湖北省学校智慧校园解决方案教学文稿.doc

××学校智慧校园建设方案

湖北省××学校智慧校园综合视讯系统

建
设
方
案

苏州科达科技股份有限公司
2017年5月

140
目 录
第一章 项目概况 1
1.1 建设背景 1
1.2 需求分析 2
1.3 建设目标 4
1.4 建设原则 6
1.5 建设规范 6
第二章 系统总体设计 9
2.1 设计目标 9
2.2 设计思路 9
2.3 总体架构设计 10
2.3.1 逻辑架构 10
2.3.2 功能架构 11
2.3.3 业务架构 13
2.3.4 物理架构 14
2.4 平台建设要求 15
2.5 方案特点 16
2.5.1 高清图像 16
2.5.2 高效编码 16
2.5.3 智能技术 16
2.5.4 云存储 16
2.5.5 兼容利旧 17
2.5.6 安全稳定 17
2.5.7 统一管理 17
2.5.8 集成开放 18
2.5.9 大容量接入 18
2.5.10 部署简单、使用便捷 19
2.5.11 多系统应急联动指挥 19
第三章 系统详细设计 19
3.1 校园安全预警系统设计 19
3.1.1 视频监控子系统 20
3.1.1.1 总体结构设计 20
3.1.1.2 摄像机部署设计 22
3.1.1.3 监控前端设计—室外场景 22
3.1.1.4 监控前端设计—室内场景 29
3.1.1.5 前端配套设施 35
3.1.1.6 前端功能介绍 37
3.1.2 人脸识别子系统 44
3.1.2.1 系统结构 45
3.1.2.2 系统功能 46
3.1.2.3 系统优势 50
3.1.3 车辆出入口管理子系统 51
3.1.3.1 系统结构 51
3.1.3.2 系统功能 54
3.1.3.3 系统部署 57
3.1.4 可视化报警管理子系统 58
3.1.4.1 统一管理 58
3.1.4.2 报警联动管理 59
3.1.4.3 警戒线/虚拟墙 60
3.1.4.4 视频巡更 61
3.1.4.5 重要信息报送 61
3.1.4.6 电子地图 62
3.1.5 校园“110”接处警指挥系统 62
3.1.5.1 系统组网 63
3.1.5.2 建设原则 63
3.1.5.3 功能应用 65
3.1.6 智能运维设计 70
3.1.6.1 视频摘要 70
3.1.6.2 切片回放 72
3.1.6.3 视频浓缩 72
3.1.6.4 视频质量分析 73
3.1.7 存储设计 73
3.1.7.1 存储空间计算 73
3.1.7.2 云存储文件系统架构 74
3.1.7.3 云存储数据的存取 76
3.1.7.4 云存储流媒体直写技术 79
3.1.7.5 数据安全设计 79
3.1.7.6 云存储系统特点 83
3.2 智慧教学系统设计 86
3.2.1 专递课堂教室设计 87
3.2.1.1 教室端架构 87
3.2.1.2 业务流程 88
3.2.1.3 方案特点 90
3.2.2 常态录播教室设计 92
3.2.2.1 教室端架构 92
3.2.2.2 业务流程 93
3.2.2.3 方案特点 94
3.2.3 智慧教学应用系统设计 95
3.3 教研督导系统设计 96
3.3.1 设计需求 96
3.3.2 建设内容 98
3.4 视频会议系统设计 98
3.4.1 建设需求 98
3.4.2 建设内容 98
3.4.3 视频会议系统技术要求 99
3.4.3.1 安全要求 99
3.4.3.2 可靠要求 99
3.4.3.3 图像要求 101
3.4.3.4 编解码技术 101
3.4.3.5 音频要求 101
3.4.3.6 数据共享 101
3.4.3.7 统一管理 101
3.4.3.8 网络适应性 102
第四章 系统功能介绍 104
4.1 平安校园功能 104
4.1.1 校园安全在线视频巡查 104
4.1.2 校园安全主动预警系统 104
4.1.3 各类学校考场电子巡查 105
4.1.4 联网平台故障自动恢复 105
4.1.5 系统在线网络管理功能 105
4.1.6 移动端监控浏览 106
4.1.7 校车视频定位系统 106
4.1.8 视频监控智能运维功能 107
4.2 智慧教学功能 108
4.2.1 专递课堂/同步课堂 108
4.2.2 常态录播 109
4.2.3 名师课堂 113
4.2.4 名校网络课堂 113
