安防網絡三級互動，為平安校園保駕護航

文｜北京市朝陽區現代教育技術信息網絡中心 李文濤

北京北控電信通科技發展有限公司 楊海軍

首都科技創安活動正在全面展開，采用技術防范手段提高安全防范水平，已經成為社會的共識。圖像監控信息系統是安全防范系統中重要的組成部分，具有直觀可視、通觀全局、一目了然等特點，具有動態控制、信息記錄等功能，能夠完成主動發現、報告復核、人車動態追蹤、事件現場監控、可視指揮調度、事件圖像記錄等工作，可以在加強治安防范，維護社會穩定和提高城市管理水平等工作中起到重要的作用。

1 系統概述

北京市某區教委前期已建成以MSTP光傳送網承載的“校校通”網絡。在該網絡基礎上，可以較簡單地實現教育安防監控專網系統建設，使每一個連入監控專網的教育單位獨享10M鏈路帶寬資源，從而保證安防監控系統的正常運行，排除因各單位內部網絡的復雜應用而帶來的對監控專網的不利影響。

監控專網體系采用分布式局部自治的體系結構，支持各學校安防監控的分期建設、專網接入單位規模的無限擴展，同時也支持各單位不依賴于監控核心平臺自成系統，獨立使用，當單個單位出現故障時，不影響核心平臺及其他單位安防監控的正常使用。整個監控網絡系統可劃分為三級平臺，一級平臺是建設在300余所教育單位內部的，完善本地監控系統平臺，可以實現本單位的內部視頻監控、視頻存儲和報警功能；二級平臺為視頻核心平臺，可以通過監控專網把每個單位的視頻圖像存儲在視頻核心平臺的存儲設備中；三級平臺為設置在教委辦公大樓內的應急指揮中心平臺，可以在應急指揮中心建設的電視墻上顯示和控制任意一所學校的校園實時圖像。在監控專網建立的統一用戶權限體系下，用戶可以在其使用權限允許的范圍內，從300余個接入單位中的任意一臺電腦上，訪問和監控每所學校的圖像。

2 系統特點

穩定性是安防系統最基本和最重要的要求。本系統采用“系統組網”的設計思路，采用符合SOA面向對象的分布式設計，是面向視頻聯網的專業視頻監控平臺產品；采用分布式體系局部自治的設計，有效避免系統級故障的出現；核心設備均采用嵌入式產品，平臺軟件采用Linux操作系統，防備病毒的侵擾。

系 統 基 于POSA架 構（PowerOn Streaming Architecture），可兼容不同廠家、不同編碼格式的設備。

本系統采用專業的NVR產品，單機可支持128路圖像的并發錄像，并可同時支持20路圖像的并發點播，支持防錯冗余，在核心平臺支持并發1400路圖像錄像。存儲采用了IPSAN方案，支持RAID5、熱插拔、電源冗余，可保證錄像數據的穩定。

系統支持大容量數字圖像的多級轉發和并發錄像，在千兆網上可以實現最大700M的可用帶寬，視頻轉發服務器單機最多可實現高達350路圖像的并發，視頻轉發系統可同時支持500路圖像的并行轉發。

本系統具有完備的權限體系，可以設置任何用戶在全網任何一個圖像資源上的權限，如可針對每個用戶設置訪問和監控攝像頭的權限，包括是否可以進行實時監控、歷史點播、云臺控制等。同時，系統支持用戶優先級級別管理。對同一個資源，如果兩個用戶均具備相應的權限，高級別用戶可以搶占低級別用戶的對該資源的擁有權，低級別用戶在控制權被搶占時會得到明顯的通知。此外，系統還支持Keboros加密算法，能夠實現用戶權限的全網漫游。

系統提供專業的配置管理軟件、維護管理軟件和網管軟件，通過全網一致的圖形和表格把相關概念集中起來，使得復雜的配置網管和維護管理變得簡單可行。

在實現本地報警聯動功能的同時，系統可將報警信號轉發至核心平臺的管理控制系統進行集中處理，可在指定的PC客戶端顯示報警輸入/輸出、運動檢測、視頻丟失的細節信息列表。

