校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建與創(chuàng)新分析

吳　剛

摘要：與其他領(lǐng)域的安防監(jiān)控系統(tǒng)相比，校園安防監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建有許多獨特之處。文章從中南財經(jīng)政法大學(xué)校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)實踐出發(fā)，對校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的需求特點、設(shè)計理念、方案優(yōu)選方面進行了論述，總結(jié)了校園安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中的成功經(jīng)驗和技術(shù)創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：校園安防；監(jiān)控系統(tǒng)；中南財經(jīng)政法大學(xué)；系統(tǒng)設(shè)計；方案優(yōu)選

中圖分類號：TP277文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）11-0012-03

從20世紀(jì)末開始，我國高等教育進行了布局調(diào)整，經(jīng)過幾年“高校合并”后，很多高校形成了一校多區(qū)的校園格局。隨著校區(qū)規(guī)模的擴大、開放程度的增加，對維護校園治安環(huán)境的要求越來越高。只有建立一個先進、高效、可靠的校園安全防范體系，才能為師生員工創(chuàng)造良好的教學(xué)科研環(huán)境，實現(xiàn)創(chuàng)建平安校園的目標(biāo)。

一、校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的需求特點

校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的需求與其他領(lǐng)域相比有明顯的不同，主要表現(xiàn)在以下方面：

（一）校園安防監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模大，設(shè)備多

大學(xué)校園內(nèi)樓宇眾多，人員密集，需要大量的前端設(shè)備監(jiān)控校內(nèi)的樓宇、道路和公共場所，校園安防系統(tǒng)監(jiān)控點通常達到數(shù)百個甚至上千個，特別是大型校園安防監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模龐大，使用的設(shè)備相當(dāng)多，給校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與建設(shè)帶來了挑戰(zhàn)。

（二）校園安防監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋面積大，距離遠

大學(xué)校園的面積一般都很大，視頻信號傳輸距離長，常用的同軸電纜傳輸方式難以滿足要求，在校園安防監(jiān)控系統(tǒng)中需要多種傳輸方式配合，才能完成校區(qū)內(nèi)的信號傳輸。很多高校的校區(qū)之間距離較遠，有的達到數(shù)十公里，校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的信息也需要跨校區(qū)遠程傳輸。

（三）校園安防監(jiān)控系統(tǒng)功能全，技術(shù)復(fù)雜

大型校園安防監(jiān)控系統(tǒng)具有視頻監(jiān)控和防盜報警基本功能外，還有很多擴展應(yīng)用：消防系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)聯(lián)動、安全求助（救）、電子巡更、門禁管理、電子考場等，同時，還要求充分利用原有的安防監(jiān)控設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)資源；實現(xiàn)這些功能需要處理多種不同的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、不同的傳輸控制協(xié)議，使得校園安防監(jiān)控系統(tǒng)成為技術(shù)復(fù)雜的綜合性工程。

（四）校園安防監(jiān)控系統(tǒng)可靠性要求高

大學(xué)校園內(nèi)包含許多重要部門和財產(chǎn)高度集中的樓宇，如：財務(wù)處、一卡通中心、網(wǎng)絡(luò)中心、圖書館、博物館等，這些單位幾乎都需要365天*24小時不間斷的安全保障，對安防監(jiān)控系統(tǒng)可靠性要求高。由于校園安防監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模大，使用設(shè)備的基數(shù)很大，故障點隨之增加，單靠人工管理大范圍分布的大量視頻前端設(shè)備，維護難度較大，因此，設(shè)計一個穩(wěn)定可靠、易管理、易使用、易維護的系統(tǒng)是十分重要的任務(wù)。

（五）資金投入有限，需要降低系統(tǒng)運行成本

大學(xué)投入資金一般來自教育部撥款專項資金，部分來自高校的自營收入，相對于政府部門、金融行業(yè)、大型企業(yè)而言，校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的資金投入比較有限，節(jié)約系統(tǒng)建設(shè)資金應(yīng)該是貫徹工程建設(shè)的重要原則之一。

