高校圖書館智能安防系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

摘 要：針對高校圖書館安防系統(tǒng)現(xiàn)狀，分析現(xiàn)代智慧圖書館對安防監(jiān)控系統(tǒng)需求，提出智能安防系統(tǒng)總體構(gòu)想和組成設(shè)計，包括視頻監(jiān)控模塊、人員管理模塊、運維管理模塊、傳輸網(wǎng)絡(luò)、存儲中心，最后詳細闡述系統(tǒng)功能和實現(xiàn)效果。

關(guān)鍵詞：智能安防系統(tǒng)；視頻監(jiān)控；運維管理

中圖分類號：G250.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）01-0018-03

Design and Implementation of Intelligent Safe-guard

System in University Library

LI Jin

（Information Engineering University Library，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： According to the current situation of security system of university library， the library of wisdom of modern security monitoring system needs， put forward the general conception and composition of intelligent security system design， it includes video monitoring module， personnel management module， operation and maintenance management module， transmission network， storage center， finally， detailed system functions and implementation effect were described in detail.

Keywords： safe-guard system； video surveillance； mocha ITOM

圖書館是高校文獻信息中心，收藏海量紙質(zhì)和數(shù)字文獻信息資源，是高校師生學習的重要場所。圖書館有別于高校其他公共設(shè)施，除了普通防火防盜監(jiān)控外，需要更加多元化、現(xiàn)代化和智能化的安防系統(tǒng)，以應對海量館藏和密集人流給圖書館綜合管理帶來的巨大挑戰(zhàn)，助力現(xiàn)代智能圖書館建設(shè)發(fā)展。

近年來，高校圖書館安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)取得一定成效，如視頻、錄像、報警等安防功能都已實現(xiàn)，滿足了圖書館安防基本需求，但應該清醒地認識現(xiàn)有安防監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代智慧圖書館發(fā)展需求，制約了圖書館綜合化、集約化、智能化管理，阻礙了圖書館服務保障能力提升，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：①無法更好地對圖書館人員和資源進行集約化管理，無法對不同區(qū)域、樓層、書架的多種異構(gòu)數(shù)據(jù)進行采集與監(jiān)控；②不能對重點保護館藏提供一對一監(jiān)控，發(fā)生異常情況時無法及時提供具體異常信息；③門禁人員通道等系統(tǒng)獨立運行，報警系統(tǒng)誤報率高，且未與其他系統(tǒng)整合產(chǎn)生聯(lián)動；④操作界面較復雜，工作人員無法迅速了解當前館內(nèi)情況，日常巡視任務較重。

1 系統(tǒng)總體構(gòu)想

基于高校圖書館安防監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀，調(diào)研分析高校圖書館安防需求和現(xiàn)實運維狀況，提出以下系統(tǒng)建設(shè)構(gòu)想：①建設(shè)一套智能監(jiān)管平臺進行統(tǒng)一管理，使用全IP化高清智能設(shè)備、門禁報警設(shè)備和出入口管理設(shè)備等，實現(xiàn)高清監(jiān)控、人員進出、入侵報警和防火防盜等有效管理；②建設(shè)具有視頻質(zhì)量診斷功能的智能監(jiān)控系統(tǒng)；③建設(shè)能將門禁、人員通道等多種出入口管理和圖書館主要業(yè)務系統(tǒng)有效銜接融合的智能監(jiān)控系統(tǒng)；④建設(shè)具有聯(lián)動功能，能將子系統(tǒng)有機整合形成一體智能管控的智能監(jiān)控系統(tǒng)[1]。

2 系統(tǒng)設(shè)計與組成

智能安防系統(tǒng)采取模塊化設(shè)計和一體化集成，按照需求重點構(gòu)建5大模塊：視頻監(jiān)控、人員管理、運維管理、傳輸網(wǎng)絡(luò)和存儲中心[2]。

2.1 視頻監(jiān)控模塊

總控端：負責對分控端分散區(qū)域高清監(jiān)控點接入、顯示、存儲、設(shè)置等；主要部署核心有交換機、視頻綜合平臺、大屏、CVR、客戶端、平臺、視頻質(zhì)量診斷服務器等（見圖1）。

