学校高清监控系统设计方案：校园高清监控系统设计方案
学校高清监控系统设计方案：校园高清监控系统设计方案视频信息管理应用平台：负责对视频资源、存储资源、用户等进行统一管理和配置，用户可通过应用平台进行视频预览、回放。大屏显示：接收视频综合平台输出的视频信号，完成视频信号的完美呈现。传输网络：传输网络负责将前端的视频数据传输到后端系统。视频存储系统：视频存储系统负责对视频数据进行存储，本方案配置专用视频存储设备进行数据存储。视频解码拼控：完成视频的解码、拼接、上墙控制，本方案配置集集光安防综合平台实现对前端所有种类视频信号的接入，完成视频信号以多种显示模式的输出。
1.1设计概述视频监控主要由两个场景组成，分别是室内场景和室外场景。集光根据不同场景的不同需求，灵活选择合适的前端监控产品，满足室内外各种场景下的监控需求。集光网络高清摄像机，通过其全新的硬件平台和最优的编码算法，提供高效的处理能力和丰富的功能应用，旨在给用户提供最优质的图像效果、最丰富的监控价值、最便捷的操作管理和最完善的维护体系。
1.2系统架构设计1.2.1逻辑架构高清视频监控从逻辑上可分为视频前端系统、传输网络、视频存储系统、视频解码拼控、大屏显示、视频信息管理应用平台、利旧等几个部分，如下图所示：
图1.高清视频监控系统逻辑图
视频前端系统：前端支持多种类型的摄像机接入，本方案配置高清网络枪机、球机等网络设备，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行音视频数据的传输。
传输网络：传输网络负责将前端的视频数据传输到后端系统。
视频存储系统：视频存储系统负责对视频数据进行存储，本方案配置专用视频存储设备进行数据存储。
视频解码拼控：完成视频的解码、拼接、上墙控制，本方案配置集集光安防综合平台实现对前端所有种类视频信号的接入，完成视频信号以多种显示模式的输出。
大屏显示：接收视频综合平台输出的视频信号，完成视频信号的完美呈现。
视频信息管理应用平台：负责对视频资源、存储资源、用户等进行统一管理和配置，用户可通过应用平台进行视频预览、回放。
利旧部分：利旧包括前端利旧、传输网络利旧、存储利旧等。
1.2.2物理架构网络高清方案物理拓扑如下图所示：
图2.高清监控物理拓扑图
总控中心：负责对分控中心分散区域高清监控点的接入、显示、存储、设置等；主要部署核心交换机、视频综合平台、大屏、存储、客户端、平台、视频质量诊断服务器等。
分控中心：负责对前端分散区域高清监控点的接入、存储、浏览、设置等功能；主要部署接入交换机、客户端等。
监控前端：主要负责各种音视频信号的采集，通过部署网络摄像机、球机等设备，将采集到的信息实时传送至各个监控中心。
传输网络：整个传输网络采用接入层、核心层两层传输架构设计。前端网络设备就近连接到接入交换机，接入交换机与核心交换机之间通过光纤连接；部分设备因传输距离问题通过光纤收发器进行信号传输，再汇入到接入交换机。
视频存储系统：视频存储系统采用集中存储方式，使用集光安防专用视频存储设备，支持流媒体直存，减少了存储服务器和流媒体服务器的数量，确保了系统架构的稳定性。
视频解码拼控：视频综合平台通过网线与核心交换机连接，并通过多链路汇聚的方式提高网络带宽与系统可靠性。集光安防综合平台采用电信级架构设计，集视频智能分析、编码、解码、拼控等功能于一体，极大地简化了监控中心的设备部署，更从架构上提升了系统的可靠性与健壮性。
大屏显示：大屏显示部分采用集光安防最新LCD窄缝大屏拼接显示。
视频信息管理应用平台：部署于通用的x86服务器上，服务器直接接入核心交换机。
1.3系统应用场景学校安防监控场景比较固定，具体可以分为室内场景与室外场景，其中室外场景主要包括学校大门口、校内主要道路、足球场、篮球场、广场和室外停车库等，室内场景主要包括教学楼、行政楼、宿舍楼、图书馆、体育馆、食堂和监控中心等建筑内部场景。
