校园视频监控系统工程方案.doc

XX县教育局校园视频监控系统工程 设计方案 2010年7月 目录 方案总述 1 系统概述 1 第二章 系统设计 1 第1节 设计目标 1 第2节 设计依据 2 第3节 设计原则 2 3.1 实用性 3 3.2 先进性 3 3.3 经济性 3 第4节 系统实现功能 4 4.1 监视功能 4 4.2 自动设防功能 4 4.3 图像调度控制功能 4 4.4预置专家预案功能 5 4.5图像的记录和备份功能 5 4.6 图像存储与查询 5 4.7系统可扩展功能 5 4.8分级管理与控制功能 5 第5节 系统主要技术指标 5 第三章 系统解决方案 7 第1节 系统建设原则 7 1.1 学校安全防范系统重点防护部位 7 1.2学校安全防范技术设施基本配置表1 7 1.3系统结构 9 1.4系统接入方式 10 1.5 系统拓扑图 10 1.6 系统工作原理 12 第2节 关键技术阐述 12 2.1 视频数字压缩技术 13 2.2 数字硬盘录像机技术 15 2.3 代理服务器技术 16 2.4 系统安全管理技术的应用 16 2.5 模数结合技术的应用 16 2.6 今后发展方向 17 第3节 各子系统详细描述 19 3.1 前端接入子系统 19 3.1.1视频安防监控系统 19 3.2 图像信号传输子系统 20 3.2.1 前端信号的传输 20 3.3 后端控制子系统 20 3.4 远程监控中心 21 3.4.1 系统管理主机 21 3.4.5其他设备 23 3.4.6监控中心建设要求 23 第四章 技术服务 26 第1节 系统培训 26 1.1 培训目的 26 1.2 培训方式 26 1.3 培训内容 27 1.4 初步计划安排 28 1.5 参加培训人员要求 28 第2节 技术服务 28 2.1售前服务 29 2.2售中服务 29 2.3 售后服务 29 第五章 项目预算及工程量清单 32 第一章 方案总述 第1节 系统概述 学校作为公共场所，过往在安全防范上仅限于人防，只在入口等重要地方设置保安人员。随着科技的发展，近年来犯罪分子的犯罪手段不断提高，各类校园治安案件时有发生，如外来的侵扰，包括丢失自行车、手机等，还有打架、偷窃诸如此类的事件，引起各个学校对安防的重视。另一方面，由于犯罪分子的作案手段不断提高，安防系统需要人防技防结合，也促使学校的安防意识不断提高。同时，国家的诉讼制度对证据的要求较以往更严格，对人权讲得比以往多，安防系统可以提供确凿的物证。 学校招生规模每年都在扩大，自然也需要在管理和基建上扩建，而校园周界的治安问题日益突出，简单的人防模式已不能适应学校治安防范的需要，加快技防建设，形成人防、物防、技防三位一体的防范体系，已成为现代化学校加强治安防范工作的重要手段；建立健全安全防范体系，将能进一步提升各学校的安全保卫工作水平，为广大师生在提供一个安全、有序的生活、学习环境。 我公司根据XX县各中、小学及幼儿园治安安全防范的实际需求，结合我公司多年的安防系统设计建设经验，本次为XX县共28所中、小学及幼儿园设计建设视频安防监控系统。 通过该系统的使用，将使学校和相关部门可直观的掌握现场情况和记录事件事实，起到强有力的震慑作用避免可能发生的危害性事件，为安全管理工作提供强有力的技术保障。 第二章 系统设计 第1节 设计目标 1) 通过本系统，建立一套完善的、功能强大的技术防范体系，以满足本工程对校园安全和管理的需要，配合人员管理，实现人防和技防的统一与协调。 2) 系统前端配置按基本、重要程度分别配设不同的前端设备，突出重点，追求高性价比。 3) 系统采用数字硬盘录像机进行集中管理和控制，控制系统功能强大、可靠，具备先进水平。主机具备交互式中文系统菜单，用户可通过屏幕中文提示设定参数，具有极好的易操作性和易维护性。 4) 系统完善、清晰，各自独立、有机结合，力求经济实用，整个系统安全、可靠，易于维护。 