目錄

第一章 概述 4

1.1 項目概況 4

1.2 設計原則 4

1.3 總體目標 5

1.4 建設內容 6

1.5 建設目標 6

1.6 設計依據 8

第二章 系統總體設計 9

2.1 需求分析 9

2.2 需求理解 9

2.3 產品總體需求 9

第三章 系統詳細設計 12

3.1 網絡拓撲圖 12

3.2 圖像采集 12

3.3 數據傳輸 21

3.4 存儲設備 28

3.5 顯示系統 34

3.6 應用軟件 39

第四章 設備選型 54

4.1 攝像機 54

4.2 混合型網絡硬盤錄像機 55

4.3 解碼服務器&解碼器 59

第五章 附錄 61

5.1 海康威視簡介 61

 

 

第一章 概述

1.1 項目概況

隨著我國教育事業的發展，學校的規模不斷擴大，學生高密度集中，校區開放程度和后勤服務社會化程度越來越高。如何處理各校區安全保衛工作和突發性、群體性事件，減少校園偷盜，對學校進行有效的安全防護成為關注的重點。教育部、各省教育廳十分重視校園的安防工作，為了有效地維護校園秩序和安全，保障學校教學、科研工作地順利進行，以及為同學們的生活和學習營造更好的安全環境，要求各學校作為數字化校園的一部分，根據各校需求建立一套安防系統。為了適應教育信息化的需要，按照安防系統的技術規范，并結合現代教育教學需求的特點，采取先進科學的設計思想和完善的設備對校園安全技術防范系統進行了設計與實現，保證了校園安全技術防范系統的可靠性和先進性完美結合。提供全方位、端到端的監控解決方案，支持兼容與現有的監控系統，與各種報警形成聯動。

項目建設工程涵蓋廣泛，包括：網絡承建（含綜合布線）、數字安防、公共廣播、指揮中心、配電照明、接地防雷等眾多子系統，作為安防行業的領先企業——海康威視，一如既往地為用戶提供視頻監控最優解決方案。本部分主要闡述“視頻監控子系統”的設計。

1.2 設計原則

根據招標文件技術部分要求，在本方案設計時，將秉承以下設計原則：

1. 實用性

依照用戶要求，堅持實用性為主的原則，本系統將完全滿足“平安校園”項目各項安防需求，同時考慮未來發展需求，避免追求系統的超前性，以減少不必要的投資。

2. 可靠性、安全性

參照大量已建成的“平安校園”項目安防監控系統，借鑒其中的精華部分，為系統高可靠性的總體設計提供現實依據，選用的設備自身將具備高可靠性、高安全性，高達數萬小時的平均無故障時間，并為關鍵設備、關鍵部件設計冗余備份。同時，選用安全機制健全、安全級別高的平臺輔佐系統搭建。

3. 先進性

本系統設計遵循系統工程的設計準則，通過科學合理地設計，既防止片面追求某一高指標，又充分體現系統的先進性，最大程度地采用成熟、可繼承、具備廣闊發展前景的先進技術，使系統能在未來數年內不落后，并通過軟件升級即可實現更多新功能，充分保護用戶的投資。

4. 開放性

本系統設計將采用標準化設計，嚴格遵循相關技術的國際、國內和行業標準，確保系統之間的透明性和互通互聯，并充分考慮與其它監控系統的連接。在設計和設備選型時，將科學預測未來擴容需求，進行余量設計。

5. 易管理性、易維護性

本系統將采用全中文、圖形化軟件平臺實現整個監控系統管理與維護。可自動檢測系統中任何一臺設備的運行狀態，并示出詳細參數，以輔佐管理人員及時準確地判斷和解決問題。采用穩定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護工具，既降低了對管理人員進行專業知識的培訓費用，又節省了日常頻繁地維護費用。

1.3 總體目標

基于招標文件技術要求和設計原則，“視頻監控子系統”設計提出以下總體目標：

1. 圖像（語音）監控（包括電視墻）

2. 全網內設備的遠程狀態監控及集中管理功能

3. 授權與安全認證

4. 海量資料存儲及檢索

5. 全網內報警信息管理

6. 語音對講系統

7. 報警與視頻監控聯動

8. 智能分析和高清網絡攝像機接入（預留）

1.4 建設內容

建設平安校園安全技術防范系統將全力借助先進的科技以技術防范的手段來彌補人防的不足，尤其體現在定點持續監控、第一時間發現入侵報警、制定應急預案、建立快速響應機制、犯罪行為存檔與取證等方面，技術防范手段在實現平安校園方面發揮著重要作用。本次安防系統建設將主要解決以下幾大問題：

