校园智能安防系统设计

  摘 要

 随着社会不断发展,高校为社会培养众多人才,作为教育基地其安全性日益引发人们的关注。如今校园盗窃案频发,危害校园,侵犯学生权益的案件层出不穷,校园安全越来越成为社会高度关注的重点问题。为了有效解决校园安全问题,创造一个相对安全的校园环境,已迫在眉睫。校园安防监控系统充分利用信息手段,对高校校园的重点领域进行实时监控,及时采取有效措施保证校园安全。本文针对校园安防中的不足,将校园安防系统设计为视频监控系统、报警系统、门禁系统、电子巡更系统等,并着重阐述了智能监控平台在系统中的重要特性,有效保证校园安全。

 关键词:校园安防;监控系统;安全

 Abstract

 With the continuous development of society, colleges and universities for social culture many talents, as an educational base in its security has attracted people's attention. Now the theft of the campus frequently, the hazards of campus, violations of the rights and interests of student case emerges one after another incessantly, campus security has increasingly become the focus of social attention. In order to solve the problems of campus security, create a relatively safe campus environment is imminent. Campus security monitoring and control system make full use of information means, on the university campus in key areas of real-time monitoring, to take timely and effective measures to ensure the safety of the campus. The aiming at the deficiency in campus security, campus security system design for video monitoring system, alarm system, access control systems, electronic patrol system etc., and focuses on the intelligent monitoring platform in the system an important characteristics, to ensure campus safety effectively.

 Keywords: Campus security; Monitor and control system; security

 目 录

 1 绪论 1

 1.1 系统概述 1

 1.2 系统设计意义 1

 1.3 系统设计目的 2

 1.4 设计原则 2

 1.4.1 先进性与适用性 2

 1.4.2 经济型与实用性 2

 1.4.3 开放性 2

 1.4.4 可扩充性 2

 1.4.5 监管力度 2

 2 系统总体设计 2

 2.1 系统设计思路 2

 2.2 功能设计 2

 2.3 系统优势 3

 2.3.1 系统可用性高 3

 2.3.2 智能预警及跟踪 3

 2.3.3 出入口增强防护 3

 3 系统详细设计 3

 3.1 视频监控系统 3

 3.1.1 视频系统组成 3

 3.1.2 前端视频监控设计 4

 3.1.3 视频监控平台设计 5

 3.1.4 视频存储设计 5

 3.1.5 视频录像回放设计 5

 3.1.6 图像传输设计 5

 3.2 报警系统设计 5

 3.2.1 紧急报警系统 5

 3.2.2 周边报警系统 6

 3.2.3 校园重点防护区域 6

 3.3 门禁系统 6

 3.4 电子巡更系统 7

 3.5 智能分析系统 7

 4 智能监控平台 8

 4.1 平台概述 8

 4.2 平台焦点 9

 4.3 平台功能特点 9

 4.4 平台价值 10

 5 结论 10

 参考文献 11

 致 谢 12

 1 绪论

 1.1 系统概述

 在科技日新月异的今天,人们迎来了数字信息化时代,在科学技术永无止境的及其无限的创造力下,带动了数字化产业的迅速发展,由于数字化时代的到来,为建设平安校园,利用当今科技的变化,人们利用各种先进手段来建设科学化校园。近年来, “平安建设”已经成为人们追求的目标,如平安社会、平安城市、平安社区等,。在这些平安建设中,平安校园建设也越来越受到社会各界的关注。学校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。“百年大计,教育为本”科技兴则国兴,教育强则国强。随着国家一些相关政策的出台完善,“平安校园”建设受到人们的重视,智能化校园系统的日渐成熟,有解决了校园安全防范管理中的一些问题,智能化校园监控系统因为其具有安全防范、防盗报警、考场监控、综合管理等多项功能,不断是校园安防的重要手段。