分控端：負責對前端分散區(qū)域高清監(jiān)控點接入、存儲、瀏覽、設(shè)置等功能；主要部署接入交換機、客戶端等。

前端：主要負責各種音視頻信號采集，通過部署網(wǎng)絡(luò)攝像機、球機等設(shè)備，將采集到的信息實時傳送至各個監(jiān)控中心。

傳輸網(wǎng)絡(luò)：整個傳輸網(wǎng)絡(luò)采用接入層、核心層兩層傳輸架構(gòu)設(shè)計。前端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就近連接到接入交換機，接入交換機與核心交換機之間通過光纖連接。

視頻存儲系統(tǒng)：視頻存儲系統(tǒng)采用集中存儲方式，減少存儲服務器和流媒體服務器數(shù)量，確保系統(tǒng)架構(gòu)穩(wěn)定性。

2.2 人員管理模塊

人員管理模塊由3個子系統(tǒng)構(gòu)成：人臉管理、人員特征、行為分析[3]。人員管理模塊拓撲圖如圖2所示。

人臉管理子系統(tǒng)主要由前端抓拍機及中心智能分析服務器組成，前端人臉抓拍機通過網(wǎng)絡(luò)就近接入監(jiān)控專網(wǎng)，人臉抓拍機對監(jiān)管區(qū)域內(nèi)所有行進人員進行人臉抓拍，人臉分析服務器通過對人臉的識別、分析、建模，可實現(xiàn)黑名單布控報警、人臉比對、人臉照片查詢等功能。

人員特征子系統(tǒng)主要由前端高清攝像機和中心視頻分析服務器組成，高清攝像機負責圖像采集，視頻分析服務器負責數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化分析，實現(xiàn)人員屬性和特征分析，便于對目標進行快速檢索和定位。

行為分析子系統(tǒng)主要通過對重要區(qū)域布防設(shè)定，有人進入該區(qū)域或在該區(qū)域徘徊走動即報警聯(lián)動對應視頻彈出。該模塊主要具有以下幾大功能：①人員檢索：模塊可以按照人員性質(zhì)和人員特征進行詳細檢索，可以按照人員照片或者圖片進行目標檢索；②重要目標監(jiān)控：模塊可以對重要目標進行布控，可以直接通過搜圖獲知目標近期活動情況；③軌跡跟蹤：模塊支持查看目標的運行軌跡。如果監(jiān)控目標處于GPS范圍內(nèi)，可以展示地圖位置；④目標追蹤：模塊根據(jù)檢索結(jié)果，詳細列出監(jiān)控目標出現(xiàn)的歷史片段。如果監(jiān)控目標處于GPS范圍內(nèi)，可以展示地圖位置；⑤目標建庫：模塊支持檢索結(jié)果建立監(jiān)控目標庫，可以通過目標庫查看目標詳細信息。支持多個目標按時間順序生成軌跡，支持目標軌跡回溯查詢。

2.3 運維管理模塊

目前，現(xiàn)有的運維管理模塊和設(shè)備維護管理難度大，人工檢測和處理時間長、工作量大、成本高，嚴重影響安防系統(tǒng)的有效展開。智能安防系統(tǒng)需要提高運維管理效率，建設(shè)智能視頻監(jiān)控診斷系統(tǒng)，滿足輕量化、自動化、智能化安防系統(tǒng)需求[4]。

運維管理模塊緊密結(jié)合現(xiàn)實需求，采用后端集中處理方式，通過在中心機房中架設(shè)診斷分析儀和客戶端管理平臺實現(xiàn)對前端設(shè)備視頻質(zhì)量診斷，對視頻圖像的清晰度、噪聲干擾、亮度異常、畫面凍結(jié)、視頻丟失、云臺失控等常見攝像機故障進行檢測，對系統(tǒng)服務情況和運行情況進行管控。運維管理模塊拓撲圖，如圖3所示。

2.4 傳輸網(wǎng)絡(luò)

傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計主要考慮以下幾方面：①采用主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期，方便維護管理；②按照扁平化設(shè)計方法，采用核心層和接入層雙層結(jié)構(gòu)；③按照模塊化、結(jié)構(gòu)化、一體化原則設(shè)計，保持良好的延展性和兼容性；④提高網(wǎng)絡(luò)安全防護性能，嚴防各類安全隱患攻擊[5]。

監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要作用是接入各類監(jiān)控資源，為中心管理平臺的各項應用提供基礎(chǔ)保障，以更好地服務各類用戶。傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

核心層：主要設(shè)備是核心交換機，是整個網(wǎng)絡(luò)的大腦，核心交換機配置性能必須高。核心交換機應該具備雙電源、雙引擎，摒棄雙核心交換機部署方式，重視背板帶寬及處理能力。