1.4室内场景监控设计1.4.1概述室内场景主要包括学校的教学楼、行政楼、宿舍楼、图书馆、体育馆、食堂、监控中心等具体建筑的内部场景，各建筑内部场景主要包括出入口、走廊、楼梯口、电梯、办公室内部、教室内部、食堂内部、监控中心内部等不同位置。
前端摄像机选型应根据不同应用场景的不同监控需求，选择不同类型或者不同组合的摄像机，室内可以采用红外半球与室内球机搭配使用，确保满足安装的美观与细节的不丢失需求要求。
1.4.2出入口学校各栋楼进出口、宿舍门口颇多，是整个学校安全防范重点区域之一，为了加强对各个单元楼进出人员的管理，需在各楼门口区域设置监控点，考虑到要求能看清楚进出人员的样貌，本区域有全天候工作的要求。由于该区域会存在背景光较强而导致看不清室内细节问题，所以选择带宽动态功能的红外摄像机。
图3.出入口监控效果示例图
1.4.3走廊传统摄像机拍摄出来的画面比例一般为4:3或16:9，看到的场景为视角广但视野不深，而学校各建筑内部的走廊具有狭长、窄小的特点，如果采用传统的摄像机需要多台摄像机才能完全覆盖狭长的走廊，但支持走廊模式的摄像机将画面比例变换为9:16，让视角更小视野更深，减少走廊中部署的摄像机数量。为了保障走廊区域设备安装后的美观和协调，需要部署支持走廊模式的红外半球。
图4.走廊监控效果示例图
1.4.4楼梯口楼梯口是人员进出必经之地，如有紧急事件发生，也是留下线索最多的地方，该位置的安防监控要求也比较高。楼梯口除了需要能够看清进出人员之外，还需要看清进出人员的细节信息如携带的物品等内容，该位置需要部署高清红外摄像机进行进出人员监控。
图5.楼梯口监控安装示例图
1.4.5电梯轿厢行政办公楼基本上都会有办公电梯，而电梯作为公共交通工具，也是监控的重要区域。在电梯轿厢安装电梯半球摄像机，其通过专用的视频传输线接入到视频编码器中，从而实现对电梯的实时监控。由于电梯环境特殊，因此需要安装专用的电梯摄像机，具体安装示意图如下：
图6.电梯轿厢监控安装示例图
1.4.6办公室办公室、会议室是属于校领导、老师日常办公、开会的重要场所，其安防需求也非常强烈，但作为日常办公的场所，需要监控到整个办公室的场景，采用普通的摄像机无法满足该需求，需要采用广角半球摄像机将整个办公室场景看清楚。
1.4.7教室教室作为广大师生学习的重要场所，属于人员聚集度高、安全防范风险较大的重点区域，也是学校保卫部门和教务部门重点关注的场所。教室存在场景较小、需要看清细节和安装美观等要求，因此一般教室会选择高清红外半球或室内球机完成教室监控的任务，其中红外半球用于看全景，室内球用于看细节，解决既看全景又看细节的监控需求，同时室内球机和红外半球安装属于吸顶式安装，安装后不会影响教室的整体美观，效果极佳，具体监控示意图如下：
图7.教室监控效果示例图
1.4.8食堂食堂为人员聚集度较高场所，安防要求也非常高，在食堂的出入口、食堂大厅等重点区域部署高清红外枪机、高清红外半球和高清室内球机等设备，在后厨各操作间部署防油污摄像机和温湿度监测摄像机，对食堂进行无死角、无盲区、全实时监控，具体监控效果示例图如下：
图8.食堂监控效果示例图
1.4.9监控中心监控中心作为整个学校安防系统的核心所在，需要对监控中心内部进行24小时全面监控，确保监控中心的安全保障。监控中心内部可以采用高清红外半球或高清红外室内球机进行实时监控，具体监控效果示例图如下：
图9.监控中心监控效果示例图
1.5室外场景监控设计1.5.1概述室外场景主要包括学校大门口、校内主要道路、足球场、篮球场、广场和室外停车库等校园区域范围内的露天场所。前端摄像机选型应根据不同应用场景的不同监控需求，选择不同类型或者不同组合的摄像机，室外可以依据固定枪机与球机搭配使用、交叉互动原则，以保证监控空间内的无盲区、全覆盖，同时根据实际需要配置前端基础配套设备如防雷器、设备箱等以及视频传输设备和线缆。