第2节 设计依据 本系统设计依据为： 1 《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）； 1 《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）； 1 《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）； 1 《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-94）； 1 《防盗报警中心控制台》（GB/TI6572-1996）； 1 《视频安防系统技术要求》（GB/T367-2001）； 1 《报警图像信号有线传输装置》（GB/T16677-1996）； 1 《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）； 1 《安全防范系统》（浙江省地方标准）（DB33/T768.10-2009）； 第3节 设计原则 本系统的设计以“实用、先进、经济”为指导思想和基本原则。同时考虑到将来集中管理的需要预置集中管理所需模块。 3.1 实用性 1) 系统功能可满足学校集中监控的基本要求，使用方便，图像清晰，控制灵活； 2) 系统具有高可靠性和高安全性，能长期稳定运行，不易受黑客攻击和病毒感染；对于无人值守场所的设备，使用具有升级能力的嵌入式设备； 3) 系统可用性好，全天候稳定工作，不论白天还是夜晚，不论晴天还是雨天，都能有较好的效果； 4) 可扩展性好，不仅系统规模和功能易于扩充； 5) 采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统之间能互联互控，充分发挥整个系统的功能，而且所采用设备也不必受制于某一厂商； 6) 本系统前端平台采用嵌入式操作系统和直观的中文界面操作，因此具备友好和简单的人机界面。 3.2 先进性 1) 系统采用先进的技术，包括先进的传输技术、图像压缩编码技术、存贮技术、控制技术； 2) 采用先进的软硬件组合，使系统升级、扩展更容易，并采用模块结构化设计，使维护简单化，同时具有良好的兼容性； 3) 所采用技术均为是成熟的，且符合技术发展方向。 4) 整个监控系统达到完善、清晰，各自独立、有机组合，力求经济实用。 3.3 经济性 1) 由于采用了模块化设计，在将来系统扩展时，只需要增加相应设备，而不需要更换设备，就能达到系统功能的扩展和升级。 2) 通过模块化、层次性的设计，系统的维护成本更低。 3) 系统的软件能方便低成本升级，以满足网络技术和数字监控系统发展的需求。 这一现代化的校园数字网络安全防范系统的建立，必将大大提高XX县教育机构安全防范的综合管理水平和管理效率，并保证师生的生命财产安全。 第4节 系统实现功能 本系统建成后可实现以下的各种功能： 4.1 监视功能 能实时清晰监视各点图像，无论晴天雨天，都能清晰监视目标场所，在需要的场合能对摄像机进行方位、变焦等控制。为起到全面防范无人值守各学校安全等作用，摄像机的布点和安装将会合理布设，既能保证重点目标的清晰度，又能兼顾周围区域。周边区域的夜晚监控采用红外夜视枪机、红外夜视球机等设备，当有紧急情况发生时，系统将自动图像报警，监控摄像机自动进行报警录像。 4.2 自动设防功能 系统具有防区定时自设防功能，根据要求对校园内重点区域和监管区域进行设定，系统按照预设定参数进行无人职守的区域布防。大大减轻了工作人员的重复工作量，同时杜绝因疏忽造成的安全隐患。 4.3 图像调度控制功能 只要经过授权，任一显示器能显示任一监控点的图像。并且通过软件或硬件能与其它监控系统联网，并调度其图像；具有一点看多点（一台显示器可同时实时显示多个不同区域的图像），多点看一点（多台监控主机同时监控一个监控区域）的功能；采用组播技术，不会引起网络阻塞。 4.4预置专家预案功能 在指挥处置各类紧急突发事件中，能调阅各种预置的专家预案。 4.5图像的记录和备份功能 所有图像各自在校区进行录像记录，采用嵌入式网络硬盘录像机，可通过硬盘或光盘刻录机对需要的图像在监控中心进行备份，备份的图像通过网络在任意一台电脑上可以回放。 4.6 图像存储与查询 所有图像在监控中心采用数字录像机通过硬盘以D1格式(704×576)进行24小时全过程录像，信息保存30天以上；存储的图像通过网络在有权限的电脑上进行快进或快退等速度回放，并有灵活的检索手段，能方便地查询不同时间地点的监控录像资料。 4.7系统可扩展功能 各系统硬件设备如：视频主机容量、数字录像机的容量、机架（配线架）的容量等主要设备在系统今后扩容时可以方便地通过插卡，搭接木式地扩展，充分保护前期投资。以满足网络技术和数字监控系统发展的需求。 