智慧校園的綜合安防系統設計

陶英

TAO Ying

（恒鋒信息科技股份有限公司）

(Hengfeng information technology co., ltd.)

1 系統總體設計

校園的安全防護是針對校園內的重點區域進行實時的監控。通過警報、視頻監控、出入口控制等技術手段，同時結合校園內的保安巡邏和執勤來保障校園的安全防護能夠高效、有效、科學的展開。

根據實際的分析和研究，校園的安全防護系統主要包括以下幾個方面：

① 綜合安防管理平臺

② 高清視頻監控系統

③ 校園入侵報警系統

④ 校園一鍵報警系統

⑤ 校區車輛管理系統

⑥ 門禁管理系統

2 綜合安防管理平臺

綜合性的安全管理平臺為各種各樣的安防子系統，主要包括視頻監控系統、車輛進出管理系統、報警系統以及門禁系統等,提供狀態查看、系統控制、操作管理，從而將各個安防子系統融為一體，最終發揮出最大的系統效率。

通過對安全管理平臺的分析和研究，一個完善的安全防護平臺要能提供以下功能：

1）對安防總體情況（視頻圖像、報警、門禁、設備狀態等）進行監視、控制和管理。相關管理人員通過校園局域網連接管理服務器就可以進行監視、分控。

2）平臺上的界面也能實時的顯示校園內部重點區域的視頻影像，同時針對校園內部的各個門禁系統、車輛進出系統都能提供實時的24h監控，并且可以隨時的進行視頻和監控錄像的查看。能對前端的報警主機和門禁主機的狀態實時掌握，并且可以根據圖標的顏色分辨各主機的狀態。同時如果門禁系統或者車輛管理系統的某些位置發生了報警，那么可以及時的在大屏幕上進行位置的顯示，并且可以自動進入現場視頻錄像的播放和顯示。

3）接受報警主機的實時狀態信息和門禁系統的實時狀態信息。當平臺內部的入侵警報系統被觸發時，視頻錄像會立刻進行自動彈出并追蹤，可以幫助工作人員更好的了解警報發生的位置，更高效快速的進行異常的排除，同時一旦報警發生，就會進行自動的記錄和存檔，方便后續的存取和調查工作。

4）具備多級用戶管理，具備較細的權限分配，可嚴格根據校園安全保衛制度，給每個值班人員、管理人員、技術人員分配權限。對不同系統的安全人員設定不同權限的賬號和密碼，只有權限足夠而且賬號密碼正確才能進入到安全防護平臺進行登錄和操作。

圖1 監控攝像系統的

5）同時安全防護平臺內部的報警系統、門禁系統、車輛管理系統等都可以進行實時的聯動操作，可以幫助安全人員更快速的確認警報發生的位置。

3 視頻監控系統

視頻監控系統主要有前端攝像機、信號傳輸系統以及存儲設備等組成。監控攝像系統的整體框圖如圖1：

1）前端攝像機

視頻監控系統主要的組成部分為高清網絡攝像機，可以根據外部使用環境的不同進行自動調節，以滿足不同場景中的需求。主要設置如下：

①校門口

校門口設置的攝像機應能清晰的拍攝到進出車輛的車牌以及人員相貌，采用紅外槍式攝像機加高速球的布控方式，紅外槍式攝像機負責全天候監控校門口場景，高速球可根據事先設定的預置位進行巡視，同時也可根據監控平臺的要求對特定人員進行跟蹤。

②高校周界

一般的校園防護系統主要針對的都是校園內部，因此相應的校園周邊區域防護的措施就要少很多，屬于整個校園內部防護最薄弱的地方。設置監控點要充分考慮到夜晚圍墻的光線差，監控的面積很大，因此為了更好的進行監控，可以采取快速球機和紅外攝像機組合的形式進行全方位日夜不間斷的監控。

③校區主干道

校園主干道上攝像機應能清晰的拍攝到過往行人的相貌特征以及來往車輛的車牌，采用200萬像素高清紅外高速球進行大范圍監控，同時為了保證弱光環境下的成像效果，攝像機內部還增加了紅外補光裝置。同時這些高速球應帶有自動跟蹤功能可對來往人員及車輛進行自動跟蹤。

④球類場所

作為校園內學生活躍十分頻繁的區域，校園內的田徑場、籃球場等場地，由于場地很大，因此一般的情況下主要采取的是紅外槍機，可以對進出的人員進行實時的監控，以保證人員的安全，同時還安裝一些高清紅外球機針對學校內部的主席臺和觀眾席進行日夜不間斷的監控。

