某学校视频监控联网解决方案

徐洪友

某学校视频监控联网解决方案

徐洪友

校园安全是一件忽略不得的大事，只有群防群治、加强管理，才能营造充满生机的校园环境，让孩子们健康地成长。

用户需求分析

项目背景

随着学校规模的不断扩大，学校的数量的不断增加，用户在发展初期，各校区区域已按自己的区域要求，建设了不同品牌的视频监控系统（硬盘录像机和视频编码服务器）；出现同一区域不同部门的重复建设，各视频监控系统各自为阵，无法互联互通。此次校园联网项目整合，将新建部分高清网络摄像机；在不影响原有系统的正常运行，网络保证正常使用的情况下，能实现目前端监控分系统的整体联网，实现各个系统中不同品牌的DVR、DVS、IPC集中管理，重点录象点统一存储。

需求分析

1、建立统一管理平台。视频监控平台系统是此大系统中的一个子系统，此统一管理平台，有各个系统的子系统进行整合。

2、视频监控联网系统。将实现新建的校区监控与已建模拟视频监控系统的统一整合。（实现不同品牌的硬盘录像机、编码器、新建的高清数字网络摄象机统一管理）；实现不同用户不同权限的安全防护机制，系统相对独立。

3、整合监控视频管理平台，不影响原视频监控系统（模拟矩阵＋硬盘录象机）正常运行的情况，可以实际纯数字化的图象观看，实现多个视频监控系统的统一融合。

4、“学区监控中心”是整合平台的数字处理中心，也是网络的统一管理中心，实际所有系统的数据汇聚、交互、转发、调用、整合等功能。

5、网络均由统一的广电专网提供VPN网络服务，保证网络正常连通和专网专用。

6、校区大队监控中心的建设：实现各系统视频图象（不同品牌）上墙，可以支持CIF、4CIF、720P、1080P等（不同格式）上墙，并且在观看以上图象模式时，可以任意的组合、切换等。

7、监控平台系统可以根据用户的实际使用需求，提供标准和友好的SDK开发包，支持用户进行应用层的联动开发；并且提供必要的开发人员的技术支持。

综合项目要求

1、 数字监控平台系统有超强的兼容性，即保证用户此平台投资的开放性，保证数字化监控系统的后期扩容；最大程度的保证了用户的长期利益。CSV平台目前可以兼容和管理约30个品牌的产品，可以管理DVR、DVS、网络摄象机。

2、 数字监控平台系统有统合开发的能力，并可以根据用户特定要求，提供具体项目的定制化服务；例如“园区统一管理平台系统”和视频监控系统的整合。CSV可以提供收费的定制化服务的模式进行开发接入，或者提供相应的SDK开发包和接口协议供第三方系统接入。

3、 中盛益华联网监控平台采购全数字化、专业的图象上屏解决方案（数字矩阵），可以同时解码CIF、4CIF、720P、1080P等主流图象格式和多种类型的产品，并且具有良好的操控性，满足用户的统一管理、统一观看、无缝切换的应用要求。

4、 监控平台系统可以支持目前主流的3G制式网络，对移动前端设备视频图象的管理和控制，基于运营商网络接入公网传输到监控中心，保证图像的实时性和流畅性。

5、 监控平台系统可以支持与报警系统或者其他第三方系统的定制化服务，可以提供标准SDK控件和必要的要专业技术人员的支持；供其它平台可以无缝接入和管理视频图象。

系统架构及其功能

单一已建系统整合说明（如图1）：

图1:系统架构图

A、已建系统中模拟矩阵的使用，此次校区数字联网系统的整合不做调整，保持现有的使用习惯。把已建系统中DVR接入网络；DVR的接入采购SDK接入，暂时没有接入的DVR，定制研发接入，已过使用期的DVR系统，可以采购成熟稳定的DVR（CSV推荐已接入的DVR品牌）接入平台。

B、 在已建系统的控制中心，新增一台管理服务器，其对已建系统的DVR进行统一的管理，并且可以管理后续新增的高清网络摄象机，此管理服务器做为总的数字视频联网系统的下级服务器独立工作。

C、 在已建系统中新增一套视频客户端设备，通过客户端设备可以统一调看此改造子视频系统的所有图象，也可以根据不同的权限定义，直接访问学校中心的总服务器，调看数字视频联网系统中的任意图象。

D、已建系统实现数字视频联网整合后，可以在后续的扩容过程中，直接选择使用CSV品牌的高清网络摄象机，保证后续扩容的多样性，保证数字系统的先进性。

E、总监控中心，通过监控中心的主服务器管理各子监控系统的下级服务器，可以实际整合后的数字视频联网系统的统一图象的调看，通过数字矩阵实现不同品牌设备，不同格式统一上墙。

