校園監控系統設計

蘇州高博軟件技術職業學院 沈鴻

本文針對高校監控系統總體需求,給出了設計原則、設計目標,設計了系統功能,并在其中融入了于高校監控系統的最新發展動向,如監控數據結構化和人工智能化應用等。

0 概述

隨著社會經濟的不斷發展,罪犯活動越來越普遍,校園的安全是全社會重點關注的,同時也是國家及各地區重點保護的地方,為了確保學校的員工和財產不受損失,安防工作是安全的核心,有必要建立一套強大、穩定、安全的安保系統。

對于數字監控體系,按照系統中各個組成部分的不同用途,把校園數字監測體系細分成了七層,包括顯示層、管理層、信息處理層、傳送層、運行層、支持層、信息收集層。當然,隨著設備集成度的提高,特別針對于某些系統,部分設備也可以同時作為多個層出現在系統中[1]。

1 設計原則

數字監控體系建設的整體規劃與推進,應當按照“前瞻性、安全可靠性、系統性、開放性、適用性、安全性”的原則。

前瞻性:選擇先進、成熟、可靠的設備,引進先進的安全技術,建設最新、可擴展、兼容的系統和應用平臺,建設數字網絡、智能視頻監控系統。

系統性:校園視頻監控系統需符合監控圖像相關的業務與應用的總體要求,并為數字調用接口和網絡設備提供技術支持和共享支持。

開放性:管理系統根據行業標準協議,接入硬件設備網絡平臺、控制系統網絡平臺、數據庫系統網絡平臺等,保證了管理系統的開放式。

適用性:校園視頻監控系統的建設應堅持需求導向和應用導向。在建設過程中,以實際需求和實際應用為核心,體現實用與好用的原則,保證與技術運行機構同步調整,確保系統能有效地服務于學校工作的需要。

安全性:有嚴格的信息安全、系統安全、數據庫和設備安全機制,如預錄攝像機、機架等必須做好防護;應在系統中記錄、傳輸和存儲數據的所有階段都必須制定適當的數據安全措施。

2 設計目標

本次設計的數字視頻系統是基于IP網絡的系統,采用分布式網絡架構,通過IP網絡實現設備管理的互聯和控制。該系統具備視頻點播、視頻導航、數字視頻錄制及存儲、視頻追蹤和即時報警等功能。

數字化校園監控系統,是最可靠、最主要的信息搜集手段。視頻監控通過對校園主出口、主要道路、學生重點活動區域、會議室等重要位置安裝攝像頭,實施視頻監控,并由中央監控中心完成對圖像切換和存儲、場景展示和綜合控制的管理。經過專網主干匯聚后,監控數據在監控機房內集中存放。當需要顯示視頻數據時,授權范圍內的用戶可以通過客戶端軟件調用視頻,監控系統網絡與校園網物理隔離。

根據實際使用需求和其他因素,項目中還使用了不同類型的攝像機。

3 系統功能

3.1 獨到的計算機圖像處理技術,實現全天候監測效果

采用寬動態技術,具有超微光、透霧支撐、電子防抖動、強光抑制、回溯光補償、慢快門等功能,高質量、高清晰度的圖像效果能夠滿足公共安全監控和測試采集的真實要求,通過算法自動檢測圖像亮度,調節紅外光亮度和圖像亮度,抑制附近對象曝光過度并確保背景區域的亮度。

突發關鍵詞中的手機閱讀、手機圖書館分布在Cluster 1中，通過查詢表4中具有代表性的“閱讀習慣”“網絡閱讀”等關鍵詞的文章均提及到電子閱讀器、手機閱讀、移動閱讀平臺、pad等內容，綜合可確定Cluster 1的研究熱點為“移動閱讀終端”。

3.2 有效節省帶寬和存儲空間的視頻技術

采用MPEG、H.264、H.265等視頻壓縮技術,具有高壓縮比和低延遲。所以編碼率可以最大減小到四分之三,空間可以最大減小到四分之三,帶寬占用也可以減小到四分之三,有效降低了系統的設計成本。

