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校园智慧安防建设方案:安防监控、智能预警、明厨亮灶

   2022-06-27 2360
导读

智慧安防方案如何设计?不少朋友问到,现在越来越多的弱电人在做相关的项目,在我们弱电VIP技术群中也经常有项目经理问到,在我们弱电VIP技术群中也经常讨论到。本期我们一起来通过校园的项目,来详细了解智慧安防如何一步步设计。一、校园视频监控系统框架设计一、设计概述视频监控主要由两个场景组成,分别是室内场景和是

智慧安防方案如何设计?不少朋友问到,现在越来越多的弱电人在做相关的项目,在我们弱电VIP技术群中也经常有项目经理问到,在我们弱电VIP技术群中也经常讨论到。




本期我们一起来通过校园的项目,来详细了解智慧安防如何一步步设计。



一、校园视频监控系统框架设计


一、设计概述

视频监控主要由两个场景组成,分别是室内场景和是室外场景。根据不同场景的不同需求,灵活选择合适的前端监控产品,满足室内外各种场景下的监控需求。网络高清摄像机,通过其全新的硬件平台和最优的编码算法,提供高效的处理能力和丰富的功能应用,旨在给用户提供最优质的图像效果、最丰富的监控价值、最便捷的操作管理和最完善的维护体系。


1、系统架构设计

高清视频监控从逻辑上可分为视频前端系统、传输网络、视频存储系统、视频解码拼控、大屏显示、视频信息管理应用平台、利旧等几个部分,如下图所示:

 


智慧安防方案如何设计?


图1. 高清视频监控系统逻辑图

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,本方案配置专用视频存储设备进行数据存储。

视频解码拼控:完成视频的解码、拼接、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。



2、物理架构

网络高清方案物理拓扑如下图所示:

 

智慧安防方案如何设计?

图2. 高清监控物理拓扑图


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、存储、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,使用专用视频存储设备,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LCD窄缝大屏拼接显示。

视频信息管理应用平台:部署于通用的x86服务器上,服务器直接接入核心交换机。



二、室内场景监控设计


室内场景主要包括学校的教学楼、行政楼、宿舍楼、图书馆、体育馆、食堂、监控中心等具体建筑的内部场景,各建筑内部场景主要包括出入口、走廊、楼梯口、电梯、办公室内部、教室内部、食堂内部、监控中心内部等不同位置。

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。


一、出入口

学校各栋楼进出口、宿舍门口颇多,是整个学校安全防范重点区域之一,为了加强对各个单元楼进出人员的管理,需在各楼门口区域设置监控点,考虑到要求能看清楚进出人员的样貌,本区域有全天候工作的要求。由于该区域会存在背景光较强而导致看不清室内细节问题,所以选择带宽动态功能的红外摄像机。

 

 

图3. 出入口监控效果示例图

二、走廊

传统摄像机拍摄出来的画面比例一般为4:3或16:9,看到的场景为视角广但视野不深,而学校各建筑内部的走廊具有狭长、窄小的特点,如果采用传统的摄像机需要多台摄像机才能完全覆盖狭长的走廊,但支持走廊模式的摄像机将画面比例变换为9:16,让视角更小视野更深,减少走廊中部署的摄像机数量。为了保障走廊区域设备安装后的美观和协调,需要部署支持走廊模式的红外半球。

 

图4. 走廊监控效果示例图


三、楼梯口

楼梯口是人员进出必经之地,如有紧急事件发生,也是留下线索最多的地方,该位置的安防监控要求也比较高。楼梯口除了需要能够看清进出人员之外,还需要看清进出人员的细节信息如携带的物品等内容,该位置需要部署高清红外摄像机进行进出人员监控。

 

图5. 楼梯口监控安装示例图


四、电梯轿厢

行政办公楼基本上都会有办公电梯,而电梯作为公共交通工具,也是监控的重要区域。在电梯轿厢安装电梯半球摄像机,其通过专用的视频传输线接入到视频编码器中,从而实现对电梯的实时监控。由于电梯环境特殊,因此需要安装专用的电梯摄像机,具体安装示意图如下:

 

