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爲給出一個實用的、先進的、可持續發展的校園防控監控應用系統的解決方案,本技術方案從完整信息應用系統的角度,利用當今成熟的數字視頻壓縮技術、媒體播放技術、光纜傳輸技術、電視監控技術、網絡技術等,構建一套適合于整個學校的監控應用系統。
校園安保監控系統管理的目的是爲了保證校區內的師生及環境、基礎設施和保密資料等的安全,實現對校區的掌控,因此在本方案設計時定位于校區正常工作的監控管理,本系統將基于網絡,實現對各前端視頻信息的采集、傳輸、監視、存儲、處理、備份等管理。
一、工程概況(案例說明)
工程名稱:虹口區某學校安全防範系統工程設備
工程概述:
某學校貫徹上海市職教會議精神,將建設一所金融、商貿、餐飲和計算機等爲骨幹專業的職業學校,並使成爲上海市對外開放的現代化學校的標志。使某學校的教學水平跨入全國、全市的一流行列。
某學校是一所多學科的綜合性職業學校,校區面積爲150畝,在校師生5000多人,由于校園內學生以初職和高職學生爲主,年齡偏小,自我約數能力較差,同時,校園內教學樓、行政樓、宿舍區等分散較開,因此對校園內師生安全、基礎設施、保密資料等的管理難度較大。
本次某學校的安全防範系統包括圖像監控系統、電子圍欄報警系統。學校總控中心位于行政樓9樓,分控中心位于門衛值班室。同時所建系統必須滿足技防辦及有關部門的審查要求。
在建立本套系統的同時,必須要對原有的安全防範系統進行集成。所需集成的安全防範系統包括:3、4、5、6號樓的各個教室、宿舍區域以及門衛室的原監控系統和電子圍欄報警系統。其中3、4、5、6號樓各個教室的攝像機已接入4號樓2樓的DVR中;宿舍區域的各攝像機已接入A宿舍樓底樓的DVR中;現要求將上述各DVR以及校門口門衛室的DVR通過校園網接入行政樓9樓總控中心。
根據某學校上述的實際情況及建設要求,公司進行了深入了論證,提出了采用兩級控制的方式,將校區分成三個分控中心並進行數字化聯網有總控中心進行集中的管理和控制,充分利用數字視頻編解碼、網絡數據傳輸技術等高科技優勢,建設一套先進、高速、准確、及時和具備強大管理及網絡傳輸功能的數字監控系統。三個分控中心分別位于4號樓2樓的監控室,A宿舍樓底樓監控室,門衛值班室。
本方案主要就設計要求、設計依據進行了確認,同時根據要求和依據對整個系統的主體架構進行了設計,根據用戶的實際需要突出了整個系統的功能特點以及達到的效果。並對分控中心、中心控制室相關設備的選型要求、功能進行描述。
 二、監控系統需求分析 
2.1技術要求

整個系統要求采用網絡化數字安防系統結構實現分級控制,集中管理。系統必須具備強大的集中管理的能力,同時要方便地實現本校區繼續擴容與升級。
整個系統要求實現防盜報警與圖像監控、設備遠程控制、廣播喊話系統在軟硬件上的集成,具備監控、報警聯動控制、設備遠程控制功能,上述功能應采用專用統一的操作模式,並預留雙向語音傳輸接口。
整個系統要求實現實時監控,錄像及回放的圖像分辨率最高可達到400線以上。
整個系統接入校區監控中心後,現有總控設備應能回放前端硬盤錄像機所存儲的圖像,實現對前端防盜報警設備的布撤防和錄像管理,實現燈光、防盜探測器和攝像機的自動聯動,實現設備遠程手動控制等一系列的功能。
整個系統要求通過局域網絡實現在任意級建立分控中心
整個系統要求原有監控系統(教學樓和宿舍樓)也要接入新的監控中心。
整個系統要求組織施工時盡可能避免破壞校園道路建築結構等,以不影響校園正常教學活動爲前提。
規劃以報警探測器和聲音、圖像聯動報警方式加強各種安全防範探測手段。白天對流動參觀人員以監視爲主,夜間防範入侵爲主。
2.2系統布點
根據校方的要求和行業規範,某學校電視監控系統主要在校區的主要出入口、通道、停車場、行政樓、教學樓、實訓樓、圖書館,操場等部位設置攝像機。攝像機均選用高清晰度、低照度的彩色CCD攝像機,並通過燈光補償來帶到全天24小時彩色錄像,具體監控點位的設定參見下表:
CCTV系統的監控點分布表

