高校實驗室安全監(jiān)控管理平臺的設(shè)計與實現(xiàn)*

林海旦，亓文濤，樊 冰

（杭州電子科技大學(xué) 實驗室與設(shè)備管理處，浙江 杭州310018）

高校實驗室安全監(jiān)控管理平臺的設(shè)計與實現(xiàn)*

林海旦，亓文濤，樊 冰

（杭州電子科技大學(xué) 實驗室與設(shè)備管理處，浙江 杭州310018）

實驗室安全是高校校園安全的重要組成部分，為了加強(qiáng)實驗室安全管理，文章就提出的高校實驗室安全信息化智能管理平臺的理念、設(shè)計思路、需求分析和實現(xiàn)方式等進(jìn)行了闡述，并對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)、功能等作了說明。

安全管理平臺；實驗室；視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崟r記錄現(xiàn)場情況，作為改善管理工作的手段，是實現(xiàn)校園安全信息化的重要技術(shù)之一。[1-3]隨著實驗室開放程度的不斷提高，實驗室的安全問題就更加突出了，為了進(jìn)一步加強(qiáng)實驗室安全管理，高校將數(shù)字化視頻監(jiān)控引入實驗室，并在此基礎(chǔ)上建立了實驗室安全信息化綜合管理平臺。

一、需求分析與設(shè)計

1.管理平臺創(chuàng)建思路

實驗室安全智能管理平臺搭建的核心思想是將現(xiàn)代管理手段與高校實驗室安全進(jìn)行融合，將實驗室安全相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、硬件設(shè)施、軟件設(shè)施等進(jìn)行整合，搭建一個高校實驗室安全管理的完整、高效、智能化的綜合性大平臺。

高校需要搭建符合自身狀況的智能管理平臺，平臺硬件方面引入現(xiàn)代安防時髦產(chǎn)品門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音對講系統(tǒng)，并將其進(jìn)行融合，運用現(xiàn)階段先進(jìn)的科技手段實現(xiàn)“智慧實驗室”。既能保障人身和財產(chǎn)的安全，又能進(jìn)行實驗室的開放。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)品圖像清晰度的不斷優(yōu)化，監(jiān)控系統(tǒng)為“一人多管”提供了可能。[4]通過語音對講，管理員在自己的辦公室就可以跟多個實驗室現(xiàn)場的教師、學(xué)生進(jìn)行語音交流。通過語音對講，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時，可通過遠(yuǎn)程喊話，及時統(tǒng)籌處理突發(fā)事件；同時可以采集實驗室現(xiàn)場語音信息，提供事后的語音查證。既保證了實驗室的安全，又提高了管理效率。[5]

2.管理平臺的需求設(shè)計

實驗室安全智能平臺主要含實驗室安全管理網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)及共享、網(wǎng)上實驗室安全考試系統(tǒng)、實驗室常規(guī)及特殊安全知識培訓(xùn)、實驗室安全隱患智能查詢等以軟件為主的智能化系統(tǒng)，同時搭配軟硬件結(jié)合的實驗室門禁管理系統(tǒng)、數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

我們可建立一套綜合性的實驗室安全防范管理平臺，硬件方面是通過在實驗室安裝門禁系統(tǒng)、高清監(jiān)控設(shè)備和語音對講等設(shè)備，并搭建監(jiān)控中心，建立一個結(jié)構(gòu)統(tǒng)一、充分與IT技術(shù)融合的安防監(jiān)控綜合系統(tǒng)。[6-7]攝像頭選用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)相對標(biāo)清攝像機(jī)能夠看清更小的細(xì)節(jié)和更廣的范圍，可保障高校實驗室的安全，預(yù)防突發(fā)事情，提供關(guān)鍵性監(jiān)控證據(jù)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)集成音頻，支持雙向音頻，實現(xiàn)語音對講；網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)支持多級用戶權(quán)限管理方式；通信安全更有保證，可加入如圖像摘要、時間、地點、日期、用戶信息、報警信息等“水印”信息,安全事件發(fā)生后可確保系統(tǒng)保存有效證據(jù)。

視頻監(jiān)控智能管理平臺從實際出發(fā)，因地制宜，并遵循先進(jìn)性、實用性、兼容性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的原則進(jìn)行設(shè)計。該平臺按照統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的原則建設(shè)，先在本校五個學(xué)院安全隱患較大的73個實驗室進(jìn)行第一期部署，建立一個統(tǒng)一的視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺，然后按照工程的實際需要分步、分批實施，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以在監(jiān)控中心的系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)統(tǒng)一管理。實驗室安全防范系統(tǒng)平臺可以實現(xiàn)隱患掃描查詢、視頻監(jiān)控、入侵報警和門禁等眾多功能，實現(xiàn)安防系統(tǒng)的集中、統(tǒng)一管理和控制功能。

3.視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

實驗室視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、存儲子系統(tǒng)、顯示與控制子系統(tǒng)組成。總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 實驗室視頻監(jiān)控總體結(jié)構(gòu)圖

