智能视频分析的校园监控解决方案

一、 行业背景
　最近一段时间接连发生的校园凶杀案件，使校园安保问题引起了全社会的关注，中央最高层亲自批示，各地都将校园安保的问题上升到了相当高的高度。痛定思痛，传统校园安保模式的弊端暴露无遗。如何借助新型的安保技术让校园视频监控系统能够防患于未然，更好的让校园监控系统向智能化、标准化、高清化发展，满足当前社会背景下校园的安全防范需求成为社会安保的重要议题。

二、 功能需求

　　校园综合监控系统应具有智能视频分析的功能，能够实现“可疑人员徘徊检测报警”及“可疑人员自动跟踪功能”，应能实现不同设备及系统的直联、互通、直控，实现音视频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储、控制；进行身份认证和权限管理，保证信息的安全；应能与报警系统联动，宜提供与其他业务系统的数据接口。

主要功能需求：
1 信息采集功能
2 信息传输功能
3 实时图像点播
4 远程控制
5 存储和备份
6 历史图像的检索和回放
7 报警联动
8 用户与权限管理
9 系统的人机交互
10 网络信息安全管理
11 与其它系统的数据接口
新系统建设的目标：
1，采用全数字化、网络化的综合管理平台软件，将视频监控，智能分析，移动报警，电子地图，视频录像、代理转发等功能全部集成。软件采用模块化设计
2，支持 USB2.0 移动存储，支持各种网络存储设备，包括系统支持远程存储，同时支持多种存储备份方式：如扩展硬盘阵列、热插拔硬盘、CD-RW 刻录盘、服务器、磁带、NAS 海量存储、IPSAN 存储等。
3，支持网络摄像机、网络一体球，网络视频服务器
4，支持 IP 地址检测功能：1）网络中断或者 IP 地址更改造成视频连接中断，一旦网络畅通或者 IP 地址修复后，视频和控制信息立刻自动连接恢复，无需人为操作。2）管理中心可对下属任意一点连接上视频的点位进行 IP 地址远程维护。3）数据库容错机制，可对各种考试系统的数据库进行检测、修复；确保统一数据库在新老系统中的准确应用。
5，采用最新双码流技术：实现视、音频 MPEG4 硬件压缩，可支持双码率传输（本地可使用704*576 分辨率存储、远程使用 352*288 分辨率传输）
6，人性化、简易化操作界面。
7，软件采用 C/S，B／S 架构，使网络访问简易，轻松。
三、系统架构分析
3.1 系统总体架构
平安校园系统是包括了监控技术、通讯技术、音视频技术和报警管理技术的一套综合性业务应用系统。从系统应用构成的主体类型上可分成监控资源、传输网络、监控中心和用户终端四个组成部分，监控资源是系统监控信息的来源，传输网络是连接监控资源、监控中心和用户终端的媒介，监控中心是系统的信息管理和共享平台，用户终端是系统的信息服务对象。分别等同传统的区域视频监控概念上系统可以分成前端、传输/变换、控制/管理、处理/显示四个部分。
3.1.1 监控中心
校园平安系统各级监控中心是指由各授权部门管理和使用的、具有显示、存储、报警处理、指挥能力的监控中心。监控中心分级设置，依据行政隶属关系及工作相关性，由最高级监控中心授权，可配置下一级监控中心。各级监控中心操作人员权限可独立安装需求进行设置。
3.1.2 监控资源
具体体现为信息采集前端，既可以是前端设备，也可以是区域性监控系统。
3.1.3 用户群
用户终端包括各级校务工作人员和其他职能部门用户所使用的终端设备，用户通过用户终端设备实现对监控资源的访问和控制，用户的行为受到监控中心的管理和授权。教育部、省市教育厅、公安相关部门当需要调取、控制相关的考点的视频、音频、数据信息时，可作为特殊权限及功能的用户实现。
3.1.4 传输模式
1，网络：可以是专网、公共通信网络，也可以是专为网上巡查监控系统建设的独立网络；是建立在通讯设备之上的 IP 网络。
2，普通视频传输线缆：传输线缆分为 SYWV75－3／－5／－7 型，按传输距离的远近采用不同的线缆，但是超过 600M 传输距离，视频、控制信号将大大减弱。图像不清晰、抖动、模糊、控制不灵敏等问题将层出不断。超过 600M 强烈建议光纤传输！
3，光纤传输：在超过 600M 的点位上铺设单模光纤，通过光端机将音视频信号／控制信号，传输到后端，传输距离最大可达 50KM。