1、 消除學校安全防范盲點

2、 防范治安案件發生

3、 案件及時發現及時處理

4、 案件事后備查

5、 兼容原有模擬系統

6、 完善學校保安制度和措施

7、 培訓人員鍛煉隊伍

8、 實現平安校園目標

本次工程建設范圍包括：XX校區、XX分校區，共計XX萬平方米。建設內容包括：

1、 建設校園監控專網，建設視頻安防監控系統（IP監控系統）。已有監控點XX個，新建監控點XX個。

2、 建設入侵報警系統。設立報警探頭XX個。

3、 建設出入口控制系統（即門禁系統），利用現有“校園一卡通”IC卡作為門禁卡，共設立XX處門禁點。

4、 建設電子巡更系統。設置巡更點XX個。

5、 建設監控中心系統，包括管理平臺、控制操作臺、電視墻、存儲系統等。

1.5 建設目標

隨著校園規模擴大、新校區的增加甚至有些校園在異地都有分校的情況下，校園監控需要滿足：

　　1. 可擴展性：采用開放架構，支持按需擴展，標準化技術，兼容性強;

　　2. 可管理性：應對規模的監控，需要快速方便的對所有監控設備進行管理;支持分級分域的管理，滿足多校區監控、院系各自承建的監控需求;

　　3. 可靠性：應對校園應急事件時，需要保證監控系統可靠、快速的調閱當時歷史圖像;

　　4. 高清晰：能夠提供高清晰的圖像質量，支持H.264等編解碼方式;

　　5. 與上層應用聯動：當安全事件發生，需要能夠與各種報警形成聯動。

為實現威懾犯罪分子并及時發現制止犯罪行為，為公安機關提供及時準確的治安案件現場記錄，在本次規劃設計時根據XX校方的實際情況和治安案件歷史紀錄，設計四套系統分別是視頻監控系統、報警系統、門禁系統和電子巡更系統，并由統一的監控報警室實施管理。四套系統各自獨立的同時又彼此關聯成為一套較為完整的體系，發揮更大的作用。每套系統的建設目標如下：

    1、視頻安防監控系統和報警系統

視頻安防監控系統和報警系統是本次建設的核心，在該系統規劃時將采用當前先進、穩定可靠的IP監控技術，并整合學校原有彼此孤立的模擬視頻監控和報警系統，建設技術標準統一開放、規模擴展和功能擴展性強的完整統一體，進而促進學校安保制度的完善，安保隊伍錘煉成一支技術過硬的快速反應隊伍。在本次監控系統建設重點依次為：① 涉密場所和重點實驗室內部報警和周界視頻監控；② 學校校園包括校門、街道、廣場、體育場以及休閑區域技防建設；③ 重要場所比如變電所、財務室、危險品室的保安監控；④ 涉密樓宇的樓體周界；⑤ 樓道主出入口、走廊、樓梯、電梯等公共場所。在這些場所中將按照各自特點和重要性進行有特性的規劃建設。

    2、門禁系統

門禁系統規劃建設主要建設重點實驗室、涉密場所、危險品室、財務室，門禁系統采用聯網和非聯網兩種工作模式，實現卡+密碼識別方式，按照不同的涉密等級和重要性相應采取識別方式，卡片選擇與校園一卡通相匹配的卡片。門禁系統可以和防盜報警系統之間實現聯動，同時記錄每個門的進出記錄，并將記錄傳遞到主監控中心備檔保留。

    3、電子巡更系統

電子巡更系統將采用離線式，在方案設計時充分考慮大連的天氣情況和海事大學的治安分布情況，結合學校的實際情況制定出恰當的巡更路線，巡更路線可以根據實際情況不斷調整，避免違法犯罪人員掌握巡更路線和時間，巡更信息保存在電腦中，數據不可更改方便隨時查看。