4.2.5 统计功能 114
4.2.6 课表对接及查询功能 114
4.2.7 课堂信息统计功能 115
4.2.8 监管统计功能 115
4.2.9 学校管理 115
4.2.10 学科管理 116
4.2.11 信息查询功能 116
4.2.12 设备管理功能 116
4.2.13 系统管理功能 116
4.3 教师教研功能 117
4.3.1 直播教研 117
4.3.2 点播教研 118
4.3.3 互动教研 118
4.3.4 移动教研 118
4.3.5 在线评价 119
4.3.6 点评报表 119
4.3.7 教师发展 120
4.4 教育督导功能 121
4.4.1 课中/课后督导 121
4.4.2 督导方案 122
4.4.3 督导统计报表 123
4.5 视频会议功能 124
4.5.1 全网多点会议 124
4.5.2 分组会议 125
4.5.3 讨论会议 125
4.5.4 自助会议 126
4.6 一键调度，会商研讨 126
4.6.1 可视化指挥调度 127
4.6.2 视频监控混合调度 127
4.6.3 预测与预警分析 127
4.6.4 事故信息报告 128
4.6.5 地图应用 128
4.7 电子考场子功能 129
4.7.1 实时监控 129
4.7.2 录像存储和录像回放 131
4.7.3 考试录像备份 132
4.7.4 告警信息、日志管理 132
第五章 部分推荐设备（苏州科达） 133
5.1 前端设备 133
5.1.1 高清多媒体录播主机 133
5.1.2 教师智能跟踪摄像机 133
5.1.3 学生全景摄像机 134
5.1.4 智能跟踪系统 135
5.1.5 人脸识别系统 135
5.2 平台设备 136
5.2.1 DVR接入网关 136
5.2.2 流媒体服务器 136
5.2.3 智能安防管理软件 137
5.2.4 视频管理平台 137
5.2.5 教育云视讯平台 138
5.2.6 云存储 139
5.2.7 教学业务系统 140

第一章 项目概况
1.1 建设背景
以教育信息化带动教育现代化，破解制约我国教育发展的难题，促进教育的创新与变革，是加快从教育大国向教育强国迈进的重大战略抉择。为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》“推进数字化校园建设”的要求和教育部《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》、《湖北省教育信息化发展规划（2014-2020年）》的有关精神，经省教育厅同意，决定启动“湖北省省级数字化校园示范校试点建设项目”。
目前我校数字校园基础设施尚需普及和提高，数字教育资源共建共享的有效机制尚未形成，优质教育资源尤其匮乏；学校及周边的环境越来越复杂，而管理安全管理规范不健全，已远远不能适应学校安全发展的需要，教育管理信息化体系有待整合和集成；教育信息化对于教育变革的促进作用有待进一步发挥，以”集约、融合、共享”为原则，以先进的教学模式和便捷的管理体系为指导，以教育管理服务、数字化教学服务、教育资源服务、社会公众服务为核心，将信息技术与教育教学实际进行深度融合，促进课程、教学和学生学习方式改革，保障师生校园学习环境的安全，探索应用智慧教育的模式已是迫在眉睫。
随着4G、物联网、人工智能、云与大数据的技术的不断成熟，以视频为核心的智慧校园综合视讯系统，可以帮助学校快速构建先进的校园全方位、全天候的安全防范预警体系、大规模校本优质教学资源库和在线学习系统、优质教学资源共享平台、教研平台、教务督导平台以及高效便捷的可视化沟通平台等，通过加强数字化校园教育教学及管理系统的应用，提升学校教育管理信息化水平，强化教育管理决策的数字化，形成信息化环境下的校园文化，提升信息化时代的学校办学水平。
1.2 需求分析
当前我校已经建成了一定的校园安全监控系统，但还有部分仍是模拟信号，视频监控系统对学校重要出入口、楼道、食堂、宿舍等重点区域还未做到全覆盖；学校已经建设精品录播教室，但利用率不高。其余视频系统暂时还未建设。结合当前教育信息化系统建设现状，根据学校的实际需求，现计划对我校的信息化系统进行新建或整合利旧，具体需求如下：
1、建设校园安全预警系统
