校园安防监控系统的构建与创新分析

吴　刚

摘要：与其他领域的安防监控系统相比，校园安防监控系统构建有许多独特之处。文章从中南财经政法大学校园安防监控系统的建设实践出发，对校园安防监控系统的需求特点、设计理念、方案优选方面进行了论述，总结了校园安防监控系统建设中的成功经验和技术创新。

关键词：校园安防；监控系统；中南财经政法大学；系统设计；方案优选

中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）11-0012-03

从20世纪末开始，我国高等教育进行了布局调整，经过几年“高校合并”后，很多高校形成了一校多区的校园格局。随着校区规模的扩大、开放程度的增加，对维护校园治安环境的要求越来越高。只有建立一个先进、高效、可靠的校园安全防范体系，才能为师生员工创造良好的教学科研环境，实现创建平安校园的目标。

一、校园安防监控系统的需求特点

校园安防监控系统的需求与其他领域相比有明显的不同，主要表现在以下方面：

（一）校园安防监控系统规模大，设备多

大学校园内楼宇众多，人员密集，需要大量的前端设备监控校内的楼宇、道路和公共场所，校园安防系统监控点通常达到数百个甚至上千个，特别是大型校园安防监控系统规模庞大，使用的设备相当多，给校园安防监控系统的设计与建设带来了挑战。

（二）校园安防监控系统覆盖面积大，距离远

大学校园的面积一般都很大，视频信号传输距离长，常用的同轴电缆传输方式难以满足要求，在校园安防监控系统中需要多种传输方式配合，才能完成校区内的信号传输。很多高校的校区之间距离较远，有的达到数十公里，校园安防监控系统的信息也需要跨校区远程传输。

（三）校园安防监控系统功能全，技术复杂

大型校园安防监控系统具有视频监控和防盗报警基本功能外，还有很多扩展应用：消防系统和广播系统联动、安全求助（救）、电子巡更、门禁管理、电子考场等，同时，还要求充分利用原有的安防监控设施和网络资源；实现这些功能需要处理多种不同的视频编解码标准，不同的网络环境、不同的传输控制协议，使得校园安防监控系统成为技术复杂的综合性工程。

（四）校园安防监控系统可靠性要求高

大学校园内包含许多重要部门和财产高度集中的楼宇，如：财务处、一卡通中心、网络中心、图书馆、博物馆等，这些单位几乎都需要365天*24小时不间断的安全保障，对安防监控系统可靠性要求高。由于校园安防监控系统规模大，使用设备的基数很大，故障点随之增加，单靠人工管理大范围分布的大量视频前端设备，维护难度较大，因此，设计一个稳定可靠、易管理、易使用、易维护的系统是十分重要的任务。

（五）资金投入有限，需要降低系统运行成本

大学投入资金一般来自教育部拨款专项资金，部分来自高校的自营收入，相对于政府部门、金融行业、大型企业而言，校园安防监控系统的资金投入比较有限，节约系统建设资金应该是贯彻工程建设的重要原则之一。

在校园安防监控系统设计之初就需要考虑系统的“全寿命”费用，应降低长期运行成本，在选择设备时应尽量采用技术先进、应用广泛的知名品牌，重视系统的兼容性和扩展性，方便今后升级扩容，使系统具有较低的运行维护成本和很长的使用寿命。

二、中南财经政法大学校园安防监控系统构建分析

中南财经政法大学直属教育部，是国家“211工程”重点建设高校之一。学校由原中南财经大学和中南政法学院合并组建而成，分为首义和南湖两个校区，两个校区距离14公里。

在校园安全防范监控系统的建设之前，校内已有多栋楼宇安装了视频监控系统，这些监控系统主要用于监控楼内的设施，系统规模较小，各自独立运行，没有联网。为确保在校园安全防范监控系统的建设质量和工期，学校组织各方面的专家成立了项目组，专门负责项目实施工作，项目组对校园安防监控系统建设起了很大的作用。

（一）首义校区校园安防监控系统的构建

中南财经政法大学首义校区是面积较小的老校区，安防监控系统投资稍小，但首义校区的地下管网是数十年来形成的，走向复杂，施工难度很大。因此，学校决定先在首义校区试点，取得成功经验后，再建南湖校区。

首义校区校园安防工程于2006年3月15日正式开工。首义校区安防监控系统共划分为8个分区，安装各类摄像机60余部，其中快速球型摄像机15台，匀速球型摄像机 1台，枪式摄像机33台，室内半球型摄像机12台。主要监控首义校区校园办公楼，学生宿舍，重点部门、公共场所、重要交通路口。电视墙采用了14台21寸100HZ监视器，1台42寸数字高清液晶彩电组成的。控制台采用触摸屏、鼠标控制，操作方便快捷。

首义校区校园安防监控系统以“首义校区监控系统控制中心”为核心，以视频监控系统为重点，集成了红外报警、消防报警、交通管理、报警求助、远程管理等功能，并与“校园110”快速联动。

