智慧校园的综合安防系统设计

陶英

TAO Ying

（恒锋信息科技股份有限公司）

(Hengfeng information technology co., ltd.)

1 系统总体设计

校园的安全防护是针对校园内的重点区域进行实时的监控。通过警报、视频监控、出入口控制等技术手段，同时结合校园内的保安巡逻和执勤来保障校园的安全防护能够高效、有效、科学的展开。

根据实际的分析和研究，校园的安全防护系统主要包括以下几个方面：

① 综合安防管理平台

② 高清视频监控系统

③ 校园入侵报警系统

④ 校园一键报警系统

⑤ 校区车辆管理系统

⑥ 门禁管理系统

2 综合安防管理平台

综合性的安全管理平台为各种各样的安防子系统，主要包括视频监控系统、车辆进出管理系统、报警系统以及门禁系统等,提供状态查看、系统控制、操作管理，从而将各个安防子系统融为一体，最终发挥出最大的系统效率。

通过对安全管理平台的分析和研究，一个完善的安全防护平台要能提供以下功能：

1）对安防总体情况（视频图像、报警、门禁、设备状态等）进行监视、控制和管理。相关管理人员通过校园局域网连接管理服务器就可以进行监视、分控。

2）平台上的界面也能实时的显示校园内部重点区域的视频影像，同时针对校园内部的各个门禁系统、车辆进出系统都能提供实时的24h监控，并且可以随时的进行视频和监控录像的查看。能对前端的报警主机和门禁主机的状态实时掌握，并且可以根据图标的颜色分辨各主机的状态。同时如果门禁系统或者车辆管理系统的某些位置发生了报警，那么可以及时的在大屏幕上进行位置的显示，并且可以自动进入现场视频录像的播放和显示。

3）接受报警主机的实时状态信息和门禁系统的实时状态信息。当平台内部的入侵警报系统被触发时，视频录像会立刻进行自动弹出并追踪，可以帮助工作人员更好的了解警报发生的位置，更高效快速的进行异常的排除，同时一旦报警发生，就会进行自动的记录和存档，方便后续的存取和调查工作。

4）具备多级用户管理，具备较细的权限分配，可严格根据校园安全保卫制度，给每个值班人员、管理人员、技术人员分配权限。对不同系统的安全人员设定不同权限的账号和密码，只有权限足够而且账号密码正确才能进入到安全防护平台进行登录和操作。

图1 监控摄像系统的

5）同时安全防护平台内部的报警系统、门禁系统、车辆管理系统等都可以进行实时的联动操作，可以帮助安全人员更快速的确认警报发生的位置。

3 视频监控系统

视频监控系统主要有前端摄像机、信号传输系统以及存储设备等组成。监控摄像系统的整体框图如图1：

1）前端摄像机

视频监控系统主要的组成部分为高清网络摄像机，可以根据外部使用环境的不同进行自动调节，以满足不同场景中的需求。主要设置如下：

①校门口

校门口设置的摄像机应能清晰的拍摄到进出车辆的车牌以及人员相貌，采用红外枪式摄像机加高速球的布控方式，红外枪式摄像机负责全天候监控校门口场景，高速球可根据事先设定的预置位进行巡视，同时也可根据监控平台的要求对特定人员进行跟踪。

②高校周界

一般的校园防护系统主要针对的都是校园内部，因此相应的校园周边区域防护的措施就要少很多，属于整个校园内部防护最薄弱的地方。设置监控点要充分考虑到夜晚围墙的光线差，监控的面积很大，因此为了更好的进行监控，可以采取快速球机和红外摄像机组合的形式进行全方位日夜不间断的监控。

③校区主干道

校园主干道上摄像机应能清晰的拍摄到过往行人的相貌特征以及来往车辆的车牌，采用200万像素高清红外高速球进行大范围监控，同时为了保证弱光环境下的成像效果，摄像机内部还增加了红外补光装置。同时这些高速球应带有自动跟踪功能可对来往人员及车辆进行自动跟踪。

④球类场所

作为校园内学生活跃十分频繁的区域，校园内的田径场、篮球场等场地，由于场地很大，因此一般的情况下主要采取的是红外枪机，可以对进出的人员进行实时的监控，以保证人员的安全，同时还安装一些高清红外球机针对学校内部的主席台和观众席进行日夜不间断的监控。

