校園安防監控系統的構建與創新分析

吳　剛

摘要：與其他領域的安防監控系統相比，校園安防監控系統構建有許多獨特之處。文章從中南財經政法大學校園安防監控系統的建設實踐出發，對校園安防監控系統的需求特點、設計理念、方案優選方面進行了論述，總結了校園安防監控系統建設中的成功經驗和技術創新。

關鍵詞：校園安防；監控系統；中南財經政法大學；系統設計；方案優選

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

從20世紀末開始，我國高等教育進行了布局調整，經過幾年“高校合并”后，很多高校形成了一校多區的校園格局。隨著校區規模的擴大、開放程度的增加，對維護校園治安環境的要求越來越高。只有建立一個先進、高效、可靠的校園安全防范體系，才能為師生員工創造良好的教學科研環境，實現創建平安校園的目標。

一、校園安防監控系統的需求特點

校園安防監控系統的需求與其他領域相比有明顯的不同，主要表現在以下方面：

（一）校園安防監控系統規模大，設備多

大學校園內樓宇眾多，人員密集，需要大量的前端設備監控校內的樓宇、道路和公共場所，校園安防系統監控點通常達到數百個甚至上千個，特別是大型校園安防監控系統規模龐大，使用的設備相當多，給校園安防監控系統的設計與建設帶來了挑戰。

（二）校園安防監控系統覆蓋面積大，距離遠

大學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，在校園安防監控系統中需要多種傳輸方式配合，才能完成校區內的信號傳輸。很多高校的校區之間距離較遠，有的達到數十公里，校園安防監控系統的信息也需要跨校區遠程傳輸。

（三）校園安防監控系統功能全，技術復雜

大型校園安防監控系統具有視頻監控和防盜報警基本功能外，還有很多擴展應用：消防系統和廣播系統聯動、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控設施和網絡資源；實現這些功能需要處理多種不同的視頻編解碼標準，不同的網絡環境、不同的傳輸控制協議，使得校園安防監控系統成為技術復雜的綜合性工程。

（四）校園安防監控系統可靠性要求高

大學校園內包含許多重要部門和財產高度集中的樓宇，如：財務處、一卡通中心、網絡中心、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，對安防監控系統可靠性要求高。由于校園安防監控系統規模大，使用設備的基數很大，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備，維護難度較大，因此，設計一個穩定可靠、易管理、易使用、易維護的系統是十分重要的任務。

（五）資金投入有限，需要降低系統運行成本

大學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、大型企業而言，校園安防監控系統的資金投入比較有限，節約系統建設資金應該是貫徹工程建設的重要原則之一。

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

二、中南財經政法大學校園安防監控系統構建分析

中南財經政法大學直屬教育部，是國家“211工程”重點建設高校之一。學校由原中南財經大學和中南政法學院合并組建而成，分為首義和南湖兩個校區，兩個校區距離14公里。

在校園安全防范監控系統的建設之前，校內已有多棟樓宇安裝了視頻監控系統，這些監控系統主要用于監控樓內的設施，系統規模較小，各自獨立運行，沒有聯網。為確保在校園安全防范監控系統的建設質量和工期，學校組織各方面的專家成立了項目組，專門負責項目實施工作，項目組對校園安防監控系統建設起了很大的作用。

（一）首義校區校園安防監控系統的構建

中南財經政法大學首義校區是面積較小的老校區，安防監控系統投資稍小，但首義校區的地下管網是數十年來形成的，走向復雜，施工難度很大。因此，學校決定先在首義校區試點，取得成功經驗后，再建南湖校區。

首義校區校園安防工程于2006年3月15日正式開工。首義校區安防監控系統共劃分為8個分區，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，室內半球型攝像機12臺。主要監控首義校區校園辦公樓，學生宿舍，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監視器，1臺42寸數字高清液晶彩電組成的?？刂婆_采用觸摸屏、鼠標控制，操作方便快捷。

首義校區校園安防監控系統以“首義校區監控系統控制中心”為核心，以視頻監控系統為重點，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”快速聯動。

（二）南湖校區校園安防監控系統的構建

南湖校區比首義校區面積大，校園安防監控系統投資也大，技術更復雜。南湖校區安防監控系統共采用了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，室內半球型攝像機12臺。南湖校區設置總控制中心一個、分控中心12個，設置7個自助報警亭，并接入了錢幣博物館原有的監控系統，電視墻由28臺21寸100HZ監視器、2臺42寸數字高清液晶彩電組成。南湖校區控制中心實現了跨校區聯網控制，可查看兩校區任意一個監控點的實時圖像和15天內的錄像資料；既可在總控制中心查看，也可用經過授權的PC或便攜式電腦在校園網上查看。