4.8分级管理与控制功能 监控图像按照不同级别与权限进行管理与控制，对同一监控点或同组监控点实现分级控制，能实现远程监视、远程回放、重点本次录像、远程控制等功能。系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作。被授权的网上任意操作人员可根据权限对监控点进行监视，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整，进行云台的预置和控制。 第5节 系统主要技术指标 1) 全部采用符合现行的国家和行业有关标准的产品； 2) 监控系统采用设备和部件的视频输入和输出阻抗以及电缆的特性阻抗均为75Ω，系统选用的各种配套调和的性能及技术要求协调一致； 3) 在摄像机的标准照度下，闭路监控图像质量和系统技术指标满足下列要求：摄像机的图像质量可按五级损伤制评定，图像质量不应低于4级； 4) 前端摄像机水平清晰度不低于480线，后端显示水平清晰度不低于400线； 5) 可以选择多个重要地点长时间录像，同时可以根据现场情况任选一路摄像机进行实时录像； 6) 监控系统可手动、自动、报警联动录像； 7) 监控系统可适合各种网络平台的分控，并可根据需要调整分控端。 8) 系统采用模块式结构，方便系统扩展，报警区域无盲区和死角； 9) 报警系统可现场报警，同时控联动监控录像； 10) 报警中心可控制前端设备状态的恢复； 11) 报警探测器抗不良天气环境干扰能力强； 12) 防区划分适于报警时准确定位； 第6页共 33页 第三章 系统解决方案 第1节 系统建设原则 1.1 学校安全防范系统重点防护部位 学校安全防范系统的重点防护部位如下： a) 学校外围道路交叉口；学校出入口及主要通道；学生宿舍（公寓）楼出入口及公共走廊；电梯轿厢；财务室；食堂膳食厅；食堂储藏间及操作间；试卷室；图书馆；档案馆；体育场馆；体育场制高点；停车库（场）出入口及库内；广播（电视）台；网络中心；配电房；锅炉房；水泵房；油库；重要办公室； b) 重点实验室：涉及国家秘密的国家、行业、市（部）级重点实验室等场所； c) 危险物品储藏室：存放易燃、易爆、有毒、具放射性、危险性的物品储藏室； d) 计算机教室：计算机教室、电子阅览室、标准型多媒体教室，以及存放计算机、传真机、复印机等设备10 台以上或价值2 万元（含）以上（单价，不含附件）的教学仪器的集中存放点； e) 学校自行确定的其他重点要害部位：如学生容易集中的场所（广场、会场、运动场等）。 1.2学校安全防范技术设施基本配置表1 表 1 学校安全防范技术设施基本配置表 序号 项目 安装区域或覆盖范围 高等院校配置要求 中学、小学、幼儿园配置要求 1 视频安防监控系统 摄像机 学校外围道路交叉口 宜设 宜设 2 学校出入口及主要通道 应设 应设 3 学生宿舍（公寓）楼出入口 应设 应设 4 学生宿舍（公寓）楼公共走廊 宜设 宜设 5 电梯轿厢 应设 应设 6 财务室 应设 应设 7 食堂膳食厅 应设 应设 8 重点实验室、试卷室、危险品储藏室 应设 应设 9 计算机教室 宜设 宜设 10 图书馆、档案馆 宜设 宜设 11 体育场（馆）、体育场制高点 应设 宜设 12 停车库 (场)出入口及库内 应设 宜设 13 广播（电视）台、网络中心 宜设 宜设 14 监控中心 应设 应设 15 控制装置、存储记录和显示设备 监控中心 应设 应设 16 入侵报警系统 入侵探测器 学校周界围墙、栅栏等屏障处 应设 应设 17 图书馆、档案馆、广播（电视）台、网络中心、计算机教室 宜设 宜设 18 财务室 应设 应设 19 重点实验室、危险品储藏室 应设 应设 20 食堂储藏间及操作间 宜设 宜设 21 锅炉房、配电房、水泵房、油库 宜设 宜设 22 紧急报警装置 监控中心 应设 应设 23 财务室 应设 应设 24 门卫 应设 应设 25 电子巡查系统 巡查设备 重要区域和部位 应设 应设 26 出入口控制系统 门禁管理设备 计算机教室 宜设 宜设 27 重点实验室、危险品储藏室 宜设 宜设 28 图书馆、档案馆 宜设 宜设 1.3系统结构 基于嵌入式网络硬盘录像机的XX县教育机构安全防范系统，纳入监控范围的教学机构为28家，由XX县教育局统一规划实施。系统可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络。 