建築名稱
安裝位置
固定彩色攝像機型號
數量
中職教學樓(6號樓)
大門進口
SSC-DC493BP
1
1樓走廊
SSC-DC493BP
2
2樓走廊
SSC-DC493BP
2
3樓走廊
SSC-DC493BP
2
4樓走廊
SSC-DC493BP
2
5樓走廊
SSC-DC493BP
2
中職教學樓(5號樓)
大門進口
SSC-DC493BP
1
1樓走廊
SSC-DC493BP
2
2樓走廊
SSC-DC493BP
2
3樓走廊
SSC-DC493BP
2
4樓走廊
SSC-DC493BP
2
5樓走廊
SSC-DC493BP
2
中職教學樓(4號樓)
大門進口
SSC-DC493BP
1
1樓陳列室
SSC-DC493BP
1
1樓走廊
SSC-DC493BP
2
2樓走廊
SSC-DC493BP
2
3樓走廊
SSC-DC493BP
2
4樓走廊
SSC-DC493BP
2
6號樓和5號樓的連廊
1樓連廊
SSC-DC493BP
1
5號樓和4號樓的連廊
1樓連廊
SSC-DC493BP
1
高職教學樓(3號樓)
大門進口
SSC-DC493BP
1
1樓走廊
SSC-DC493BP
2
2樓走廊
SSC-DC493BP
2
3樓走廊
SSC-DC493BP
2
4樓走廊
SSC-DC493BP
2
5樓走廊
SSC-DC493BP
2
圖書館
正門口
SSC-DC493BP
1
北側門口
SSC-DC493BP
1
西側門口
SSC-DC493BP
1
行政樓
正門口
SSC-DC493BP
2
後門口
SSC-DC493BP
1
監控中心
SSC-DC493BP
1
財務室
SSC-DC493BP
1
檔案室
SSC-DC493BP
1
人事室
SSC-DC493BP
1
體育館
大門口
SSC-DC493BP
1
大門,側門,車庫,校園通道,球場等外圍處
 
SSC-DC493BP
51
合計
107

系統設計共設置107個攝像點;所有前端攝像機數量、類型、安裝位置等可根據實際情況需要進行調整。
 三、監控系統設計

某學校電視監控、自動報警系統設計方案基于先進的網絡架構,考慮到校區布點分散,在設計中將校區劃分爲4號樓2樓的監控室,A宿舍樓底樓監控室,門衛值班室等3個分控中心。分控中心將對劃定在該區域內的攝像機、報警探頭等進行統一的管理,通過DVR/DVS服務器進行現場監視、控制與錄像。分控中心的視頻圖像及報警信號通過校園監控局域網傳輸到中心控制室,在中心控制室數字視頻矩陣系統將對前端的任意一台DVR/DVS的視頻圖像進行隨意的組合切換,並投到電視牆大屏上進行集中監控和管理。
3.1設計依據
 《某學校安全防範系統工程建設方要求》
 GB/T50314-2007《智能建築設計標准》
 GB50339 -2007《智能建築工程質量驗收規範》
 JGJ/T16-92《民用建築電氣設計規範》
 GB50254-96《電氣裝置安裝工程施工及驗收規範》
 GB50303-02《建築電氣工程施工質量驗收規範》
 GA/T75-94《安全防範工程程序與要求》
 GA/T74-2000《安全防範系統通用圖形符號》
 GB50198-94《民用閉路監視電視系統工程技術規範》
 GA/367-2001《視頻安防監控系統技術要求》
 GB50348-2004《安全防範工程技術規範》
 DB31/329、6-2206《學校、幼兒園安全防範上海地方標准》
 GB12663-2001《防盜報警控制器通用技術條件》
 GA/T368-2001《入侵報警系統技術要求》
 滬公技防(2007)003號