图6. 电梯轿厢监控安装示例图


五、办公室

办公室、会议室是属于校领导、老师日常办公、开会的重要场所,其安防需求也非常强烈,但作为日常办公的场所,需要监控到整个办公室的场景,采用普通的摄像机无法满足该需求,需要采用广角半球摄像机将整个办公室场景看清楚。


六、教室

教室作为广大师生学习的重要场所,属于人员聚集度高、安全防范风险较大的重点区域,也是学校保卫部门和教务部门重点关注的场所。教室存在场景较小、需要看清细节和安装美观等要求,因此一般教室会选择高清红外半球或室内球机完成教室监控的任务,其中红外半球用于看全景,室内球用于看细节,解决既看全景又看细节的监控需求,同时室内球机和红外半球安装属于吸顶式安装,安装后不会影响教室的整体美观,效果极佳,具体监控示意图如下:

 

图7. 教室监控效果示例图

七、食堂

食堂为人员聚集度较高场所,安防要求也非常高,在食堂的出入口、食堂大厅等重点区域部署高清红外枪机、高清红外半球和高清室内球机等设备,在后厨各操作间部署防油污摄像机和温湿度监测摄像机,对食堂进行无死角、无盲区、全实时监控,具体监控效果示例图如下:

 

图8. 食堂监控效果示例图


八、监控中心

监控中心作为整个学校安防系统的核心所在,需要对监控中心内部进行24小时全面监控,确保监控中心的安全保障。监控中心内部可以采用高清红外半球或高清红外室内球机进行实时监控,具体监控效果示例图如下:

 

图9. 监控中心监控效果示例图



三、室外场景监控设计


室外场景主要包括学校大门口、校内主要道路、足球场、篮球场、广场和室外停车库等校园区域范围内的露天场所。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。


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。室外监控网络摄像机前端部署结构如下图所示:

 

图10. 室外监控前端部署结构示意图


一、周界外围及道路

校园周界外围及道路由于路况复杂、机非人混行,用户需要对外围环境进行分类识别,对第一层安全隐患进行过滤。实现功能包括对周界外围及道路的机非人进行结构化抓拍、可疑人员人脸的智能识别和道路占道智能化管理。

针对外围道路混行问题,可使用400W星光摄像机进行机非人监控和抓拍,保证用户可看清外围道路;

 

图11. 周界外围道路机非人抓拍

其次,通过“深眸”400w人脸抓拍筒机可进行人脸抓拍、实现用户对外围道路监控以及可疑人脸的抓拍需要。


二、大门口

学校的校门进出口及生活区的出入口颇多,社会人员往往是通过这些出入口强行闯入校园或生活区,是整个学校安全防范重要的区域,为了加强对学校及学校生活区进出车辆及人员的管理,需在每个门口设置监控点,安装摄像机时需考虑夜晚的光线很差,并且要求每监控点要看清楚进出车辆的车牌和人员的样貌,为学校的管理提供事实依据。本系统设计固定红外摄像机和快速球机的方式,实时记录各出入口信息。红外摄像机负责24小时监控整个场景,满足系统无盲区的要求;球机满足监控系统灵活性要求,可通过定制预置位等在不同时段分别监视不同区域目标。

 


图12. 大门口监控效果示例图


三、主要道路

校园路面固定点需要满足在覆盖范围内看清过往行人、车辆的行为特征和体貌特征,推荐采用200万网络高清球型产品来对大范围监控区域进行监控。在重要监控区域推荐采用带有自动跟踪功能的网络高清智能球机,对进出人员进行自动跟踪。摄像机要达到IP66的防护等级,避免在雨天等环境下因为雨水或灰尘的进入;在晚上光线不足的环境下推荐采用超低照度功能或红外功能的网络高清枪机,保障夜晚等光线不足环境下的监控图像质量。

 


图13. 路面监控点监控效果示例图


四、足球场、篮球场

校园足球场面积较大,出入口也非常多,在足球场各出入口安装高清红外枪机,对进出的人员进行实时监控,同时在足球场的主席台和观众席安装高清红外球机,实现主席台和球场的全程实时监控。篮球场则主要为进出口位置的全程监控,记录所有进出篮球场的人员信息。具体监控效果示例图如下:

 

图14. 足球场监控效果示例图


五、校园广场

校园广场是课余时间学生聚集较多的场所,其中主要包括图书馆广场、体育馆广场和食堂广场最为典型,这些场所经常会有一些学生、后勤活动,容易造成人员的拥挤问题,存在一定的安全隐患。为加强校园广场情况监控,在广场周边可安装高清的红外球机和环形鹰眼监控摄像机,球机看细节,环形鹰眼看全景,实现对广场人员活动情况的无死角监控。

 

图15. 广场监控效果示例图



六、停车场

学校停放车辆面积广泛,是整个学校安全防范薄弱环节,为了加强机动车、自行车和电瓶车的车辆管理,减少巡逻人员的劳动强度,让监控人员实时监控到停车场、单车棚的情况,发现警情能够及时处理。需在停车场、单车棚区域设置监控点,考虑到停车场、单车棚光线差,并且要求能看清楚车辆停放和人员活动情况;为停车场、单车棚安全管理提供事实依据,本区域有全天候工作的要求,所以选择高清红外摄像机。

 

图16. 自行车停车库监控效果示例图




四、智慧预警系统


现代安全防范体系通常被划分为人防、物防、技防三部分,用以区分警察、保安员等人力资源构成的人防体系;围墙、门锁、保险柜、防弹玻璃等物体资源构成的物防体系;以及探测器、检测设备、摄像机、管理软件等信息技术设施构成的技防体系。随着经济建设和各项社会事业的快速发展,人们对安全防范的需求也越来越高,作为技防手段的安防系统建设,在日常生活和工作中显示出其必要性。报警系统作为安防系统的重要组成部分,以其高效报警探测能力和低误报率被应用于各个安防系统建设项目中。

报警系统一般包括事前的报警预警、事中的及时处置、事后的取证分析,需求如下:

1、对校园的周界、重要建筑物的门窗,对闯入周界的人或车辆(特别是人)进行准确报警,对门窗的闯入或破坏进行报警,提示安保人员关注和处理,防止人员闯入而造成的人身或财物损失。

2、当发生紧急情况,通过各种技术手段快速获取帮助或支援,以缓解或消除当时的紧急状况。

3、报警后可查看现场情况,具备可视化;事后可取证分析。


同时,在性能上要求:

1、系统应具备高准确性的报警探测能力及完善的警情复核能力,较少误报带来的影响,提高报警管理效率;

2、系统应具有较强的环境适应性,能满足多种安防环境需求;

3、系统应具备全面的报警防护能力,保证报警事件的及时感知与迅速处理;

4、系统应具备灵活的联动能力,以提高系统的安防能力和自动化程度;

5、系统应具备完善的远程控制能力,以满足各种应急预案的自定义设计。

6、建设一套以综合安防为核心目的的报警系统,其包括以下子系统:

7、一键报警系统,用于紧急情况下的主动报警求助。

8、楼梯拥挤报警,用于人员密集是提醒学生注意安全,同时通知安保人员现场值勤。

9、周界防范系统,用于对违法人员闯入校园周界的检测和报警,入侵报警系统,用于对人员入侵,意外事件的探测和报警;

10、同时系统中包含视频监控模块,用于辅助报警防区的监控、警情的复核以及报警过程的记录,事后的分析取证等。


一、系统架构

图17. 校园预警系统架构示意图



整个报警系统分为三个部分,即周界防范、入侵报警系统和一键报警系统。

周界防范报警有具有周界防范监测的前端设备、报警主机和后端超脑NVR组成,实现对校园的周界防范效果。


入侵报警系统指由传感器技术和电子信息技术探测并指示进入或试图进入防护范围的报警系统。入侵报警系统由前端探测器、报警主机、传输网络和中心管理平台组成;