根据XX县教育局本次安全防范系统工程的具体情况，系统由多级子系统组成，每个学校内设置一个独立的监控子系统；经系统授权后，通过数字监控网络平台实时点播、远程控制学校相关部位的监控图像，并能实现历史图像资源的回放。 如前所述，根据教育行业的应用特点及管理模式，XX县各教育机构视频监控系统由主控中心（调度中心）、监控前端以及传输网络设备构成。 其中，主控中心主要包括嵌入式数字硬盘录像主机、监控管理主机、网络传输部分以及网络视频集中监控系统应用软件组成。各学校监控前端部分包红外枪式摄像机、红外一体球形云台设摄像机、视频及电源传输单元等。 监控中心可实施对学校内监控设备的管理、报警信息的查询、图像浏览和控制等功能。 考虑到教育系统建设的阶段性特点，基于嵌入式网络硬盘录像机的XX县教育机构安全防范系统具备良好的可扩展性。各功能部分采用模块化结构，非常易于扩容、组网方便、配置灵活，并具有良好的用户接口。 1 系统各项功能和运行状态不受扩建影响； 1 系统具备多级组网能力，能组建全县、全市甚至全省的监控网络。 系统结构如下页图所示： 数字硬盘录像机 控制主机 服 务 层 上传数据 下载数据 应 用 层 食堂消费等 图书馆借书 门禁 机房 公共区域 重点区域 1.4系统接入方式 本系统采用模拟和数字相结合的方式。前端图像采集采用模拟方式为主，保证监控点图像实时、清晰，满足录像监控要求；并可通过数字解码方式将数字图像信号转换为模拟方式输出到监控电视墙。 1.5 系统拓扑图 1.6 系统工作原理 安装在各校区的前端摄像机把图像信号摄入后，经视频线将视频信号送入设置在学校内的嵌入式网络硬盘录像机和监视器以做显示、记录、保存。 数字录像机将视频信号采集压缩后，将压缩的数字图像信号保存在硬盘上，网络图像由带视频传输服务功能的嵌入式网络硬盘录像机将视频信号数字化压缩编码后送入局域网，局域网上的授权电脑通过IP方式可在局域网上远程查看录像资料，并可以截取或备份，录像资料保存的时间由硬盘录像机硬盘容量决定。 客户机通过管理服务器的认证后，实现对远程数字硬盘录像机的访问，控制监控系统的前端摄像机、云台、镜头等，数据浏览权限通过管理服务器分配。 监控中心的控制信号经控制键盘、局域网传送到前端，控制前端摄像机的云台和镜头。 监控中心的视频管理服务器通过建立一个数据库，可以将系统中所有用数据方式来表示的内容存放在这个关系数据库中，如摄像机的分别情况及与监控点的关系，用户的名称、密码、权限及其他相关属性，操作日志信息，以及其他需要管理的数据。 监控中心的报警管理主机通过网络可获取学校的非法入侵报警、视频信号丢失报警、硬盘故障报警等各类报警信息，同时还有报警地点（IP地址/IP地址及通道号）、报警发生时间、报警联动图像信号等信息。 在取得远程的报警信息后，报警管理主机可以进行各种报警处理，如各种类型的报警提示方式（如声音提示等）、报警事件的记录与检索（联动录像资料的回放）、电子地图方式报警显示等处理功能。 第2节 关键技术阐述 XX县教育局安全防范系统项目是一个大型的监控系统工程，系统设备分布距离较广，而且需要安装安全防范系统的学校的数量将会不断的增加，相对密度较大。对这样的系统，监控不是问题的关键，关键的问题是能结合学校的实际情况，进行科学、合理的管理和应用策略上。因此，在关键技术问题上采用什么方式来解决，就显得非常重要了。 2.1 视频数字压缩技术 目前视频数字压缩技术较多，而且发展速度较快，主要有MPEG-1、MPEG-4和H.264等三种标准。在本次的安全防范系统中，我们所选择的是技术上成熟、压缩更高的H.264技术。 MPEG-1为第一代数字视频压缩技术，现在已经基本淘汰。 MPEG-4标准主要应用于视像电话(videophone)，视像电子邮件(Video Email)和电子新闻(Electronic news)等，其传输速率要求较低，在4800-64000bits/sec之间，分辨率为320×240或176×144。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量；与MPEG-1和MPEG-2相比，MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个使你由被动变为主动（不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性）的动态图像标准；它的另一个特点是其综合性。 