⑤ 青年活动广场、公园

针对活动场地和公园区域可以采取高清红外球机和鱼眼摄像机组合的形式进行监控，球机可以监控细节，鱼眼镜头可以监控整体，二者之间的组合可以保证这些地区的24h无死角监控。

⑥ 停车场

由于停车场地的灯光很差，因此为了保证监控的效果能清晰的对停车场内部的阴暗区域进行显示，这里可以选择高清红外线摄像机。

⑦ 大楼出入口

大楼的出入口作为室内外的连接地方，会存在室内和室外光线强度差异很大的情况，为了更好的解决这一问题，这里可以选择宽动态红外摄像机进行监控。

⑧ 楼层走廊

传统的摄像机或监控拍下来的画面主要的画面比例为4:3或16:9，看到的场景为视角广但视野不深，校园内部的很多走廊长度很长但是宽度很小，这个时候为了方便监控可以选择画面比例为9:16的走廊模式的红外半球摄像机，不仅可以保证监控的效果还可以减少摄像机数量的使用。

⑨ 楼梯口

作为主要的监控区域，楼梯口必须要能清晰的监控人员进出所带的物品因此为了很好的满足这个要求，需要安装高清红外摄像机进行监控作业。

⑩教室、图书馆

这些位置同样选择组合的形式，主要为红外半球和球机，完成对室内的整体监控和细节监控，同时为了校园内监控的美观，教室的内部可以采取吸附式的监控和摄像机进行作业。图书馆等地区可以选择鱼眼监控以达到很好的全景监控效果。

⑪食堂

作为防护的重点区域，校园的食堂人员数量较多，人员较杂，因此监控的重点主要是细节的监控，这个时候为了很好的满足监控的条件，可以选择高清的红外枪机、红外球、室内球机对整体区域进行不间断、无盲点的日夜实时监控作业。

⑫监控中心

图2 报警管理系统架构图

作为监控作业完成和设备运行状况监控的核心区域，监控中心在进行监控的时候要注意对细节的全天候监控，因此这里一般选择高清的室内球机进行作业。

2）传输网络

传输系统主要的工作内容就是进行监控录像的实时传输。一般来说当传输的距离在100m之内时，通常采取的是网线直连的形式，但当传输的距离较远时，一般选择光纤进行视频的实时传输。

3）图像存储

存储系统要求能对监控的录像进行实时的存储，以方便后续的调用和查看，需要很高呑吐的云存储才能进行视频的传输和下载，一般对存储系统的要求为1920×1080（1080P）摄像模式下，能保证4Mb/s的传输效率。1280×720(720P)，2Mb/s码流。其存储空间计算公式：存储容量=[视频码流值Mb×60s×60min×24h×存储天数d/8]/1024。

4）视频显示系统

显示系统主要的显示为安全防护中心实时播放的显示屏。

4 入侵报警系统

入侵报警系统主要有前端探测系统、报警主机、控制设备、输入模块等组成，是整个安全防范系统的重要部分，在学校综合安防管理平台中统一管理。

系统架构拓扑如图2所示：

1）前端探测系统

前端探测系统一般安置的重点区域为办公区域、机房以及学校周边等，这些地区不仅需要高清摄像头和监控设备的作业，同时还需要安装警报系统，进行警报的实时传输，当外部发生入侵情况时，入侵警报系统被激活，这个时候前端的探测系统就会分析监控上传的图片判断是否有入侵行为的发生。可以根据学校环境的不同选择不同的控测设备进行作业，一般对探测设备的要求为：全方位的报警探头；误报率低；良好的性能价格比。

2）传输子系统

传输系统主要为供电电路和报警输入模块信号的传输电路，采用总线型结构，各探测器通过报警输入模块接入系统。报警主机、报警箱等的传输，采用网络方式接入校园网。

3）控制子系统

控制系统主要实现的任务包括警报的处理、以及警报的联动操作等。控制系统接入学校综合安防管理平台，实现报警联动、管理、配置。

4）一键报警

在门卫、操场、学生公寓、公园以及教学楼内设置一键报警装置，各报警装置采用校园光纤网或3G/4G等通讯方式与校园安保指挥调度中心内的安防管理平台通讯。系统结构图如图3：