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

三、校園安防監控系統的特色和創新分析

（一）妥善保護重點對象，廣泛兼顧普通目標

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

（二）數字技術與模擬技術混合使用

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

在實際使用的方案中，根據校園監控點位置和保障對象的重要性等級，選擇了合適的模擬/數字信號傳輸方式：對于重點保障對象均將模擬信號傳輸至總控中心，保證優良的畫質和可靠性。有些重點監控點采用數字光端機直接傳輸至總控中心；有些重點監控點采用分段傳輸的方式，先用同軸電纜到分控中心，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，經過分控制中心的數字硬盤錄像機（DVR）數字壓縮處理后，使用TCP/IP協議通過校園網絡傳至總控中心。這樣，幾乎每個監控點都采用了不同的信號傳輸策略，雖然技術方案的復雜程度增加了，但重點保障對象的圖像質量和可靠性得到了充分的保證，資金投入也明顯減少了。

校園安全防范監控系統將先進的數字技術與成熟的模擬技術混合使用，符合我校校園安防監控系統規模大、面積廣、距離遠的實際情況。

（三）安防專網與校園網各取所長

安防專網的主干和校園網一樣由大量主干光纜構成，采用光纜傳輸性能好，但造價高昂，若全部監控點都采用安防專網光纜傳輸顯然很不經濟，使用TCP/IP協議通過現成的校園網絡傳輸是十分流行的做法。

在本次校園安防監控系統中充分利用了校園內現有管溝和校園網部分備用光纜來構建安防專網，減低了安防監控系統建設成本。對重要保障對象均采用安防專網光纜傳輸，對于非重點保障對象，則盡量利用現成的校園網實現信息傳輸，同時設計了“雙鏈路備份”功能，改善了利用校園網絡傳輸的可靠性方面的不足。通過合理規劃IP地址、VLAN、QOS，并采取信息安全保障措施，使安防監控系統既利用校園網資源又不影響校園網的正常運轉和信息安全。

安防專網與校園網相結合保障了重要監控點的圖像信號傳輸質量和可靠性，經濟性也很好。

（四）分片控制與集中管理相結合

在校園安防監控系統中，南湖校區和首義校區各設置一個總控制中心，在總控制中心下設有多個子系統，即分控中心，南湖校區設置12個分控中心，首義校區設置8個分控中心。大量控制設備安裝在各區域的分控中心內，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，節省了傳輸距離跨度大帶來的龐大資金投入。而且，DVR設備安裝在分控中心內可做到“先就近錄像，再遠程傳輸”，可靠性很高，前端設備的錄像資料不易丟失，即使控制中心之間的傳輸設備出現故障時，分控中心可以獨立工作，不影響整體系統的運行，而總控中心設備出現故障時也不影響分控中心的正常工作。

由于采用先進的數字技術，邏輯上可以只授權一個總控制中心擁有最高的管理權限，對整個系統的管理與控制不受地理位置的影響，經過授權的管理人員可以隨時查看整個校園安防監控系統內各監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，即使是跨校區控制也可輕易實現，使用起來相當方便。

（五）新建系統與原有系統完整融合

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

在總控制中心的電視屏幕墻上，可以看到原有安防監控系統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，充分利用了學校過去的資源，使原有系統“不折不扣”地融合成完整的校園安防監控系統。

（六）新穎美觀的自助式報警亭

自助式“無人值守”報警亭在國內沒有現成的適用產品，項目組和承建方自主設計了報警亭和內部電路，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。中部設有手動報警按鈕和高靈敏度麥克風、彩色廣角攝像頭，采用光纜和光端機實現雙向傳輸音頻、視頻信號，并自動觸發警鈴、聯動周邊的攝像機，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區域。當上述地段發生異常情況后，受害者可到最近的自助式報警亭按下報警按鈕，即可與保衛部門進行可視對講，保衛部門根據現場報告情況采取果斷措施，調動相關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，可預防和抑制各種案件的發生，這種主動的警示效果是一般的監控攝像機所不具備的。

（七）精心設計的古錢幣博物館安防監控系統

古錢幣博物館位于南湖校區新圖書館二樓，陳列著大量古代錢幣，價值連城，古錢幣博物館安防監控系統作為校園保障目標的重中之重，是按照文物保護的等級設計的安防監控系統，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控圖像質量，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，也是火災隱患，為解決好夜間防范的問題，專門設計了室內照明燈光與紅外報警聯動的裝置，在夜間有人闖入時，報警系統會自動打開博物館展廳內的所有照明燈具，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，提高了系統安全性、可靠性，延長了系統的使用壽命。

參考文獻

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作者簡介：吳剛（1968－），男，湖北武漢人，中南財經政法大學現代教育技術中心工程師，研究方向：網絡管理。