在校園安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計之初就需要考慮系統(tǒng)的“全壽命”費用，應(yīng)降低長期運行成本，在選擇設(shè)備時應(yīng)盡量采用技術(shù)先進、應(yīng)用廣泛的知名品牌，重視系統(tǒng)的兼容性和擴展性，方便今后升級擴容，使系統(tǒng)具有較低的運行維護成本和很長的使用壽命。

二、中南財經(jīng)政法大學(xué)校園安防監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建分析

中南財經(jīng)政法大學(xué)直屬教育部，是國家“211工程”重點建設(shè)高校之一。學(xué)校由原中南財經(jīng)大學(xué)和中南政法學(xué)院合并組建而成，分為首義和南湖兩個校區(qū)，兩個校區(qū)距離14公里。

在校園安全防范監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)之前，校內(nèi)已有多棟樓宇安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這些監(jiān)控系統(tǒng)主要用于監(jiān)控樓內(nèi)的設(shè)施，系統(tǒng)規(guī)模較小，各自獨立運行，沒有聯(lián)網(wǎng)。為確保在校園安全防范監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量和工期，學(xué)校組織各方面的專家成立了項目組，專門負責(zé)項目實施工作，項目組對校園安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)起了很大的作用。

（一）首義校區(qū)校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建

中南財經(jīng)政法大學(xué)首義校區(qū)是面積較小的老校區(qū)，安防監(jiān)控系統(tǒng)投資稍小，但首義校區(qū)的地下管網(wǎng)是數(shù)十年來形成的，走向復(fù)雜，施工難度很大。因此，學(xué)校決定先在首義校區(qū)試點，取得成功經(jīng)驗后，再建南湖校區(qū)。

首義校區(qū)校園安防工程于2006年3月15日正式開工。首義校區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)共劃分為8個分區(qū)，安裝各類攝像機60余部，其中快速球型攝像機15臺，勻速球型攝像機 1臺，槍式攝像機33臺，室內(nèi)半球型攝像機12臺。主要監(jiān)控首義校區(qū)校園辦公樓，學(xué)生宿舍，重點部門、公共場所、重要交通路口。電視墻采用了14臺21寸100HZ監(jiān)視器，1臺42寸數(shù)字高清液晶彩電組成的?？刂婆_采用觸摸屏、鼠標(biāo)控制，操作方便快捷。

首義校區(qū)校園安防監(jiān)控系統(tǒng)以“首義校區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)控制中心”為核心，以視頻監(jiān)控系統(tǒng)為重點，集成了紅外報警、消防報警、交通管理、報警求助、遠程管理等功能，并與“校園110”快速聯(lián)動。

（二）南湖校區(qū)校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建

南湖校區(qū)比首義校區(qū)面積大，校園安防監(jiān)控系統(tǒng)投資也大，技術(shù)更復(fù)雜。南湖校區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)共采用了83臺攝像機，其中快速球型攝像機18臺、勻速球型攝像機 2臺，槍式攝像機51臺，室內(nèi)半球型攝像機12臺。南湖校區(qū)設(shè)置總控制中心一個、分控中心12個，設(shè)置7個自助報警亭，并接入了錢幣博物館原有的監(jiān)控系統(tǒng)，電視墻由28臺21寸100HZ監(jiān)視器、2臺42寸數(shù)字高清液晶彩電組成。南湖校區(qū)控制中心實現(xiàn)了跨校區(qū)聯(lián)網(wǎng)控制，可查看兩校區(qū)任意一個監(jiān)控點的實時圖像和15天內(nèi)的錄像資料；既可在總控制中心查看，也可用經(jīng)過授權(quán)的PC或便攜式電腦在校園網(wǎng)上查看。