校园安全监测预警信息系统由视频监控子系统、人脸识别子系统、车牌识别子系统、综合安防子系统、校车视频定位子系统、校园安全教育资源平台和移动应用子系统构成。各子系统联动可实现可视化报警管理、人员预警管控、车辆预警管控、应急指挥、安全教育、常态监管与督导作用。系统应符合相应国家标准，预留相应联网接口。
2、建设智慧教室和智慧教学服务平台
通过建设常态录播教室、电子考场、专递课堂教室、在线同步课堂教室等，探索自主学习、探究学习、翻转课堂的应用，提升教学水平和学习效果，和偏远校共享优质教学资源，扩大优质教育资源覆盖面。在课堂外，通过在线学习服务，为师生、家长及市民提供实时在线学习和点播学习，从而逐步形成”人人爱学习，人人可学习”的氛围，包括在线直点播课堂、名师课堂、名校网络课堂、专递课堂、在线同步课堂等。
3、建设教师教研服务平台
针对教师的教研活动，搭建对应的支撑平台，实现教学的研究、教师发展及教育评价等各项服务的便捷开展，主要包括远程教研系统、教师发展系统、教育评价系统、教育科研系统。
4、建设教务督导平台
教务督导平台可为学校教学水平、质量的检查、评估、监督机构提供便捷、客观、友好的视频在线督查服务，可定期检查本校校园安全情况、课堂授课情况、督导校外教学点的教学管理情况，发现问题及时予以整改。
5、建设便捷可视化沟通与会商研讨平台
可以建设实现视频会议，其在转变工作方式、改进工作作风、提高工作效率、节约会议经费等方面发挥了积极作用。
系统可以实现各类视频会议资源的整合，还支持语音电话的呼入，可实现视频、监控、地图、大屏等多种设备的联合快速调度。
可以应用于大型广播式会议、分组会议、点对点会议、多方会商研讨、远程培训、政治教育、专题讲座、突发事件处置等。
1.3 建设目标
智慧校园的建设以促进教育教学质量为重点，以建设安全、智慧、协同的校园为目标，促进每一所学校享有优质资源，提高教育教学质量，帮助所有适龄儿童和青少年平等、有效、健康的使用信息化技术，培养自主学习、终身学习能力，是教育信息化建设的核心任务。
项目建设智慧教育云计算支撑体系，实现宽带网络全面接入，信息化学习终端全面覆盖；集约建设，分步实施、资源整合、信息共享，逐步整合优化提升整个教育系统的应用，实现信息技术与教育过程的深度融合，教师信息化教学能力显著提升，资源总量极大丰富，资源质量显著提升，资源可获得性显著增强；构建智慧教育的示范点和体验中心，全面提高学生和家长的幸福度、满意度，提高我校教育竞争力；开辟可持续发展的、不断创新的智慧教育服务新篇章，构建智慧教育建设”网云协同、智慧共享”的新模式。
1、基本实现数字校园信息化基础设施和宽带网络的全面覆盖。
教育信息化基础设施更加智能，开展智慧校园建设，将学校物理空间和数字空间有机衔接起来，为师生建立智能开放的教育教学环境，改变师生与学校资源、环境的交互方式，加强校园安全视频资源整合智能化利用，实现以人为本的个性化创新服务。
2、基本建成人人可享有优质教育资源的信息化学习环境。
充分利用智能化教育环境，改革传统教育教学模式，创新学习者学习方式，提升教育管理水平。建设优质教育视频资源库，提供支撑个性化教学、培养创新思维能力的碎片化、基件式资源。采用网络课堂、moocs、微课等形式向社会开放，促进教育公平。移动学习、慕课、翻转课堂等新型学习模式逐步普及。建立视频教学研究和网络学习空间平台。支撑教师开展网上视频教研教学活动，支撑学生在线自主学习等活动，实现网络学习空间“人人通”。
3、基本形成学习型社会的信息化支撑体系。
学校和教育机构信息化主管领导、信息技术学科教师及技术支持队伍组织体系逐渐完善，信息化领导力、信息技术应用创新和支持能力显著提升。教育信息化管理体系、人才培养体系、资金投入保障机制、技术标准体系、效果评价机制和合作创新体系等基本健全。
数字化、网络化、可视化、智能化的教育教学科研、管理、评价和服务日益广泛，人人皆学、处处可学、时时能学的学习型社会基本建成。
4、教育管理信息化水平显著提高。
不同校园应用系统全面实现集成和整合，基本建成覆盖全学校的教育视讯综合管理平台，形成健全的信息化协调发展运行机制，实现统一管理、统一运维、统一支撑、统一标准。教育宏观决策与管理应用水平显著提高。
5、信息技术和教育融合发展水平显著提升。
信息技术在教育教学中实现全面深度应用，师生教育技术能力和信息素养显著增强，教学方式与教育模式创新不断取得新突破，各级各类学校的教学质量显著提升，信息技术对创新教学模式和深化教育改革的贡献度显著提升。