 3.2 設計原則 

某學校監控系統建設方案的設計要以“先進、可靠、實用、經濟、安全”爲總體建設思路,同時應具有:
    擴展性:系統、設備、接口可擴展、可兼容性,系統規模和功能易于擴充,系統配套軟件具有升級能力。
 統一性:統一和開放控制協議、編解碼協議、接口協議、壓縮格式、傳輸協議,提供透明傳輸通道。
 可操作性:提供清晰、簡潔、友好的中文操作界面,操控簡便、靈活,易學易用,便于管理和維護,能自動糾錯和系統恢複。
在以上要求指導下, 我們的設計與實現遵循下列原則:
 先進性和實用性
采用先進的設計思想和設計方法,堅持一切從實際出發,系統的建立以服務公安實戰需要作爲設計的出發點和歸宿,求得先進性和實用性相統一。
 可靠性和穩定性
系統的可靠性和穩定性從某種程度代表了這個系統的成熟度,也是衡量一個系統是否成功的標准,所以無論是硬件還是系統軟件配置都要充分考慮系統可靠性,保證系統的不間斷運行,對應用系統的開發和應用要保證系統的成熟和穩定,堅持采用成熟的産品,並嚴格進行測試和管理,確保應用系統的穩定運行。
 可擴展性
任何系統的需求都不是一成不變的,應該如何適應實際變化就對我們的系統提出了可擴展性的要求;擴展系統應保持穩定性和連續性、保護系統的投資、節約建設成本、縮短建設周期。
 安全性
爲了更好地保護寶貴的信息資源,確保萬無一失,必須確保系統信息獲取的可靠性,通過完整的安全體系,保障數據安全和系統安全。在系統聯網等方面,要確保本系統的網絡、校園內部網絡與公共網絡之間的隔離,杜絕各類安全隱患的發生。
 可維護性
系統應采取相應的手段使之易于維護,如:在本系統建設中要采用合理的系統體系結構,在中心建立設備管理信息資料等。