 随着安防行业的不断发展,平安校园建设在各地的推广应用。全国各地的学校都不约而同的将目光瞄准了智能安防化校园,能够利用先进的技术提高校园安全水平,加强管理力度,不少省市不予余力的出台政策,来保证校园安全和谐。由于目前社会学生人数日渐庞大,各个学校不断扩大其建校规模,并增加招收学生人数。校园与社会的分界日渐模糊,周边的环境也越来越复杂。而管理规范不健全;安全防范意识差;学生自我保护意识、能力差;外来人员流动性增大;安全管理人员少;巡检范围大;意外事件预警机制不健全,响应时间长;处理不及时责任无法界定;不少令人忽略的问题或者一些潜在的威胁都时刻影响学校安全,必须使用先进技术手段,利用有限的人力与先进的监控手段相结合来实现校园安全。平安校园结合当今的安防技术、计算机技术、多媒体技术,现在的平安校园正朝着一体化、计算机化、多媒体化、网络化方数字化、智能化应用系统概念发展。智能安防系统能够为广大师生创造一个安全和谐的校园环境,一个良好的学习环境,不仅能够降低各种偷盗事件的发生,也能让学校管理人员及时应对各种突发事件。

 1.2 系统设计意义

 校园智能安防监控系统是只要防范校园安全,保证有一个和谐的校园环境,目前由于高校校园面积宽广,并且建筑物众多,师生聚集人员复杂等特点,根据这些实际情况我们要充分运用各种有效的信息手段,对校园各个地点实行监控,让我们能够及时了解事故情况,能够立马采取果断措施进行处理,才能够保证校园安全。高校为社会培养各种知识技术型人才,其重要性不言而喻,保护校园安全对于社会稳定以及国家安全具有重要意义。

 1.3 系统设计目的建立一个安全和谐的校园环境,减少人力物力财力,管理更加方便。

 1.4 设计原则

 1.4.1 先进性与适用性

 校园监控系统的技术性能和质量指标应达到领先水平;同时,系统的安装调试、软操作使用又应简便,容易掌握,适合校园环境。智能安防系统是适应时代发展的,体现了当前计算机的先进水平,本系统设计的功能与配置能给管理中心提供方便快捷的服务。

 1.4.2 经济型与实用性

 根据校园的发展状况以及校园环境,要充分考虑其实际情况,在配置监控设备时,选用最佳的价格,并且保证设备的实用性。

 1.4.3 开放性

 充分合理利用当今的科学技术,将一些门禁系统与报警系统和消防系统互相结合,打造一个信息化的校园,全面防卫校园安全。

 1.4.4 可扩充性

 校园智能安防系统设计中要考虑到今后技术的发展,具有更新、扩充和升级的可能。

 1.4.5 监管力度

 系统设备控制需要高效率、准确及可靠。校园管理平台通过对各个区域的监控掌握实时情况,及时了解事故并处理。通过统筹管理,提高管理水平,提高效率,监管力度。

 2.1 系统设计思路

 为了提高校园安全水平以及信息化管理能力,切实保护校园内师生人身安全,规范校园防范安全工作,建立一个和谐文明校园。本设计根据将针对学校重点区域进行监控,采用数字视频监控、报警系统、门禁系统、智能分析系统等手段为主,并将结合校园巡防人员、查岗、巡逻等途径,建立一个科学的,全方面的监控系统。实现各种视频系统、巡更系统等联动机制,实现对校园的安全防范。

 2.2 功能设计

 由于近期总能听到盗窃消息,或者不法分子强行在校园内作案,那么校园各个出口将是重点监控区域,必须在采取相应举措,来达到预防效果。另外,由于学校面积宽阔,通过围墙翻入也是不法分子进入学校的途径。所以,为了切实加强防范,必须加强四周安防。

 系统应具有如下功能:

 监视功能:获得一定区域内的清晰图像,在学校及周边重要地点设立监控,并在24小时中不停监控。

 预警功能:利用报警系统以及监控系统在第一时间内发现事故地点,并及时处理,把事故处理到最细哦啊范围以内。

 硬盘录像:前端视频信号接入到数字硬盘录像机存储,确保能够储存长久,以备今后调查取证。

 手机查看功能:能够自动向用户发送报警信息,并能调取视频。

 2.3 系统优势

 2.3.1 系统可用性高

 系统充分考虑到全天候监控,并采用混合录像,避免机器出现故障不能正常使用的问题;采用高清红外摄像机,不论在白天还是夜晚都能够获取清晰的图像。

 2.3.2 智能预警及跟踪

  校园面积广阔,监控点多,监控摄像范围广,光靠监控中心保安人员是难以兼顾的。而往往总是事情发生时,才去调取监控,不能在事故发生时去进行控制。本系统能够运用智能预警功能,确保及时发现隐患,实时跟踪擅入者并进行跟踪。

 2.3.3 出入口增强防护

 校园出入口安装高清晰摄像机,能够为整个系统提供更好的服务。学校出入口时是最密集区域,必须达到一定的清晰度,图像画质好,画面清晰,并且监控范围广,提高效能。

 3.1 视频监控系统

 3.1.1 视频系统组成

  监控系统能在人们无法直接观察的场合,却能实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面,并已成为人们在现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具[1]。由于它具有只需一人在控制中心操作就可观察许多区域,甚至远距离区域的独特功能,被认为是保安工作之必须手段[2]。

 闭路电视监控系统能提供某些重要区域近距离的观察、监视和控制,系统符合国家有关技术规范[3]。一般在系统应设置电视摄像机,以实现全方位监控。当管理人员需要调取监控画面或者想要远程遥控摄像机时,闭路电视系统就需要安装监视器、多画面处理器。

 最不可缺少的部分就是监视系统,它就相当于我们的眼睛,系统运动多种辅助手段,能够直接播放我们需要看到的场所,并进行储存。另外,电视监控系统还可以与防盗报警系统等其他安全技术防范体系联动行动,使用户安全防范能力得到整体的提高[4]。闭路电视的主要设备: 1.摄像机:在系统中,摄像机处于系统的最前沿,它将被设物体的光图像转变成电信号--视频信号,为系统提供信号源,因此它是系统中最重要的设备之一[5]。2.摄像机镜头:摄像机光学镜头就相当于人类眼中的晶状体,如果没有它,就会看不到任何物体,摄像机也是如此,没有镜头,那么就是白花花的图像,没有清晰的,方能得到满意的图像。就如就人们常说的近视眼,因为晶体无法伸到正常长度,就会看到模糊的场景,摄像头与镜头之间也会出现这种情况。3.云台:它与摄像机配合使用能达到上下左右转动的目的[6]。想要压榨出摄像机的使用价值,也就是能够扩大其监视范围,让我们能够看到更远的地方,那么就需要云台的配合了。天气环境的变化,也就导致云台的工作环境多样,相应的人们发明的种类也多。4.防护罩(防尘罩)和支架、解码器:防尘罩能够严防灰尘、沙粒进入轨道破坏活动轨面。解码器则用来完成对摄像机镜头,全方面云台的总线控制。支架是用来安装固定摄像机的。5. 监视器:监视器是电视监控系统的终端显示设备[7]。整个系统的状态最终都要体现在监视的屏幕上。监视器的优劣直接影响着整个系统的最终效果。6.信号传输:控制部分以及网络语言采用数字信号,文字和图像部分也偶都是采用数字化传输。常用设备有:同轴电缆、双绞线、光纤。可传输距离由近到远依次递增。7.控制中心控制设备与监视设备:(1)视频信号分配放大器;(2)矩阵(视频信号切换器);(3)终端控制器(操作键盘);(4)报警扩展打印器。

  数字视频监控系统主要由:前端视频监控点、通信网络技术、分控系统、安防监控中心等组成。利用通信网络技术、传输技术、网络数字音频技术等高科技手段,建立一个全方位,时效,安全的、可信的管理体系。并能够运用全网技术进行集中管理,在遇到突发事件时,能够及时得到处理。

 3.1.2 前端视频监控设计

 校园视频监控会对一些特殊地方进行定点监控,以及结合当前校园区域进行全方位监控。并且根据校园的区域划分为不同的重点监控范围,保证能够辐射整个校园。将校园的防范区域划分为三个等级,见表3.1:

 3.1.3 视频监控平台设计

 视频监控平台就是整合所有视频资源,管理人员需要在系统中进行注册,才能具有指令功能。监控平台系统能够根据不同的监控区域进行有效的储存,并能够对资源进行分配以及数据检索功能。

 为了应付突发事件,监控中心能够迅速对视频图像进行检索,找出事故图像,在通过

 表3.1 各类防护区覆盖场所

 防护区域 覆盖场所 I类重点防护区 校园出入口、校园周界、安防监控中心、财务室等 II类重点防护区 宿舍楼出入口、食堂、考场等 III类重点防护区 教学楼、行政楼、报告厅等 授权之后,让管理人员实时查看图像或者历史图像。

 3.1.4 视频存储设计

 校园安防系统根据校园区域大小可以设置多个分控中心,并主要对其进行管理监控。可以将各个宿舍楼分为分控中心并且监控各个出口的人员进出情况;校园田径场及篮球场设置分控中心;对大门口设置分控中心,对大门内外进行监控。对于办公楼,教学楼,等可以接入各个分控中心或者接入总控。对分控和总控中心接入视频网络硬盘录像机,进行全天候监控记录。

 3.1.5 视频录像回放设计

 在监控中心实现对图像资源的图像检索和录像回放功能,并可以在监控中心视频监视墙进行显示;同时监控中心和管理部门的视频安防监控中心工作人员以及相关部门领导,在电脑上安装一套视频客户端软件,就可以实现监控区域内的录像按照时间、摄像机名称、报警事件检索和录像回放浏览功能。

 3.1.6 图像传输设计

 传输构架就比如人的神经一样,它联通着网络的监控系统,并且稳定了系统的正常传输,同时在系统今后的扩展当中应满足其自身的要求。利用校园网以太网等网络技术,并对不同网络区域进行分类。在中心机房内,设有中心机房,负责整个网络视频数据的交换。

 3.2 报警系统设计

 一些安全防范区域遭遇外来或者老李如今时,就会引起其警报装置,并能够立即发出信号。防盗报警系统的设备一般分为前端探测器和报警控制器[8]。报警控制器是一台智能化计算机,主要负责并且控制一定范围内的工作状态,收集警报器发出的信息,并及时反馈给系统,可以驱动一些设备,如能够打开摄像机,照明设备等。比较完好的报警控制器还能够具有自检功能,事故报警。根据报警设备位置不同,我们将其划分为紧急报警,周界防护区域,以及校园周边三个防护区域。

 3.2.1 紧急报警系统

 如果遇到事故重大情况时,校园保安人员或者师生按下急救按钮,公安人员将会根据监控平台到达指定位置,实现紧急报警系统,使学校与公安人员的联动。紧急系统配置原则表3.:

 表3.2 紧急系统配置原则

 防护区域 类型 配置数量 备注 门卫值班室 I类重点防护区 配置1套 强制 宿舍楼值班室 I类重点防护区 配置1套 强制 安防监控中心 I类重点防护区 配置1套 强制 教学楼内 II类重点防护区 配置1套 推荐 行政楼内 II类重点防护区 配置1套 推荐 3.2.2 周边报警系统

 在学校的四周围墙以及重要建筑区域设置报警系统,主要监控校园周边区域,见表3.:

 表3. 周边报警系统配置

 防护区域 类型 配置数量 备注 校园围墙周边 I类重点防护区 配置1套 强制 宿舍楼一层周界 I类重点防护区 配置1套 强制 3.2.3 校园重点防护区域

 在学校的重点防护区域,如财务室、实验室、档案室、等计算机网络中心设置重点监控,并安装探测器,防患于未然,见表3.:

 表3. 校园重点防护

 防护区域 类型 配置数量 备注 财务室 I类重点防护区 配置1套 强制 计算机教室 I类重点防护区 配置1套 强制 校园网络中心 I类重点防护区 配置1套 强制 3.3 门禁系统