针对室外监控点位的实际情况，摄像机、补光灯（选配）安装于监控立杆上，网络传输设备、光纤收发器、防雷器、电源等部署于室外机箱，室内摄像机安装比较简易和方便，直接通过交换机、电源模块连接网络和取电。室外监控网络摄像机前端部署结构如下图所示：
图10.室外监控前端部署结构示意图
1.5.2前端配套设施1)支架及立杆
监控点根据现场实际情况，可采用立杆安装、抱箍安装、壁挂安装以及吊杆安装等方式。其中抱箍、壁挂支架以及吊杆支架有成套产品，根据现场选择符合要求的产品即可。
室内摄像机的安装固定，根据摄像机型号和现场情况可采用壁装、吊装及角装等多种形式的安装支架，安装高度不低于2.5m。
安装在室外的摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选用相应的安装支架来安装；若无合适的建筑物供附着安装，则需要选用视频监控专用立杆，安装高度应不低于3.5m。
2)室外机箱
室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防水箱进行端接。端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，同时应具有防尘、防雨、防破坏等功能。
3)补光设备
在摄像监控中，为了使夜间得到正常的监控图像，可选择采用一定的补光措施。补光灯的光源通常有LED、金卤灯、高压钠、白炽灯、氙气灯（HID）等。
4)防雷接地
对前端供电和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保障前端的稳定性和可靠性。
前端监控的防雷接地主要从以下三个方面进行：
a)直击雷防护
在直击雷非防护区的每个视频监控点均配置预放电避雷针，安装于监控点立杆顶部。提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向针尖发射高压脉冲特性，提前一定的时间引导雷电放电，不至于使局部雷云电荷积累形成过大的雷击强度，降低监控点雷击接闪强度和电子设备雷击电磁脉冲强度，提高了室外监控点的保护裕度。
b)供电设施的雷击电磁脉冲防护
电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源对前端设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，本系统对前端室外防水箱220V电源进线以及室外防水箱到摄像机的低压电源线路进行避雷接地。220V电源进线避雷标称放电电流不小于10KV，接地线缆建议不小于6mm2。
c)均压等电位连接技术
等电位连接是将正常不带电（或不带信息）的、未接地或未良好接地的设备金属外壳、电缆的金属外皮、金属构架、金属管线与接地系统作电气连接，防止在这此物件上由于感应雷电高压或接地装置上雷电入地高电位的传递造成对设备内部绝缘、电缆芯线的反击。监控点设备（含电源避雷器、控制信号避雷器）宜采用单点接地方式实现等电位连接，独立接地电阻小于10Ω。
5)前端供电
系统设备建议采用集中供电，电源质量建议满足下列要求：
稳态电压偏移不大于±2%；
稳态频率偏移不大于±0.2Hz；
电压波形畸变率不大于5%。
6)线缆
前端网络摄像机采用网线的方式接入，对于近距离传输(100米以内)，直接通过网线连接到接入交换机；对于远距离传输，通过网线先接入光纤收发器。当使用防雷设备时，需要先接入防雷设备，再接入传输或交换设备。
1.5.3大门口学校的校门进出口及生活区的出入口颇多，社会人员往往是通过这些出入口强行闯入校园或生活区，是整个学校安全防范重要的区域，为了加强对学校及学校生活区进出车辆及人员的管理，需在每个门口设置监控点，安装摄像机时需考虑夜晚的光线很差，并且要求每监控点要看清楚进出车辆的车牌和人员的样貌，为学校的管理提供事实依据。本系统设计固定红外摄像机和快速球机的方式，实时记录各出入口信息。红外摄像机负责24小时监控整个场景，满足系统无盲区的要求；球机满足监控系统灵活性要求，可通过定制预置位等在不同时段分别监视不同区域目标。