2006年5月30日，武漢市公安局科技處安全行業(yè)管理部門對首義校區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)進行了驗收、評分（滿分為1分），驗收結(jié)果為：技術(shù)文檔0.96分，施工工藝質(zhì)量0.98分，技術(shù)功能1.00分。2006年11月30日，武漢市公安局科技處安全行業(yè)管理部門對南湖校區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)進行了驗收，取得了0.97分的綜合評分。并認為該項目的技術(shù)特點和工程管理經(jīng)驗是一個成功的實例。

三、校園安防監(jiān)控系統(tǒng)的特色和創(chuàng)新分析

（一）妥善保護重點對象，廣泛兼顧普通目標(biāo)

在本次校園安防監(jiān)控系統(tǒng)中，根據(jù)監(jiān)控對象的重要性和風(fēng)險等級，將監(jiān)控對象劃分為重點保障、一般保障和定時保障三種級別；并將監(jiān)控對象細分類為房間類型、樓宇類型、區(qū)域類型。對單獨樓宇監(jiān)控門口，樓群院落監(jiān)控院門口，交通要道監(jiān)控交叉路口，成片區(qū)域監(jiān)控出入口，同時兼顧停車場、自行車棚、廣場等公共場所。監(jiān)控門口選擇定焦式攝像機，監(jiān)控交叉路口、廣場選擇球型攝像機，監(jiān)控室內(nèi)、門廳、機房選擇吸頂半球攝像機。根據(jù)保障對象的監(jiān)控級別，分別采用不同的監(jiān)控設(shè)備及合適的傳輸方式，并在錄像時間和方式上區(qū)別對待，充分利用有限的資金來保障工程的質(zhì)量。

（二）數(shù)字技術(shù)與模擬技術(shù)混合使用

由于校園安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模較大，并要求接入原有的安防監(jiān)控系統(tǒng)，單純用模擬傳輸或數(shù)字傳輸方式都有局限性。在實際使用的方案中校園安防監(jiān)控系統(tǒng)由多個控制中心（子系統(tǒng)）組網(wǎng)構(gòu)成，每個控制中心均以嵌入式數(shù)字硬盤錄像機（DVR）為核心，操作簡便，可靠性高。在數(shù)字圖像信號處理方面采用了先進的H.264技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足高質(zhì)量的圖像數(shù)字化存儲和遠程傳輸要求，總控制中心則由數(shù)字矩陣和數(shù)字硬盤錄像機組成，為系統(tǒng)遠程控制和后期擴容奠定了良好基礎(chǔ)。

在實際使用的方案中，根據(jù)校園監(jiān)控點位置和保障對象的重要性等級，選擇了合適的模擬/數(shù)字信號傳輸方式：對于重點保障對象均將模擬信號傳輸至總控中心，保證優(yōu)良的畫質(zhì)和可靠性。有些重點監(jiān)控點采用數(shù)字光端機直接傳輸至總控中心；有些重點監(jiān)控點采用分段傳輸?shù)姆绞剑扔猛S電纜到分控中心，再集中使用多路光端機至總控中心，降低了每路視頻信號的傳輸成本；離總控中心近的監(jiān)控點則采用同軸電纜傳輸至總控中心。對于一般保障、定時保障采用同軸電纜將模擬視頻信號傳送到分控制中心，經(jīng)過分控制中心的數(shù)字硬盤錄像機（DVR）數(shù)字壓縮處理后，使用TCP/IP協(xié)議通過校園網(wǎng)絡(luò)傳至總控中心。這樣，幾乎每個監(jiān)控點都采用了不同的信號傳輸策略，雖然技術(shù)方案的復(fù)雜程度增加了，但重點保障對象的圖像質(zhì)量和可靠性得到了充分的保證，資金投入也明顯減少了。

校園安全防范監(jiān)控系統(tǒng)將先進的數(shù)字技術(shù)與成熟的模擬技術(shù)混合使用，符合我校校園安防監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模大、面積廣、距離遠的實際情況。

