数字化视频监控打造平安校园

　　一：前言

　　21世纪人类社会步入信息时代，随着多媒体技术和网络技术的迅猛发展，人们追求着更安全更舒适的生活方式。目前，正在兴起的数字化、智能化应用系统是信息时代的必然产物，是高科技与时代发展的巧妙结合，它是以本区域建筑物为平台，兼容智能设备、自动化及网络系统，是集安全、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的生活环境。数字化、智能化应用系统概念正向多个领域渗透，其中数字化校园监控系统便是从智能应用系统的基本含义中扩展出来的，其服务的对象是教师和学生，服务的目的是为学生提供一个舒适安全的学习环境。

　　在全球数字化浪潮的影响之下，数字化平安校园建设受到广泛的重视，全国各地的学校借助当前科技的发展，正在从各个方面开始接触数字化校园建设这个主题。由于近年来，各地的学校不断发生盗、抢、骗、绑和各种暴力事件，像深圳近期就连续发生多起绑架学生事件。如何加强校园的安全防范管理，成为了学校管理者和公安机关重点考虑的问题。

　　学校范围内建设一个先进的、有效的、集成度高的视频监控的系统就提上了日程。数字化视频监控系统因为其集成安全防范、防盗报警、考场监控、课件制作、综合管理等多项功能，正在全国各地学校普及开来。数字化视频监控系统不但保障了学校广大师生的人身安全，降低了各类治安事件的发生，而且还可以成为学校各级管理者有效管理教室和学生的有力工具。市场上一些专业的视频监控厂商也陆续推出了针对校园的，网络化的数字视频监控解决方案。嵌入式远程网络视频系统能够为提供现代化网络化视频监控解决方案，实现先进的远程联网视频监控；可以实现多级别、大规模的、完整可靠的安全管理功能；能够有效的监视安全运行的同时，可将防范区域内突发事故的过程收入镜头，为预防事故、安全管理、统一指挥提供有效的图像证据，各级管理部门可随时掌握实时的安全运行情况，便于做出正确的决策。

　　二：需求分析

　　针对校园类项目的现阶段已经存在的实际需求，并且将于今后一段时期内预期的一些安全的需求，我在做出如下的分析：

　　管理的需求：能够达到“集中管理、统一指挥”的运行管理模式；设备能适应环境的变化，能高效、长期、可靠和稳定运行；

　　现场监视的需求：能实现高质量、高稳定性视频图像的采集；能实现高质量视频图像远距离传输；实现远程浏览视频信息；具有远程控制功能；

　　语音对讲功能的需求：能实现现场声音实时监听，点对点远程对讲，中心对多点语音广播。

　　图像存储和查阅的需求：能实现集中存储；能根据管理权限查阅和删除图像。

　　报警功能的需求：能实现通过特定的报警设备，对突发意外事件通过预设方式如声、光、电，短信、电话、邮件等方式进行报警，并触发录像。最重要的需求是能实现和公安局110指挥中心的报警联网，能第一时间向110报警。

　　其他特殊功能的需求：如智能图像辩识功能，利用智能图像识别技术在图像中获取信息，可以用于面部识别、图像识别、目标跟踪等功能。如电子地图功能，通过电子地图可以直接对监控点进行调看、设置、报警联动操作，让使用者更加形象地感受与应用。

　　系统的扩展性的需求：能实现快速简便的方式扩充营业网点和监控点数量，而不必增加很高的成本和复杂的安装。

　　系统的管理权限功能的需求：能实现精确的权限设置，不同的人员具有不同的操作使用权限。

　　三、校园监控系统应用现状分析

　　当前的各地学校建设的视频监控系统，大部分都是模拟视频监控系统，结合管理方使用的现状，笔者认为存在某些不足之处：

　　1、当前以监控室为中心的监控模式封闭性较强。

　　随着管理方需求的发展，封闭式、独立的监控系统已经不能满足多方面的保卫管理工作的需求，主要体现在两个方面：

　　一是在监控室固定不变、不可移动的角度来看，这对于各级管理者来说是不方便的，任何人想要查看监控系统，都必须去监控室才可以，更加不支持远程监视，这对于各级管理者是非常不灵活的，所以必须能实现在管理者桌面就能实现监控的功能；二是当前的模拟监控系统是独立的系统，而对于校园来说，还存在其它视频方面的需求，如制作课件、教学评估、考场监控等，如何利用这一套监控系统实现另外的需求，减少校方重复建设的成本，也是管理者的需求。