（二）南湖校区校园安防监控系统的构建

南湖校区比首义校区面积大，校园安防监控系统投资也大，技术更复杂。南湖校区安防监控系统共采用了83台摄像机，其中快速球型摄像机18台、匀速球型摄像机 2台，枪式摄像机51台，室内半球型摄像机12台。南湖校区设置总控制中心一个、分控中心12个，设置7个自助报警亭，并接入了钱币博物馆原有的监控系统，电视墙由28台21寸100HZ监视器、2台42寸数字高清液晶彩电组成。南湖校区控制中心实现了跨校区联网控制，可查看两校区任意一个监控点的实时图像和15天内的录像资料；既可在总控制中心查看，也可用经过授权的PC或便携式电脑在校园网上查看。

2006年5月30日，武汉市公安局科技处安全行业管理部门对首义校区安防监控系统进行了验收、评分（满分为1分），验收结果为：技术文档0.96分，施工工艺质量0.98分，技术功能1.00分。2006年11月30日，武汉市公安局科技处安全行业管理部门对南湖校区安防监控系统进行了验收，取得了0.97分的综合评分。并认为该项目的技术特点和工程管理经验是一个成功的实例。

三、校园安防监控系统的特色和创新分析

（一）妥善保护重点对象，广泛兼顾普通目标

在本次校园安防监控系统中，根据监控对象的重要性和风险等级，将监控对象划分为重点保障、一般保障和定时保障三种级别；并将监控对象细分类为房间类型、楼宇类型、区域类型。对单独楼宇监控门口，楼群院落监控院门口，交通要道监控交叉路口，成片区域监控出入口，同时兼顾停车场、自行车棚、广场等公共场所。监控门口选择定焦式摄像机，监控交叉路口、广场选择球型摄像机，监控室内、门厅、机房选择吸顶半球摄像机。根据保障对象的监控级别，分别采用不同的监控设备及合适的传输方式，并在录像时间和方式上区别对待，充分利用有限的资金来保障工程的质量。

（二）数字技术与模拟技术混合使用

由于校园安防监控系统建设规模较大，并要求接入原有的安防监控系统，单纯用模拟传输或数字传输方式都有局限性。在实际使用的方案中校园安防监控系统由多个控制中心（子系统）组网构成，每个控制中心均以嵌入式数字硬盘录像机（DVR）为核心，操作简便，可靠性高。在数字图像信号处理方面采用了先进的H.264技术标准，满足高质量的图像数字化存储和远程传输要求，总控制中心则由数字矩阵和数字硬盘录像机组成，为系统远程控制和后期扩容奠定了良好基础。

在实际使用的方案中，根据校园监控点位置和保障对象的重要性等级，选择了合适的模拟/数字信号传输方式：对于重点保障对象均将模拟信号传输至总控中心，保证优良的画质和可靠性。有些重点监控点采用数字光端机直接传输至总控中心；有些重点监控点采用分段传输的方式，先用同轴电缆到分控中心，再集中使用多路光端机至总控中心，降低了每路视频信号的传输成本；离总控中心近的监控点则采用同轴电缆传输至总控中心。对于一般保障、定时保障采用同轴电缆将模拟视频信号传送到分控制中心，经过分控制中心的数字硬盘录像机（DVR）数字压缩处理后，使用TCP/IP协议通过校园网络传至总控中心。这样，几乎每个监控点都采用了不同的信号传输策略，虽然技术方案的复杂程度增加了，但重点保障对象的图像质量和可靠性得到了充分的保证，资金投入也明显减少了。

校园安全防范监控系统将先进的数字技术与成熟的模拟技术混合使用，符合我校校园安防监控系统规模大、面积广、距离远的实际情况。

（三）安防专网与校园网各取所长

安防专网的主干和校园网一样由大量主干光缆构成，采用光缆传输性能好，但造价高昂，若全部监控点都采用安防专网光缆传输显然很不经济，使用TCP/IP协议通过现成的校园网络传输是十分流行的做法。

在本次校园安防监控系统中充分利用了校园内现有管沟和校园网部分备用光缆来构建安防专网，减低了安防监控系统建设成本。对重要保障对象均采用安防专网光缆传输，对于非重点保障对象，则尽量利用现成的校园网实现信息传输，同时设计了“双链路备份”功能，改善了利用校园网络传输的可靠性方面的不足。通过合理规划IP地址、VLAN、QOS，并采取信息安全保障措施，使安防监控系统既利用校园网资源又不影响校园网的正常运转和信息安全。

