某學校視頻監控聯網解決方案

徐洪友

某學校視頻監控聯網解決方案

徐洪友

校園安全是一件忽略不得的大事，只有群防群治、加強管理，才能營造充滿生機的校園環境，讓孩子們健康地成長。

用戶需求分析

項目背景

隨著學校規模的不斷擴大，學校的數量的不斷增加，用戶在發展初期，各校區區域已按自己的區域要求，建設了不同品牌的視頻監控系統（硬盤錄像機和視頻編碼服務器）；出現同一區域不同部門的重復建設，各視頻監控系統各自為陣，無法互聯互通。此次校園聯網項目整合，將新建部分高清網絡攝像機；在不影響原有系統的正常運行，網絡保證正常使用的情況下，能實現目前端監控分系統的整體聯網，實現各個系統中不同品牌的DVR、DVS、IPC集中管理，重點錄象點統一存儲。

需求分析

1、建立統一管理平臺。視頻監控平臺系統是此大系統中的一個子系統，此統一管理平臺，有各個系統的子系統進行整合。

2、視頻監控聯網系統。將實現新建的校區監控與已建模擬視頻監控系統的統一整合。（實現不同品牌的硬盤錄像機、編碼器、新建的高清數字網絡攝象機統一管理）；實現不同用戶不同權限的安全防護機制，系統相對獨立。

3、整合監控視頻管理平臺，不影響原視頻監控系統（模擬矩陣＋硬盤錄象機）正常運行的情況，可以實際純數字化的圖象觀看，實現多個視頻監控系統的統一融合。

4、“學區監控中心”是整合平臺的數字處理中心，也是網絡的統一管理中心，實際所有系統的數據匯聚、交互、轉發、調用、整合等功能。

5、網絡均由統一的廣電專網提供VPN網絡服務，保證網絡正常連通和專網專用。

6、校區大隊監控中心的建設：實現各系統視頻圖象（不同品牌）上墻，可以支持CIF、4CIF、720P、1080P等（不同格式）上墻，并且在觀看以上圖象模式時，可以任意的組合、切換等。

7、監控平臺系統可以根據用戶的實際使用需求，提供標準和友好的SDK開發包，支持用戶進行應用層的聯動開發；并且提供必要的開發人員的技術支持。

綜合項目要求

1、 數字監控平臺系統有超強的兼容性，即保證用戶此平臺投資的開放性，保證數字化監控系統的后期擴容；最大程度的保證了用戶的長期利益。CSV平臺目前可以兼容和管理約30個品牌的產品，可以管理DVR、DVS、網絡攝象機。

2、 數字監控平臺系統有統合開發的能力，并可以根據用戶特定要求，提供具體項目的定制化服務；例如“園區統一管理平臺系統”和視頻監控系統的整合。CSV可以提供收費的定制化服務的模式進行開發接入，或者提供相應的SDK開發包和接口協議供第三方系統接入。

3、 中盛益華聯網監控平臺采購全數字化、專業的圖象上屏解決方案（數字矩陣），可以同時解碼CIF、4CIF、720P、1080P等主流圖象格式和多種類型的產品，并且具有良好的操控性，滿足用戶的統一管理、統一觀看、無縫切換的應用要求。

4、 監控平臺系統可以支持目前主流的3G制式網絡，對移動前端設備視頻圖象的管理和控制，基于運營商網絡接入公網傳輸到監控中心，保證圖像的實時性和流暢性。

5、 監控平臺系統可以支持與報警系統或者其他第三方系統的定制化服務，可以提供標準SDK控件和必要的要專業技術人員的支持；供其它平臺可以無縫接入和管理視頻圖象。

系統架構及其功能

單一已建系統整合說明（如圖1）：

圖1:系統架構圖

A、已建系統中模擬矩陣的使用，此次校區數字聯網系統的整合不做調整，保持現有的使用習慣。把已建系統中DVR接入網絡；DVR的接入采購SDK接入，暫時沒有接入的DVR，定制研發接入，已過使用期的DVR系統，可以采購成熟穩定的DVR（CSV推薦已接入的DVR品牌）接入平臺。