完善基于大数据的教育决策主体功能，科学开展教学质量发展监测与评价，为教育战略规划编制和政策制定提供及时精确的数据信息支撑。实现教育管理的流程再造，创新教育监管模式，为教育治理体系和治理能力现代化提供保障。
1.4 建设原则
1、先进性与适用性
采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。技术性能和质量指标达到国内领先水平，安装调试、软件操作使用简便易行，容易掌握。
2、经济性与实用性
充分利用现有资源，结合实际，采用经济实用的技术和设备，综合考虑平台的设计、建设、升级和维护，实现最佳的性价比。
3、可靠性与安全性
采用成熟的、稳定的、完善的技术设备，具有一致性和升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。在出现故障或事故造成信号中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时具有完整的管理策略，保证平台运行安全。
4、开放性和可扩充性
采用现有成熟产品，具有较好的开放性和兼容性，能够兼容多个厂商的前端设备，能够进行统一管理及维护。平台规模和功能易于扩充，配套软件具有升级能力，平台设计要留有冗余，以满足今后的发展要求。
1.5 建设规范
平台建设涉及的所有要求、施工、设备、材料和工艺均应符合相关的国家标准和信息产业部规定，同时满足监控安防系统有关要求。平台建设应遵循以下标准和规范：
GB/T29315-2012 中小学、幼儿园安全技术防范系统要求
GB/T28181-2011安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求
GB4943-2001 信息技术设备的安全
GB8898-2001 音频、视频及类似电子设备安全要求
GB16796-1997 安全防范报警设备安全要求和试验方法
GB17859-1999 计算机信息系统安全保护等级划分准则
GB50057-1994 建筑物防雷设计规范
GB50198-1994 民用闭路监控电视系统工程技术规范
GB50348-2004 安全防范工程技术规范
GA308-2001 安全防范系统验收规则
GA/T74-2000 安全防范系统通用图形符号
GA/T75-94 安全防范工程程序与要求
GA/T367-2001 视频安防监控系统技术要求
GB50395-2007 视频安防监控系统工程设计规范
GB50394-2007 入侵报警系统工程设计规范
GB14050-93 系统接地的型式及安全技术要求
GBJ 115 工业电视系统工程设计规范
GB 16806—1997消防联动控制设备通用技术条件
EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准
ISO/ICE/IS11801结构化布线标准
ISO TCP/IP协议标准
ISO/IEC 13818 MPEG-2协议标准
ISO IGMP/CGMP协议标准
10BASE-T，100BASE-TX 标准 IEEE802.3，IEEE802.3
第二章 系统总体设计
2.1 设计目标
系统采用高清视频监控、流媒体、云存储、智能图像分析、人脸识别、车牌识别、报警管理等技术，在校园安全管理方面，可对整个校园的综合监管，实现全网调度、管理及智能化应用，为用户提供一套“高清化、网络化、智能化、高集成”的安防综合监管系统，满足用户在综合安防业务应用中日益迫切的需求；在教育教学方面，可实现学校校本优质教学资源库的快速建立，打造学校视频图书馆，为学生、老师提供在线学习平台，实现翻转课堂、可视化教研平台；在学校日常行政管理方面，可学校各类行政人员提供快速沟通交流的在线视频平台，可为校领导提供在线安全、教学督导管理平台。本方案主要实现以下目标：
建成统一的中心管理平台：通过管理平台实现全网统一的安防、教学资源管理，对安全监控、重要出入口人员和车辆、教室授课资源、教师教学研讨等进行统一管理等；通过管理平台实现全网统一的用户和权限管理，满足系统多用户的使用需求，真正做到在任何时间、任何点可以为任何用户提供任何视频服务。
2.2 设计思路
本方案的总体设计思路如下：
统一采用IP化产品，同时在需要的场景中选用智能化产品，实现车辆、人员、报警等信息的识别与管理功能。
