校园监控系统设计

苏州高博软件技术职业学院 沈鸿

本文针对高校监控系统总体需求,给出了设计原则、设计目标,设计了系统功能,并在其中融入了于高校监控系统的最新发展动向,如监控数据结构化和人工智能化应用等。

0 概述

随着社会经济的不断发展,罪犯活动越来越普遍,校园的安全是全社会重点关注的,同时也是国家及各地区重点保护的地方,为了确保学校的员工和财产不受损失,安防工作是安全的核心,有必要建立一套强大、稳定、安全的安保系统。

对于数字监控体系,按照系统中各个组成部分的不同用途,把校园数字监测体系细分成了七层,包括显示层、管理层、信息处理层、传送层、运行层、支持层、信息收集层。当然,随着设备集成度的提高,特别针对于某些系统,部分设备也可以同时作为多个层出现在系统中[1]。

1 设计原则

数字监控体系建设的整体规划与推进,应当按照“前瞻性、安全可靠性、系统性、开放性、适用性、安全性”的原则。

前瞻性:选择先进、成熟、可靠的设备,引进先进的安全技术,建设最新、可扩展、兼容的系统和应用平台,建设数字网络、智能视频监控系统。

系统性:校园视频监控系统需符合监控图像相关的业务与应用的总体要求,并为数字调用接口和网络设备提供技术支持和共享支持。

开放性:管理系统根据行业标准协议,接入硬件设备网络平台、控制系统网络平台、数据库系统网络平台等,保证了管理系统的开放式。

适用性:校园视频监控系统的建设应坚持需求导向和应用导向。在建设过程中,以实际需求和实际应用为核心,体现实用与好用的原则,保证与技术运行机构同步调整,确保系统能有效地服务于学校工作的需要。

安全性:有严格的信息安全、系统安全、数据库和设备安全机制,如预录摄像机、机架等必须做好防护;应在系统中记录、传输和存储数据的所有阶段都必须制定适当的数据安全措施。

2 设计目标

本次设计的数字视频系统是基于IP网络的系统,采用分布式网络架构,通过IP网络实现设备管理的互联和控制。该系统具备视频点播、视频导航、数字视频录制及存储、视频追踪和即时报警等功能。

数字化校园监控系统,是最可靠、最主要的信息搜集手段。视频监控通过对校园主出口、主要道路、学生重点活动区域、会议室等重要位置安装摄像头,实施视频监控,并由中央监控中心完成对图像切换和存储、场景展示和综合控制的管理。经过专网主干汇聚后,监控数据在监控机房内集中存放。当需要显示视频数据时,授权范围内的用户可以通过客户端软件调用视频,监控系统网络与校园网物理隔离。

根据实际使用需求和其他因素,项目中还使用了不同类型的摄像机。

3 系统功能

3.1 独到的计算机图像处理技术,实现全天候监测效果

采用宽动态技术,具有超微光、透雾支撑、电子防抖动、强光抑制、回溯光补偿、慢快门等功能,高质量、高清晰度的图像效果能够满足公共安全监控和测试采集的真实要求,通过算法自动检测图像亮度,调节红外光亮度和图像亮度,抑制附近对象曝光过度并确保背景区域的亮度。

突发关键词中的手机阅读、手机图书馆分布在Cluster 1中，通过查询表4中具有代表性的“阅读习惯”“网络阅读”等关键词的文章均提及到电子阅读器、手机阅读、移动阅读平台、pad等内容，综合可确定Cluster 1的研究热点为“移动阅读终端”。

3.2 有效节省带宽和存储空间的视频技术

采用MPEG、H.264、H.265等视频压缩技术,具有高压缩比和低延迟。所以编码率可以最大减小到四分之三,空间可以最大减小到四分之三,带宽占用也可以减小到四分之三,有效降低了系统的设计成本。

低编码率:采用全新编码协议,使得码率在图像质量不变的情况下码流更小,1080P高清可降至2M-4M,提长了监控系统的效能。

ROI(感兴趣区域代码):将码流的全部资源都聚集到一个或多个区域,以提高区域(车牌号、人脸等)的图像质量。

3.3 无需额外成本即可提供多种智能增值应用程序

与常规监控一样,智能摄像头也可进行智能增值应用,包括开展检测、追踪、分析、鉴别和捕获等操作、并可进行结构化视频数据分析提取,而无需增加任何额外成本。

4 系统特点

4.1 数字高清技术的应用

该系统采用了一系列的高端产品,1080P图像分辨率,视角宽广,可清晰显示监控场景的原貌,并能显示员工和车辆的详细情况。

H.265编码协议的应用:系统采用了H.265视频压缩协议,该协议极大地提高了视频编解码效果,即使经过摄像机的解码,1080P清晰度仅为2M-4M带宽,大大减少了码流,也大大减少了对于数据传输信道带宽与硬盘空间的消耗。

4.2 智能技术的应用

该系统通过智能视频图像分析,实现及时提醒、及时报警,值班人员只需要对报警信息进行确认,并根据情况进行调度和通报,将值班人员从紧盯监控图像的工作模式中解放出来,推动安全工作提质增效。

4.3 高效的存储方案

系统的存储方案采用了集中存储模式,以加密方式将视频直接写入存储设备,节省了服务存储器成本,避免单一故障点并锁定服务器性能[2],以及独特的文件结构,直接视频控制、视频录制、播放、搜索和其他功能。

系统具有很强的扩展性和兼容性:该系统与国内主要生产厂家的IPC、DVR/DVS、NVR完全相容,与国内外的主要电子报警控制系统也全面兼容。由设备厂商提供SDK,实现设备间的无缝对接,此外,该系统还与无线网络兼容,并支持移动/电信/联通网络连接。

4.4 系统具有良好的集成性和开放性

系统采用了良好的技术体系结构和面向服务的SOA构架,实施了基于GA/T669、DB33和GB/T28181等一系列标准协议的平台连接管理[3],有效完成了跨平台的数据流转,并满足了系统间作为资源横向共享的需要。

4.5 多系统应急联动命令

该系统根据应用功能集成不同的应用系统,实现不同系统之间的交互,以及与以前独立运行的不同系统的水平交互和信息屏蔽,为紧急处置提供最直观的视频信息和最佳的应急响应,将学校的视觉安全提升到新的高度。系统结构图如图1所示,网络结构设计图如图2所示。

图1 系统结构图Fig.1 System structure diagram

图2 网络结构设计图Fig.2 Network structure design

5 结语

智慧型校园可视化平台代表了学校安全工作的革命性和创新性转变。传统的防盗系统过于简陋,往往只是调整了视频监控摄像头位置,在基于GIS的应急通信模块中,通过对校园安全管理数据的深度挖掘,提供了对校园安全管理的全新模式和全新理念,通过全校三维场景模拟,以三维方式展现校园中的建筑物、房间、门窗、草坪、道路等,全面呈现了校园的实景,并在模拟立体图的框架下,应用各类安全防控。

安防建设不仅安装摄像头,还应包括整个学校的安防数据建设。引入人工智能,对安全数据进行大数据分析,建立基于相关摄像机性能信息的智能、全保护数字安全系统,以及人员与控制点的结合,实现快速有效的完整智能连接,可以有效地帮助用户管理整个校园的安全。

引用

[1] 洪泓,王振华.一种分布式校园网监控系统设计与实现[J].自动化与仪器仪表,2017(10):77-79.

[2] 韩江漫.计算机网络安全及防范措施浅析[J].杨凌职业技术学院学报,2018,17(3):47-49.

[3] 王宏彦.基于视频分析技术的校园智能视频监控系统研究[J].数字技术与应用,2017(8):134-135.