B、 在已建系統的控制中心，新增一臺管理服務器，其對已建系統的DVR進行統一的管理，并且可以管理后續新增的高清網絡攝象機，此管理服務器做為總的數字視頻聯網系統的下級服務器獨立工作。

C、 在已建系統中新增一套視頻客戶端設備，通過客戶端設備可以統一調看此改造子視頻系統的所有圖象，也可以根據不同的權限定義，直接訪問學校中心的總服務器，調看數字視頻聯網系統中的任意圖象。

D、已建系統實現數字視頻聯網整合后，可以在后續的擴容過程中，直接選擇使用CSV品牌的高清網絡攝象機，保證后續擴容的多樣性，保證數字系統的先進性。

E、總監控中心，通過監控中心的主服務器管理各子監控系統的下級服務器，可以實際整合后的數字視頻聯網系統的統一圖象的調看，通過數字矩陣實現不同品牌設備，不同格式統一上墻。

數字視頻聯網系統整合說明（如圖2）：

由圖2可知：

A、 各已建系統原有的模擬監控前端：模擬攝像機通過連接至硬盤錄像機，硬盤錄像機設備負責錄像管理，通過已建模擬矩陣，實現本地的解碼上墻。增加一套服務器、網絡接入DVR、增加一臺客戶端即實現了各已建系統的前端數字化工作。

B、 通過監控中心放置監控管理主服務器，直接管理已建視頻監控系統的前端視頻管理服務器，將各個校區的硬盤錄像機、編碼器、新增的IPC統一管理起來；主服務器的作用，通過網絡與錄像管理服務器建立邏輯的上下級關系，從而實現各已建視頻監控聯網；實現同一操作界面所有視頻圖像的統一調度。

C、 網絡層部分：基于校園專網網絡，通過同一運營商提供的VPN專線經由核心層千兆交換機連接到監控中心，所需的上傳帶寬根據需要同時上傳的圖像數而定（每路cif圖像上傳需要500k左右，每路D1圖像上傳需要1-2M帶寬）。

D、 電視墻部分：校區監控中心可以使用數字矩陣，通過軟解碼方式實現圖像的大屏幕顯示，大屏解碼上屏顯示采用數字矩陣顯卡輸出圖象，可以解碼CIF、4CIF、720P、1080P等多種圖象格式。使用方便、靈活、具有非常強的交互能力，并且可以與其他第三方系統進行聯動使用。

圖2:數字視頻聯網系統圖

E、 統一管理平臺的數據中心建設在校園的總監控中心，統一管理平臺通過CSV提供的SDK，將CSV數字視頻聯網系統與其它5個子系統統一的管理起來，實際統一的調度工作。

系統建設注意事項

A、多品牌的接入；建議接入目前三大DVR（大華、海康、漢邦）廠商的DVR產品，相對穩定和技術支持有保障。

B、VPN網絡; IP地址的解決，網絡的穩定性。建議使用同一運營商的IP網絡服務，并且劃出VPN網絡。

C、監控系統與消防管網遠程檢測、消防報警控制系統、消防器材動態管理、OA辦公系統、門禁系統及報警系統的研發需要給予充分的研發時間與測試時間。

存儲計算

在以攝像頭—>編碼單元—>存儲設備這種流程進行存儲視頻監控系統中，攝像頭的數據傳送給編碼單元（網絡攝像機或視頻服務器），進行編碼處理，然后分別以流數據或文件的形式存儲到后端的存儲設備上。

從監控設備上來說，隨著攝像頭的增加，高清攝像頭、多角度攝像技術的應用，以及越來越高的文件存儲期限，存儲設備是否能夠在未來很長一段時間滿足需求存儲的增長也是必須要解決的問題。因此視頻監控的存儲設備至少需要滿足高性能、高容量、高可靠性、擴展性好的特點。于是我們看到，IP SAN已經成為大規模的網絡視頻監控存儲的最佳選擇。