教室设备设计考虑集成化、模块化设计，系统设计高度自动化、智能化，无需老师关心和操作。
产品设计理念先进、可靠，符合各类国家、国际标准，方案设计考虑互联互通，预留相应接口。
建立统一的综合信息管理应用平台，实现对系统的统一管理；
充分考虑原有系统利旧，实现新老系统的无缝对接，降低成本，减少资源浪费。
2.3 总体架构设计
2.3.1 逻辑架构
本方案从逻辑上可分为安全预警、智慧教学、智慧管理等几个方面，如下图所示。

图1. 逻辑架构图
视频监控系统：采用先进的高清、智能监控技术，对校园进行全方位、全天候的全面监控，最大限度地减少各种安全隐患；
人员管控系统：采用人脸检测算法、人脸跟踪算法、人脸质量评分算法、活体确认算法以及人脸识别算法，对经过卡口的人员进行人脸抓拍并进行识别和比对分析；是一个隐蔽、友好、便捷的人脸信息采集系统和可疑人员身份识别报警平台，可在不干扰人员正常通行的情况下对其身份进行识别、侦查布控等。
车辆管理系统：采用车辆识别和智能分析技术，实现对校园内车辆的统一监控与管理；
报警管理系统：以报警业务为核心，帮助学校在人力防范的基础上，最大限度地减少各种安全隐患。
常态录播系统：通过对教室安装简单设备即可完成日常授课录制，无需对教室进行装修，系统可实现自动录制、自动跟踪、自动导播、自动发布等。
专递课堂系统：可建设本校互动课堂，可支援偏远学校，一校带多点，共享优质教育资源，实现扩大优质教育资源覆盖面。亦可在本校推广，实现教学改革。
可视化教研平台：校本教研活动可基于此平台实现在各学段教师办公室即可完成日常的听课、教学研讨等活动，亦可视频参与其他名师讲课、公开课的教学观摩中。
视频教务督导系统：对区域内课堂上课过程进行实时、客观的点评，并保留数据作为记录；可对所有监控点位的日常巡查、督导，可对各类违规情况进行抓拍、录像等，可对学校监控图像进行智能化报警管理，报警信息可联动手机进行日常管理。
云视频会议平台：可快速组织日常行政视频会议、政策宣达、日常培训、精神座谈会等。
2.3.2 功能架构
此次规划智慧校园视讯综合应用系统，以视频图像为主线，以综合教育教学视频资源、校园安全监控等与运维、信息安全为系统两大全局支撑，系统总体功能架构如下图所示。

图2. 功能架构示意图
第一层为前端采集层，主要完成各前端设备的信号采集，并包括对各类学校、教学点的录播教室、互动教室、课程资源、校园监控、考场监控、视频会议等各类音视频资源的统一调度和管理。
第二层为视频信息传输网络层，该部分网络包括视频传输专网公网。
第三层为计算、存储、管理、服务层，提供计算与存储资源，通过对存储资源统一管理和调度，实现计算和存储资源有效利用。通过强大的容错能力，确保视频信息系统的稳定可靠运行。包括视讯资源接入服务平台、教育视讯资源中心平台、教育视讯监管平台、视频图像信息数据库等。
第四层为用户应用层。该层包括各级各类教育用户，如学校、老师、学生、督导人员，以及教育其他部门用户。作为视频系统的直接用户，通过对业务及基础功能的应用，完成对基于教育教学视频应用业务的日常处理工作。
信息安全，是针对以上四层，自下而上在安全上实现通信网络安全、区域边界安全、计算环境安全和管理安全四层安全保障。按照国家和省市有关规范和要求，建立网络体系、网络监控体系，采取网络隔离、数据备份等措施，实行安全等级保护制度，建立授权访问机制和安全管理制度，确保系统的安全性和可靠性。
综合监控与运维，实现设备资源的综合管理，通过配置巡检计划，定期对监控资源进行网管信息采集，实现信息的展现与异常报警。通过以事件管理为中心的管理功能和流程，提高管理人员对设备的实时监控管理和运维能力，保障和提升系统的可用性和完好性。
2.3.3 业务架构
智慧校园视讯综合应用系统建设，其核心就是要提为管理者、老师、学生乃至家长提供全面优质的教育教学资源，采用信息化的方式为农村地区、偏远地区教学点共享优质资源，为学生学习提供丰富的学习模式，从传统的以教为核心向以自主学为核心的新型教育教学模式转变；为教师研修提供便捷高效的教研模式，系统还提供便捷、快速的网上督导模式；同时保证师生在校安全和权益。

图3. 业务架构图
项目规划建设后，可有效整合各类学校视频资源，为教育教学、校园安全、考试公平、行政会议、日常培训等提供新的模式，视频云时代必将引领新时期教育工作的开展。