　　因此建立综合的监控系统，资源共享、统一管理已经成为全社会的共识。

 
　　2、在安全管理权限方面的缺陷。

　　现有学校监控系统中，一般情况下普通安保人员都具备管理员权限，可进行监控系统的所有操作。监控系统中重要的录像资料也存储在监控室的DVR中，但由于配备的硬盘存储容量有限和管理机制所限，致使录像资料面临两个信息安全问题：一是录像资料本身的安全，一旦录像资料查询不到，很难清楚确认是工作人员的失误操作，还是DVR设备本身存在问题；另一个是录像内容的安全，一些涉及重大事件的录像资料，由于缺乏有效监管而失落或删除，将会造成意想不到的严重后果。然而，如果采用统一管理录像资料的方式，可有效避免类似事件的发生。

　　因此把建设全新模式的监控管理系统，把管理权限转移到更高级的管理者，中心统一控制管理可以有效控制这些风险。

　　3、数据资料不具备共享性。

　　当前几乎都是使用数字硬盘录像机（DVR）来存储数据，是一种半数字化方式，前端监控点还是普通模拟视频信号。DVR保存的资料不能实现有效的共享及远程联网，尤其是无法或很难实现与当地的公安系统的结合，无法实现快速报警响应。

　　通过以上用户需求和当前系统的不足，笔者认为有一类解决方案，即基于IP网络的数字网络远程视频解决方案，可以有效解决目前应用方案存在的问题。但是从技术上也是存在一定的难度的，一是网络方面的难度，如有的旧校园还存在一些没有网络覆盖的区域，本身校园网的带宽是否充足，以及如何使用有效的网络传输等等；二是用户管理方面难度，利用网络传输有黑客入侵风险；另外还要考虑和公安机关安全系统的结合等困难；三是解决方案的完善性，设备的稳定运行方面，也是用户需要考虑的问题。

　　针对这些技术难度，读者用户必须选择最合适的解决方案，笔者在这里分析一个行业内知名厂家金三立视频科技（深圳）有限公司提供的‘E-NVS’远程视频监控校园类解决方案，该方案是目前功能齐全、技术先进、运行稳定的一个最好的解决方案。据了解此类方案已经在广州、深圳、西安等多所学校使用。

　　四、参考标准

　　‘E-NVS’校园数字视频监控解决方案目前大多都是按照公安部的相关标准执行，以及参考一些政府类的管理规定文件。

　　如：之一：公安部规定应当在学校的出入口、消防安全疏散出入口、通道、周界等安装闭路电视监控设备。

　　之二：安装的闭路电视监控设备应当符合视频安防监控系统相关国家或行业标准要求。闭路电视监控设备的压缩格式为H.264或者MPEG-4,录像图像分辨率不低于4CIF（704×576）或者D1 (720×576）；保障视频录像实时（每秒不少于25帧），支持视频移动侦测功能；图像回放效果要求清晰、稳定、逼真，能够通过LAN、WAN或者互联网与计算机相连，实现远程监视、放像、备份及升级，回放图像水平分辨力不少于300TVL。

　　之三：应当设置闭路电视监控设备监控室，由专人负责值守，保障设备在营业时间内正常运行，不得中断、删改或者挪作他用。

　　参考其它一些通用标准：

　　《视频安防系统技术要求》（GA/T367-2001）

　　《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)

　　《信息网络数字视频应用系统规范》（BJ/Z0001-2003）

　　《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T 17963）

　　《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93）

　　《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)

　　《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)

　　《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)

　　《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)

　　五、解决方案

　　目前在学校视频监控中，对视频信号的监控和管理主要分为三方面：

　　1、校园内监控室和门卫值班室：负责对整个校园的监控系统进行日常监控和管理，处理发生的事件。

　　2、校园局域网内网络监控端：包括校长、主任等各级管理者的办公室桌面电脑监控和管理。

　　3：校园外网络监控端：根据需要还可以开放校园监控系统，可以实现互联网监控，如学校管理者出差期间监控、教育局远程评估和监控、公安部门远程监控等。

 
　　网络建设方面：

　　网络传输线路通道，利用学校内自建的光纤以太网，因为该网络能够贯穿整个校园范围，所以从上到下整个网络是连通的，视频监控联网就没有阻碍。另外学校自建的光纤网络，稳定性高、带宽充足，完全能够满足视频监控需要。如图1所示。