H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组(JVT)制定的新一代视频压缩编码标准。H.264又名“MPEG4 AVC（Advanced Video Coding）”。H.264的数据压缩率是MPEG2（DVD标准）的2倍以上、MPEG4的1.5倍以上。作为MPEG-4标准的第10个选项；在ITU-T中正式命名为H.264标准。 H.264标准的推出，是视频编码标准的一次重要进步，它与现有的MPEG-2、MPEG-4 SP及H.263相比，具有明显的优越性，特别是在编码效率上的提高，使之能用于许多新的领域。 H.264的主要优点如下： 1) 在相同的重建图像质量下，H.264比MPEG-4(SP)减小50%码率。 2) 对信道时延的适应性较强，既可工作于低时延模式以满足实时业务，如会议电视等；又可工作于无时延限制的场合，如视频监控存储、远程传输等。 3) 提高网络适应性，采用“网络友好”的结构和语法，加强对误码和丢包的处理，提高解码器的差错恢复能力。 4) 在编/解码器中采用复杂度可分级设计，在图像质量和编码处理之间可分级，以适应不同复杂度的应用。 5) 相对于先期的视频压缩标准，H.264引入了很多先进的技术，包括4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4象素精度的运动估计、多参考帧与多种大小块的帧间预测技术等。新技术带来了较高的压缩比，同时大大提高了算法的复杂度。 6) 4×4整数变换：以前的标准，如MPEG-4，都是采用8x8的DCT变换。H.26L中建议的整数变换实际上接近于4×4的DCT变换，整数的引入降低了算法的复杂度，也避免了反变换的失配问题，4×4的块可以减小块效应。而H.264的4×4整数变换进一步降低了算法的复杂度，而且整个变换无乘法，只需加法和一些移位运算。新的变换对编码的性能几乎没有影响，而且实际编码略好一些。 7) 基于空域的帧内预测技术：视频编码是通过去除图像的空间与时间相关性来达到压缩的目的。空间相关性通过有效的变换来去除，如DCT变换、H.264的整数变换；时间相关性则通过帧间预测来去除。这里所说的变换去除空间相关性，仅仅局限在所变换的块内，如8×8或者4×4，并没有块与块之间的处理。H.263+与MPEG-4引入了帧内预测技术，在变换域中根据相临块对当前块的某些系数做预测。H.264则是在空域中，利用当前块的相临象素直接对每个系数做预测，更有效地去除相临块之间的相关性，极大地提高了帧内编码的效率。 8) H.264基本部分的帧内预测包括9种4×4亮度块的预测、4种16×16亮度块的预测和4种色度块的预测。 9) 运动估计：H.264的运动估计具有3个新的特点：1/4象素精度的运动估计；7种大小不同的块进行匹配；前向与后向多参考帧。 10) H.264在帧间编码中，一个宏块(16×16)可以被分为16×8、8×16、8×8的块，而8×8的块被称为子宏块，又可以分为8×4、4×8、4×4的块。总体而言，共有7种大小不同的块做运动估计，以找出最匹配的类型。与以往标准的P帧、B帧不同，H.264采用了前向与后向多个参考帧的预测。半象素精度的运动估计比整象素运动估计有效地提高了压缩比，而1/4象素精度的运动估计可带来更好的压缩效果。 11) 编码器中运用多种大小不同的块进行运动估计，可节省15%以上的比特率(相对于16×16的块)。运用1/4象素精度的运动估计，可以节省20%的码率(相对于整象素预测)。多参考帧预测方面，假设为5个参考帧预测，相对于一个参考帧，可降低5%～10%的码率。以上百分比都是统计数据，不同视频因其细节特征与运动情况而有所差异。 12) 熵编码： H.264标准采用的熵编码有两种：一种是基于内容的自适应变长编码(CAVLC)与统一的变长编码(UVLC)结合；另一种是基于内容的自适应二进制算术编码(CABAC)。CAVLC与CABAC根据相临块的情况进行当前块的编码，以达到更好的编码效率。CABAC比CAVLC压缩效率高，但要复杂一些。 13) 去块效应滤波器： H.264标准引入了去块效应滤波器，对块的边界进行滤波，滤波强度与块的编码模式、运动矢量及块的系数有关。去块效应滤波器在提高压缩效率的同时，改善了图像的主观效果。　 