智慧校园安防平台应用解决方案
一、项目概述
1.1、项目背景
环境挑战方面：
1.随着学校规模增大，环境差异大，原有的系统已无法实现校园公共区域无死角监控，故对安防系统的全面性和适应性提出了要求。
2.随着学校的开放性管理，进出人员复杂，给学校的人员财产安全管理，带来了非常大的挑战。
3.随着生活水平的提高，车辆已越来越普及，但是车辆的进出给学校的安全带来了很大的隐患，最近几年屡屡发生校园车辆交通事件，如何对车辆进行有效管理，是摆在学校安保部门面前的一大难题。
4.学校安保工作越来越大，但是安保人员有限，单凭人力，很难做到全覆盖管理；学生社会经验弱，安全意识弱，如何提升学生的安全意识，也是学校安保的重要工作之一。
管理挑战方面：
1.系统规模扩大，缺少简便、直观、有效的应用管理手段；
2.设备规模扩大到上千路后，单靠人工维护，运维和隐患排查极其困难；缺乏对整体状况的把控；
3.当前的系统主要还是事后查看和取证，缺乏事前防范和事中应急机制。
在这种时代背景和该校面临的现实问题下，本次智能安全立体防控指挥中心建设项目以音视频技术为核心，利用安防行业最新的技术产品，在整合原有设备的基础上，建设一套智能化的综合管理及综合调度系统。
1.2、系统建设目标
为预防、震慑犯罪，减少财产损失，保障师生员工的人身安全，完善交校校园安全防范体系、提高校园整体防控能力，创建一个文明、安全、和谐、美丽的校园环境，建设校园视频监控、车辆管理、可视报警、门禁考勤、人脸识别、消防对接等安全防范综合业务管理于一体的立体防控综合业务管理系统。
1.3、系统设计原则
为了达到国内领先的目标，校园安防系统和教学多媒体系统的建设应该充分考虑系统的合理性、先进性、实用性、可靠性、稳定性和可扩展性的原则。
1.3.1、合理性原则
为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，系统建设需根据本单位的实际状况和教育相关部门的具体要求，充分满足用户在使用中的各项功能要求。为了保证系统的应用，本系统提供开放的软件接口，接受SDK封装接入，兼容其他品牌设备的SDK按照一定标准再次封装，消除产品质量差异性，稳定、高效地接入到系统平台中。
1.3.2、先进性原则
当前，计算机及通信技术高速发展，使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术，而且还必须考虑随着技术的进一步发展，能在系统中不断溶入新技术，使系统始终充满活力，始终保持一定的先进性。 同时采用先进的具有高度扩展性的架构，为系统扩展应用打好基础，系统建成后符合发展趋势，具备科技的先进性。
1.3.3、实用性原则
此系统的建设应以实用性为基本原则。系统功能必须满足采、传、存、显、控的基本要求，硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰；采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联互控，充分发挥整个系统的功能。
1.3.4、可靠性原则
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间（MTBF）。
系统建设的关键，需要保证治安防控系统安全、正确地完成相应功能，从而保证系统的完整性、正确性和可恢复性。系统的不稳定因素要从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。如有发生也应做到可即时地恢复。所有产品均具有正式的出厂合格证明和权威机构的质量认证。
本系统的规模无论在网络、系统平台，还是在系统应用方面都具有相当的规模，系统的运行可靠性是主要性能之一。
系统的可靠性主要表现在以下几个方面：
- 前端摄像系统的可靠性
- 信号传输系统的可靠性
- 后台显示系统的可靠性
- 视频存储系统的可靠性
- 视频管理服务器的可靠性
- 网络系统的可靠性
- 软件系统的可靠性
1.4、系统设计依据
系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：
- 各部委下发的通知文件：
《高等院校安全防范工程技术规范》
- 城市联网监控报警系统设计方面：
《城市监控报警联网系统技术标准》（GA/T669-2008）
《跨区域视频监控联网共享技术规范》DB33/T 629-2007
- 安防视频监控系统设计方面：
《中华人民共和国公安部行业标准》（GA70-94）
《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)
《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）
《安全防范系统通用图形符号》（GA/T75-2000）
《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T 832—2009）