本系統的平臺軟件提供統一的集成開發接口，可方便實現學?？梢暬芾砉δ?。學校監控子網為學校內網開放一個端口，學校領導可通過任一電腦調閱本地的監控圖像并進行控制，也可在授權允許的情況下調閱非本校系統的圖像資源；在緊急情況下，可臨時升級學校的監控系統，建立臨時應急指揮中心；可將監控系統和教委的網站連接，使家長可以通過互聯網了解學校狀況；3G開通后，可增加對手機的支持，實現通過手機察看校園情況的功能。

3 系統功能

（1）實時監控功能

教委應急指揮中心大屏幕可按預先設定的流程成組（如四畫面一組）或單獨自動巡視各監視區域，也可按手動操作定點監視重要區域。用戶可通過鍵盤和數字顯示終端調閱全網圖像，并可進行PTZ控制。

（2）圖像存儲功能

系統滿足1000多路實時圖像集中存儲，畫面清晰，圖像存儲介質安全可靠。存儲內容需保留至少15天，以備發生事故時檢索。所有的視頻存儲資料可以存儲在存儲池內，也可以通過光盤進行備份。系統可以根據不同的要求進行不同等級的視頻存儲，圖像數據保留的時間長短可以根據需求分別予以設定。

（3）歷史圖像回放功能

網絡內的授權用戶可以遠程查詢并點播回放已存儲的圖像資源。

系統具備按存儲時的圖像質量進行回放的功能，回放品質能達到畫面清晰、能辨析細節的水平；可多次回放，且多次回放后圖像質量沒有損傷；可以快速方便地對存儲資料進行檢索；回放過程中可控制畫面快放、慢放、逐幀顯示、區域放大，方便分析。

（4）實時報警功能

系統具有報警功能，在每個學校配備有報警主機，可接入報警信號，在報警信號觸發時可進行報警聯動錄像和處理，并可將報警信息轉發至教委應急指揮中心。系統支持語音對講，可進行現場指揮。

（5）資源共享及管理功能

系統可與政府、公安等圖像平臺互聯互控。系統具備全網統一的權限及認證系統，可對實時圖像、歷史圖像、視頻干線等資源按使用者權限進行統一分配。網管系統可對全網的圖像資源和設備進行統一的配置管理、網管和維護管理。

4 系統架構

整個系統由三個平臺集成而成，其中視頻核心平臺作為視頻資源管理、調度、存儲的核心，將對整個系統視頻資源的共享和其他應用服務起到支撐作用。視頻核心平臺配備了萬兆骨干路由交換機，依靠其強大的數據處理能力和高強度的安全性，提供高密度的千兆端口及光口，分別用來同視頻業務服務器和IP-SAN存儲設備進行千兆連接，充分保證系統的帶寬。核心交換機通過千兆鏈路與該區現有的傳輸骨干網絡連接，通過千兆鏈路上連到教委應急指揮中心，其提供的數據影像傳輸服務及全區所有的操作和應用均可由此實現。

學校監控系統平臺由本地視頻接入和本地監控兩部分組成，既具有指揮中心的部分功能，又為視頻核心平臺提供視頻源和報警源。學校監控系統平臺在滿足日常監控工作的基礎上，強化統一管理、應用靈活的特性，可使領導在辦公室里通過計算機監控校內任意一個監控點，并可將視頻數據保存在本地存儲設備中。學校監控系統平臺部署三層交換機作為視頻監控網絡的專用網絡接入設備，通過這種部署方式使視頻流與校園網的業務流相分離。這樣做一方面保證只有合法的用戶或部門才能夠對實時監控影像數據進行訪問瀏覽，保障監控數據的安全性及私密性；另一方面能夠提供可保證的獨立帶寬，滿足視頻監控數據對網絡環境的復雜要求，從而保證視頻監控網絡的可靠運行，系統架構如圖1所示。