機柜用于安裝網絡視頻監控系統的設備，監視墻用于安裝監視器。

本系統原有系統全部采用DVR接模擬攝像機使用前端存儲，而本次新增加40路高清攝像機，按照高清攝像機每路碼流為4M，對錄像所需保存30天。計算公式如下；

攝像機視頻信號壓縮后的碼率在4000Kb左右，按平均值計算出每路24小時錄像的數據量如下：每路每天的數據量≈4000×60×60×24/8/1024/1024=41.2GB。

本系統共新增加40路高清，錄像需要保存30天。計算公式：

注：碼率（32kb-4000kbps）可調。

各個用戶可以用于對前端視頻服務器和攝像機的統一管理監控圖像的前端的瀏覽、錄像回放、下載等其他操作。

軟件平臺功能介紹

網絡視頻監控系統系統是一套采用現代計算機網絡技術及多媒體信息壓縮、解壓技術實現的數字圖形監控系統。該系統監控的視頻、音頻、告警、控制信號可傳至網絡內的每一個節點，用戶可以利用計算機網絡在不同地點同時監視、控制遠程某一或某些場所，同時具有動態感知、視頻存儲、告警管理等功能。

實時瀏覽

1、靈活的瀏覽、控制

提供全天候及全方位的畫面監視功能。對監看目標進行實時、直觀、清晰的監視，監視界面分為16、13、12、10、9、8、7、6、5、4、單畫面顯示，并且在觀看視頻的時候進行圖像的抓拍。

可自定義窗口瀏覽布局、瀏覽巡視組

支持多種云臺控制（PC鍵盤、模擬鍵盤、PTZ控制）

2、四屏瀏覽

通過一臺客戶端電腦主機，用戶可對多達4個顯示器進行同時管理。

每個顯示器上可獨立顯示實時瀏覽界面、錄像回放界面、數字全景鏡頭拼接、配置窗口界面等。有效節省用戶投入。

多級電子地圖

使用多級電子地圖聯動功能，可準確定位每個鏡頭并查看鏡頭的相關信息。

電子地圖與報警設備關聯，當發生警情時管理者可立即掌握報警現場的情況和地理位置信息。

圖象增強

在惡劣天氣條件下（如雨、霧、沙塵或夜間等環境），對于質量不佳的圖像，用鼠標任意圈選一個區域，該區域可立即顯現畫面增強處理效果，消除模糊，提升畫面清晰度，加強畫面觀看質量。

錄像存儲及回放

可以通過預先錄像計劃對視頻信息進行記錄，錄像計劃及錄像空間可以由系統授權用戶任意設置及更改，系統支持報警后的聯動錄像功能可采用硬盤、磁盤陣列多種存儲介質，支持DAS、NAS、SAN等多種存儲架構。