数字视频联网系统整合说明（如图2）：

由图2可知：

A、 各已建系统原有的模拟监控前端：模拟摄像机通过连接至硬盘录像机，硬盘录像机设备负责录像管理，通过已建模拟矩阵，实现本地的解码上墙。增加一套服务器、网络接入DVR、增加一台客户端即实现了各已建系统的前端数字化工作。

B、 通过监控中心放置监控管理主服务器，直接管理已建视频监控系统的前端视频管理服务器，将各个校区的硬盘录像机、编码器、新增的IPC统一管理起来；主服务器的作用，通过网络与录像管理服务器建立逻辑的上下级关系，从而实现各已建视频监控联网；实现同一操作界面所有视频图像的统一调度。

C、 网络层部分：基于校园专网网络，通过同一运营商提供的VPN专线经由核心层千兆交换机连接到监控中心，所需的上传带宽根据需要同时上传的图像数而定（每路cif图像上传需要500k左右，每路D1图像上传需要1-2M带宽）。

D、 电视墙部分：校区监控中心可以使用数字矩阵，通过软解码方式实现图像的大屏幕显示，大屏解码上屏显示采用数字矩阵显卡输出图象，可以解码CIF、4CIF、720P、1080P等多种图象格式。使用方便、灵活、具有非常强的交互能力，并且可以与其他第三方系统进行联动使用。

图2:数字视频联网系统图

E、 统一管理平台的数据中心建设在校园的总监控中心，统一管理平台通过CSV提供的SDK，将CSV数字视频联网系统与其它5个子系统统一的管理起来，实际统一的调度工作。

系统建设注意事项

A、多品牌的接入；建议接入目前三大DVR（大华、海康、汉邦）厂商的DVR产品，相对稳定和技术支持有保障。

B、VPN网络; IP地址的解决，网络的稳定性。建议使用同一运营商的IP网络服务，并且划出VPN网络。

C、监控系统与消防管网远程检测、消防报警控制系统、消防器材动态管理、OA办公系统、门禁系统及报警系统的研发需要给予充分的研发时间与测试时间。

存储计算

在以摄像头—>编码单元—>存储设备这种流程进行存储视频监控系统中，摄像头的数据传送给编码单元（网络摄像机或视频服务器），进行编码处理，然后分别以流数据或文件的形式存储到后端的存储设备上。

从监控设备上来说，随着摄像头的增加，高清摄像头、多角度摄像技术的应用，以及越来越高的文件存储期限，存储设备是否能够在未来很长一段时间满足需求存储的增长也是必须要解决的问题。因此视频监控的存储设备至少需要满足高性能、高容量、高可靠性、扩展性好的特点。于是我们看到，IP SAN已经成为大规模的网络视频监控存储的最佳选择。

机柜用于安装网络视频监控系统的设备，监视墙用于安装监视器。

本系统原有系统全部采用DVR接模拟摄像机使用前端存储，而本次新增加40路高清摄像机，按照高清摄像机每路码流为4M，对录像所需保存30天。计算公式如下；

摄像机视频信号压缩后的码率在4000Kb左右，按平均值计算出每路24小时录像的数据量如下：每路每天的数据量≈4000×60×60×24/8/1024/1024=41.2GB。

本系统共新增加40路高清，录像需要保存30天。计算公式：

注：码率（32kb-4000kbps）可调。

各个用户可以用于对前端视频服务器和摄像机的统一管理监控图像的前端的浏览、录像回放、下载等其他操作。

软件平台功能介绍

网络视频监控系统系统是一套采用现代计算机网络技术及多媒体信息压缩、解压技术实现的数字图形监控系统。该系统监控的视频、音频、告警、控制信号可传至网络内的每一个节点，用户可以利用计算机网络在不同地点同时监视、控制远程某一或某些场所，同时具有动态感知、视频存储、告警管理等功能。

实时浏览

1、灵活的浏览、控制

提供全天候及全方位的画面监视功能。对监看目标进行实时、直观、清晰的监视，监视界面分为16、13、12、10、9、8、7、6、5、4、单画面显示，并且在观看视频的时候进行图像的抓拍。

可自定义窗口浏览布局、浏览巡视组

支持多种云台控制（PC键盘、模拟键盘、PTZ控制）

2、四屏浏览

通过一台客户端电脑主机，用户可对多达4个显示器进行同时管理。

每个显示器上可独立显示实时浏览界面、录像回放界面、数字全景镜头拼接、配置窗口界面等。有效节省用户投入。

多级电子地图

使用多级电子地图联动功能，可准确定位每个镜头并查看镜头的相关信息。

电子地图与报警设备关联，当发生警情时管理者可立即掌握报警现场的情况和地理位置信息。

图象增强

在恶劣天气条件下（如雨、雾、沙尘或夜间等环境），对于质量不佳的图像，用鼠标任意圈选一个区域，该区域可立即显现画面增强处理效果，消除模糊，提升画面清晰度，加强画面观看质量。

