基于IPSAN的职教园视频监控系统设计

温华

摘要：在社会安全环境日益复杂的今天，视频监控系统是必须建设的基于技术的安保系统，通过采取信息技术提高校园的安全管理水平，弥补人防的不足，预防、震慑犯罪，提升师生的安全干。该文简要介绍柳州职业教育集中办学区视频监控系统系统需求及重要部分设计情况，希望能给同类项目及同行予参考。

关键词：视频监控；IPSAN；设计；网络

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）22-5333-03

1 概述

柳州职业教育集中办学区（简称职教园）位于广西柳州市柳东新区，是柳州市重点项目，总体规划用地面积10014亩，其中一期用规划地面积3532.7亩，总建筑面积共计92.35万平方米，由四所职业院校（二所职业技术学校、二所高职高专）和一个共享区构成。职教园自2009年4月动工建设，2009年10月份四所院校已实现学生入驻，截止2013年秋季，共建成行政楼、教学楼、图书楼、实训楼、风雨操场、宿舍、食堂等各类单体70多栋，校门、围墙已陆续建成并交付使用，目前入驻师生及职工共计5万人。

近年来各地的校园时常发生盗抢骗和暴力事件，如何加强校园的安全防范管理，成为了管理者重点考虑的问题。为预防、震慑犯罪，减少财产损失，保障在校师生的人身安全，完善校园安全防范体系、提高校园的整体防控能力，创建一个文明、安全、和谐、美丽的校园环境，职教园各院校纷纷加大安保投入，采取人防与技防相结合的手段加强校园安防管理，保证校园内教职人员及学生的人身财产和公共财物设施的安全。人防方面，通过组建高效的保安队伍，加强驻守和巡逻，技防方面，通过建设智能安全防范系统，采取信息技术提高安全管理水平，以弥补人防的不足。

职教园视频监控系统是“数字化园区项目”的基础组成部分，监控的重点是职教园各出入口、主干道口、周界围墙、重要公共区域、各单体出入口、楼梯及电梯出入口，重要办公区域和设备房等。

作者所在的单位为职教园建设单位，作者根据职教园的安防要求和实际情况，组织设计一套基于IPSAN的视频监控系统，通过公开招标方式加以实施。

2 系统需求分析

2.1 监视布点需求

系统需要监视以下主要位置：1）校区出入口，监视校园出入口人员进出和车辆行驶情况；2）校区主要干道口，监视校园主要干道人流和车辆行驶情况；3）室外公共区域，监视操场、运动场、就餐区、购物区、银行取款区等室外人流密集区域的人员流动和停车场车辆停放情况；4）单体建筑出入口及电梯前厅，监视所有建筑物的出入口和电梯前厅的人员进出情况；5）建筑内部重要通道，监视行政办公区、图书馆、重要实验室等区域走廊、通道、楼梯口、电梯厅的人员活动情况；6）电梯轿厢，监视行政办公楼、图文信息中心电梯轿厢的人员进出情况；7）建筑内重要房间，监视重要机房、设备房、领导办公室、资料室、财务室等区域的人员进出及活动情况；8）校园周界围墙，监视校园围墙，防止人员非凡翻爬。

2.2 功能需求

系统需满足以下功能需求：1）所有监控摄像头必须为高清，室外摄像头防雷防爆防雨防尘；2）具备红外夜视功能；3）集中管理，集中监视，监视画面实时显示，允许远程调阅在线或离线画面；4）能够24小时不间断工作，所有视频画面存储15天以上；5）具有翻墙、人员异常聚集、特殊区域设防等智能报警功能；6）能够接入公安天网。

2.3 技术需求

系统需满足以下技术需求：1）采用数字模式视频监控系统；2）新采购摄像机采用网络接口，原有模拟摄像机通过视频服务器转换为网络接口；3）视频及控制信号采用IP网络传输；4）视频信号采用IPSAN设备集中存储；5）采用集中供电，安保机房配置大容量UPS，供机房内设备及室外摄像机用电，保证市电断电时能够继续工作4个小时以上；每个建筑单体安装一个集中供电设备，室内摄像机从本单体集中供电设备中取电。

3 系统设计

职教园视频监控系统为分级管理，一级管理设在共享区图文信息中心，二级管理设在各校安保分中心，各院校设各建设一套子独立子系统。

视频监控系统由前端摄像机、信号传输网络、控制系统、存储系统、显示系统和电源系统六部分组成，视频监控系统拓扑图见图1：

3.1 摄像机设计

本系统的视频摄像机由固定监控角度的枪机及半球、可控制监视角度的智能球机两种类型组成，摄像机采用130万像素，具有低照度及红外夜视功能，支持Ipv4/v6、TCP/IP，HTTP，RTP/RTSP，NTP，DNS，DDNS，SNMP，PPPoE等协议，安全防护等级为IP66，室外摄像机需安装防雷装置。摄像机类型及数量要求见下表1。