　　图1  网络传输线路图

　　前端图像采集方面：

　　安装摄像机监视的场所包括以下：

　　教室、教学楼、行政楼、体育馆、操场、实验楼、食堂、宿舍等地方。

　　前端主要由枪式摄像机、高速球摄像机、半球摄像机等组成，另外每台摄像机接入网络视频服务器，然后接入网络。

　　配置方面：

　　1、在中心机房，配置多台“E-NVS”，承担中心管理、中心存储等作用。

　　2、在监控室，配置电脑、电视墙、键盘等设备，负责具体的监视、报警处理等作用。

　　3、存储策略，考虑到校园的实际情况，采用中心存储的方式比较合适，这样可以把所有的视频资料全部存储在“E-NVS”中，只要系统的超级管理员才能维护存储资料，其它用户只能调阅录像资料，不具备管理权限。

　　4、其它各种远程客户端，都只需要一台能上网的电脑，经过正确的密码登陆认证之后，就可以实现监控功能。

　　解决方案示意图

　　实现功能如下：

　　1、用户管理功能，包括登陆密码更改；可加入、编辑和删除用户；可进行权限分配，系统管理员级，可所看到的监控点进行控制。操作员级，可对部分监控点进行控制。浏览用户级，仅可进行视频观看，不能对设备进行任何操作和设置。

 
　　2、图像浏览与控制功能，可以选择1、4、9、16、25等显示方式，可方便地远程控制“上/下/左/右/变焦/聚焦”

　　3、录像及资料回放功能，可以设置多种录像方式、如定时、报警录像、手动录像等；可中检索、播放、下载录像资料。

　　4、流媒体分发功能，实现音视频数据流的分发作用，以满足多用户同时监视的需求。

　　5、完善的报警功能， 报警处理策略包括：报警后声音和灯光启动；报警录像和预录功能；报警自动切换图像；报警自动调出电子地图等功能

　　6、电视墙显示，支持数字矩阵切换功能，在监视器上轮巡多个监控点图像。

　　7、电子地图设置，每个监控点和报警点都在地图上生成特定的图标；可以快速定位。

　　8、课件制作功能，系统可以直接生成标准流媒体格式文件，完全可以利用课件制作系统制作成丰富的课件资料。

　　9、支持作为考场监控的功能，在各种考试期间，该系统可以完全转化成为考场监控使用目的，可以供各级教育行政管理部门现场或远程监控考场纪律。

　　六、系统特点

　　A：监控系统更简单：在实施过程中，用户只需要添加前端设备信息和简单设置后，就可以直接使用，而不需要像其它产品那样，还要安装各种操作系统、安装应用软件等复杂的过程；在用户使用过程中，也是非常方便操作，用户的普通值班人员，只要会使用以前模拟矩阵的键盘，就可以完全操作本系统，还可以使用电脑来操作，非常方便；

　　B：功能更齐全、更强大：该解决方案能实现用户所有需求，如监视、PTZ控制、存储、回放、流媒体分发、电视墙切换、电子地图、用户管理、权限管理、设备管理、数据安全等功能。

　　C：系统运行更稳定，维护更方便：‘E-NVS’系统基于嵌入式软硬件架构，毫无疑问运行更加稳定，另外可以完全脱离PC计算机独立运行工作，这对于售后服务来说也会更加方便。

　　D：系统可扩容性强：系统规模的增加主要是监控网点数量的增加，而监控网点通过 IP 地址进行标识，系统扩容时除新增网点的前端设备外，仅需在中心监控主机上做相关扩充网点 IP 地址的配置即可，非常简便经济，可以支持更多的娱乐场所接入公安监控系统。

　　E：数据安全性更高：E-NVS支持多种级别的RAID磁盘管理机制，数据保存更加安全；保存的图像资料采用加密技术，防止非法篡改；对于访问用户采用严格授权分级管理机制；这些都有效的保障了系统的安全。

　　七、结语

　　随着网络技术的不断深入，视频监控技术未来会沿着网络化、远程化的方向发展，才能满足视频监控高稳定性，高可靠性和高简便性的要求。预计经过今后几年的实际应用后，远程网络视频监控系统解决方案，必将会成为学校集中管理必不可少的一部分，将对保证社会平安，促经济发展起到重要作用。