平安校园应用分析--建设数字化校园网络视频监控系统

    一、前言

    21世纪人类社会步入信息时代，随着多媒体技术和网络技术的迅猛发展，人们追求着更安全更舒适的生活方式。目前，正在兴起的数字化、智能化应用系统是信息时代的必然产物，是高科技与时代发展的巧妙结合，它是以本区域建筑物为平台，兼容智能设备、自动化及网络系统，是集安全、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的生活环境。数字化、智能化应用系统概念正向多个领域渗透，其中数字化校园监控系统便是从智能应用系统的基本含义中扩展出来的，其服务的对象是教师和学生，服务的目的是为学生提供一个舒适安全的学习环境。

    在全球数字化浪潮的影响之下，数字化校园建设受到广泛的重视，全国各地的学校借助当前科技的发展，正在从各个方面开始接触数字化校园建设这个主题。由于近年来，各地的学校不断发生盗抢骗和校园暴力事件，如何加强校园的安全防范管理，成为了学校管理者重点考虑的问题。因此，数字化校园视频监控系统的推广和应用，为校园的安全防范管理带来了完善的解决办法，数字化视频监控系统因为其集成安全防范、防盗报警、考场监控、课件制作、综合管理等多项功能，正在全国各地学校普及开来。数字化视频监控系统不但保障了学校广大师生的人身安全，降低了各类治安事件的发 生，而且还可以成为学校各级管理者有效管理教室和学生的有力工具。

    因此在学校范围内建设一个先进的、有效的、集成度高的视频监控的系统就提上了日程。市场上一些专业的视频监控厂商也陆续推出了针对校园的，网络化的数字视频监控解决方案。嵌入式远程网络视频系统能够为提供现代化网络化视频监控解决方案，实现先进的远程联网视频监控；可以实现多级别、大规模的、完整可靠的安全管理功能；能够有效的监视安全运行的同时，可将防范区域内突发事故的过程收入镜头，为预防事故、安全管理、统一指挥提供有效的图像证据，各级管理部门可随时掌握实时的安全运行情况，便于做出正确的决策。

    二、校园监控系统现状分析

    当前的各地学校建设的视频监控系统，大部分都是模拟视频监控系统，结合管理方使用的现状，笔者认为存在某些不足之处：

    1、当前以监控室为中心的监控模式封闭性较强。

    随着管理方需求的发展，封闭式、独立的监控系统已经不能满足多方面的保卫管理工作的需求，主要体现在两个方面，一是在监控室固定不变、不可移动的角度来看，这对于各级管理者来说是不方便的，任何人想要查看监控系统，都必须去监控室才可以，这对于各级管理者是非常不灵活的，所以必须能实现在管理者桌面就能实现监控的功能；二是当前的模拟监控系统是独立的系统，而对于校园来说，还存在其它视频方面的需求，如制作课件、教学评估、考场监控等，如何利用这一套监控系统实现另外的需求，减少校方重复建设的成本，也是管理者的需求。

    因此建立综合的监控系统，资源共享、统一管理已经成为全社会的共识。

    2、在安全管理权限方面的缺陷。

    现有学校监控系统中，一般情况下普通安保人员都具备管理员权限，可进行监控系统的所有操作。监控系统中重要的录像资料也存储在监控室的DVR中，但由于配备的硬盘存储容量有限和管理机制所限，致使录像资料面临两个信息安全问题：一是录像资料本身的安全，一旦录像资料查询不到，很难清楚确认是工作人员的失误操作，还是DVR设备本身存在问题；另一个是录像内容的安全，一些涉及重大事件的录像资料，由于缺乏有效监管而失落或删除，将会造成意想不到的严重后果。然而，如果采用统一管理录像资料的方式，可有效避免类似事件的发生。

    因此把建设全新模式的监控管理系统，把管理权限转移到更高级的管理者，中心统一控制管理可以有效控制这些风险。

    3、联网方面的不足。

    采用DVR的方式联网，是一种半数字化方式，前端监控点还是普通模拟视频信号。DVR主要作用是保存资料，而不是用来联网；这种联网方式只能管理到DVR，不能直接管理到每个摄像机。

    采用DVR的方式联网，无法或很难实现与当地的公安系统兼容，无法实现快速报警响应。

    根据以上现状分析，如果学校建设数字化网络视频监控系统，将能很好地满足解决这些问题。网络视频监控系统将系统中信息流（包括视频、音频、控制等）从模拟状态转为数字状态，从根本上改变视频监控系统信息采集、数据处理、传输与转储、系统控制等过程的方式和结构形式。它是采用了以网络为传输媒介，基于TCP/IP协议，以计算机技术为核心的数字视频图像监视系统。其特点是现场摄像机的模拟视频信号及控制信号在现场即被转换为数字信号发送、接收、控制、存储与显示，是“全数字、网络化”的系统，在统一的管理平台上管理和控制，从而达到网络化、多级别的管理模式。笔者这里重点介绍金三立公司推出的“E-NVS”嵌入式网络视频系统针对校园的解决方案。