作为基础教育类学校，主要在教室部署互动、录播设备，建立在线课堂、网络课堂，实现常态录制、远程互动、微课、优师优课，打造泛在学习的资源环境；实现一校带多校、一校带多点的专递课堂。在学校各个重要区域部署安防监控、人员管控、车辆管控设备以及可视化报警管理，实现全校安全统一管控，做到事前预警、事中控制、事后快速调阅等。
2.3.4 物理架构
系统物理拓扑如下图所示：

图4. 物理架构图
系统包含视频监控系统、车辆管理系统、各安防子系统报警管理系统、教室监控与巡考、录播教室、专递课堂、教研督导室、会议室、巡逻及校车等。
在各类学校建设互动录播教室，常态化录制学校老师的课程视频，上传至中心业务平台，形成优质教学资源库，向学生提供学习服务平台，探索自主学习、探究学习、翻转课堂等多种学习形式，为学生提供多途径学习方式。互动录播系统同时具备互动功能，实现互动课堂的应用，同类型学校之间可以实现远程教学，共享优秀老师、优质学科课程，促进校际间交流和优质教学资源的共享。
采用H.265、H.264及4K等先进的视频编码和成像技术，实现前端监控图像的高清拍摄，同时降低视频传输带宽，减小网络带宽压力。平安校园系统涉及校园周界、出入口、主干道路、走廊和过道、食堂以及宿舍楼等区域的全方位防护，应用人工智能、人脸识别等对学校内外的人，车，物进行综合管理，变被动监控为主动防御，中心管理平台同时可以集成学校其它安防系统，达到信息共享，统一联动，提高学校综合安防管理水平，保障在校人员的人身安全和财产安全。
2.4 平台建设要求
学校平台可实现对已建或新建校园监控系统、电子巡考系统、互动录播系统等进行整体教研活动、日常巡查、综合指挥调度和在线视讯管理督导，构建一个星型结构的数字化、网络化、智能化的校园在线视讯联网系统。
平台包含了综合视讯管理平台、综合视讯应用平台和显控中心。
显控中心可以实现对于学校指挥调度，可统一组织进行互动教学观摩、教学研讨、教学活动等。实现在显控中心音控室大屏、PC、移动端对学校所有监控点位的日常巡查、督导。
视讯管理平台可对各类违规情况进行抓拍、录像等，可对学校监控图像进行智能化报警管理，报警信息可联动手机进行日常管理。实现电子巡考系统的整合，可在调度中心对考场、考务室等图像进行巡查，实现在显控中心对学校的常态化录播课程进行巡查。
视讯应用平台实现不同学校优质学科的资源共享，可以对教学课程录像，录像时间保存一学年，也可进行移动端的观看课程直播。平台可提供丰富的业务接口，扩展视频督导、地图应用、移动视频会议、指挥调度等其他业务系统的应用。
2.5 方案特点
2.5.1 高清图像
系统采用高清产品，图像分辨率达1080p或4K，拥有广阔的视野，能清晰地呈现监控现场原貌，查看现场人物、车辆细节信息。
2.5.2 高效编码
系统前端全部采用（H.264 High Profile）高压缩比网络摄像机，部分采用（H.265 HEVC）等高效编码，大大提升了视频的编码效率，摄像机编码后， 1080P分辨率仅占1M-2M带宽，有效节省传输链路带宽和磁盘存储空间。
2.5.3 智能技术
系统应用视频图像智能分析技术，在重要出入口实现对可疑人员的自动抓拍、自动识别、自动比对、自动告警等，在后台运维相当于给监控中心配置了“永不疲劳”的值班人员，对监控画面范围内的行为进行实时识别并及时报警，有效降低值班人员的日常工作量，让安防保卫工作“更轻松”。
2.5.4 云存储
系统存储设计采用的分布式存储+中心云存储模式架构，支持视频流经编码设备直接写入专业存储设备，省去存储服务器成本，避免服务器形成单点故障和性能瓶颈，独特的文件结构确保监控服务的高稳定和高性能。云存储系统采用大规模分布式并行文件系统，其以大量的服务器和存储设备为基础，构建一个大规模存储集群，提供上百PB的存储容量，并能够在线进行容量的扩充，由此搭建的大容量存储系统整体成本远低于传统存储架构，并且具有良好的可扩充性和灵活性。
2.5.5 兼容利旧
系统具备良好的兼容性，能够接入已建模拟监控图像，通过统一的客户端界面查看图像、调看录像、接受报警等。
2.5.6 安全稳定
系统采用的后台管理及存储设备采用嵌入式Linux系统，能够有效防止99%以上的病毒攻击；
系统采用的摄像机均经过测试内核安全，能够抵抗缓冲区溢出攻击。
2.5.7 统一管理
系统能够提供丰富的用户管理、设备管理功能，帮助实现集中化的管理。系统具有以下特点：