2.2 数字硬盘录像机技术 目前市场上主流的数字硬盘录像机主要有PC式硬盘录像机、工控式硬盘录像机、嵌入式网络硬盘录像机、嵌入式网络视频服务器（提供WEB与视频服务）等品种。 从系统安全性、稳定性和实用性综合考虑，本系统采用带RTOS的嵌入式网络硬盘录像机。嵌入式网络硬盘录像机完全脱离PC平台，建立在嵌入式处理器和嵌入式操作系统上（而不是PC处理器和PC操作系统）。同时具备嵌入式硬盘录像机和嵌入式视频服务器的功能（DVR+DVS）。 嵌入式网络硬盘录像机，具有视频信号和音频信号的实时H .264全硬件同步压缩、压缩码流记录硬盘、实时视频和声音预览、视频信号和音频信号的切换、本地录像文件回放、实时网络传输、远程文件回放和下载、支持流协议（RTP/RTCP、RTSP）、支持IE浏览、支持双向语音对讲等。 2.3 代理服务器技术 当用户通过内部网访问某个画面或当多个客户端需要同时看某远程的相同画面时，势必会造成在一条广域网线路上的同时点播，从而会占用多个相同带宽，严重浪费网络资源。视频代理服务器支持视音频流的转发，支持局域网内多用户对一个视音频流的访问，当有多个局域网客户端需要同时访问同一远程画面时，可以通过视频代理服务器进行转发，从而在广域网上只占用一个通道的资源，在局域网内再进行转发。 当更上级单位需要查看越级的下级单位图像时，可以直接访问视频代理服务器，而不用都去直接访问网络带宽资源有限的下级单位，从而解决多级浏览集联的问题。 对于IE客户端浏览需求较多的系统，可增设WEB服务功能，以减轻前端DVR/DVS网络带宽的压力。 因此，视频代理服务器软件今后对教育局处理突发应急事件的画面直播具有非常重要的作用。 2.4 系统安全管理技术的应用 本项目的应用，将建立安全认证机制，在安全管理系统软件中，通过分布式图像管理技术和认证服务器来实现权限管理，为系统安全运行、跨平台运行奠定了基础，并为以后的CA认证系统的应用提供了良好的条件，保证服务器和客户机能正常运行。 为保证图像存储、传输的安全，图像编码采用水印技术，有效防止被他人篡改的可能性，从而保证图像存储、传输的安全。 2.5 模数结合技术的应用 要组建这样的大型远程网络监控系统，就目前的技术而言，有3种基本技术选型方案，简单的说，就是传统的模拟技术方案、网络数字技术方案以及模拟数字相结合的实施方案。模拟和数字监控系统各有利弊，其中模拟方式的图像清晰，实时性好，操纵没有延时，但结构复杂、价格昂贵；数字方式监控系统的结构简单、价格便宜，但在图像清晰度、系统可靠性和稳定性等方面均略差于模拟方式的监控系统，监控中心的操纵控制和监控图像均有延时（2秒以上）。经综合比较分析，我们确定采用性能好价格实惠的数字和模拟结合方式组建监控系统。 根据系统的具体情况，对前端部分采用模拟组建方案，通过视频线将所有视频接入嵌入式网络硬盘录像机，通过嵌入式网络硬盘机可进行现场模拟监视和视频录像数字化存储，使得现场存储的图像资料实时性好、清晰度高、不丢帧；传输至监控主控中心的图像信号采用数字压缩传输，每个学校只需要一路光纤就可将站内的所有音视频信号和报警信号传输至监控中心，相比传统模拟监控的每路图像需要一条传输线路的传输方式，不仅可以降低工程造价，而且系统集成度高，数据传输安全、高效，兼容性好；在监控中心，通过数字矩阵主机将数字视频信号转换为模拟信号输出到电视屏幕墙进行实时监视。 总之，在本系统中，图像显示采用模拟方式，图像数据传输、存储采用数字方式，保证了整个系统的最佳性价比，因为在实际的工程应用中，图像显示是模拟优于数字，而在数据传输、存储方面，是数字优于模拟的。 2.6 今后发展方向 2.6.1 网络化 视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应，组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等功能。 系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。 2.6.2 数字化 数字化是21世纪的特征，是以信息技术为核心的电子技术发展的必然，数字化是迈向成长的通行证，随着时代的发展，我们的生存环境将变得越来越数字化。 