 在数字化发展的今天,门禁系统的应用已经深入到各个领域,当前古老的门道钥匙管理已经被其超越。在智能化今天,运用先进技术对出入口进行管理,有效的解决了安防问题,特别是在一些高校的科研建筑。门禁系统可以保证人员财产安全,具有极高的可靠性,随着门禁技术的发展,人们不仅仅将其用在出入管理当中,还应用于考勤管理、安防报警等,一般分为卡片识别、生物识别。门禁系统可以对进出口进行全天候的监控,对可疑人员进行抓拍。

 3.4 电子巡更系统

 巡更系统是实现监督管理巡逻人员是否按规定路线,在规定的时间内,巡逻线路考核报表了人员考核系统规定的数量的巡逻地点的最有效的、最科学的、技防与人防相协调一致 的系统;其主要特点可助提高巡逻工作人员的责任心、积极性,及时消除隐患,防患于未然。电子巡更系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分,是一种先进的综合性管理体系,它要求巡逻人员及时准确地到位,同时它又把巡逻人员巡逻的全部或部分情况记录下来,并为日后对某些突发事件的处理提供了方便的条件及重要的依据。唯实电子巡更系统要求巡逻人员及时准确的到位。因为只有人员的及时准确到位,才可以对损坏及破坏行为进行快速反应,同时对破坏分子也有强大的心理威慑作用[9];巡防人员准确到位,那么将会起到一定的预防作用。由此通过对社区进行定期的巡逻以保证社区的正常运行显得尤为重要。

 巡更系统为无线操作巡更系统,使用巡检器记录每位置的巡更站的情况。当巡检器安放在收集器上便将已被阅读的巡更站数据传送至系统电脑主机。系统管理软件安装在管理计算机上,通过软件可以设定巡更站编号,巡逻路线,及巡察时需要检查的事项,然后通过电脑经记录器界面将已设定的上述数据传送至巡检器。保安人员需要按照巡检器设定的巡查路线巡逻。在巡更时,保安人员利用巡检器记录各项巡查和工作进度以获得巡更确认。

 巡防人员应当根据设置好的路线进行巡更,并按照设计好的顺序进行巡更。在第一个地点巡完以后,立即按照规定的第二个地点进行,如果出现漏巡或者错巡,那么系统将会发出警告进行提示。对于同一个巡更点,不能重复进行,如果出现,系统将会出现信号显示提醒。若继续不依照原定的巡更路线巡逻,其路线错误的记录将被储存在记录器内以便复查。

 在每一次巡更完成后,系统都将会把巡更时间,情况记录下来,以便日后利用。巡更站设在楼梯口、走廊、门厅等重要保护部分巡逻人员使用巡检器上工作清单跟进问题,工作完成后,需要记下工作进度资料,经传送器传送跟进资料至系统计算主机。

  智能分析系统

 智能视频分析处理技术就好比红外探测仪一般,不仅为安防系统的异常状况发出警报,而且它就如人的大脑一般具有思考能力,更加充分利用当前计算机的逻辑运算去过滤掉一些无用信息,提取有效的情报,并且能够比对行为分析自动触发报警系统,显得更具有人性化,更好的预测并监测。同时,它提供的报警信息内容也更加丰富。而利用了智能视频分析技术提供的报警信息的安防系统就称为智能安防系统。智能分析具有较高的图像特点,并且与监控系统结合是密不可分的,智能监控系统也是最成熟的系统。也就是说智能分析技术在安防系统中的应用发展方向是两个,一是不断提高分析技术,提供更准确更丰富的报警结果;二是不断优化安防系统方案,充分利用智能分析技术的特点,将智能分析的报警结果智能地应用到安防体系中智能分析技术,改变的当前的传统监控模式,化被动为主动。系统一般通过先进的分析算法,并进行一些规则内的判断,对于可疑行为进行告警,提醒工作人员,这将能够大大提高视频的利用效率。主要为人脸识别、目标识别、行为识别等。伴随着校园监控视频技术的成熟发展,大规模应用,将对校园起到意想不到的作用,见流程图3.5:

 图3.5 智能分析流程图

 4.1 平台概述

 智能监控平台,它的监控理念让传统的智能监控平台具备了划时代的新含义,不仅具备普通监控平台的功能,而且将“智能视觉”的新概念引入了大型监控平台来,让“智能视觉”从概念和设计走到了实际应用的层面[10]。