Ø 具备强大的用户管理功能，支持三级用户管理和多级权限管理；可以为不同的用户分配不同的管理权限，如：图像浏览、云镜控制、录像与放像、电视墙操作等；
Ø 用户通过客户端就可以对整网设备进行批量配置下发、远程升级、远程操作、业务实现等操作；
Ø 系统提供强大的网管功能，网管系统基于SNMP标准，采用图形化界面设计，具有功能强大、配置简单、易于操作的特点；
Ø 通过网管界面可以使实时查看前端、平台、存储等设备和系统的运行状态、系统资源耗用情况、网络传输状态等可以迅速确定故障，便于维护；
Ø 系统能够提供告警管理、日志管理功能，支持日志导出功能，方便查询和管理；
Ø 系统提供统一的图形化管理界面，能够实现视频监控与其他业务子系统的综合管理和集监控制，方便设置各种报警联动预案。
2.5.8 集成开放
本系统具备良好的开放性，完全满足后期接入各种业务系统的需要，同时系统能够提供统一的管理平台，能够对外提供完整的SDK二次开发包，实现报警联动和业务系统对接等功能。本系统具有以下特性：
Ø 系统采用国际标准IP传输协议，提供业界标准设备接口，用户选择设备的灵活性大，升级扩容方便；
Ø 平台预留开放接口能够接入多种其他业务系统，如安防子系统、智能分析系统、视频会议系统等，通过系统的融合实现报警联动、智能应用、可视化指挥调度等功能；
Ø 系统提供完善的SDK二次开发包，支持与其他厂商DVR、编码器、网络摄像机、模拟监控系统、数字监控系统的对接，为用户的综合管理提供了更有效的解决方案。
2.5.9 大容量接入
系统能够满足大容量的数据存储要求，适应监控系统不断扩容需求，系统具有以下特征：
Ø 系统采用高稳定性的Linux系统和模块化结构设计，在保证系统正常运行的基础上，监控平台支持大容量接入；
Ø 平台支持单级堆叠和多级级联，可以轻松接入万点以上监控前端；
Ø 系统采用灵活的动态组网方式，平台可根据用户实际情况选择集中式、分布式部署，在有效降低网络负载的条件下实现方便快捷的平滑扩容。
2.5.10 部署简单、使用便捷
系统部署与设备安装简单、快捷，系统通过监控管理平台集中调度的方式实现业务、用户以及设备的统一管理，有效的保障了系统运行的稳定性和安全性，同时也提高了系统的运行效率。
系统各类操作采用统一的图形化界面客户端，直观明了用户使用便捷，有效提升管理效率。
2.5.11 多系统应急联动指挥
系统将若干个应用系统在应用功能基础上集成，实现各系统之间业务的联动，将原本独立运行、信息屏蔽的诸多系统进行横向协同。从而为应急处置提供最为直观的视频信息，并根据应急的案对突发事件进行最佳的处置。构建校园可视化新高度。
第三章 系统详细设计
3.1 校园安全预警系统设计
校园安全监测预警信息系统由视频监控子系统、人脸识别子系统、车牌识别子系统、综合安防子系统、校车视频定位子系统、校园安全教育资源平台和移动应用子系统构成。各子系统联动可实现可视化报警管理、人员预警管控、车辆预警管控、应急指挥、安全教育、常态监管与督导作用。系统应符合相应国家标准，预留相应联网接口。
3.1.1 视频监控子系统
3.1.1.1 总体结构设计
3.1.1.1.1 逻辑架构
网络高清方案从逻辑上可分为视频前端系统、传输网络、视频存储系统、视频解码、大屏拼控显示、视频信息管理应用平台、利旧等几个部分，如下图所示。

图1. 网络高清方案逻辑结构图
视频前端系统：前端支持多种类型的摄像机接入，本方案配置高清网络枪机、球机等网络设备，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行音视频数据的传输。
传输网络：传输网络负责将前端的视频数据传输到后端系统。
视频存储系统：视频存储系统负责对视频数据进行存储，本方案配置NVR和云存储进行数据存储。
视频解码：完成视频的解码、上墙控制，本方案配置视频综合平台实现对前端所有种类视频信号的接入，完成视频信号以多种显示模式的输出。
大屏拼控显示：接收视频综合平台输出的视频信号，完成视频信号的完美呈现。
视频信息管理应用平台：负责对视频资源、存储资源、用户等进行统一管理和配置，用户可通过应用平台进行视频预览、回放。
利旧部分：利旧包括前端利旧、传输网络利旧、存储利旧等。
3.1.1.1.2 架构描述
总控中心：负责对分控中心分散区域高清监控点的接入、显示、存储、设置等；主要部署核心交换机、视频综合平台、大屏、客户端、平台、视频质量诊断服务器等。