⑤ 青年活動廣場、公園

針對活動場地和公園區域可以采取高清紅外球機和魚眼攝像機組合的形式進行監控，球機可以監控細節，魚眼鏡頭可以監控整體，二者之間的組合可以保證這些地區的24h無死角監控。

⑥ 停車場

由于停車場地的燈光很差，因此為了保證監控的效果能清晰的對停車場內部的陰暗區域進行顯示，這里可以選擇高清紅外線攝像機。

⑦ 大樓出入口

大樓的出入口作為室內外的連接地方，會存在室內和室外光線強度差異很大的情況，為了更好的解決這一問題，這里可以選擇寬動態紅外攝像機進行監控。

⑧ 樓層走廊

傳統的攝像機或監控拍下來的畫面主要的畫面比例為4:3或16:9，看到的場景為視角廣但視野不深，校園內部的很多走廊長度很長但是寬度很小，這個時候為了方便監控可以選擇畫面比例為9:16的走廊模式的紅外半球攝像機，不僅可以保證監控的效果還可以減少攝像機數量的使用。

⑨ 樓梯口

作為主要的監控區域，樓梯口必須要能清晰的監控人員進出所帶的物品因此為了很好的滿足這個要求，需要安裝高清紅外攝像機進行監控作業。

⑩教室、圖書館

這些位置同樣選擇組合的形式，主要為紅外半球和球機，完成對室內的整體監控和細節監控，同時為了校園內監控的美觀，教室的內部可以采取吸附式的監控和攝像機進行作業。圖書館等地區可以選擇魚眼監控以達到很好的全景監控效果。

?食堂

作為防護的重點區域，校園的食堂人員數量較多，人員較雜，因此監控的重點主要是細節的監控，這個時候為了很好的滿足監控的條件，可以選擇高清的紅外槍機、紅外球、室內球機對整體區域進行不間斷、無盲點的日夜實時監控作業。

?監控中心

圖2 報警管理系統架構圖

作為監控作業完成和設備運行狀況監控的核心區域，監控中心在進行監控的時候要注意對細節的全天候監控，因此這里一般選擇高清的室內球機進行作業。

2）傳輸網絡

傳輸系統主要的工作內容就是進行監控錄像的實時傳輸。一般來說當傳輸的距離在100m之內時，通常采取的是網線直連的形式，但當傳輸的距離較遠時，一般選擇光纖進行視頻的實時傳輸。

3）圖像存儲

存儲系統要求能對監控的錄像進行實時的存儲，以方便后續的調用和查看，需要很高呑吐的云存儲才能進行視頻的傳輸和下載，一般對存儲系統的要求為1920×1080（1080P）攝像模式下，能保證4Mb/s的傳輸效率。1280×720(720P)，2Mb/s碼流。其存儲空間計算公式：存儲容量=[視頻碼流值Mb×60s×60min×24h×存儲天數d/8]/1024。

4）視頻顯示系統

顯示系統主要的顯示為安全防護中心實時播放的顯示屏。

4 入侵報警系統

入侵報警系統主要有前端探測系統、報警主機、控制設備、輸入模塊等組成，是整個安全防范系統的重要部分，在學校綜合安防管理平臺中統一管理。

系統架構拓撲如圖2所示：

1）前端探測系統

前端探測系統一般安置的重點區域為辦公區域、機房以及學校周邊等，這些地區不僅需要高清攝像頭和監控設備的作業，同時還需要安裝警報系統，進行警報的實時傳輸，當外部發生入侵情況時，入侵警報系統被激活，這個時候前端的探測系統就會分析監控上傳的圖片判斷是否有入侵行為的發生。可以根據學校環境的不同選擇不同的控測設備進行作業，一般對探測設備的要求為：全方位的報警探頭；誤報率低；良好的性能價格比。

2）傳輸子系統

傳輸系統主要為供電電路和報警輸入模塊信號的傳輸電路，采用總線型結構，各探測器通過報警輸入模塊接入系統。報警主機、報警箱等的傳輸，采用網絡方式接入校園網。

3）控制子系統

控制系統主要實現的任務包括警報的處理、以及警報的聯動操作等。控制系統接入學校綜合安防管理平臺，實現報警聯動、管理、配置。

4）一鍵報警

在門衛、操場、學生公寓、公園以及教學樓內設置一鍵報警裝置，各報警裝置采用校園光纖網或3G/4G等通訊方式與校園安保指揮調度中心內的安防管理平臺通訊。系統結構圖如圖3：