系統支持基于時間、鏡頭、事件的多種錄像檢索方式，采用VOD引擎技術，查詢到的錄像文件即點即播放，無需下載。

支持實時錄像、計劃錄像、移動偵測錄像、開關量報警錄像、客戶端單獨錄像。

1、時間條回放

以時間點為基準進行查詢，瀏覽中可進行類似影音播放器的抓圖、快進、暫停等多項操作；

可對多個錄像文件進行統一時間或不同任意時間進行播放瀏覽等操作；

對已保存的重要圖像進行逐幀回放，以便分析。

2、基于錄像文件的快照搜索

對選定錄像進行時間等分切片處理，并以快照形式直觀顯現，根據快照中場景的變化，迅速定位事件發生點；

24小時的錄像，經快照搜索后，用戶5分鐘內可找到所需畫面，節約查詢時間和工作量。

3、錄像書簽管理及檢索

可在錄像文件的某一時間點加入文字注釋標識，共享錄像時，書簽信息將一目了然。

通過檢索書簽，可以快速找到錄像文件中某事件的相應時間點。

4、多錄像文件異步回放

16個錄像文件在圖像瀏覽區同時播放。

5、多鏡頭同步回放

通過該功能，用戶能夠觀看到不同機位多個攝像頭同一時間段的錄像回放。便于管理人員事后回顧事發當時不同鏡頭下的情景再現，有利于全局掌握。

報警聯動處理

1、完善的接警預案機制

提供支持移動偵測（區域畫面變化）、開關量報警設備、視頻圖像智能分析三種報警的管理控制，當發生警情時候，系統具備完善的處理方式及處理機制，讓用戶在最短的時間知道警情的發生，并可以根據系統預先設置的預案進行處理，大大提高了行政工作效率。

當系統接收到報警信息后，可以有如下9種聯動方式供用戶選擇設置：

報警聯動多級電子地圖及圖像彈出；指定時間段內，1個或多個攝像機啟動報警聯動錄像；電視墻上報警圖像彈出；客戶端信息提示；客戶端語音提示；攝像機自動轉向報警預置位；觸發報警開關量輸出；報警聯動Email ；報警聯動手機通知。

2、完善的接警處理機制

當多路警情同時發生時采取報警排隊機制，防止漏處理；未處理的警情一直處于日志欄中；已處理的警情記錄在后臺數據庫中。

系統管理

1、完善的權限管理

CSVision系統對用戶有著嚴格的、完善的權限管理機制，保證了系統的安全性及可靠性。

權限管理分多級（99級）權限管理，控制，細化到定義用戶的不同功能，包括可以觀看的攝像頭的點位也可以嚴格的控制，高權限用戶相對低權限用戶擁有高的優先級。如圖3。

2、設備管理

對于一個大的監控系統，監控的點位分散，數量巨大，因此對前端設備的有效管理是系統的必備功能，CSVision系統具備完善的設備管理，通過左側設備區清楚的顯示監控鏡頭所屬的位置。

圖3 權限管理圖

3、日志管理

用戶登錄到客戶端軟件后，在自動日志查詢窗口會自動顯示系統當前使用情況，包括用戶的登錄、退出，設備的使用情況（丟失、發現、恢復），報警信息，子服務器運行情況等信息。當服務器向登陸的客戶端發送這些系統狀態變化的消息后，客戶端就會分析此消息并且在客戶端的自動日志網格內添加這條消息的內容，向用戶展示某天某時某服務器上面發生了什么樣的事件，這樣用戶對系統的狀態就能有最清楚的掌握。

同時，系統所有的時間日志全部會保存在后臺數據庫中，用戶可以通過系統的日志查詢功能，按照時間、事件等索引方式查詢日志。

其它功能

1、語音對講功能

登陸同一臺服務器的不同用戶進行語音或文字即時交流。

同時，監控中心也可以利用CSVision客戶端軟件和前端編碼設備進行雙向語音功能。

2、數字全景

通過簡單操作，可將4個攝像機畫面拼接成一幅全景畫面，便于用戶對被監控區域的全局掌握，及時發現潛在風險。同時解決了由于單幅圖像畫面過小或單幅圖像清晰度不夠的問題。

3、數字電視墻布局共享

可將多個鏡頭畫面分配到電視墻對應的解碼器，使畫面在電視墻上輪巡顯示，實現虛擬軟矩陣功能。電視墻瀏覽布局可保存并共享給其他客戶端。

結束語

目前，各地教育局還在全市各學校進行攝像頭監控、校方管理秩序等工作的抽查和檢查工作。據統計，已有70%-80%的學校，在校園內和校門口安裝了攝像頭監控，這一比例將逐步提高。此外，還將督促中小學校加強技防建設，學校要害部位須安裝110區域防盜報警系統。

校園安全是一件忽略不得的大事，只有群防群治、加強管理，才能營造充滿生機的校園環境，讓孩子們健康地成長。

作者單位：北京中盛益華科技有限公司