录像存储及回放

可以通过预先录像计划对视频信息进行记录，录像计划及录像空间可以由系统授权用户任意设置及更改，系统支持报警后的联动录像功能可采用硬盘、磁盘阵列多种存储介质，支持DAS、NAS、SAN等多种存储架构。

系统支持基于时间、镜头、事件的多种录像检索方式，采用VOD引擎技术，查询到的录像文件即点即播放，无需下载。

支持实时录像、计划录像、移动侦测录像、开关量报警录像、客户端单独录像。

1、时间条回放

以时间点为基准进行查询，浏览中可进行类似影音播放器的抓图、快进、暂停等多项操作；

可对多个录像文件进行统一时间或不同任意时间进行播放浏览等操作；

对已保存的重要图像进行逐帧回放，以便分析。

2、基于录像文件的快照搜索

对选定录像进行时间等分切片处理，并以快照形式直观显现，根据快照中场景的变化，迅速定位事件发生点；

24小时的录像，经快照搜索后，用户5分钟内可找到所需画面，节约查询时间和工作量。

3、录像书签管理及检索

可在录像文件的某一时间点加入文字注释标识，共享录像时，书签信息将一目了然。

通过检索书签，可以快速找到录像文件中某事件的相应时间点。

4、多录像文件异步回放

16个录像文件在图像浏览区同时播放。

5、多镜头同步回放

通过该功能，用户能够观看到不同机位多个摄像头同一时间段的录像回放。便于管理人员事后回顾事发当时不同镜头下的情景再现，有利于全局掌握。

报警联动处理

1、完善的接警预案机制

提供支持移动侦测（区域画面变化）、开关量报警设备、视频图像智能分析三种报警的管理控制，当发生警情时候，系统具备完善的处理方式及处理机制，让用户在最短的时间知道警情的发生，并可以根据系统预先设置的预案进行处理，大大提高了行政工作效率。

当系统接收到报警信息后，可以有如下9种联动方式供用户选择设置：

报警联动多级电子地图及图像弹出；指定时间段内，1个或多个摄像机启动报警联动录像；电视墙上报警图像弹出；客户端信息提示；客户端语音提示；摄像机自动转向报警预置位；触发报警开关量输出；报警联动Email ；报警联动手机通知。

2、完善的接警处理机制

当多路警情同时发生时采取报警排队机制，防止漏处理；未处理的警情一直处于日志栏中；已处理的警情记录在后台数据库中。

系统管理

1、完善的权限管理

CSVision系统对用户有着严格的、完善的权限管理机制，保证了系统的安全性及可靠性。

权限管理分多级（99级）权限管理，控制，细化到定义用户的不同功能，包括可以观看的摄像头的点位也可以严格的控制，高权限用户相对低权限用户拥有高的优先级。如图3。

2、设备管理

对于一个大的监控系统，监控的点位分散，数量巨大，因此对前端设备的有效管理是系统的必备功能，CSVision系统具备完善的设备管理，通过左侧设备区清楚的显示监控镜头所属的位置。

图3 权限管理图

3、日志管理

用户登录到客户端软件后，在自动日志查询窗口会自动显示系统当前使用情况，包括用户的登录、退出，设备的使用情况（丢失、发现、恢复），报警信息，子服务器运行情况等信息。当服务器向登陆的客户端发送这些系统状态变化的消息后，客户端就会分析此消息并且在客户端的自动日志网格内添加这条消息的内容，向用户展示某天某时某服务器上面发生了什么样的事件，这样用户对系统的状态就能有最清楚的掌握。

同时，系统所有的时间日志全部会保存在后台数据库中，用户可以通过系统的日志查询功能，按照时间、事件等索引方式查询日志。

其它功能

1、语音对讲功能

登陆同一台服务器的不同用户进行语音或文字即时交流。

同时，监控中心也可以利用CSVision客户端软件和前端编码设备进行双向语音功能。

2、数字全景

通过简单操作，可将4个摄像机画面拼接成一幅全景画面，便于用户对被监控区域的全局掌握，及时发现潜在风险。同时解决了由于单幅图像画面过小或单幅图像清晰度不够的问题。

3、数字电视墙布局共享

可将多个镜头画面分配到电视墙对应的解码器，使画面在电视墙上轮巡显示，实现虚拟软矩阵功能。电视墙浏览布局可保存并共享给其他客户端。

结束语

目前，各地教育局还在全市各学校进行摄像头监控、校方管理秩序等工作的抽查和检查工作。据统计，已有70%-80%的学校，在校园内和校门口安装了摄像头监控，这一比例将逐步提高。此外，还将督促中小学校加强技防建设，学校要害部位须安装110区域防盗报警系统。

校园安全是一件忽略不得的大事，只有群防群治、加强管理，才能营造充满生机的校园环境，让孩子们健康地成长。

作者单位：北京中盛益华科技有限公司