接入層：前端網(wǎng)絡(luò)采用獨立IP地址網(wǎng)段，實現(xiàn)前端多種監(jiān)控設(shè)備互聯(lián)。前端視頻資源通過IP傳輸網(wǎng)絡(luò)接入監(jiān)控中心或者數(shù)據(jù)機房進行匯聚。接入方式依據(jù)實際情況采取以下方式：點對點光纖接入（遠距離傳輸）或交換機直接接入（近距離傳輸）[6]。

2.5 存儲中心

存儲中心建設(shè)采用數(shù)字直存方式，該模式支持前端解碼，網(wǎng)絡(luò)錄像數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)直接寫入存儲系統(tǒng)，能提供更優(yōu)化、更可靠和高性能的監(jiān)控存儲服務。

數(shù)字直存具有以下幾個方面優(yōu)勢。①節(jié)約建設(shè)費用。該存儲模式支持前端直接存寫，節(jié)約大容量存儲服務器成本；通過子碼流錄像和抽幀存儲節(jié)省近一半的存儲容量空間。②提高工作效能。該存儲模式下數(shù)據(jù)流無需打包，可即時回放、快速定位、高效檢索；采用專用數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)，規(guī)避長期循環(huán)產(chǎn)生的碎片文件，引起系統(tǒng)性能下降。③提升安全性能。該模式采用存儲設(shè)備集群，保證任一臺或多臺設(shè)備故障，其他機器自動接管故障設(shè)備業(yè)務，保證系統(tǒng)業(yè)務不間斷；多盤容錯系統(tǒng)確保陣列壞盤時，錄像監(jiān)控業(yè)務不間斷，視頻數(shù)據(jù)可持續(xù)寫入；多重數(shù)據(jù)備份功能加強數(shù)據(jù)流的安全性；智能補錄功能確保前端與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)異常時前端設(shè)備能自動錄像，網(wǎng)絡(luò)恢復后自動回傳到數(shù)據(jù)中心，保證數(shù)據(jù)完整性[7]。

3 系統(tǒng)功能與實現(xiàn)

智能安防系統(tǒng)設(shè)計最終將實現(xiàn)以下目標功能[8]：

①實時監(jiān)控。支持單畫面或多畫面顯示實時視頻圖像；支持手動切換、自動切換及視頻自動復位功能；支持圖像的電子放大和3D放大功能；支持對前端云臺鏡頭全功能控制。

②定位查詢。支持分組管理；支持在監(jiān)控視圖，錄像回放、監(jiān)視屏控制等模塊模糊查詢和監(jiān)控點快速定位；支持系統(tǒng)按照設(shè)定規(guī)則，在指定操作終端上進行自動監(jiān)控圖像顯示；支持進行分組和分時輪巡等。

③錄像回放。支持單畫面、4畫面、快進、剪輯、抓幀、下載等操作；支持即時回放、常規(guī)回放、事件回放、分段回放；支持錄像回放定位到秒級。

④抓拍功能。實時監(jiān)看視頻圖像或回放視頻錄像時，發(fā)現(xiàn)可疑行為或重要線索等，可選擇單張抓拍或者連續(xù)抓拍。連續(xù)抓拍支持按幀抓拍和按時間抓拍。

⑤視頻加密。對個別特殊監(jiān)控畫面，具備保密功能；對安裝在某些特定場所的監(jiān)控畫面，可以通過隱私功能遮擋。

⑥遠程控制。能夠?qū)崿F(xiàn)對前端云臺鏡頭全功能遠程控制；支持對攝像機設(shè)置長時間駐留預置。

⑦告警管理。支持系統(tǒng)所有告警消息接收；支持接收報警信息按接收時間從晚到早列表展示，能按警情級別優(yōu)先顯示重要警情；支持多種告警聯(lián)動。

⑧用戶管理。支持管理系統(tǒng)對所有用戶的添加刪除、權(quán)限分配等操作；支持用戶組劃分；支持精細化權(quán)限設(shè)定；支持自動同步功能。

4 結(jié)語

智能安防系統(tǒng)是高校圖書館綜合管理的重要組成部分，但是其重要性往往被忽視，未來智慧圖書館發(fā)展離不開智能安防系統(tǒng)的保駕護航，建設(shè)圖書館智能安防系統(tǒng)能夠更好地對圖書館人員、資源、設(shè)備設(shè)施進行高效管理，提升圖書館智能化、現(xiàn)代化管理能力和水平。

參考文獻：

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