報警人主動觸發報警按鈕后，平臺軟件自動彈出前端畫面，并聯動與前端報警點實現雙向語音對講，在校園安保指揮調度中心予以全程錄像錄音，為報警時提供有力的證據。中心平臺支持視頻預覽和回放功能。當中心管理平臺查看到有異常現象時，可對報警點進行威懾喊話，起到主動預防的作用，以及對前端點位廣播。

圖3 安防管理平臺通訊系統結構

5 車輛管理系統

車輛管理系統主要是對校門口的進出車輛進行管控，道路超速聯動警報系統和違章抓拍系統。采用多媒體網絡技術、視頻分析技術，實現車輛快速進出校園，校園內限速行駛，按位停車，確保在校師生安全以及校園交通秩序。同時系統預留接口，將違規車輛信息推送給校園管理人員以及內部車輛車主，對于多次違規的外來車輛應聯動校門口進出管理系統限制其進出校園。

1）車輛進出管理系統

①車輛入場

車輛進入停車場入口時，地感線圈進行檢測，觸發車輛識別相機自動的進行車牌的檢測和記錄，并將結果上傳到服務中心的網絡上。檢索數據庫得出該車輛是否具有進入權限。若有，閘門就會升起，進行放行，同時入口處的顯示屏上還會顯示出車輛的信息和歡迎語。若沒有進入權限，LED顯示屏會用文字體現，無權限進出。

② 車輛出場

車輛在行駛到停車場出口時，地感線圈會進行檢測，并同時觸發車牌攝像機進行圖像抓拍和識別，并且可以實時的進行車輛牌號的記錄并進行信息的上傳比對，并傳輸相應的比對結果，并控制道閘抬桿放行。

2）道路超速聯動報警系統

依靠一鍵報警裝置上的雷達測速器實現對車輛車速的實時監測，若超出校園限速，一鍵報警裝置上的LED顯示屏會給出提示，并聯動上方高速球抓拍，相關數據會同步至校園綜合安防管理平臺。若發現某輛車經常超速，系統會進行聯動，發出報警，禁止車輛的進出。

3）車輛違章智能抓拍系統

首先在一些路口和違停區域進行車輛違章系統的布置，安裝完畢的球機會進行大范圍的車輛監控，一旦分析出車輛屬于違停，就會進行及時的信息抓取，并進行上傳，后續在遇到同車牌號的違禁車輛時，監控系統就會及時的進行信號的抓拍和合成操作，并將圖片和違章的信息進行傳輸和記錄，同步給校內車輛出入口管控系統限制車輛的進出并實現對違規車輛勸導、教育。

6 門禁控制系統

基于TCP/IP通信協議進行即時信息傳輸的門禁系統是進行人員進出管理的重點系統，內部采取網絡化的結構，系統內部的服務器可以和工作站之間進行實時的信息交流和數據的傳輸。系統主要的控制核心為門禁控制器，可以選擇的主要通過方式為刷卡、人臉和指紋等，有些時候為了提升其安全性還會采取多種驗證方式相結合的方式進行驗證，門禁系統的門鎖類型主要有磁力鎖、電插鎖等（見圖4）。

門禁系統的系統結構和主要功能：

1）對通道進出權限的管理

主要是通道權限設置和通道開放時間的設置，同時對于通道門時間狀態也可以設置比如：休眠狀態、安全模式、密碼模式或密碼APB模式等。當休眠時，所有的動作都停止；常開時，門將不再關閉；安全模式下，要求人員打卡才能放行；密碼模式下要求人員輸入密碼才可以放行；密碼APB模式下，不僅會要求用戶輸入密碼還會實時的檢測用戶的權限，避免用戶通過沒有權限的區域。

2）實時監控功能

系統的安全管理人員可以隨時的進行監控狀態的查看以更好的了解人員的進出情況，同時還能檢測每個門禁的運行狀態（包括門的開關，各種非正常狀態報警等）；也可以在緊急狀態打開或關閉所有的門區。

3）異常報警功能

圖4 門禁控制系統拓撲圖

異常的情況下，可以實現PC機報警和語音報警相結合的方式進行警報，如：非法侵入、門超時未關等。

7 結束語

本文是站在高校校園安全防護的基礎上進行的安防系統的設計研究，作為保證學校和學生安全的重要系統，安全防護系統的合理使用將最大程度上保證學生的安全，基于視頻監控系統、警報系統、智能門禁系統、車輛系統相結合的安全防護形式，最終發揮出最大的系統效率。

[1]GB50348-2004安全防范工程技術規范[S].

[2]GB 50395 - 2007 視頻安防監控系統工程設計規范 ［S］.

[3]GB/T31068-2014 普通高等學校安全技術防范系統要求 ［S］.