    4、指揮中心系統

指揮中心系統包含幾個子系統主要為：電視墻顯示系統、存儲系統、UPS不間斷電源、空調及新風系統、等電位系統、綜合布線系統等。監控中心是技防監控系統的中樞系統，因此設計建設時要確保系統的安全可靠，建設規模滿足學校5-10年的發展需要，特別是IP存儲系統具有強大的彈性擴展空間，必要時能夠實現存儲空間的大容量擴展，滿足學校對圖像質量的要求。

    總之在技術路線選擇上把握當前的前沿技術，在穩定可靠、簡單易懂、經濟實惠、操作維護簡單中尋求平衡點，盡可能圍繞大連海事大學的實際情況量身定制一體化解決方案，真正起到校園安全技術防范的應有作用，保護用戶投資。

1.6 設計依據

? 《安全防范工程技術規范》 （GB 50348-2004）

? 《安全防范工程程序與要求》 （GA/T75-94）

? 《安全防范系統驗收規則》 （GA308-2001）

? 《安全防范系統通用圖形符號》 （GA/T74-2000）；

? 《入侵報警系統技術要求》 （GA/T368-2001）

? 《民用建筑電氣設計技術規程》 （JGJ/T 16-1992）

? 《建筑防雷設計規范》  （GBJ57-83）

? 《民用閉路電視監控系統工程技術規范》 （GB50198-94）；

? 《工業電視系統工程設計規范》 （GBJ115-87）；

? 《音頻、視頻及類似電子設備安全要求》 （GB8898-2001）；

? 《測量、控制和試驗室用電氣設備的安全要求》 (GB4793-2001)；

? 《信息技術設備的安全》 （GB4943-2001）；

? 《郵電通信網光纖數據傳輸系統工程施工及驗收技術規范》。

? EIA/TIA568A，EIA/TIA569A國際電子工業協會通信線纜、通訊路徑和空間標準

? ISO/ICE/IS11801結構化布線標準

? ISO TCP/IP協議標準

? ISO/IEC 13818 MPEG-2協議標準

? 10BASE-T，100BASE-TX 標準 IEEE802.3，IEEE802.3U

? 《中華人民共和國通信行業標準》（YD/T926）

? 《城市市政綜合監管信息系統技術規范》（CJJ/T 106-2055）

第二章

第三章 系統總體設計

2.1 需求分析

校園安全防范工作共同的特點是：場地分散、面積大、管理人員少，學生人數眾多、生性好動、防范意識差。校園的實驗室、學生活動中心、運動場、圖書館、學生宿舍、餐廳、教學樓等公共場合都存在安全隱患：

　　1)、學生宿舍、自習教室等場所被盜事件;

　　2)、校園自行車丟失事件，車棚比較難做到7*24的管理;

　　3)、實驗室、圖書館等財物偷失事件;

　　4)、其他場合——餐廳、運動場的騷亂事件等;

　　5)、近年來，在各類考試中考生存在違紀舞弊行為，安裝一套學校電子考場監控系統能夠更好的維護考場紀律和考生的自身權益。

視頻安防監控系統與入侵報警系統是XX校園整個安防平臺下銜接最緊密的兩部分，也是互聯互控最頻繁的部分。為了確保整套安防系統能可靠、穩定的運行，將視頻安防監控系統與入侵報警系統獨立建設，利用TCP/IP技術和開放接口技術在上層應用平臺實現兩個系統的互聯互控。采用獨立自治域的建設方式，有效地將單體系統內發生的故障限制在本系統內，不影響其它系統的運行。

本章節將詳細闡述XX校園視頻安防監控系統的建設方式、功能及性能。涉及到報警聯動的內容，報警源均來自入侵報警系統，入侵報警系統的建設將于第4章詳細闡述。

2.2 需求理解

2.3 產品總體需求

本系統設計方案的技術要點、功能和產品選型均滿足《XX建設項目技術規范書》，并依照系統建設的相關標準進行設計。

硬件部分

本系統采用三級控制方式，一級指揮中心設在XX（位置），二級管理中心設在XX（位置），三級監控中心設在XX位置。于領導辦公室、重要智能部門設置分控。

本系統由前端攝像機、網絡硬盤錄像機、解碼器或（與）解碼服務器、流媒體服務器、客戶端組成。

n 攝像機

針對監控場所的不同，選擇半球、紅外防暴、槍機、勻速球、中速球、快球。/*根據項目需求定*/采用模擬或IP接入。一期項目共設置XX個攝像機（XX已建成），二期項目需設置XX個攝像機。