《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/833-2009）
《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000）
- 视频监控图像质量方面：
《电视视频通道测试方法》（GB3659-83）
《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB7401-1987）
- 视频系统网络设计方面：
《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T 17963）
《计算机信息系统安全》（GA 216.1－1999）
《计算机软件开发规范》（GB8566-88）
- 视频系统工程建设方面
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2004)
《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93）
《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)
《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006)
《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)
二、系统需求分析
2.1、系统整合需求
在现有设备的基础上，充分利用大数据、物联网及人工智能技术，利用数据可视化更形象地表达数据内在的信息和规律，促进数据信息的传播和应用，建设贵州交院智能安全立体防控指挥中心同时，该校安防系统包括了视频监控系统、安防报警系统、车辆管理系统、门禁系统等多个子系统，将这些子系统结合起来在一个统一的平台上管理，可以大大提高监管效率和应急处理能力。
2.2、人员管理需求
随着交校新校区规模越来越大，人员进出众多，特别学校相对开放，管理难度更加大，目前管理方法主要依赖于人工，无法形成一套行之有效的，集事前、事中和事后的人员管理措施，对该校教职人员以及学生的人身安全来讲是一个威胁，这也对学校本次校园安防系统的建设提出了要求。
2.3、车辆管理需求
随着社会经济水平的提高，车辆越来越普及，学校的车辆越来越多，然而，由于学校车辆管理相对薄弱，对于车辆进出、超速、违停等行为缺乏行之有效的监管机制，往往依赖于人工，处理不及时，给学校教学环境带来很大的负面影响，同时也危害了校内人员的安全。
2.4、设备维护需求
目前学校现有的监控系统和设备存在维护的问题。首先，重点区域监控前端设备往往缺乏必要的日常维护，导致损毁严重，遇到紧急事态无法进行视频录像的查看，导致事后处理突发事件缺乏依据；同时系统越来越大，设备越来越多，采用人工维护的方式，可行性、及时性都无法保障；另外设备维护过程中也往往缺少相应的监督机制，导致学校监控设备维护责任不明确。如何自动和及时发现前端设备的问题，并随时报修，并对维修过程进行有效的监督，是高校视频监控建设过程中亟待解决的重要问题。
三、系统总体设计
本次建设校园安防系统基于学校现有网络和新增网络建设实现纯网络化数字架构。系统建设采用全高清摄像头，提供高质量图像。前端监控点视频信号通过IP摄像机直接与网络交换机连接，通过网络与监控中心服务器连接，服务器通过网络为各个授权用户提供图像信息，实现真正意义上的数字化视频传输系统。系统存储采用云存储，提高系统视频图像的管理性、预览实时性、控制灵敏性等功能。整个平安校园监控系统主要由高清摄像机、报警、门禁、卡口、集中存储设备以及平台管理软件组成。
为了使监控系统更加稳定和方便管理，我们将多个监控子系统合成一套监控系统，由统一的服务器来管理。
监控中心保卫处可以对所有图像进行实时浏览、云镜控制、录像查询和回放、录像资料下载。
各个分控中心只有实时监控本区域图像的权限。
在网络上的任何一台计算机只需经管理员授权登陆服务器完成对网络中各监控点的控制及浏览（分控中心或客户端），与传统监控相比具有明显的优势，不需重新布线，且前端监控点扩展方便，只要有网络的地方均可设置监控点。
四、系统详细设计概述
随着安防技术不断发展，传统视频监控技术已不能完全满足监控系统的需求，视频智能分析技术的应用，将传统被动的视频监控变为主动监控，在某种程度上真正实现“人防+物防+技防”三防合一。
智能化图像识别处理技术，对各种安全事件主动预警，如区域入侵、区域徘徊、滞留、物品丢失、场景变化等进行自动分析判断报警，产生报警信号进行相关联动。
智能监控系统就像给视频监控系统装上“大脑”，使其具备“人脑思维”，成功代替人对视频画面进行24小时全年无休的监控和分析，并作出提前预警报警等动作。
与传统监控系统相比，智能监控技术优势非常明显：
- 不需要一直紧盯屏幕，值班人员只需要在系统告警时进行确认即可，避免了值班人员因长时间观看屏幕造成疲劳而降低注意力，提高了实际监控的效果，真正做到7×24全天候监控；
