái)中的所有設(shè)備能夠自動(dòng)連接到監(jiān)控系統(tǒng)并正常工作；安全開放式兼容國內(nèi)外主流品牌的數(shù)字圖像設(shè)備，支持主流嵌入式硬盤錄像機(jī)、視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等數(shù)字編解碼設(shè)備以及磁盤陣列等集中存儲(chǔ)設(shè)備；支持標(biāo)清/高清、模擬/數(shù)字等多種模式的圖像采集壓縮、混合顯示、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、前端控制、存儲(chǔ)回放、遠(yuǎn)程管理等；支持?jǐn)U展GIS地圖定位、移動(dòng)終端接入、智能視頻分析等功能，構(gòu)建一套完善的綜合管理應(yīng)用平臺(tái)。

（二）平臺(tái)整體架構(gòu)

視頻綜合管理平臺(tái)遵循多層體系結(jié)構(gòu)模型和多業(yè)務(wù)交換技術(shù)要求，分為接入層、處理層、接口層、業(yè)務(wù)層四個(gè)功能層面。平臺(tái)系統(tǒng)總體架構(gòu)如下圖所示：

圖二 視頻綜合管理平臺(tái)架構(gòu)圖

視頻綜合管理平臺(tái)是松耦合可伸縮的分布式平臺(tái)，各個(gè)功能層面之間采用標(biāo)準(zhǔn)通用協(xié)議接口，實(shí)現(xiàn)了各功能層之間的分離和協(xié)議的開放，使業(yè)務(wù)應(yīng)用獨(dú)立于具體接入設(shè)備，可以根據(jù)用戶需求特征靈活自定義配置業(yè)務(wù)單元模塊，系統(tǒng)運(yùn)行效率更高。第一層為業(yè)務(wù)層：是面向于用戶實(shí)際操作的客戶端，通過對(duì)安全管理具體業(yè)務(wù)流程的歸納匯總而生成的各種專業(yè)個(gè)性化應(yīng)用模塊工具，是具體業(yè)務(wù)最終應(yīng)用的展現(xiàn)窗口。通過組織業(yè)務(wù)模塊可以支持不同的應(yīng)用，例如為公安機(jī)關(guān)社會(huì)治安管理工作中的接處警、案件偵破、動(dòng)態(tài)監(jiān)管、重點(diǎn)區(qū)域動(dòng)態(tài)預(yù)警、重點(diǎn)和暫住人口監(jiān)管等業(yè)務(wù)提供完整的處置流程和輔助工具，并可擴(kuò)展用于交通指揮系統(tǒng)、城管執(zhí)法系統(tǒng)等。第二層為接口層：將處理層進(jìn)行多種應(yīng)用接口的封裝，包括WebService接口、SIP協(xié)議接口、HTTP訪問接口和RTSP訪問接口等，便于業(yè)務(wù)層進(jìn)行應(yīng)用集成和用戶定制配置，支持第三方業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的二次開發(fā)。例如接入治安卡口系統(tǒng)、無線車載監(jiān)控系統(tǒng)、三臺(tái)合一系統(tǒng)、單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)以及辦公協(xié)同系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公安業(yè)務(wù)的融合應(yīng)用。第三層為處理層：是整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的核心中樞，基于開放高效的中間件應(yīng)用服務(wù)、智能檢索引擎和系統(tǒng)管理工具，為業(yè)務(wù)層提供基礎(chǔ)服務(wù)、管理策略和方法手段，同時(shí)按照所需服務(wù)來管理、組織和調(diào)度各類設(shè)備和信息資源。處理層涉及模塊包括：前端動(dòng)作控制、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)、信息存儲(chǔ)檢索、數(shù)字矩陣切換、全網(wǎng)資源管理、GIS地圖定位、系統(tǒng)運(yùn)行保障、設(shè)備時(shí)鐘同步等。

第四層是接入層：將各類安防硬件設(shè)備與信息資源進(jìn)行歸納抽象，屏蔽掉不同類產(chǎn)品的控制差別，并接入到平臺(tái)進(jìn)行管理，用戶可對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備及信息資源進(jìn)行統(tǒng)一組織調(diào)度，無需關(guān)注其具體位置和形態(tài)。接入層涉及模塊包括：流媒體接入、模擬矩陣接入、數(shù)字矩陣接入、報(bào)警設(shè)備接入、通訊設(shè)備接入等。

（三）平臺(tái)功能介紹

1.視頻顯示。支持主流顯示技術(shù)和顯示接口，支持高清視頻解碼。支持實(shí)時(shí)顯示、回放顯示、報(bào)警視頻顯示、本地顯示、遠(yuǎn)程顯示、多點(diǎn)同時(shí)顯示、固定顯示、自動(dòng)輪巡顯示、手動(dòng)切換顯示，根據(jù)系統(tǒng)處理能力均衡顯示。采用私有處理線程隊(duì)列技術(shù)，在多路顯示時(shí)減低線程切換的開銷。增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)能力，對(duì)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)造成的幀率不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)包丟失等現(xiàn)象，進(jìn)行智能修正。