n 混合型網絡硬盤錄像機（Hybrid DVR）

根據分散存儲、集中管理的設計理念，選擇網絡硬盤錄像機作為編碼存儲設備。一期項目需部署XX路混合型網絡硬盤錄像機XX臺，二期項目需部署XX路網絡硬盤錄像機XX臺。

n 流媒體服務器

為了減小網絡訪問對Hybrid DVR的壓力，解除Hybrid DVR網口的訪問限制，于XX（位置）部署XX臺流媒體服務器。考慮流媒體服務器自身處理能力，單臺最大處理路數（240路）以及物理布局確定服務器數量。

n 解碼服務器（或解碼器）

以硬解碼方式將從前端獲取的視頻碼流解碼輸出至電視墻。于XX（位置）部署XX臺解碼服務器。單臺解碼服務器內插XX塊解碼板卡，支持XX路D1輸出。

若選購嵌入式解碼設備—解碼器，可按需求購置單路、四路或八路解碼器。于XX（位置）部署XX臺XX路解碼器。

n 客戶端

用于對監控系統的日常操作端，完成預覽、控制、回放、接警、處警等操作。于XX（位置）部署XX臺客戶端。

軟件部分

軟件對應于硬件能完成的相關監控操作功能。包含實時預覽、遠程控制、錄像存儲、錄像回放、設備管理、用戶管理等等。

n 設備管理模塊負責對IP前端進行統一配置、管理；

n 預覽回放模塊負責實時視頻監控（含云鏡控制）與錄像文件檢索回放；

n 錄像管理模塊負責對IP前端錄像計劃進行統一部署，啟停錄像；

n 用戶管理模塊負責對登陸系統的用戶權限進行分配。

與其它系統融合（擴展功能，可選）

該系統支持開關量報警信號接入IP前端，完成相關聯動功能。該系統支持語音對講功能。若用戶還希望將門禁巡更等子系統與視頻監控相互融合，需要進行二次開發。海康威視根據用戶需要提供相應API函數接口或SDK開發包，以方便二次開發商進行系統間互聯互通的開發工作。

第四章

第五章 系統詳細設計

3.1 網絡拓撲圖

XX校園視頻安防監控系統的前端設備包括廣角云臺攝像機、快球、一體式槍機、分體式槍機、應急照明、求助按鈕、雙向對講等設備，這些設施根據不同的功能安放在相應的位置。視頻信號、音頻信號和控制信號通過建設監控專網絡進行傳輸，校園網與監控網之間實現千兆連接，中間設置網絡安全系統保護監控專網的安全，用戶可以在任意地點通過網絡輸入用戶名和密碼查看監控圖像和歷史錄像。

視頻安防監控系統設計施工范圍主要包括以下幾方面內容：

 

 

3.2 圖像采集

作為監控系統的視頻源頭，攝像機對整套監控系統起著至關重要的作用。對攝像機的基本要求是：圖像清晰真實、適應復雜環境、安裝調試簡便。

1. 圖像真實清晰——攝像機種類很多，其本源是內部核心部件“圖像傳感器+數字處理芯片”，針對不同的行業有完全不同的優化方案。比如：廣播電視系統的圖像處理偏艷麗，這是符合觀眾的視覺需求。相對而言，視頻監控系統對圖像的要求是真實還原，尤其是圖像的色彩應與現場一致，比如：人的膚色、衣著顏色、車輛顏色等。其次，圖像清晰度主要取決于圖像傳感器線數，線數越高，圖像解析力越高，能獲取更多的圖像細節。此外鏡頭倍數也將影響用戶捕獲圖像的景深，廣角取景能獲取全景概況，長焦取景能獲取人臉面部特征，因此，用戶對圖像要求與使用場景密切相關。當然，在特殊場景下還需要特殊功能進行匹配，比如：超低照度、逆光等等。