安防专网与校园网相结合保障了重要监控点的图像信号传输质量和可靠性，经济性也很好。

（四）分片控制与集中管理相结合

在校园安防监控系统中，南湖校区和首义校区各设置一个总控制中心，在总控制中心下设有多个子系统，即分控中心，南湖校区设置12个分控中心，首义校区设置8个分控中心。大量控制设备安装在各区域的分控中心内，再连接至总控中心进行集中的远程管理，减少了信号传输线缆用量，节省了传输距离跨度大带来的庞大资金投入。而且，DVR设备安装在分控中心内可做到“先就近录像，再远程传输”，可靠性很高，前端设备的录像资料不易丢失，即使控制中心之间的传输设备出现故障时，分控中心可以独立工作，不影响整体系统的运行，而总控中心设备出现故障时也不影响分控中心的正常工作。

由于采用先进的数字技术，逻辑上可以只授权一个总控制中心拥有最高的管理权限，对整个系统的管理与控制不受地理位置的影响，经过授权的管理人员可以随时查看整个校园安防监控系统内各监控点的实时图像或录像资料，并可以轻松地遥控前端摄像机动作，即使是跨校区控制也可轻易实现，使用起来相当方便。

（五）新建系统与原有系统完整融合

首义校区和南湖校区原有的监控系统是在不同时期建成的，已安装摄像机总数近二百台，几乎超过了校园安防监控系统新装摄像机总数，原有监控系统中的设备品牌各异，互不兼容。对这个问题采取了分类解决的办法：对原有系统中恰好能与校园安防监控系统兼容的设备，将其图像信号直接接入到校园安防监控系统中；对原有系统中不兼容的设备再分为两类处理，一类原有系统中已损坏的设备或濒临淘汰的磁带录像机，更换成新型的H.264 DVR设备后，接入到校园安防监控系统中。剩余的不能兼容又能继续使用的DVR设备型号，则采用代理服务器方式解决：在代理服务器上安装原有DVR的远程监控软件，再将代理服务器的VGA输出接口连接到总控制中心的大屏幕电视墙上，使代理服务器上的远程监控图像信号能在电视墙上显示，绕过总控制中心的数字矩阵，解决了与数字矩阵不兼容的DVR设备的信号接入问题。

在总控制中心的电视屏幕墙上，可以看到原有安防监控系统的实时图像和录像资料，还能操控部分前端摄像机的动作，代理服务器安装的远程控制软件的方法很实用，成本不高。这一功能的实现，充分利用了学校过去的资源，使原有系统“不折不扣”地融合成完整的校园安防监控系统。

（六）新颖美观的自助式报警亭

自助式“无人值守”报警亭在国内没有现成的适用产品，项目组和承建方自主设计了报警亭和内部电路，亭身外壳采用坚固耐久的金属材料制造，造型简洁，色彩明快，并标明英语“EMERGENEY”和中文“紧急求助”字样，顶部安装有亮度高寿命长LED频闪灯。中部设有手动报警按钮和高灵敏度麦克风、彩色广角摄像头，采用光缆和光端机实现双向传输音频、视频信号，并自动触发警铃、联动周边的摄像机，报警者的操作也很简单。

自助式报警亭主要分布在全校各个偏远的死角、大型广场等开阔地带以及案件高发区域。当上述地段发生异常情况后，受害者可到最近的自助式报警亭按下报警按钮，即可与保卫部门进行可视对讲，保卫部门根据现场报告情况采取果断措施，调动相关摄像机进行录像取证，并用无线电话指挥保安人员追踪包抄，及时抓捕嫌疑人。

在平时自助式报警亭的顶部LED频闪灯和报警亭身的文字十分醒目，有强烈的警示和威慑的作用，可预防和抑制各种案件的发生，这种主动的警示效果是一般的监控摄像机所不具备的。

（七）精心设计的古钱币博物馆安防监控系统

古钱币博物馆位于南湖校区新图书馆二楼，陈列着大量古代钱币，价值连城，古钱币博物馆安防监控系统作为校园保障目标的重中之重，是按照文物保护的等级设计的安防监控系统，除安装有密集的摄像机外，还布置大量的红外/微波双鉴探测器。由于古钱币博物馆在夜间几乎没有光照，摄像机在使用LED红外灯照明下也难以取得理想的监控图像质量，而过多增加红外灯易干扰红外/微波双鉴探头的正常工作，将普通照明灯长期打开做“长明灯”，能耗太大，也是火灾隐患，为解决好夜间防范的问题，专门设计了室内照明灯光与红外报警联动的装置，在夜间有人闯入时，报警系统会自动打开博物馆展厅内的所有照明灯具，摄像机可清晰地摄下入侵者的一举一动。

综合采用以上措施后，提高了系统安全性、可靠性，延长了系统的使用寿命。

参考文献

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[2]邹重建．试论安防系统工程的方案设计[J]．中国公共安全（市场版），2005，（09B）．

[3]吴芳，徐水清，王才领．构建多校区数字化安防系统[J]．重庆工学院学报，2007，（7）．

作者简介：吴刚（1968－），男，湖北武汉人，中南财经政法大学现代教育技术中心工程师，研究方向：网络管理。