視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)計范圍為實驗室室內(nèi)相關(guān)監(jiān)控點，系統(tǒng)所有網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)線纜匯聚到就近交換機(jī)，匯聚交換機(jī)再通過視頻監(jiān)控專網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，采用網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)進(jìn)行存儲。[8]后端總控中心內(nèi)設(shè)計存儲、綜合性視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件平臺以及配套服務(wù)器等。軟件平臺提供系統(tǒng)的中心管理服務(wù)、流媒體服務(wù)、報警管理服務(wù)等，并為控制客戶端提供系統(tǒng)支撐和各類認(rèn)證服務(wù)，支持不同系統(tǒng)的視頻復(fù)核。視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用積木式設(shè)計，控制中心軟件平臺支持B/S控制模式，可隨時隨地實時監(jiān)控。隨著后期規(guī)模的擴(kuò)展，通過簡單的設(shè)備添加即可實現(xiàn)集中存儲和統(tǒng)一的系統(tǒng)管理。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 實驗室視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖

二、安全監(jiān)控智能管理軟件的實現(xiàn)

集中監(jiān)控管理平臺軟件基于SOA架構(gòu)，通過Web Service提供基礎(chǔ)服務(wù)，方便與第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)相互集成。采用了基于J2EE的企業(yè)業(yè)務(wù)中間件技術(shù)。基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組網(wǎng)，平臺組成大致可分為數(shù)據(jù)層、管理層、業(yè)務(wù)層和媒體層。可根據(jù)項目實際需要構(gòu)建多級聯(lián)動平臺，分控管理中心與前端監(jiān)控、報警等分點之間通過網(wǎng)絡(luò)或光纖專網(wǎng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)接入，再經(jīng)專網(wǎng)將接收到的信息傳給上一級控制中心或主控制中心。

監(jiān)控管理平臺軟件的主要功能為用戶和權(quán)限管理、視頻監(jiān)控設(shè)備接入管理、實時監(jiān)控、語音對講及廣播、報警聯(lián)動、錄像存儲、檢索回放、智能分析等。

（1）用戶管理方面，能進(jìn)行用戶組、角色管理；可進(jìn)行多級部門結(jié)構(gòu)管理；可實現(xiàn)分權(quán)、分域、分級管理。

（2）權(quán)限管理方面，能進(jìn)行集中授權(quán)、認(rèn)證；支持模板功能，方便用戶快速設(shè)置權(quán)限；支持基于角色的權(quán)限管理。

（3）設(shè)備管理方面，擴(kuò)展能力強(qiáng)，支持后期服務(wù)器、攝像頭等設(shè)備添加、刪除、注冊、認(rèn)證管理。

（4）實時監(jiān)控方面，客戶端和瀏覽器中可以進(jìn)行單畫面或多畫面實時預(yù)覽；支持多屏顯示；可以實現(xiàn)預(yù)覽抓圖、即時回放、電子放大等。

（5）語音對講及廣播方面，支持客戶端對設(shè)備的語音對講；支持客戶端對多個設(shè)備音頻通道的音頻廣播；支持客戶端間的語音對講。

（6）錄像存儲方面，客戶端支持靈活的錄像備份策略如本地備份、光盤刻錄備份、藍(lán)光刻錄、FTP上傳備份等；

（7）檢索回放方面，支持本地錄像回放和遠(yuǎn)程錄像回放；支持拖動、快進(jìn)、慢進(jìn)、單幀播放、倒放。

（8）報警管理方面，支持多種報警類型，包括硬盤滿報警，硬盤出錯報警，視頻丟失報警，視頻遮擋報警，服務(wù)器異常狀態(tài)報警等。

[1]孫秀英,李潔,尹燕霞,劉進(jìn).實驗室安全防范體系的建設(shè)和應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2009(3):114-115.

[2]王凱峰.智能安防信息化平臺的設(shè)計與應(yīng)用[D].北京:北京郵電大學(xué),2012:2-3.

[3]李天明.學(xué)校實驗室遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].成都:西南交通大學(xué),2011:1-2．

[4]呂延崗,張紅瑞,張軍,王洪亮.保障實驗室安防的智能監(jiān)控系統(tǒng)[J].實驗室研究與探索,2011(6):204-207．

[5]余彬.高校實驗室視頻監(jiān)控管理方案探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2012(4):124-126．

[6]黃三偉,周熠.基于校園網(wǎng)的實驗室安全監(jiān)控系統(tǒng)[J].實驗技術(shù)與管理,2007(9):78-81．

[7]郭振華.實驗室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].沈陽:東北大學(xué),2009:2-5.

[8]李婭菲,朱烜璋.基于NVR的高校實驗室物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)控策略研究[J].湖南科技學(xué)院學(xué)報,2012(8):49-51．

（編輯:王天鵬）

G482

A

1673-8454（2015）13-0060-02

浙江省高校實驗室工作研究重點項目“高校實驗室安全信息化智能管理綜合平臺的設(shè)計與實現(xiàn)”（Z201301）；省教育廳項目（Y201327158）；杭州電子科技大學(xué)2013年高等教育研究項目（ZD1303）。