- 智能监控系统可以识别出人眼无法分辨的细微变化，例如在遥远距离、光线不足、低对比度、环境伪装等等情况下的入侵行为和威胁；
- 智能监控系统可以对摄像机异常状态进行检测，如视频线断开、摄像机被破坏及摄像机被移动等；
- 智能监控系统具有事件后检索功能，能够对系统内任意一路视频进行快速事件检索，及时定位异常事件发生的时间点；
- 易改造，可在原有监控系统基础上进行改造，最大限度利用现有设备；
- 系统扩展性强，在原系统基础上只需增加摄像机即可完成系统扩展。
4.1.1、功能实现
4.1.1.1、技术原理
智能监控系统采用目前最先进的背景建模、行为模式识别算法和人工智能算法等多领域的技术，对视频输入进行一系列处理，从视频流中提取监控场景中的运动目标信息如目标位置及尺寸、运动轨迹、目标类型等；用户在客户端设置报警规则，事件检测模块判断是否有规定事件发生，若有事件发生则产生报警信号；当有报警发生时，报警处理模块抓拍当前视频的无损图像，并且更新索引文件，无损图像及索引文件被发送到客户端，同时将无损报警图像保存到磁盘。智能监控完整流程如下图所示：
4.1.1.2、设备框架
智能监控系统能实现适应多样化环境，相应有多种设备，如有放置在前端的智能摄像机、智能分析盒，智能DVR，也有放置于监控中心的智能服务器等，可根据实际情况灵活选用。只需在现有监控系统基础上增加智能分析设备即可完成升级改造。系统架构图如下：
智能摄像机和智能盒都只适用于前端较少路数的视频图像分析，而对于大型系统需要分析的路数较多的情况，更适合于使用智能分析服务器的方式，在监控中心对视频进行统一分析
4.1.2、智能行为分析检测系统
在摄像机监视的场景范围内，对出现的运动目标进行检测、分类及轨迹追踪，可应用于各种监控目的，如周界警戒及入侵检测、绊线检测、非法停车车辆检测等。可根据需要设置各种警戒要求，一旦系统检测到的运动目标及其行为符合预先设定的警戒条件，则自动产生报警信息。
运动目标事件检测和分析
在摄像机监视的场景范围内，对出现的运动目标进行检测、分类及轨迹追踪，可应用于各种监控目的，如周界警戒及入侵检测、绊线检测、非法停车车辆检测等。可根据需要设置各种警戒要求，一旦系统检测到的运动目标及其行为符合预先设定的警戒条件，则自动产生报警信息。
运动目标检测和分析是一种基于视频监控系统的运动目标检测方法。这种算法主要包括：图像预处理、运动目标的检测、运动速度的求取。这种算法在帧差法的基础之上，提取出运动目标，并对其求取运动速度。这种技术可以用于各类图像监控系统，用来检测运动目标，对于现实应用有重要意义。
在摄像机监视的场景范围内，对出现的运动目标进行监测、分类识别（人、动物和车辆等）及轨迹追踪。可根据需要设置各种警戒要求，一旦系统监测到的运动目标及其行为符合预先设定的警戒条件，则自动产生报警信息。
根据对运动目标的检测和分析技术研究成功，可以衍生为许多不同的运用模式：
运动目标的检测轨迹追踪
在摄像机监视的场景范围内，对出现的运动目标进行监测、分类识别（人、动物和车辆等）及轨迹的追踪。可根据需要设置各种警戒要求，一旦系统监测到的运动目标及其行为符合预先设定的警戒条件，则自动产生报警信息。
运动物体流的统计
运动物体检测技术就是在视频场景内能找到和发现符合规格要求的运动物体。既然能找到该物体，从视频背景里面区分出来，就可以做到对该物体流的数量的统计。软件并且可以设定物体流经过的区域和流向来判断是否做为统计目标，就有非常广泛的应用。
周界警戒及入侵检测
在摄像机监视的场景范围内，可根据监控需要和目的设置警戒区域，系统可以自动检测入侵到警戒区域内的运动目标及其行为，一旦发现有满足预设警戒信息，并用告警框标示出进入警戒区的目标，同时标识出其运动轨迹。
功能特征：
- 入侵检测可以设定多个任意形状的防区，多个防区位置可以重叠，互不影响；各防区内各类型的参数可以独立设定，互不影响；
- 满足预设条件的多个目标进入警戒区域，可以同时对所有目标分别检测、分类和跟踪；
- 根据预设条件，可以自动区分防区内入侵者的类型（人和交通工具），只有符合指定特征的入侵行为才会引发报警，而其他不符合条件的入侵将会被忽略；
- 与被动红外传感器（PIR）、地面震动传感器等传统直线（或点式）传感器相比，智能视频入侵检测功能可以提供更大的检测范围、更高的检测率（POD）和更低的误报率（FAR），因此可以用它来替代各种类型的直线（或点式）传感器来进行入侵检测和报警；
适用于各种场合的非法入侵检测，如入室盗窃、高危区域、游泳池、无人区、攀越围墙、私人住宅区、监狱等。
五、大屏数据展示
1、数据概况
主要可以分为：各项指标的数据总数汇总、安防设备类型统计、安防故障月份统计、校园地图、最新预警信息、预警统计分析、最新安防故障信息、消防故障信息列表、隐患信息列表、预警信息列表等十个功能模块。
2、校园监控
3、校园消防
主要分为四个模块信息：地图标注消防设备位置、消防设备数据概况、微型消防站信息列表、消防设备信息列表。
4、校园预警
5、移动端
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