 3.3系統架構圖

某學校安全防範系統分爲電視監控、電子圍欄兩個部分
3.3.1 系統概述
電視監控系統主要監控範圍爲小區範圍內各主要出入口、通道、停車場、行政樓、教學樓、實訓樓、圖書館等部位,根據本次建設方的要求,我們采用分控與總控相結合,二級分控概念,系統基于網絡實現對整個監控系統的管理和控制。
根據系統的總體規劃,整個校區被分爲3個分控中心來負責現場圖像、報警信號的采集、電視監控、視頻錄像、遠程傳輸等。各分控中心監控系統采用固定槍機等采集現場圖像。各分控點就近接入附近攝像機的視頻信號,在分控中心采用數字化設備進行監控與存儲,同時,通過光纜將各分控點的數字視頻信號傳輸到總控中心進行集中顯示、集中管理和集中控制。在校區的各重要位置如周界、財務室等設置紅外/微波探測器,采用電子地圖報警布撤防。
在該系統中分控中心數字監控系統已經不再是獨立的監控錄像存儲系統,而是跟中心控制室通過網絡連接的前端的子系統。當中心控制室需要查看修改前端任意一台DVS/DVR時也可以通過網絡發送控制信息從而完成對前端DVS/DVR主機的控制,真正做到了分控系統可以無人職守。目前市面上的DVR系統軟件,其主要功能集中在監控錄像和報警等功能,遠程網絡傳輸、控制功能沒有得到深層次的開發。本方案中DVS/DVR系統在網絡傳輸、自動尋像放大、數字圖像處理等方面有實質性的突破,使得這套監控分控子系統真正成爲可用于實戰的有力武器。
3.3.2數據的網絡傳輸:
在本系統中采用光纖傳輸爲主,我們根據攝像機分布的具體情況,在整個園區一共架設了10對16路的光纖收發器,分布在校園各點的攝像機通過視頻線纜就近接入附近光端機,然後通過8芯單模光纖輸入到監控中心,另外,對于原有監控系統和門衛分控室,通過數字硬盤監控錄像系統DVS/DVR中的網絡傳輸功能通過交換機與設在總控中心的數字矩陣和管理主機進行數據交換(數據信號中包含數字視頻流、控制流等)。數字矩陣可以通過局域網絡發送命令隨意選擇切換前端任何一個分控中心的任何一台數字硬盤監控錄像系統的任何一路圖像。同時,中心控制室的多媒體控制平台上用戶還可以直接在視頻圖像上通過畫框、點擊的方式實現對前端一體化攝像機的控制。
3.3.3 集中顯示系統:
利用數字視頻矩陣的集中顯示切換功能,連接各分控的電視牆,構成統一的數字顯示通道,可以對各分控的視頻信號進行任意組合和切換,並接受集成管理平台的調度和切換;在數字視頻矩陣中可以同時進行很多控制,配合分控中心的DVS/DVR主機使用,可以實現觀看遠端視頻並對前端的任意視頻進行任意的組合、切換同時可以控制遠端視頻、報警信號采集設備,並可將遠端DVS/DVR主機的數字壓縮信號輸出到屏幕牆上。單台視頻矩陣服務器最多可以同時對8路視頻進行遠程實時預覽,不占用計算機CPU的資源,系統穩定、可靠。
3.3.4集中管理系統:
由于前端各分控中心都有DVS/DVR主機,每台DVS/DVR每時每刻都在以某種工作方式在運行,爲了使分控中心可以做到無人值守,在控制中心的管理人員需要知道遠程所有DVS/DVR的工作狀態,網絡連接狀態,以及根據他們的工作狀態判斷前端各分控點的DVS/DVR的工作是否正常,是否正確,並及時的采取相應的變更措施。鑒于遠程管理的需要,采用數字視頻系統服務器來實現遠程集中操作和管理。
遠程集中管理和操作可以有效的避免各個分控中心操作人員的誤操作,在中心控制室,管理者可以查看到DVS/DVR系統的所有相關的運行參數,操作日志、報警記錄等,並可對相關參數進行修改。同時可有效的根據當時整個網絡系統運行狀況和資源以及隨時産生的操作需要進行及時的變更,降低分布式管理系統的各自爲政的操作帶來對系統或資源的浪費。
周界報警系統
四、 學校周界防範

4.1學校周界描述
經過現場勘查和測量,學校圍牆爲可大概分爲東南西北四個面圍牆,總長度約1200米,四面圍牆並不是直線,有多處拐角,牆壁結構有部分出現裂痕,在今後施工時還需對裂痕處進行加固。
根據平面圖圍牆的分布情況,以及實地考察後,我們把整個周界分爲48個防區(建議每個防區最長不要超過40米),張力式電子圍欄安裝在圍牆的上方,向實體圍牆外側傾斜30-45°角。采用4道鋼繩防範,每一個防區配置4個張力探測器、1個控制杆、1個受力杆、若幹個支撐杆及配件(彈簧、緊固螺母等),周界中有二個出入口,無法使用張力圍欄,現設計使用主動紅外對射探測器輔助防護。
本次周界報警系統我司采用上海安盾電子有限公司的張力式産品。