（三）安防專網(wǎng)與校園網(wǎng)各取所長

安防專網(wǎng)的主干和校園網(wǎng)一樣由大量主干光纜構(gòu)成，采用光纜傳輸性能好，但造價高昂，若全部監(jiān)控點都采用安防專網(wǎng)光纜傳輸顯然很不經(jīng)濟，使用TCP/IP協(xié)議通過現(xiàn)成的校園網(wǎng)絡(luò)傳輸是十分流行的做法。

在本次校園安防監(jiān)控系統(tǒng)中充分利用了校園內(nèi)現(xiàn)有管溝和校園網(wǎng)部分備用光纜來構(gòu)建安防專網(wǎng)，減低了安防監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)成本。對重要保障對象均采用安防專網(wǎng)光纜傳輸，對于非重點保障對象，則盡量利用現(xiàn)成的校園網(wǎng)實現(xiàn)信息傳輸，同時設(shè)計了“雙鏈路備份”功能，改善了利用校園網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃苑矫娴牟蛔?。通過合理規(guī)劃IP地址、VLAN、QOS，并采取信息安全保障措施，使安防監(jiān)控系統(tǒng)既利用校園網(wǎng)資源又不影響校園網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)和信息安全。

安防專網(wǎng)與校園網(wǎng)相結(jié)合保障了重要監(jiān)控點的圖像信號傳輸質(zhì)量和可靠性，經(jīng)濟性也很好。

（四）分片控制與集中管理相結(jié)合

在校園安防監(jiān)控系統(tǒng)中，南湖校區(qū)和首義校區(qū)各設(shè)置一個總控制中心，在總控制中心下設(shè)有多個子系統(tǒng)，即分控中心，南湖校區(qū)設(shè)置12個分控中心，首義校區(qū)設(shè)置8個分控中心。大量控制設(shè)備安裝在各區(qū)域的分控中心內(nèi)，再連接至總控中心進行集中的遠程管理，減少了信號傳輸線纜用量，節(jié)省了傳輸距離跨度大帶來的龐大資金投入。而且，DVR設(shè)備安裝在分控中心內(nèi)可做到“先就近錄像，再遠程傳輸”，可靠性很高，前端設(shè)備的錄像資料不易丟失，即使控制中心之間的傳輸設(shè)備出現(xiàn)故障時，分控中心可以獨立工作，不影響整體系統(tǒng)的運行，而總控中心設(shè)備出現(xiàn)故障時也不影響分控中心的正常工作。

由于采用先進的數(shù)字技術(shù)，邏輯上可以只授權(quán)一個總控制中心擁有最高的管理權(quán)限，對整個系統(tǒng)的管理與控制不受地理位置的影響，經(jīng)過授權(quán)的管理人員可以隨時查看整個校園安防監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各監(jiān)控點的實時圖像或錄像資料，并可以輕松地遙控前端攝像機動作，即使是跨校區(qū)控制也可輕易實現(xiàn)，使用起來相當(dāng)方便。

（五）新建系統(tǒng)與原有系統(tǒng)完整融合

首義校區(qū)和南湖校區(qū)原有的監(jiān)控系統(tǒng)是在不同時期建成的，已安裝攝像機總數(shù)近二百臺，幾乎超過了校園安防監(jiān)控系統(tǒng)新裝攝像機總數(shù)，原有監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備品牌各異，互不兼容。對這個問題采取了分類解決的辦法：對原有系統(tǒng)中恰好能與校園安防監(jiān)控系統(tǒng)兼容的設(shè)備，將其圖像信號直接接入到校園安防監(jiān)控系統(tǒng)中；對原有系統(tǒng)中不兼容的設(shè)備再分為兩類處理，一類原有系統(tǒng)中已損壞的設(shè)備或瀕臨淘汰的磁帶錄像機，更換成新型的H.264 DVR設(shè)備后，接入到校園安防監(jiān)控系統(tǒng)中。剩余的不能兼容又能繼續(xù)使用的DVR設(shè)備型號，則采用代理服務(wù)器方式解決：在代理服務(wù)器上安裝原有DVR的遠程監(jiān)控軟件，再將代理服務(wù)器的VGA輸出接口連接到總控制中心的大屏幕電視墻上，使代理服務(wù)器上的遠程監(jiān)控圖像信號能在電視墻上顯示，繞過總控制中心的數(shù)字矩陣，解決了與數(shù)字矩陣不兼容的DVR設(shè)備的信號接入問題。

