安防网络三级互动，为平安校园保驾护航

文｜北京市朝阳区现代教育技术信息网络中心 李文涛

北京北控电信通科技发展有限公司 杨海军

首都科技创安活动正在全面展开，采用技术防范手段提高安全防范水平，已经成为社会的共识。图像监控信息系统是安全防范系统中重要的组成部分，具有直观可视、通观全局、一目了然等特点，具有动态控制、信息记录等功能，能够完成主动发现、报告复核、人车动态追踪、事件现场监控、可视指挥调度、事件图像记录等工作，可以在加强治安防范，维护社会稳定和提高城市管理水平等工作中起到重要的作用。

1 系统概述

北京市某区教委前期已建成以MSTP光传送网承载的“校校通”网络。在该网络基础上，可以较简单地实现教育安防监控专网系统建设，使每一个连入监控专网的教育单位独享10M链路带宽资源，从而保证安防监控系统的正常运行，排除因各单位内部网络的复杂应用而带来的对监控专网的不利影响。

监控专网体系采用分布式局部自治的体系结构，支持各学校安防监控的分期建设、专网接入单位规模的无限扩展，同时也支持各单位不依赖于监控核心平台自成系统，独立使用，当单个单位出现故障时，不影响核心平台及其他单位安防监控的正常使用。整个监控网络系统可划分为三级平台，一级平台是建设在300余所教育单位内部的，完善本地监控系统平台，可以实现本单位的内部视频监控、视频存储和报警功能；二级平台为视频核心平台，可以通过监控专网把每个单位的视频图像存储在视频核心平台的存储设备中；三级平台为设置在教委办公大楼内的应急指挥中心平台，可以在应急指挥中心建设的电视墙上显示和控制任意一所学校的校园实时图像。在监控专网建立的统一用户权限体系下，用户可以在其使用权限允许的范围内，从300余个接入单位中的任意一台电脑上，访问和监控每所学校的图像。

2 系统特点

稳定性是安防系统最基本和最重要的要求。本系统采用“系统组网”的设计思路，采用符合SOA面向对象的分布式设计，是面向视频联网的专业视频监控平台产品；采用分布式体系局部自治的设计，有效避免系统级故障的出现；核心设备均采用嵌入式产品，平台软件采用Linux操作系统，防备病毒的侵扰。

系 统 基 于POSA架 构（PowerOn Streaming Architecture），可兼容不同厂家、不同编码格式的设备。

本系统采用专业的NVR产品，单机可支持128路图像的并发录像，并可同时支持20路图像的并发点播，支持防错冗余，在核心平台支持并发1400路图像录像。存储采用了IPSAN方案，支持RAID5、热插拔、电源冗余，可保证录像数据的稳定。

系统支持大容量数字图像的多级转发和并发录像，在千兆网上可以实现最大700M的可用带宽，视频转发服务器单机最多可实现高达350路图像的并发，视频转发系统可同时支持500路图像的并行转发。

本系统具有完备的权限体系，可以设置任何用户在全网任何一个图像资源上的权限，如可针对每个用户设置访问和监控摄像头的权限，包括是否可以进行实时监控、历史点播、云台控制等。同时，系统支持用户优先级级别管理。对同一个资源，如果两个用户均具备相应的权限，高级别用户可以抢占低级别用户的对该资源的拥有权，低级别用户在控制权被抢占时会得到明显的通知。此外，系统还支持Keboros加密算法，能够实现用户权限的全网漫游。

系统提供专业的配置管理软件、维护管理软件和网管软件，通过全网一致的图形和表格把相关概念集中起来，使得复杂的配置网管和维护管理变得简单可行。

在实现本地报警联动功能的同时，系统可将报警信号转发至核心平台的管理控制系统进行集中处理，可在指定的PC客户端显示报警输入/输出、运动检测、视频丢失的细节信息列表。

本系统的平台软件提供统一的集成开发接口，可方便实现学校可视化管理功能。学校监控子网为学校内网开放一个端口，学校领导可通过任一电脑调阅本地的监控图像并进行控制，也可在授权允许的情况下调阅非本校系统的图像资源；在紧急情况下，可临时升级学校的监控系统，建立临时应急指挥中心；可将监控系统和教委的网站连接，使家长可以通过互联网了解学校状况；3G开通后，可增加对手机的支持，实现通过手机察看校园情况的功能。

3 系统功能

（1）实时监控功能

教委应急指挥中心大屏幕可按预先设定的流程成组（如四画面一组）或单独自动巡视各监视区域，也可按手动操作定点监视重要区域。用户可通过键盘和数字显示终端调阅全网图像，并可进行PTZ控制。

（2）图像存储功能

系统满足1000多路实时图像集中存储，画面清晰，图像存储介质安全可靠。存储内容需保留至少15天，以备发生事故时检索。所有的视频存储资料可以存储在存储池内，也可以通过光盘进行备份。系统可以根据不同的要求进行不同等级的视频存储，图像数据保留的时间长短可以根据需求分别予以设定。

（3）历史图像回放功能

网络内的授权用户可以远程查询并点播回放已存储的图像资源。

系统具备按存储时的图像质量进行回放的功能，回放品质能达到画面清晰、能辨析细节的水平；可多次回放，且多次回放后图像质量没有损伤；可以快速方便地对存储资料进行检索；回放过程中可控制画面快放、慢放、逐帧显示、区域放大，方便分析。