4.2學校安保系統設計原則
本安保系統是專門爲學校的安全防範設計的。針對學校的具體情況,結合現代化的張力探測技術,爲學校防盜報警系統提供一套安全可靠、運行穩定的安保系統。在設計這種報警系統必須考慮到以下幾個原則:
先進性和可靠性:
目前的電子防範技術的發展突飛猛進,在本方案設計中除了起點要高,在技術上具有一定的超前性以外,考慮到學校主要爲了保護青少年的安全,所以必須保證系統的可靠穩定而采用時下國內外成熟的防範技術和産品,保證安保系統建成爲先進的可靠的防範嚴密的綜合安全防範系統;
方便性和實用性: 
由于學校的施工應盡量不影響正常的教育工作開展,往往在假期進行,所以方案的設計必須考慮施工的方便性,以保證縮短工期;另一方面,要考慮到今後人員操作的直觀簡易,系統應以實用爲主,始終要把學校的實際需求放在首位,充分分析安保系統的需求及園區環境情況,采用優質設備,滿足安防要求,保證操作方便耐久實用; 
擴展性:
系統可集中管理、監控,分散控制,總體結構具有較強兼容性,並在技術平台的搭建上要考慮系統擴容的技術可行,既便于系統的充實、完善、改進和提高,又便于設備的更新、換代;

4.3周界防範系統構建介紹
一個有效的戶外周界防護系統應該由五個基本要素組成:
1.阻止與威懾:周界系統應能清楚明了地標示出防區的邊界及範圍,防止輕易進入。
2.探測:當入侵情況確實發生時,戶外周界探測系統能夠對發生的非法入侵提供早期告警。
3.延遲:探測處理應具備合理的延遲以在入侵者接近被保護物體的延遲時間做出正確的分析。
4.分析:報警信息被處理識別是否爲有效報警。
5.響應:以分析爲基礎,采取適當的聯動。
安防專業人員在選擇一種適當的探測器或探測技術之前,必須要理解威脅的種類和入侵者的各種可能。通過對入侵假設的分析,制定清晰的真實入侵和可察覺到的威脅之間的區別。也必須掌握現場地形,確定可用的“空曠防區”。
安防業發展至今,周界報警探測器已經有很多種類,如紅外對射、電網脈沖、張力圍欄等。目前,城市中都在大力推廣人文環境優美舒適的綠化住宅小區和校園,那些層出不窮的綠化度很高的個性化造型校園圍牆確實大大提升了居住和教學環境,但同時也給我們的安防專家們提高了設計有效合理的周界防範系統的難度。
同時,校園使用的設備,對于人身意外傷害防範也是相當重要的,如果學童頑皮攀爬圍牆,而使用的設備是帶電工作的,那麽因圍欄麻電讓人擊落掉地造成間接傷害,這樣的後果都不是校方和家長們所願意接受的,而且現在社會上人們普遍都有較強的維權意識,在校園這樣一種案場,設置周界系統應該避免不必要的麻煩。
所以針對校園圍牆綠化較多的複雜現場,適宜結合其他探測防範手段使用抗誤報和漏報能力較強的張力電子圍欄。在所有周界探測技術的單一運用系統中,鋼絲的誤報率較低。
 該張力式電子圍欄是由張力鋼絲探測器將周界實體阻擋物與電子探測器結合在一起。它的顯著特性爲:有形阻嚇、有效預警、沒有電擊帶來的間接傷害,因此,可以作爲一個可信賴的系統在綠化環境複雜的現場被用戶接受,實現了探測概率與實質性地消除誤報兩者的有機結合。
 有形阻嚇:一組平行拉緊的鋼絲連接各個數碼探測器,通過偵測入侵者的攀爬、切割、分離鋼絲圍欄的企圖來探測入侵。這些鋼絲可以安裝在現有的圍牆結架上,也可根據實際情況選擇獨立支架。此周界探測技術被分類爲被動型、可見的、依地形、線形的周界探測系統。
 有效預警:張力式電子圍欄探測器將入侵者的攀爬、切割、分離産生的力信號轉換成電信號傳送至報警主機,並顯示報警的具體位置,方便保安人員及時處理警情,誤報率幾乎爲零。
 沒有電擊帶來的間接傷害:由于張力式電子圍欄本體不帶電脈沖信號,不會對人體造成傷害。
4.4校園安保周界電子圍欄系統構成示意圖:

 

 

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