2. 適應復雜環境——與硬盤錄像機、交換機所處環境不同，攝像機一般都置于風吹日曬的環境下，天氣變化都會影響攝像機的工作。耐高溫、抗雷擊、防水防塵等應達到相關指標，攝像機應該能在惡劣環境下正常工作。室外攝像機護罩內應該有加熱、除濕等裝置，防水防塵級別應該達到IP66，內部電路應該具備防浪涌保護設計，抗3000V雷擊。

3. 安裝調試簡便——攝像機多安裝于難以摘取的位置，因此使用過程中的再度調試是較麻煩的，增加維護成本。比如：攝像機安裝倒像。攝像機應該提供OSD操作菜單供用戶遠程調試及參數修改。此外，建議為攝像機由UPS集中供電以保證電源潔凈，防止串擾。

3.2.1 模擬攝像機/球機

攝像機特點

● 高解析度、高色彩還原度

受PAL制掃描方式的限制，實際有效水平像素×垂直方向的水平掃描線＝752×582。目前我們提供彩色模式下最高解析度為540線，黑白模式下高達570線，已經逼近極限。

色彩還原度分為色調（決定色彩性質）和飽和度（決定色彩濃淡），與景物光照條件和色溫密切相關。我們的攝像機通過“自動電子快門”或者“自動光圈”來自動調節通光量以保證景物照度處于衡穩狀態，通過“自動白平衡”來自動調節紅、綠、藍三基色信號電壓（即色溫）以保證圖像不出現偏色現象。

● 真正的超低照度

我們的低照度攝像機采用SONY SUPER HAD CCD，在過去微小鏡片技術上進行改良，優化鏡片形狀全面提升光利用率，以物理方式提升感光度，信噪比提高。而普通攝像機采用提高放大器放大倍數來提高感光度，會使噪聲也提高，信噪比降低。

我們的超低照度攝像機采用SONY EXVIEW HAD CCD，它能利用其它傳感器未能有效利用的近紅外線光，將感光范圍從可見光擴大到近紅外光，在黑暗環境下也可得到高亮度的圖像，使CCD的靈敏度進一步提高，適應更低的照度環境。同時在硅晶板深層中做光電變換時，漏電流SMEAR成分也可被收集到傳感器內，噪聲大幅降低，超低照度下圖像的信噪比得以保證。

若用戶的照度環境連星光級都達不到，應該采用紅外攝像機。我們提供的紅外攝像機最遠可達30米，最高搭載48顆紅外燈，燈使用壽命長達3年。

● 優化的背光補償、超寬動態技術

開間監控環境中，攝像機的安裝應盡量避免逆光裝置，但某些情況下很難做到，為此我們提供兩種解決逆光環境下解決辦法。

普通要求下（比如：道路監控），開啟背光補償功能。常規背光補償技術是對整體畫面進行處理，雖然前景圖像清晰可見，但是背景因曝光時間過長導致過渡曝光呈白茫茫一片。 防止背景圖像出現過度曝光。但畫面整體感官有層次感，顯得不夠柔和，只能滿足普通成像要求。

高要求下，建議使用超寬動態技術。我們的超寬動態攝像機采用SONY 雙速CCD，對同一副圖像進行兩次曝光，采用兩組AGC電路分別對長時間曝光和短時間曝光的信號進行處理使其最佳化，再利用數字處理技術對兩幅圖像中質量較好的部分加以合成，形成一副整體質量更優的圖像。目前該技術可輸出動態范圍為128倍的清晰圖像。

● 高可靠性

影響攝像機使用壽命的主要原因是高溫。我們的攝像機采用低功耗設計，機體功耗小于2W，適應的工作溫度最高達60攝氏度，而電子器件能工作的最低溫度達到-20攝氏度。防水攝像機其防水等級為國際標準IP66，在恒定濕度測試下達到93%Rh，抗雷擊達到3000伏特，能適應絕大多數室外環境。若用戶用在工地、礦區等更惡劣的環境，可選用防暴攝像機，先進的工程設計，外殼采用高強度的工業塑料，抗沖擊達到…。我們整機平均無故障時間達到20000小時。

● 便利安裝調試

我們的攝像機帶有OSD控制菜單，用戶可利用485信號對攝像機進行調試。包括：自動白平衡、自動電子快門、自動電子增益、自動光圈等功能的開閉及其它相關參數的調整，可調參數達數十個。

