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校园综合安防解决方案

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。

1.1.1.1 物理架构

网络高清方案物理拓扑如下图所示:

 

图1. 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,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,视频智能分析、编码、解码、拼控等功能一体,极大地简化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。

1.1.1 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、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。

1.1.1.1 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2. 室外监控前端部署结构示意图

1.1.1.2 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

 

1.1.1.2.1 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

1.1.1.2.1.1 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3. 出入口监控效果示例图

1.1.1.2.1.2 走廊

传统摄像机拍摄出来的画面比例一般为4:316:9,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9:16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的美观协调,需要部署支持走廊模式的红外半球

 

图4. 走廊监控效果示例图

1.1.1.2.1.3 楼梯口

楼梯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携带的物品内容,该位置需要部署高清红外摄像机进行进出人员监控

 

图5. 楼梯口监控安装示例图

1.1.1.2.1.4 电梯轿厢

行政办公楼基本上都会有办公电梯电梯作为公共交通工具,也是监控的重要区域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6. 电梯轿厢监控安装示例图

1.1.1.2.1.5 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。

1.1.1.2.1.6 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7. 教室监控效果示例图

1.1.1.2.1.7 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8. 食堂监控效果示例图

1.1.1.2.1.8 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9. 监控中心监控效果示例图

1.1.1.2.2 室外场景
1.1.1.2.2.1 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10. 大门口监控效果示例图

1.1.1.2.2.2 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11. 路面监控点监控效果示例图

1.1.1.2.2.3 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12. 足球场监控效果示例图

1.1.1.2.2.4 校园广场

校园广场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,容易造成人员拥挤问题存在一定的安全隐患。为加强校园广场情况监控,广场周边可安装高清的红外球机和360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13. 广场监控效果示例图

1.1.1.2.2.5 停车

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14. 自行车停车库监控效果示例图

1.1.1.3 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:

Ø 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。

Ø 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

Ø 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10Ω

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。

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