3.2 信号传输网络设计

本系统的视频信号及控制信号均采用IP网络传输，所有新购摄像机均为RJ45接口，原有模拟摄像机通过接入视频服务器将信号转为数字信号，通过IP网络传输。核心交换机设在安保机房，核心交换机与监控服务器、IPSAN、视频解码器及校园网核心交换机直接连接，传输速率为1000兆，机房内的管理电脑通过接入交换机与核心交换机连接，机房内设置视频信号接入交换机，1000兆上联核心交换机，通过100兆光纤收发器及光纤与监控子网连接。每个单体建筑为一个视频监控子网，摄像机通过双绞线汇入本子网交换机后，通过100兆光纤收发器及室外光纤连接到安保机房，室外设置若干视频监控子网，室外摄像机通过100兆光纤收发器接入到室外视频监控子网，该子网通过100兆光纤收发器及室外光纤连接到安保机房。信号传输网络拓扑图见图2。

3.3 存储系统设计

本系统在四所院校的安保机房中分别设置一套存储系统，用以集中存储本校区的视频画面数据，该存储系统的的主要特点是：1）采用基于iSCSI技术的IP SAN（Storage Area Network）解决方案；2）在监控中心部署存储系统，实现集中存储，集中管理，节约投资；3）采用RAID5等存储技术，提高数据存储的安全性、可靠性；4）基于IP网络进行存储，实现随时随地调看存储资料。

IP SAN具备SAN集中存储系统的诸多优点，与DAS相比，IP SAN解决了DAS无法共享存储资源和扩展困难的问题，与FC SAN对比，其优势在于成本相对较低。同时，由于基于TCP/IP协议，配置、管理、维护更为简单，由于基于IP网络， IP SAN的系统构建、升级扩容及远程备份都非常简单，传输距离没有限制。

高清监控区域采用720P格式的2Mbps的码流进行存储，系统满足24小时存储要求，确保系统存储容量具备15天以上的能力，考虑到数据的安全性，存储阵列采取RAID5模式。各院校存储容量计算如下：

1）一职校，392台摄像机：

录像容量（TB）=摄像机数×存储天数×24×60×60×录像码率（Mbps）/8/1024/1024=392×15×24×60×60×2（Mbps）/8/1024/1024≈122（TB）

2）二职校，384台摄像机：

录像容量（TB）=摄像机数×存储天数×24×60×60×录像码率（Mbps）/8/1024/1024=384×15×24×60×60×2（Mbps）/8/1024/1024≈119（TB）

3）城职院，416台摄像机：

录像容量（TB）=摄像机数×存储天数×24×60×60×录像码率（Mbps）/8/1024/1024=416×15×24×60×60×2（Mbps）/8/1024/1024≈129（TB）

4）运职院，440台摄像机：

录像容量（TB）=摄像机数×存储天数×24×60×60×录像码率（Mbps）/8/1024/1024=440×15×24×60×60×2（Mbps）/8/1024/1024≈136（TB）

3.4 显示系统设计

本系统在安防机房内设置一套电视墙，供安保值班人员实施观察或回放各监视点的画面，本系统利用原有21寸监视器，每院校新增2台42英寸LED监视器，建成一个按3-2-3排列的监控电视墙。由于监视器数量有限，为了更好地观察监控点情况，每台监视器被切分为25个分屏画面，除进出大门及几个特别重要的监视点固定显示外，其余采取轮巡方式循环显示，每个监视点显示10秒钟。当然，系统允许管理人员根据需要进行人工干预和控制。监控电视墙示意图见图3。

获得授权的管理人员，可以在校园网内通过电脑随时调看摄像头的实时画面或检索存储在IP SAN中的历史监控画面。

4 总结

由于篇幅有限，系统的其它设计及相关细节不在此一一介绍。基于IP SAN的职教园视频监控系统于2013年初招标实施，投资金额1250万元，经过中标单位的努力及各院校的大力配合，年底实施完毕，系统运行正常，达到设计预期目标，对校园的安保工作起到相当大的作用。当然，系统建设不是一成不变和一劳永逸的，还需要各学校根据自身的特点制定相应的管理制度，对系统加以管理和维护；学校也要在的系统运行中不断加以完善，例如，根据实际需要增加监控摄像机和存储容量，调整现有摄像机的安装位置，调整智能球机的巡航程序，合理设置管理人员权限，接入与柳州市天网等，系统只有经过不断地完善，才能更好地发挥应有的作用。

参考文献：

[1] 刘富强.数字视频监控系统开发与应用[M].北京，机械工业出版社，2003

[2] 中国建筑学会建筑电子分会.智能建筑新技术[M].北京，中国建筑工业出版社，2010.

[3] 汪光华.智能安防—视频监控全面解析与实例分析[M].北京，机械工业出版社，2012.