（4）实时报警功能

系统具有报警功能，在每个学校配备有报警主机，可接入报警信号，在报警信号触发时可进行报警联动录像和处理，并可将报警信息转发至教委应急指挥中心。系统支持语音对讲，可进行现场指挥。

（5）资源共享及管理功能

系统可与政府、公安等图像平台互联互控。系统具备全网统一的权限及认证系统，可对实时图像、历史图像、视频干线等资源按使用者权限进行统一分配。网管系统可对全网的图像资源和设备进行统一的配置管理、网管和维护管理。

4 系统架构

整个系统由三个平台集成而成，其中视频核心平台作为视频资源管理、调度、存储的核心，将对整个系统视频资源的共享和其他应用服务起到支撑作用。视频核心平台配备了万兆骨干路由交换机，依靠其强大的数据处理能力和高强度的安全性，提供高密度的千兆端口及光口，分别用来同视频业务服务器和IP-SAN存储设备进行千兆连接，充分保证系统的带宽。核心交换机通过千兆链路与该区现有的传输骨干网络连接，通过千兆链路上连到教委应急指挥中心，其提供的数据影像传输服务及全区所有的操作和应用均可由此实现。

学校监控系统平台由本地视频接入和本地监控两部分组成，既具有指挥中心的部分功能，又为视频核心平台提供视频源和报警源。学校监控系统平台在满足日常监控工作的基础上，强化统一管理、应用灵活的特性，可使领导在办公室里通过计算机监控校内任意一个监控点，并可将视频数据保存在本地存储设备中。学校监控系统平台部署三层交换机作为视频监控网络的专用网络接入设备，通过这种部署方式使视频流与校园网的业务流相分离。这样做一方面保证只有合法的用户或部门才能够对实时监控影像数据进行访问浏览，保障监控数据的安全性及私密性；另一方面能够提供可保证的独立带宽，满足视频监控数据对网络环境的复杂要求，从而保证视频监控网络的可靠运行，系统架构如图1所示。

图1 系统架构图

通过对整个监控系统进行如图1所示的部署，所有的视频图像都将通过IP网络传输至视频核心平台，并存储于IP-SAN架构的存储设备中。系统采用层次化的网络结构，并对IP地址、QOS、安全策略进行规划，为了能够确保视频监控数据的安全性，需要建立与现有校园网相对隔离的网络系统。在安全可控性方面，系统通过VLAN、TRUNK、路由协议的认证、设备的分级密码设置、IP地址绑定及端口安全等多种策略进行全网安全的层次化部署，确保网络接入访问具有高可控性。系统通过设备支持高级端到端的QOS体系保证视频图像传输的服务质量。在网络管理方面，可以通过网络管理工具进行网络设备的监控、部署和调试，提高网络管理的便捷度和故障解决的效率。

5 平台建设

（1）视频核心平台

视频核心平台负责区教委管辖范围内的图像资源的共享和整合，满足教委对图像资源统一管理的要求，是图像资源的汇聚、共享的枢纽。视频核心平台将根据各应用部门（如指挥中心）、各职能部门及各位领导的权限分别为其提供所需的实时和历史图像资源。视频核心平台具备对各教育单位报警信息进行管理及智能分析处理的能力，可实现与区内其他图像信息管理系统的对接。

视频核心平台涵盖300余所教育单位，实时传输到平台进行存储的视频数量为1000多路，可为教委应急指挥中心、公安分局内保处指挥中心及区政府应急指挥中心提供图像，实现三级监控体系互联互通以满足日常监控、应急事件处理及报警等需求。

视频核心平台包括视频管理控制系统、视频转发系统以及图像存储点播系统、边界系统、减帧系统等。

（2）教委应急指挥中心

教委应急指挥中心集指挥、监控、管理功能于一体，依托于视频核心平台，依据相关权限管理共享视频资源，是教育安防监控工程的总指挥所。指挥中心领导、监控人员可以通过指挥中心的显示系统方便地实现视频监视，也可以利用模拟控制键盘实现对任一视频源的控制、切换。在中心的数字化显示终端上不仅能够实时浏览、控制视频图像，还能够通过输入查询条件从视频核心平台中查询到历史视频。当接入单位的报警主机进行报警时，应急指挥中心内的数字化显示终端将出现报警信号，同时系统将自动对报警视频进行帧标记存储。

（3）学校监控系统平台

全区300余所接入单位的本地监控系统根据每个单位不同的校园规模和资金情况进行配备和建设。单位监控系统要求支持1～16路图像的本地实时监控，支持15天D1分辨率或CIF分辨率图像的存储。通过监控专网，学校监控系统可选择1～4路重要场所的图像传送至视频核心平台进行集中存储。

学校监控系统配备报警主机和周界报警系统，利用红外双束对射探测器将学校的周界控制起来。当探测器被触发时，会立即将报警信号发送到报警主机，通过视频管理设备进行报警联动处理。

学校监控系统可通过校园网和学校的MIS系统进行互联，使视频管理设备可将图像转发至MIS系统，达到学校领导在任何办公室都可监控到学校各个角落的效果。

6 结束语

该项目的建设实现了安防监控网络的三级互动，各教育单位前端监控视频、报警与存储中心及应急指挥中心的互动，并且在视频核心平台上实现教育的监控专网与公安内保监控专网的连接互动，从而实现监控数据的多级存储、监控管理和指挥的互动和协调功能，体现真正意义上的视频联网、资源管理和共享。