3.2 系统物理层次结构
传统的监控系统从物理结构上可以分为图像和报警信号采集、信号传输和中心控制与显示三个部分。平安校园系统从物理结构上也可以按照这种方式分析，但是××学校平安校园系统与传统的中小规模、区域性的监控报警系统有明显的区别。由于该系统的接入容量远远大于传统的监控系统，涉及的控制功能要求更加网络化，同时需要对接其它的系统如报警系统、门禁系统、巡更系统等等。因此在系统层次结构上要更加复杂，涵盖的内容更加丰富。
前端设备层
前端设备层包括所有放置在监控点位的设备，如摄像设备、控制解码器、云台、报警发生器、网络视频编码器……等。它是整个系统的信号源，由它产生模拟的视频信号，或者直接通过铜轴电缆或光纤传输，或者在现场直接转换称为MPEG4／H.264的数字信号通过IP网络进行传输。
传输网络层：
该部分包括两个部分，一个部分是从前端设备到控制显示中心的数据传输，另一个部分是不同监控管理中心之间的数据传输。由于校园监控系统的特点，它是一个分布式、多级控制的体系结构，因此传输网络的作用正日益重要。
传输网络层主要是一个网络平台，取决于前端设备提供的信号不同，传输网络层主要分为模拟传输网络和数字传输网络。模拟传输网络主要包括各种类型的数字或模拟光端机、光纤，也可以建设高性能的综合业务传输平台；数字传输网络主要是指IP宽带网络，涵盖了DSL、千兆以太网、VPN、无线网络WLAN、GPRS数据通信网络等各种传输技术。传输网络层可以由教育部门自建，也可以租赁运营商的线路，在接入运营商的传输网络时要充分考虑数据的安全性。
监控管理层：
监控管理层管理所有的用户、数据和控制信号，负责数据的切换、显示、存储和相关处理，发出用户的控制命令，同时也负责用户的认证和授权。从硬件上它包括矩阵、网络视频服务器、数字式硬盘录像机、数字视频中心服务器、视频解码器、录像服务器等，在软件上它包括用户的认证与授权、视频的切换、数字视频的还原、模拟信号的压缩与数字化等模块。需要强调的是，由于监控控制设备的多样性，由于目前监控从模拟到数字的发展过程，主控系统的软件并不是完全统一的。然而平安校园系统本身的特点，要求监控管理层的核心软件能够以网络化的方式统一地管理所有设备，所有的控制过程、数据存储和数据调用对用户来说都是透明的，不管下面的设备是矩阵还是数字硬盘录像机，不管是网络视频服务器还是录像服务器。这个软件控制平台能够跨越多种设备类型（数字与模拟）、跨越多种网络平台（局域与广域）。业务接口层（扩展功能，与其他系统扩展连接）新建的平安校园系统将为原××学校早期的报警系统，门禁系统，离线式巡更系统留有足够的数据借口。为多系统融合做充分的技术保障！
四、系 统 解 决 方 案
4.1 平安校园系统平台建设
4.1.1 建设内容和目标
××学校平安校园平台主要包括教室前端监控设备的建设和校内的各级监控系统的建设，校级平台的功能主要有两个：第一将本学校内所有监控点的信号汇集，进行本地监控和录像；第二设置流媒
体转发服务器，为上级平台和上级部门调用前端监控点图像进行流媒体转发。
前端系统：
前段系统即教室前端主要负责视频图像的采集和对摄像机、云台、拾音器、报警探测器、音箱等外围设备的管理，它将采集的音视频信息进行 MPEG4/H.264 压缩编码，传输到“监控系统”中心，同时接受校级监控平台的巡视和管理。
监控中心系统：
系统是构建光纤网之上的，相对独立的校园内网络监控平台系统，它综合管理本校内的所有监控前端。系统中心一般即为学校的主控室（或信息中心、网管中心等），系统中心可以通过数字解码将数字图像还愿为模拟图像，在电视墙上显示所有的实时图像。
系统建设目标：
系统能提供本地实时图像监看/控制、音视频实时录像、对上级管理中心提供视频代理转发、用户访问权限验证、远程 VOD 点播/下载服务等功能。系统还可以方便的实现系统带宽管理、网络转发等功能。同时还允许管理员进行设备定义、用户定义、权限分配，自动显示在线用户、自动定义用户工作时间表，定义 IP 黑名单。在学校本地提供完善的监控方式，包括基于 B/S 结构的访问模式，提供完善、方便的录像策略，简易的录像本地查询、在线查询等功能。
各学校监控系统主要功能为：