    三、“E-NVS”嵌入式网络视频系统介绍

    “E-NVS”全称Embedded-Network Video System，即嵌入式网络视频系统，是基于嵌入式软硬件应用技术，结合国际先进的H.264视频压缩技术，全数字化、网络化、智能化的视频监控系统。 “E-NVS”集嵌入式服务器、嵌入式中心管理软件、大容量磁盘阵列等三类产品于一体，有功能强大、稳定性高、成本低廉的特点。

    四、“E-NVS”校园解决方案

    目前在学校视频监控中，对视频信号的监控和管理主要分为三方面：

    1、监控室：监控室对整个校园的监控系统进行监控和管理，处理发生的事件。

    2、校园局域网内网络监控端：包括校长、主任等各级管理者的办公室桌面电脑监控和管理。

    3、校园外网络监控端：根据需要还可以开放校园监控系统，可以实现互联网监控，如学校管理者出差期间监控、教育局远程评估和监控、公安部门远程监控等。

    网络建设方面：

    网络传输线路通道，利用学校内自建的光纤以太网，因为该网络能够贯穿整个校园范围，所以从上到下整个网络是连通的，视频监控联网就没有阻碍。另外学校自建的光纤网络，稳定性高、带宽充足，完全能够满足视频监控需要。如图1所示。

    前端图像采集方面：

    安装摄像机监视的场所包括以下：

    教室、教学楼、行政楼、体育馆、操场、实验楼、食堂、宿舍等地方。

    前端主要由枪式摄像机、高速球摄像机、半球摄像机等组成，另外每台摄像机接入网络视频服务器，然后接入网络。

    配置方面：

    1、在中心机房，配置多台“E-NVS”，承担中心管理、中心存储等作用。

    2、在监控室，配置电脑、电视墙、键盘等设备，负责具体的监视、报警处理等作用。

    3、存储策略，考虑到校园的实际情况，采用中心存储的方式比较合适，这样可以把所有的视频资料全部存储在“E-NVS”中，只要系统的超级管理员才能维护存储资料，其它用户只能调阅录像资料，不具备管理权限。

    4、其它各种远程客户端，都只需要一台能上网的电脑，经过正确的密码登陆认证之后，就可以实现监控功能。

    五、解决方案示意图

    实现功能如下。

    1、用户管理功能，包括登陆密码更改；可加入、编辑和删除用户；可进行权限分配，系统管理员级，可所看到的监控点进行控制。操作员级，可对部分监控点进行控制。浏览用户级，仅可进行视频观看，不能对设备进行任何操作和设置。

    2、图像浏览与控制功能，可以选择1、4、9、16、25等显示方式，可方便地远程控制“上/下/左/右/变焦/聚焦”

    3、录像及资料回放功能，可以设置多种录像方式、如定时、报警录像、手动录像等；可中检索、播放、下载录像资料。

    4、流媒体分发功能，实现音视频数据流的分发作用，以满足多用户同时监视的需求。

    5、完善的报警功能， 报警处理策略包括：报警后声音和灯光启动；报警录像和预录功能；报警自动切换图像；报警自动调出电子地图等功能

    6、电视墙显示，支持数字矩阵切换功能，在监视器上轮巡多个监控点图像。

    7、电子地图设置，每个监控点和报警点都在地图上生成特定的图标；可以快速定位。

    8、课件制作功能，系统可以直接生成标准流媒体格式文件，完全可以利用课件制作系统制作成丰富的课件资料。

    9、支持作为考场监控的功能，在各种考试期间，该系统可以完全转化成为考场监控使用目的，可以供各级教育行政管理部门现场或远程监控考场纪律。

    六、方案优势

    与其它产品相比，该系统大大简化了工程商和用户在使用过程中的复杂程度。突出体现在售前过程、实施过程、使用过程、售后过程等四个方面。

    售前项目方案设计时：方案设计非常简便，只需要参考监控点数量和存储周期即可，而无需考虑更多问题；

    在实施过程中：用户只需要添加前端设备信息和简单设置后，就可以直接使用，而不需要像其它产品那样，还要安装各种操作系统、安装应用软件、安装磁盘阵列、加载硬盘、调试服务器、加载前端设备等复杂的工作过程；

    在用户使用过程中：也是非常方便操作，用户的普通值班人员，只要会使用以前模拟矩阵的键盘，就可以完全操作本系统，还可以使用电脑来操作，非常方便；

    在售后服务过程中：同样简化了工程商和用户的工作，是前端设备问题，还是后端软件问题，还是后端硬件问题，能够非常简便的判断和维护，而且售后服务是面向一个厂家，而不是以往产品的多个厂家，不好出现各厂家推诿问题。

    系统可以完全脱离PC计算机独立运行工作，这对于售后服务来说一是工作简化，二是售后服务成本更低，可以完全不用考虑PC机等人为因素的问题。

    另外该系统还具备相应的扩展性，支持今后的二次开发，可以扩展智能人物识别、车辆识别等功能。

    七、结语

    随着网络技术的不断深入，视频监控技术未来会沿着网络化、远程化的方向发展，才能满足视频监控高稳定性，高可靠性和高简便性的要求。预计经过今后几年的实际应用后，远程网络视频监控系统解决方案，必将会成为学校集中管理必不可少的一部分，将对保证社会平安，促经济发展起到重要作用。