 “智能视觉”监控是把收集到的视频信号,利用先进的计算机技术,对其进行有效的处理分析,不在人为的操作之下,自动的对视频信号进行序列排位,根据景象自动识别,深入了解目标行为,如果将有异常现象发生就会立即发出警报,提醒相关工作人员,并吧事故地点准确显示出来,帮助工作人员处理,并能够减少事故的发生概率。

 4.2 平台焦点

 (1).智能监控平台经过不断发展完善,具有多重特色,能够根据校园的实际应用满足其需求。

 (2).智能监控管理平台是一个综合管理系统,包括多个先进拘束的应用例如、计算机应用技术、网络通信技术、视频传输技术、访问控制技术、云存储、云计算等。智能监控平台能够充分利用视频资源,可以对收集到的图像进行识别,描述检测目标行为,不仅能够实现对区域检测功能,还能对目标进行检测,人流量统计等性能。

 (3).智能监控平台主要有前端接入、媒体处理以及用户表示三层组合而成。前端接入层主要由视频采集单元、编码单元、智能分析单元、报警单元等组成[11]。主要任务就是获取对前端视频信息,还要进行信息处理,最终接入业务中心。媒体处理层由中心业务平台。媒体处理分发和网络存储单元组成,主要负责业务处理控制、视频音频传送、存储以及系统管理。网络存储单元则需要实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理。

 4.3 平台功能特点

 传统视频监控应用中,受到条件和技术的约束,存在不少问题和缺陷。

 (1).由于监控量的不断扩大,传统的摄像机配置是不可用的,在复杂多变的环境下,想要将所有范围区域内的监控区域显示在屏幕中并时刻监视是不可能的,所以需要提高监控的有效性。

 (2).智能视频监控毕竟有其局限性,误报和漏报事故频有发生。耗费了管理人的时间精力,也影响视频监控效率。

 (3).数据庞大且复杂,还没有进行有效的数据类型选择,对于重要的数据信息没有及时进行有效存储,那么当我们需要用的时候就会变得异常困难,难以找到数据目标,导致数据丢失,在去进行事实调查时,无法做出相应的划分。智能监控平台具意想不到的利用价值,当人们发掘出智能分析时,那么以前的传统监控平台将会退出历史舞台,一些全新的技术就会被运用。当我们熟悉智能监控管理平台时,就可以挖掘出摄像机以及录像机的最大潜力,全面提高监控水平,让我们尽可能的减少人力的使用,减少在安防中财力的挥霍,提高监控水平,保证校园安全。

 4.4 平台价值

 (1).能够减少安防人员的使用,智能监控平台能够有效的对收集到的图像进行处理分析,当出现威胁时能够迅速通知管理人员,提高工作效率。并且具有易懂、清晰的操作演示,让管理人员能够尽快熟悉操作流程,在处理事故时能够得心应手,帮助管理人员分辨威胁信息,能够准确存储安防信息。

 (2).提高事故处理速度,智能监控管理平台相对于传统的监控平台最大特征就在于一个智能的特点,在对收集的图像进行分析时,能够辨别出是否有危险信号,如果有,就会马上发出消息,通知管理人员尽快处理。

 (3).收集到的视频资源,传统的视频监控系统和智能视频系统具有较大差别,前者只能对于收集到的视频进行观察,后者能够进行智能综合分析,提取出有用的信息方便管理人员处理事故。

 近年来校园不断出现偷盗,跳楼等事故。对于学生的人身安全造成威胁,以及私有财产的侵犯,学生们的安全都是人们日常所关注的。十年树木,百年树人,学生是祖国未来的栋梁之才,应该关注其自身安全。不应让悲剧发生在校园当中,为学生创造一个舒适和谐的校园环境,有一个学习的良好环境。本系统针对于校园安全而设计,在一定程度上,减少了人力,物力的使用,通过先进智能化设备,加强校园管理,提高管理里水平,保障校园安全。

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 致 谢

 II

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