球機特點

● 精密電機、一體機芯

整機包含云臺系統、攝像機系統、通訊系統和護罩。采用精密微分步進電機實現快球的準確快速的旋轉、定位，受控靈敏、運轉平穩、任何速度下圖像無抖動。采用優秀的一體機芯，核心是自動聚焦達到秒級。主控CPU確保云臺受控時能同步送出圖像，并實現白平衡、快門、光圈、變焦、對焦等功能實現控制。

● 多角度操作、比例變倍、自動反轉

我們在快球設計時充分考慮如何提高用戶的操控手感和人眼捕獲圖像的易接受性。除了傳統水平方向、垂直方向的運動以外，加入斜向運動，加快捕獲目標的速度并將受跟蹤目標始終保持在圖像中部。當處于變倍場景下對目標進行跟蹤時，快球的運動速度自動與倍數成反比，以防止過快運動丟失目標。目標從快球下方穿過，由于要實現無盲點監控，快球將以秒內速度作水平翻轉，以保證目標在畫面中處于正立姿態。

● 限位功能、自動巡航、守望功能

考慮到快球多用于全景監控，在非人為控制時可選擇自動巡航。我們的快球支持保存8條巡航路徑，每條路徑支持32個預置點，用戶可根據需要隨意調整預置點間的切換速度，每個預置點的停留時間可獨立設定。我們在設計時考慮開發模式路徑，即快球記憶用戶的一段時間控制操作，此后按該操作進行巡航，因為該路徑可能是用戶比較重點關注的場景。

此外，鑒于快球安裝位置可能在墻角、可能受建筑物遮擋，在360°方位上出現某些方向存在無用圖像，比如：攝像為整面墻體。因此，我們提供限位功能，快球無論在控制還是在巡航時，僅在兩個限定位置之間進行運動，提高監控有效性。

當然，某些場景的非受控監控是關注某個角度的場景，比如：道路監控。當快球在非受控達設定時間時，比如30秒，快球會自動歸位至設定的預置點，亦可作用于自動巡航。

● 定時啟動、斷電記憶

可對快球的運行進行布防，即設定時間段，快球將在該時間段內自動運行提前設定的操作，比如：巡航、模式路徑等。每個時間段的監控區域與用戶的使用環境相關，根本目的在于最大限度地提高監控有效性。

作為快球的另一個重要功能便是斷電記憶。快球遭遇意外斷電，重新上電之后，可恢復到掉電前的位置。我們支持位置的選定，按停留時間來計算，比如：快球在掉電前某一位置停留達到30秒，快球就記憶該位置并用于恢復。停留時間是可設定的。

● 動態隱私遮蔽、報警聯動

因鋪設攝像機而出現的隱私糾紛越來越多，尤其是具有高倍變焦的快球。我們提供動態隱私遮蔽功能，可在畫面中相關位置疊加黑塊遮蔽圖像，利用坐標反饋的方式確保遮蔽范圍不會因為球機的轉動而, 呈現出來。

支持7路報警輸入和2路報警輸出，快球在接收到報警之后，可啟動處理方式，比如：調預置點、啟動巡航、觸發報警輸出等等。

● 安裝維護、曼碼檢測、鼠標操作

支持目前市面上壁裝、墻角裝、柱裝、吊裝、吸頂裝、嵌入式安裝等安裝方式。與攝像機一樣，提供OSD功能菜單，供維護人員遠程調試使用。可靠性方面與攝像機基本相似。

在過去的調試檢測過程中，調試人員需要分現場和中心兩隊，以對講機的形式對快球進行故障排除，需要高架梯、拆卸等等繁瑣的操作，而且往往因檢測過程中的某些疏忽而導致調試時間激增。我們的快球提供曼碼故障檢測功能，調試人員可通過疊加在視頻上的故障信息進行判斷，比如：控制線接反、地址設置錯誤等等，都將以特點的編號提示調試人員，使得整個過程。

在使用過程中，傳統控制方式為鍵盤控制或鼠標點擊圖形按鈕，而海康威視的快球支持鼠標對圖像進行直接操作。例如：鼠標點擊圖像某一點，即可將該點移至屏幕中心；除此之外，包括鼠標拖動實現方向控制，場景放大縮小等等。