圖1 系統架構圖

通過對整個監控系統進行如圖1所示的部署，所有的視頻圖像都將通過IP網絡傳輸至視頻核心平臺，并存儲于IP-SAN架構的存儲設備中。系統采用層次化的網絡結構，并對IP地址、QOS、安全策略進行規劃，為了能夠確保視頻監控數據的安全性，需要建立與現有校園網相對隔離的網絡系統。在安全可控性方面，系統通過VLAN、TRUNK、路由協議的認證、設備的分級密碼設置、IP地址綁定及端口安全等多種策略進行全網安全的層次化部署，確保網絡接入訪問具有高可控性。系統通過設備支持高級端到端的QOS體系保證視頻圖像傳輸的服務質量。在網絡管理方面，可以通過網絡管理工具進行網絡設備的監控、部署和調試，提高網絡管理的便捷度和故障解決的效率。

5 平臺建設

（1）視頻核心平臺

視頻核心平臺負責區教委管轄范圍內的圖像資源的共享和整合，滿足教委對圖像資源統一管理的要求，是圖像資源的匯聚、共享的樞紐。視頻核心平臺將根據各應用部門（如指揮中心）、各職能部門及各位領導的權限分別為其提供所需的實時和歷史圖像資源。視頻核心平臺具備對各教育單位報警信息進行管理及智能分析處理的能力，可實現與區內其他圖像信息管理系統的對接。

視頻核心平臺涵蓋300余所教育單位，實時傳輸到平臺進行存儲的視頻數量為1000多路，可為教委應急指揮中心、公安分局內保處指揮中心及區政府應急指揮中心提供圖像，實現三級監控體系互聯互通以滿足日常監控、應急事件處理及報警等需求。

視頻核心平臺包括視頻管理控制系統、視頻轉發系統以及圖像存儲點播系統、邊界系統、減幀系統等。

（2）教委應急指揮中心

教委應急指揮中心集指揮、監控、管理功能于一體，依托于視頻核心平臺，依據相關權限管理共享視頻資源，是教育安防監控工程的總指揮所。指揮中心領導、監控人員可以通過指揮中心的顯示系統方便地實現視頻監視，也可以利用模擬控制鍵盤實現對任一視頻源的控制、切換。在中心的數字化顯示終端上不僅能夠實時瀏覽、控制視頻圖像，還能夠通過輸入查詢條件從視頻核心平臺中查詢到歷史視頻。當接入單位的報警主機進行報警時，應急指揮中心內的數字化顯示終端將出現報警信號，同時系統將自動對報警視頻進行幀標記存儲。

（3）學校監控系統平臺

全區300余所接入單位的本地監控系統根據每個單位不同的校園規模和資金情況進行配備和建設。單位監控系統要求支持1～16路圖像的本地實時監控，支持15天D1分辨率或CIF分辨率圖像的存儲。通過監控專網，學校監控系統可選擇1～4路重要場所的圖像傳送至視頻核心平臺進行集中存儲。

學校監控系統配備報警主機和周界報警系統，利用紅外雙束對射探測器將學校的周界控制起來。當探測器被觸發時，會立即將報警信號發送到報警主機，通過視頻管理設備進行報警聯動處理。

學校監控系統可通過校園網和學校的MIS系統進行互聯，使視頻管理設備可將圖像轉發至MIS系統，達到學校領導在任何辦公室都可監控到學校各個角落的效果。

6 結束語

該項目的建設實現了安防監控網絡的三級互動，各教育單位前端監控視頻、報警與存儲中心及應急指揮中心的互動，并且在視頻核心平臺上實現教育的監控專網與公安內保監控專網的連接互動，從而實現監控數據的多級存儲、監控管理和指揮的互動和協調功能，體現真正意義上的視頻聯網、資源管理和共享。