一键报警系统指由用户主动触发紧急报警装置的报警系统。一键报警系统由前端紧急报警设备、传输网络和中心管理平台组成。

同时系统中包含视频监控和门禁控制模块,用于辅助报警防区的监控、警情的复核以及报警过程的记录,事后的分析取证,并能及时联动门禁控制等进行关闭和开启功能等。


二、系统组成

整个报警系统由前端设备、传输网络和中心管理平台组成,通过对监控区域部署探测器形成防区,以被动响应的形式实现警情的上报。整个系统以网络报警主机为核心。报警主机对前端探测器进行管控,当探测器进入布防状态时,一旦被触发,就会通过RVVP线缆将IO信号上传给报警主机。报警主机接收到该信号,形成防区报警事件,并将报警事件上传至监控中心,中心管理人员接收到警情即可迅速做出反应及时处警。


三、前端设备

报警前端设备主要包括各类探测传感器、报警主机及附件、紧急报警设备、热成像摄像机等。

1、探测传感器

探测传感器分为两类。

第一类为入侵防盗类探测器,主要包括双鉴探测器、震动探测器、红外幕帘探测器、被动红外探测器、玻璃破碎探测器、紧急按钮、烟感应探测器、燃气探测器、震动位移探测器和其他探测器等。

第二类为周界防范类探测器,主要包括入侵安防雷达、振动光纤、电子围栏、红外对射、激光对射、激光扫描探测器、热成像摄像机等。


2、报警主机及辅助设备

报警主机一般包括总线制网络报警主机、视频报警主机和无线报警主机。报警主机接收防区的状态和报警信号,传输至中心管理平台。

报警主机辅助设备主要包括报警键盘、继电器、防区扩展模块、遥控器、打印机等,用于进行本地的布撤防管理,防区拓展等应用。


3、一键报警设备

主要包括报警柱、报警箱、报警盒等设备,通过按下一键报警按钮实现警情上报。设备的高清摄像头用于警情的视频复核和报警录像联动,语音对讲设备可实现中心接警人员与前端的实时通话,帮助了解前方状况并进行相应的联动处理。


4、传输网络

传输网络是支撑整个系统运行的重要因素,负责前端报警主机、紧急报警产品与中心管理平台的通讯及报警录像的传输等。本方案中采用的的传输网络类型包括无线网络(GPRS/3G/4G)和Internet网络。


5、中心管理平台

中心管理平台负责接收网络内所有控制通信主机的各类状态报告和警情报告,对前端设备遥控编程,监测本系统和通信线路工作状况。综合管理平台作为整个报警系统的接处警中心,是实现警情接收、报警联动、报警处理、远程控制、警情记录等过程的核心部分。


6、一键报警

该系统要求在各重要场所安装一键式报警设备。针对校园行业,可以在校园大门出入口,花园,院内道路旁、餐厅出入口、员工宿舍出入口等重点区域安装一键式报警柱,在校园各楼一楼大厅和走道、楼梯拐角处、宿舍楼道等关键区域布防报警箱,安装一键报警盒。为校园打造一个立体的,全方位的安防体系才能有效地保障校园的人身安全,维护校园正常次序。


一键报警系统应该具备以下功能要求:

(1)网络传输功能

一键报警设备应支持有线和3G/4G无线网络传输,满足不同的网络环境,对前端的报警事件实现秒级响应,显示出报警快、响应快、出警快的优势。

(2)多协议接入

一键报警设备应支持GB28181标准协议,并且要支持EHOME平台接入。

(3)多行业协同管理

一键报警设备应支持双网口,实现同时在校园内网和公安网中传输信息,实现双向报警同时收到报警信息,在各场所内部形成大联防系统,实现一呼百应。

(4)语音对讲功能

一键报警设备应支持双向语音对讲功能,实现前端报警点与接警中心的双向对话。

(5)视频功能

一键报警设备自带摄像头,对报警场景、报警人进行图像抓拍和实况播放。

(6)报警联动、视频弹出功能

当接警中心接到前端报警信息后,平台自动弹出实况,并且能通过预设方式自动调用视频或者声音信息进行报警复核,并触发录音录像,系统支持与其他警用业务系统进行报警联动。

(7)防尘、防水、防爆

一键报警柱通常会安装在室外,因此需具备防尘、防水能力,防尘防水等级应不低于IP65,由于外部环境复杂多变,应具备防爆能力,防爆等级应不低IK10。




五、明厨亮灶建设


在中小学校食堂、公共单位食堂、中大型餐饮企业、小型餐饮单位等餐饮服务单位,参照部分省市的标准,餐饮单位应建设视频采集系统,实现企业登记备案、后厨视频覆盖、后厨录像存储、人员持证管理、穿戴合规管理、四害防治管理、碗筷消毒管理、食品仓储管理、后厨现场直播及手机扫码直播开放等。