2.實(shí)時(shí)視頻控制。支持遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制，支持快捷鍵切換顯示視頻，支持PC鍵盤，可通過鍵盤鼠標(biāo)進(jìn)行PTZ、切換視頻的操作。配備專業(yè)鍵盤，可兼容專業(yè)鍵盤進(jìn)行PTZ、切換視頻的操作?？煽刂圃婆_(tái)轉(zhuǎn)速，通過拖動(dòng)標(biāo)志條，可調(diào)節(jié)云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)速度?？蛇M(jìn)行預(yù)置位設(shè)置/調(diào)用、變焦控制，使用放大或縮小按鈕，以達(dá)到所需的場景、調(diào)節(jié)光圈，調(diào)節(jié)微焦?？赏ㄟ^界面按鈕控制前端攝像機(jī)的外罩雨刷?？赏瑫r(shí)選中整個(gè)視圖中的錄像啟動(dòng)或停止錄像?？墒謩?dòng)啟動(dòng)或停止輪巡。客戶端可以隨時(shí)在錄像回放和實(shí)時(shí)視頻直接切換。可實(shí)時(shí)顯示抓圖，便于取證。可進(jìn)行錄像回放控制，快速回放，慢速回放，單幀前進(jìn)，單幀倒退，進(jìn)度條定位回放，可隨意通過鼠標(biāo)拖拽時(shí)間軸，輕易實(shí)現(xiàn)不同速率的錄像正放和倒放，回放過程可進(jìn)行抓圖。

3.報(bào)警類型。支持移動(dòng)偵測報(bào)警、視頻丟失報(bào)警、錄像故障報(bào)警、設(shè)備I/O報(bào)警等，可通過第三方硬件設(shè)備的報(bào)警信息進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng)，可接收第三方軟件系統(tǒng)的報(bào)警信息進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng)。

4.系統(tǒng)管理。精細(xì)完善的系統(tǒng)管理框架使海量設(shè)備管理更簡單，更穩(wěn)健的設(shè)備驅(qū)動(dòng)管理機(jī)制，可接入大量基于網(wǎng)絡(luò)連接的安防設(shè)備。能實(shí)現(xiàn)跨服務(wù)器對(duì)前端設(shè)備按照不同的物理區(qū)域或者不同的邏輯區(qū)域進(jìn)行分組。通過健全的心跳偵測和冗余機(jī)制，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。支持對(duì)系統(tǒng)配置的批量導(dǎo)出導(dǎo)入，可遠(yuǎn)程管理，快速恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)可跨服務(wù)器共享，如設(shè)備列表、聲音文件、視圖、地圖、用戶權(quán)限、錄像索引等。細(xì)致的用戶權(quán)限集中管理真正實(shí)現(xiàn)安保系統(tǒng)和業(yè)務(wù)管理的聯(lián)系性。通過角色對(duì)用戶權(quán)限進(jìn)行設(shè)定，每個(gè)角色的權(quán)限可細(xì)致到對(duì)每臺(tái)設(shè)備的不同操作進(jìn)行授權(quán)。允許多個(gè)不同角色的用戶同時(shí)登錄系統(tǒng)，各司其職，如保安有權(quán)查看實(shí)時(shí)畫面和錄像，IT人員可以配置系統(tǒng)和分配保安的權(quán)限，而系統(tǒng)管理原有權(quán)訪問所有功能。

此外，還具有操作控制、設(shè)備管理、權(quán)限管理、業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)、聯(lián)動(dòng)視頻、實(shí)時(shí)視頻檢索、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。

五、結(jié)束語

本系統(tǒng)依托原有的教育城域網(wǎng)，采用成熟的視頻監(jiān)控技術(shù)，建成了覆蓋太原市直屬學(xué)校的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為校園安全提供了有力保證。系統(tǒng)設(shè)計(jì)接入80所學(xué)校，目前已接入76所、1300余個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，需要注意的是，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)部分學(xué)校網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參數(shù)被修改，部分學(xué)校的監(jiān)控室搬遷、部分學(xué)校由于電壓不穩(wěn)造成設(shè)備損壞等情況，導(dǎo)致視頻監(jiān)控?zé)o法正常使用，應(yīng)通過建立嚴(yán)格的運(yùn)行維護(hù)制度，確保系統(tǒng)的順利運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]俞海英，葉曉寅.基于校園網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中小企業(yè)管理與科技，2010（11）：320，322.

（作者單位：中國聯(lián)通太原市分公司系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展中心）