低編碼率:采用全新編碼協議,使得碼率在圖像質量不變的情況下碼流更小,1080P高清可降至2M-4M,提長了監控系統的效能。

ROI(感興趣區域代碼):將碼流的全部資源都聚集到一個或多個區域,以提高區域(車牌號、人臉等)的圖像質量。

3.3 無需額外成本即可提供多種智能增值應用程序

與常規監控一樣,智能攝像頭也可進行智能增值應用,包括開展檢測、追蹤、分析、鑒別和捕獲等操作、并可進行結構化視頻數據分析提取,而無需增加任何額外成本。

4 系統特點

4.1 數字高清技術的應用

該系統采用了一系列的高端產品,1080P圖像分辨率,視角寬廣,可清晰顯示監控場景的原貌,并能顯示員工和車輛的詳細情況。

H.265編碼協議的應用:系統采用了H.265視頻壓縮協議,該協議極大地提高了視頻編解碼效果,即使經過攝像機的解碼,1080P清晰度僅為2M-4M帶寬,大大減少了碼流,也大大減少了對于數據傳輸信道帶寬與硬盤空間的消耗。

4.2 智能技術的應用

該系統通過智能視頻圖像分析,實現及時提醒、及時報警,值班人員只需要對報警信息進行確認,并根據情況進行調度和通報,將值班人員從緊盯監控圖像的工作模式中解放出來,推動安全工作提質增效。

4.3 高效的存儲方案

系統的存儲方案采用了集中存儲模式,以加密方式將視頻直接寫入存儲設備,節省了服務存儲器成本,避免單一故障點并鎖定服務器性能[2],以及獨特的文件結構,直接視頻控制、視頻錄制、播放、搜索和其他功能。

系統具有很強的擴展性和兼容性:該系統與國內主要生產廠家的IPC、DVR/DVS、NVR完全相容,與國內外的主要電子報警控制系統也全面兼容。由設備廠商提供SDK,實現設備間的無縫對接,此外,該系統還與無線網絡兼容,并支持移動/電信/聯通網絡連接。

4.4 系統具有良好的集成性和開放性

系統采用了良好的技術體系結構和面向服務的SOA構架,實施了基于GA/T669、DB33和GB/T28181等一系列標準協議的平臺連接管理[3],有效完成了跨平臺的數據流轉,并滿足了系統間作為資源橫向共享的需要。

4.5 多系統應急聯動命令

該系統根據應用功能集成不同的應用系統,實現不同系統之間的交互,以及與以前獨立運行的不同系統的水平交互和信息屏蔽,為緊急處置提供最直觀的視頻信息和最佳的應急響應,將學校的視覺安全提升到新的高度。系統結構圖如圖1所示,網絡結構設計圖如圖2所示。

圖1 系統結構圖Fig.1 System structure diagram

圖2 網絡結構設計圖Fig.2 Network structure design

5 結語

智慧型校園可視化平臺代表了學校安全工作的革命性和創新性轉變。傳統的防盜系統過于簡陋,往往只是調整了視頻監控攝像頭位置,在基于GIS的應急通信模塊中,通過對校園安全管理數據的深度挖掘,提供了對校園安全管理的全新模式和全新理念,通過全校三維場景模擬,以三維方式展現校園中的建筑物、房間、門窗、草坪、道路等,全面呈現了校園的實景,并在模擬立體圖的框架下,應用各類安全防控。

安防建設不僅安裝攝像頭,還應包括整個學校的安防數據建設。引入人工智能,對安全數據進行大數據分析,建立基于相關攝像機性能信息的智能、全保護數字安全系統,以及人員與控制點的結合,實現快速有效的完整智能連接,可以有效地幫助用戶管理整個校園的安全。

引用

[1] 洪泓,王振華.一種分布式校園網監控系統設計與實現[J].自動化與儀器儀表,2017(10):77-79.

[2] 韓江漫.計算機網絡安全及防范措施淺析[J].楊凌職業技術學院學報,2018,17(3):47-49.

[3] 王宏彥.基于視頻分析技術的校園智能視頻監控系統研究[J].數字技術與應用,2017(8):134-135.