图11.大门口监控效果示例图
1.5.4主要道路校园路面固定点需要满足在覆盖范围内看清过往行人、车辆的行为特征和体貌特征，推荐采用400万网络高清球型产品来对大范围监控区域进行监控。在重要监控区域推荐采用带有自动跟踪功能的网络高清智能球机，对进出人员进行自动跟踪。摄像机要达到IP66的防护等级，避免在雨天等环境下因为雨水或灰尘的进入；在晚上光线不足的环境下推荐采用超低照度功能或红外功能的网络高清枪机，保障夜晚等光线不足环境下的监控图像质量。
图12.路面监控点监控效果示例图
1.5.5足球场、篮球场校园足球场面积较大，出入口也非常多，在足球场各出入口安装高清红外枪机，对进出的人员进行实时监控，同时在足球场的主席台和观众席安装高清红外球机，实现主席台和球场的全程实时监控。篮球场则主要为进出口位置的全程监控，记录所有进出篮球场的人员信息。具体监控效果示例图如下：
图13.足球场监控效果示例图
1.5.6校园广场校园广场是课余时间学生聚集较多的场所，其中主要包括图书馆广场、体育馆广场和食堂广场最为典型，这些场所经常会有一些学生、后勤活动，容易造成人员的拥挤问题，存在一定的安全隐患。为加强校园广场情况监控，在广场周边可安装高清的红外球机和环形全景监控摄像机，球机看细节，环形全景看全景，实现对广场人员活动情况的无死角监控。
图14.广场监控效果示例图
1.5.7停车场学校停放车辆面积广泛，是整个学校安全防范薄弱环节，为了加强机动车、自行车和电瓶车的车辆管理，减少巡逻人员的劳动强度，让监控人员实时监控到停车场、单车棚的情况，发现警情能够及时处理。需在停车场、单车棚区域设置监控点，考虑到停车场、单车棚光线差，并且要求能看清楚车辆停放和人员活动情况；为停车场、单车棚安全管理提供事实依据，本区域有全天候工作的要求，所以选择高清红外摄像机。
图15.自行车停车库监控效果示例图
1.6主要场景推荐设备针对以上的室内室外应用场景，不同场景部署不同特点的前端设备，下表是总结的不同地点部署的前端监控设备所需要的特点。
|
场景类型 |
部署地点 |
推荐设备 |
|
室内 |
重点实验室、教室 |
180度广角半球网络摄像机 |
|
室外 |
操场、校门口、学校广场 |
黑光球机 |
|
大门口 |
环形全景 | |
|
主要道路、校园围墙周边、建筑物出入口 |
星光系列 | |
|
制高点 |
全景摄像机 |
1)黑光球机
（1）星光级超低照度；
（2）200米红外照射距离；
（3）支持音频、报警；
（4）支持数字宽动态、光学透雾、强光抑制、电子防抖、3D数字降噪；
（5）支持智能运动跟踪；
图16.黑光球机场景效果图
2)全景摄像机
（1）360°全景特写摄像机；
（2）全景画面360°全覆盖，监控无盲区，特写画面提供细节，采用一体化设计，可实现单IP同时输出3路不同方向的全景画面和1路特写画面；全景画面看清人脸半径最远可达5m，看清人体半径最远可达15m；支持全景联动功能；
（3）支持数字宽动态、透雾、强光抑制；
图17.全景摄像机场景效果图
3)180度广角半球网络摄像机
（1）支持数字宽动态；
（2）镜头:水平视场角180，垂直视场角93°；
（3）调整角度:水平:0°~360°;垂直:0°~ 75°；
（4）红外照射距离:最远可达10米；
图18.室内180度广角摄像机场景效果图
4)环形全景
（1）镜头视角：水平180°，垂直86.9°；
（2）调整角度 水平:0°~355° 垂直:0°~90°；
（3）支持宽动态；
（4）红外照射距离 最远可达20米；
图19.环形全景校园场景效果图
5)星光
（1）支持数字宽动态；
（2）支持断网本地存储及断网续传；
（3）支持快速运动侦测；
（4）支持场景变更侦测 虚焦侦测；
（5）支持车辆检测；
图20.星光夜间场景效果图