分控中心：负责对前端分散区域高清监控点的接入、存储、浏览、设置等功能；主要部署接入交换机、客户端等。
监控前端：主要负责各种音视频信号的采集，通过部署网络摄像机、球机等设备，将采集到的信息实时传送至各个监控中心。
传输网络：整个传输网络采用接入层、核心层两层传输架构设计。前端网络设备就近连接到接入交换机，接入交换机与核心交换机之间通过光纤连接；部分设备因传输距离问题通过光纤收发器进行信号传输，再汇入到接入交换机。
视频存储系统：视频存储系统采用集中存储方式，支持流媒体直存，减少了存储服务器和流媒体服务器的数量，确保了系统架构的稳定性。
视频解码拼控：视频综合平台通过网线与核心交换机连接，并通过多链路汇聚的方式提高网络带宽与系统可靠性。视频综合平台采用电信级ATCA架构设计，集视频智能分析、编码、解码、拼控等功能于一体，极大地简化了监控中心的设备部署，更从架构上提升了系统的可靠性与健壮性。
大屏显示：大屏显示部分采用最新led小间距大屏拼接显示。

3.1.1.2 摄像机部署设计
本方案前端摄像机选型应根据不同应用场景的不同监控需求，选择不同类型或者不同组合的摄像机，室外可以依据固定枪机与球机搭配使用、交叉互动原则，以保证监控空间内的无盲区、全覆盖，同时根据实际需要配置前端基础配套设备如防雷器、设备箱等以及视频传输设备和线缆。室内可以采用红外半球与室内球机搭配使用，确保满足安装的美观与细节的不丢失需求要求。
针对室外监控点位的实际情况，摄像机、补光灯（选配）安装于监控立杆上，网络传输设备、光纤收发器、防雷器、电源等部署于室外机箱，室内摄像机安装比较简易和方便，直接通过交换机、电源模块连接网络和取电。
3.1.1.3 监控前端设计—室外场景
3.1.1.3.1 校园周界监控设计
众所周知，周界安防是校园安全防范系统的第一部分、能提醒安保人员发现入侵目标，为保护建筑物内的人和物争取处理时间，当前国内普遍采用技术防护（红外或激光对射探测器、振动电缆、泄漏电缆、感应电缆）报警。红外对射探测器是目前广泛使用的一种周界报警产品。但有时还会出现误报，如树枝的摇摆、鸟类飞过红外对射区域都会引起报警。
而通过采用科达专业的摄像机是对周界防护产品的一种补充，针对围墙，本方案建议在校园围墙周界部署红外防水高清网络枪型摄像机，在夜间自动开启红外补光，在红外补光范围内仍然可以保持图像清晰，并可以和围墙的红外对射报警装置实现融合，在触发红外的同时实现摄像机的告警录像，并及时向监控中心发出告警，如告警画面上墙、声光报警等。

高清网络摄像机在夜间能够自动感应开启红外灯，最远可以达到200米的红外照射距离，并且具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣的外部环境下能够正常高效工作。
3.1.1.3.2 主干道路监控设计
针对校园内的道路部分，这里我们按照1080P高清需求，以及24小时不间断监控要求，在前端道路监控点选择星光级道路监控一体化摄像机和红外高速球机。
通过星光级超低照度摄像机+专业镜头+护罩+内置补光灯一体化交付，可对车牌进行补光，不仅可以在城市快速路、主干路使用，还可以在校园内的道路使用，应用场景进一步丰富的同时，安装调试也更加便利；校园道路监控一直有看清车牌的需求，但是夜晚要么照度不行，要么红外反光，要么强光抑制不好，因此道路监控看清车牌成了用户的痛点。通过内置补光灯对车牌进行微补光，满足用户全天候24小时看清车牌的需求。超低照度摄像机的补光灯可以自动开启、关闭。用户也可以选择手动远程打开、调节亮度或者关闭。由于车牌的高反光特性，微弱的补光，即可看清车牌，还可有效减少校园内光污染。
同时，高清红外球型网络摄像机支持360°的高速旋转，支持超低照度，并且具有最大30倍光学变焦能力，能够全方位观察被侦查目标的细节，具有255个预置位可以进行存储，实现全方位的联动功能，同时也具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣环境下正常稳定的工作。
3.1.1.3.3 操场、广场区域设计
针对操场、篮球场以及一些空旷的校园周边地区，可以在学校的楼宇制高点部署科达激光云台，它专门为远距离夜视监控需求而研发，通过500米激光器，实现超远距离夜间监控，并且采用200万像素的高清机芯，30倍光学变焦，具