报警人主动触发报警按钮后，平台软件自动弹出前端画面，并联动与前端报警点实现双向语音对讲，在校园安保指挥调度中心予以全程录像录音，为报警时提供有力的证据。中心平台支持视频预览和回放功能。当中心管理平台查看到有异常现象时，可对报警点进行威慑喊话，起到主动预防的作用，以及对前端点位广播。

图3 安防管理平台通讯系统结构

5 车辆管理系统

车辆管理系统主要是对校门口的进出车辆进行管控，道路超速联动警报系统和违章抓拍系统。采用多媒体网络技术、视频分析技术，实现车辆快速进出校园，校园内限速行驶，按位停车，确保在校师生安全以及校园交通秩序。同时系统预留接口，将违规车辆信息推送给校园管理人员以及内部车辆车主，对于多次违规的外来车辆应联动校门口进出管理系统限制其进出校园。

1）车辆进出管理系统

①车辆入场

车辆进入停车场入口时，地感线圈进行检测，触发车辆识别相机自动的进行车牌的检测和记录，并将结果上传到服务中心的网络上。检索数据库得出该车辆是否具有进入权限。若有，闸门就会升起，进行放行，同时入口处的显示屏上还会显示出车辆的信息和欢迎语。若没有进入权限，LED显示屏会用文字体现，无权限进出。

② 车辆出场

车辆在行驶到停车场出口时，地感线圈会进行检测，并同时触发车牌摄像机进行图像抓拍和识别，并且可以实时的进行车辆牌号的记录并进行信息的上传比对，并传输相应的比对结果，并控制道闸抬杆放行。

2）道路超速联动报警系统

依靠一键报警装置上的雷达测速器实现对车辆车速的实时监测，若超出校园限速，一键报警装置上的LED显示屏会给出提示，并联动上方高速球抓拍，相关数据会同步至校园综合安防管理平台。若发现某辆车经常超速，系统会进行联动，发出报警，禁止车辆的进出。

3）车辆违章智能抓拍系统

首先在一些路口和违停区域进行车辆违章系统的布置，安装完毕的球机会进行大范围的车辆监控，一旦分析出车辆属于违停，就会进行及时的信息抓取，并进行上传，后续在遇到同车牌号的违禁车辆时，监控系统就会及时的进行信号的抓拍和合成操作，并将图片和违章的信息进行传输和记录，同步给校内车辆出入口管控系统限制车辆的进出并实现对违规车辆劝导、教育。

6 门禁控制系统

基于TCP/IP通信协议进行即时信息传输的门禁系统是进行人员进出管理的重点系统，内部采取网络化的结构，系统内部的服务器可以和工作站之间进行实时的信息交流和数据的传输。系统主要的控制核心为门禁控制器，可以选择的主要通过方式为刷卡、人脸和指纹等，有些时候为了提升其安全性还会采取多种验证方式相结合的方式进行验证，门禁系统的门锁类型主要有磁力锁、电插锁等（见图4）。

门禁系统的系统结构和主要功能：

1）对通道进出权限的管理

主要是通道权限设置和通道开放时间的设置，同时对于通道门时间状态也可以设置比如：休眠状态、安全模式、密码模式或密码APB模式等。当休眠时，所有的动作都停止；常开时，门将不再关闭；安全模式下，要求人员打卡才能放行；密码模式下要求人员输入密码才可以放行；密码APB模式下，不仅会要求用户输入密码还会实时的检测用户的权限，避免用户通过没有权限的区域。

2）实时监控功能

系统的安全管理人员可以随时的进行监控状态的查看以更好的了解人员的进出情况，同时还能检测每个门禁的运行状态（包括门的开关，各种非正常状态报警等）；也可以在紧急状态打开或关闭所有的门区。

3）异常报警功能

图4 门禁控制系统拓扑图

异常的情况下，可以实现PC机报警和语音报警相结合的方式进行警报，如：非法侵入、门超时未关等。

7 结束语

本文是站在高校校园安全防护的基础上进行的安防系统的设计研究，作为保证学校和学生安全的重要系统，安全防护系统的合理使用将最大程度上保证学生的安全，基于视频监控系统、警报系统、智能门禁系统、车辆系统相结合的安全防护形式，最终发挥出最大的系统效率。

[1]GB50348-2004安全防范工程技术规范[S].

[2]GB 50395 - 2007 视频安防监控系统工程设计规范 ［S］.

[3]GB/T31068-2014 普通高等学校安全技术防范系统要求 ［S］.