在總控制中心的電視屏幕墻上，可以看到原有安防監(jiān)控系統(tǒng)的實時圖像和錄像資料，還能操控部分前端攝像機的動作，代理服務(wù)器安裝的遠程控制軟件的方法很實用，成本不高。這一功能的實現(xiàn)，充分利用了學(xué)校過去的資源，使原有系統(tǒng)“不折不扣”地融合成完整的校園安防監(jiān)控系統(tǒng)。

（六）新穎美觀的自助式報警亭

自助式“無人值守”報警亭在國內(nèi)沒有現(xiàn)成的適用產(chǎn)品，項目組和承建方自主設(shè)計了報警亭和內(nèi)部電路，亭身外殼采用堅固耐久的金屬材料制造，造型簡潔，色彩明快，并標(biāo)明英語“EMERGENEY”和中文“緊急求助”字樣，頂部安裝有亮度高壽命長LED頻閃燈。中部設(shè)有手動報警按鈕和高靈敏度麥克風(fēng)、彩色廣角攝像頭，采用光纜和光端機實現(xiàn)雙向傳輸音頻、視頻信號，并自動觸發(fā)警鈴、聯(lián)動周邊的攝像機，報警者的操作也很簡單。

自助式報警亭主要分布在全校各個偏遠的死角、大型廣場等開闊地帶以及案件高發(fā)區(qū)域。當(dāng)上述地段發(fā)生異常情況后，受害者可到最近的自助式報警亭按下報警按鈕，即可與保衛(wèi)部門進行可視對講，保衛(wèi)部門根據(jù)現(xiàn)場報告情況采取果斷措施，調(diào)動相關(guān)攝像機進行錄像取證，并用無線電話指揮保安人員追蹤包抄，及時抓捕嫌疑人。

在平時自助式報警亭的頂部LED頻閃燈和報警亭身的文字十分醒目，有強烈的警示和威懾的作用，可預(yù)防和抑制各種案件的發(fā)生，這種主動的警示效果是一般的監(jiān)控攝像機所不具備的。

（七）精心設(shè)計的古錢幣博物館安防監(jiān)控系統(tǒng)

古錢幣博物館位于南湖校區(qū)新圖書館二樓，陳列著大量古代錢幣，價值連城，古錢幣博物館安防監(jiān)控系統(tǒng)作為校園保障目標(biāo)的重中之重，是按照文物保護的等級設(shè)計的安防監(jiān)控系統(tǒng)，除安裝有密集的攝像機外，還布置大量的紅外/微波雙鑒探測器。由于古錢幣博物館在夜間幾乎沒有光照，攝像機在使用LED紅外燈照明下也難以取得理想的監(jiān)控圖像質(zhì)量，而過多增加紅外燈易干擾紅外/微波雙鑒探頭的正常工作，將普通照明燈長期打開做“長明燈”，能耗太大，也是火災(zāi)隱患，為解決好夜間防范的問題，專門設(shè)計了室內(nèi)照明燈光與紅外報警聯(lián)動的裝置，在夜間有人闖入時，報警系統(tǒng)會自動打開博物館展廳內(nèi)的所有照明燈具，攝像機可清晰地攝下入侵者的一舉一動。

綜合采用以上措施后，提高了系統(tǒng)安全性、可靠性，延長了系統(tǒng)的使用壽命。

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作者簡介：吳剛（1968－），男，湖北武漢人，中南財經(jīng)政法大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心工程師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)管理。