一、应用架构

在中小学校食堂、企事业单位食堂、中大型餐饮企业、小型餐饮企业等餐饮单位后厨应建设视频采集系统,实现后厨生产操作全流程视频采集;通过配置视频存储设备进行视频录像存储;还可配置视频开放显示设备实现后厨视频本地开放。

 

图18. 餐饮单位后厨视频覆盖场景示意图



二、后厨视频全覆盖

1、应用概述

为了实现对后厨卫生安全24小时全天候无盲区监管,同时需要满足联网监管的要求,需要在餐饮单位后厨各个区域安装带红外的高清网络摄像机。摄像机的安装需覆盖原料仓库、清洗、切配、烹饪、留样及餐具消毒等区域。

另外,还可选择在重点区域安装支持语音对讲的摄像机,监管人员可以远程与设备进行语音对讲,及时喝止违规操作或对突发事件进行远程指挥。

学校食堂、企事业单位食堂、中大型社会餐饮单位等规模较大的餐饮后厨建议每家安装6个到10个高清摄像机,小型餐饮单位后厨建议每家安装2个到4个高清摄像机。

 

校园智慧安防:明厨亮灶方案

图19. 后厨视频全覆盖无死角


各区域摄像机配置要求如下:

1)仓库:实时采集记录仓库所有食材的存放和人员进出情况;由于食材的储存对环境温湿度有要求,选择支持接入温湿度传感器的摄像机,配置温湿度传感器实时采集温湿度数据,并将数据叠加在视频画面;通过设置温湿度上下限阙值,当仓库温湿度超出阙值范围时,可实现超限报警。

 

图20. 仓库

2)清洗区:清洗区安装的摄像机需保证高清地记录食材清洗全过程,画面应达到食材和操作人员的清晰可分辨;

 

图21. 清洗

3)切配区:切配区安装的摄像机需保证高清地记录食材切配过程,通过采集的视频应可清晰辨认食材和人员操作过程;另外,还可选择在重点区域安装支持语音对讲的摄像机,监管人员可以远程与设备进行语音对讲,及时喝止违规操作或对突发事件进行远程指挥。

 

图22. 切配

4)烹饪区:记录厨师的操作和食材投放情况,要求能清晰的辨认食材和厨师穿着、操作情况,建议在灶台的侧前(后)方高处安装。考虑到存在大量的雾气和油污,因此摄像机需具备良好的防尘防水能力和一定的防油污能力。此外,在烹饪区域安装的摄像机应在不影响摄像机视野的前提下尽量远离灶台,避免明火和高温对电线和设备的损害;

 

图23. 烹饪区监控

5)留样区:留样间安装的摄像机需对准留样菜品储存的冰柜,进行全天候的视频采集;同时,留样设备内应放置温度传感器并接入摄像机,实时采集并预警设备内部温度,温度数据直接叠加至视频画面合成显示;

 

图24. 留样区域监控

6)餐具消毒区:餐具消毒区域安装的摄像机应对准餐具消毒设备,应完整地记录餐具清洗、消毒的全过程,同时,由于餐具消毒对于温度有着严格的要求,视频图像清晰度应能看清消毒设备温度显示数字;

 

图25. 餐具消毒监控

三、 应用功能

平台具有强大的视频功能,可对监控点及布放区域进行全面的视频监控。在常规监控时间,通过云台的控制可在重点监控区域设置预置点,配置巡航动能,进行定点定时的视频巡查,监控异常事件的发生。

平台支持设备存储回放和中心存储回放;支持单通道计划录像检索、移动录像检索、手动录像检索和报警录像检索;支持精确时间到秒定位录像数据;支持回放录像抓图;支持事件回放录像;语音对讲。


 应用组成

后厨视频全覆盖应用由视频监控子系统、GIS地图子系统、传输网络子系统、监控指挥中心系统包组成。



 
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