视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，这将彻底打破“经典闭路电视系统是以摄像机成像技术为中心”的结构，根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议，使视频监控系统与安防系统中其它各子系统间实现无缝连接，并在统一的操作平台上实现管理和控制，这也是系统集成化的含义。 第3节 各子系统详细描述 3.1 前端接入子系统 XX县教育局安全防范系统的前端接入子系统包括视频图像接入、防区设置、立杆基础等部分。 3.1.1视频安防监控系统 根据本次监控系统工程建设实际情况，我们在各个学校大门口、各教学楼楼梯口、电脑教室等主要出入口和重要部位安装彩色红外一体化夜视摄像机。 隐蔽的夜视监控，目前都是采用红外摄像技术。红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术。被动红外摄像技术是利用任何物质在绝对零度以上都有红外光发射，人体和热机发出的红外光较强，其它物体发出的红外光很微弱，利用特殊的红外摄像机可以实现夜间监控。但是，这种特殊的红外摄像机造价昂贵，而且不能反映周围环境状况，因此在夜视系统中不被采用。在夜视系统中经常采用主动红外摄像技术，即采用红外辐射“照明”，产生人眼看不见而普通摄像机能捕捉到的红外光，辐射“照明”景物和环境，应用普通低照度黑白摄像机、白天彩色夜间自动变黑白摄像机或红外低照度彩色摄像机，感受周围环境反射回来的红外光实现夜视。 红外一体化夜视摄像机是将摄像机、防护罩、红外灯、供电散热单元等综合成为一体的摄像设备。它实现夜视的基本原理是利用CCD摄像机可以感受红外光的光谱特性（即可以感受可见光，也可以感受红外光），配合红外灯作为“照明源”来夜视成像。红外灯的功率和角度，摄像机的配置，一定焦距的感红外镜头，以及是否有良好的供电散热处理是判断红外一体化摄像机性能的重要参数。 设备选型： a) 实时监控图像水平分辨率不少于300 TVL，主观评价应不低于4级要求； b) 视频安防监控设备的压缩格式为H.264/AVC或者MPEG-4以及更先进的编码技术，录像图像像素不低于4 CIF（704×576），视频录像帧率不少于25 帧/s，回放图像水平分辨率不少于270 TVL，主观评价应不低于3级要求，图像保存时间在实时录像的情况下不少于15 d。 3.2 图像信号传输子系统 3.2.1 前端信号的传输 传输介质就是系统所用到的线缆，其质量的好坏对监控系统起到了关键性的作用，如果工程用线不能保证质量的话，那么系统设备再好，也不能保证监控系统的正常运行和图像质量，因此我们本着对客户负责的态度，所有线缆均采用名厂正品的安防专用线，以保证工程质量。 本方案按各个学校地的实际情况设计前端视频图像和警信号接入到设置在学校的嵌入式网络硬盘录像机，距离较近的，采用SYV75-5视频线作为图像信号传输介质，使用RVV2×2.5屏蔽线进行智能快球摄像机控制，使用RVV2×1.0电源线进行集中供电。 3.3 后端控制子系统 后端控制子系统相当与学校的监控中心，主要由嵌入式网络硬盘录像机、监视器、不间断电源、机柜等组成。主要是完成现场图像远程接收，用户登录管理，控制信号的协调，图像的实时监控，图像录象的存储、检索、回放、备份、恢复等。 系统前端所有的声音、图像信号均通过传输介质引入后端控制设备，通过数字硬盘录像机进行控制与记录，图像信息实时保存在硬盘内，系统支持多种网络平台的远程传输控制方式，从而构成监控管理网络系统。图像信号也可经过网络发送。前端摄像机控制、视频切换、显示均在系统桌面上进行操作。 嵌入式硬盘录像机集成了多画面分割显示、视频移动检测、图像压缩编码/解码、数字录像/回放、影像资料管理、资料备份/还原、视频服务、音频服务等多种功能。它采用高速嵌入式微处理器和嵌入式实时操作系统，具有极高稳定性，是监控系统中功能高度集成的数字化监控设备之一。嵌入式硬盘录像机具有可靠性高，防死机、病毒，性价比高等优点，具有传统的模拟监控系统无法比拟的优越性，能堵塞安全漏洞，消除因工作人员的失职而引起的纠纷，为突发事件提供证据，很好地保护投资者的利益。由于采用了数字记录技术，使已录制的图像抗衰弱、抗干扰能力大大加强，多少次的检索、回放都不会影响播放图像的清晰度和图像质量。数字硬盘录像机方便的增加了画面分割和矩阵输出功能，可在显示器上显示任意的分割图像，或单幅切换的图像。数字硬盘录像机代表了现在和未来一段时期视频安防监控系统中图像处理、显示、录制方式的主流方向。 3.4 远程监控中心 远程监控的概念包括主控中心（调度中心）和局领导远程监控客户端，主控中心以权限管理的方式管理监控各学校监控子系统。 远程监控中心的基本功能是完成所辖远程学校的实时显示、控制、存储、管理等功能，其硬件系统主要有系统管理服务器、报警管理主机、网络矩阵主机、值班员工作站、电视屏幕墙、网络接口设备、存储打印设备、不间断电源等组成。 3.4.1 系统管理主机 系统管理主机是整个数字监控网络的核心，视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向分布式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应，组成分布式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计，系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等功能。 系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。系统网络化将使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享，这也是系统集成的一个重要概念。 管理服务器是监控系统的核心设备，是系统的运行枢纽。系统管理服务器负责对监控系统访问的认证、系统的用户管理、终端权限管理、网络管理、记录、视音频数据和控制数据的转发。 通过管理服务器进行授权后，局领导及相关管理部门的网络授权用户可以浏览和控制相应的监控点图像。监控系统以所有的数字嵌入式视频服务器（DVS）为服务器，以许可进入数字视频系统的计算机为客户机，客户机对服务器的防问必须经过管理服务器的处理。在管理服务器上分配数据浏览权限，控制监控前端摄像机、云台、镜头等。所有对监控系统的访问都需通过管理服务器的认证，进入系统需要有口令验证。从网络级、用户级和软件级多层保障系统的安全。 采用管理服务器的视频代理服务功能是可节省带宽资源，当多个用户集中访问某一路图像时，在监控中心建立转发机制，此路图像经视频流服务复制后转发给发出访问请求的用户，从而节省了有限的广域网带宽资源，保障了视频服务器和硬盘录像机等设备的处理能力，更满足了对突发事件的大量实时监视。同时，图像传输可以采用“组播”、“点播”方式。 由于管理服务器需要全天连续不断地工作，本系统选用专用服务器，以使系统长期稳定、可靠地工作。 当系统扩展到一定规模时，将单服务器结构转化成适于大规模网络监控的多服务器或服务器集群结构。 3.4.4 值班员工作站 值班员工作站可根据需要集中或分散地设在运行班组、保卫部门、安监部门或值班领导处，对于监控学校数量较少的系统可将系统服务器兼做值班员工作站。 值班员工作站安装 Windows2000 操作系统，通过 IE 浏览器或网络视频集中监控系统管理软件对下辖各学校进行实时监控，包括： î 启停录像功能，控制摄像机动作，控制雨刷、照明开关和学校其他控制操作动作； î 显示系统和各学校电子地图，显示布防撤防状况和进行布防撤防； î 对监控画面进行各种分割显示、轮巡显示、全屏及缩放显示； î 监控设备工作状态，自动生成运行日志，自动进行维护管理； î 查询报警状况和记录，历史录像记录和管理； î 打印输出实时的和历史的各种数据、报表、图像。 3.4.5其他设备 监控中心可根据系统需要增设图像打印机、光盘刻录机、不间断供电电源等设备以及避雷器、防雷抗干扰设备。 3.4.6监控中心建设要求 监控中心建设的具体指标如下： (1) 供电系统 î 电压变化范围220V-5%~220V+5%； î 频率变化范围50HzA0.5； î 波形失真率£A8%； î 在电柜中加装防雷保护模块。 (2) 地线系统 î 设备保护采用联合接地£1V； î 直流工作地采用独立接地£2V； î 防雷接地£10V。 (3) 环境 î 温度18~24BC，变化率<10BC/h； î 湿度40%~70%，不凝露； î 机房内照明度/200LUX（灯光不能直射到大屏幕电视墙及操作台）； î 机房内尘埃£18000粒/dm³； î 机房内无线电干扰场强£120Db。 (4) 机房供配电 由大楼引独立电源到设备间配电柜，有条件的可以采用双路供电，指挥中心和设备用机房用电，由