智能校園安防系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)

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1、智能校園安防系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)　　摘要：針對目前校園安防中存在的不足，基于智能視頻分析和IPSAN存儲構(gòu)架，設(shè)計了一種智能校園安防系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括前端設(shè)備、信號傳輸和監(jiān)控室三部分，主要可以實現(xiàn)預(yù)警功能、監(jiān)視功能、錄像功能、聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能、周界防范報警聯(lián)動等功能；文中重點闡述了智能分析子系統(tǒng)中跨線檢測、區(qū)域入侵檢測和異常事件檢測功能的實現(xiàn)方法。實際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，功能完整，可應(yīng)用于高校校園的安全監(jiān)控等。關(guān)鍵詞：校園安防；智能視頻分析；IPSAN；異常事件檢測中圖分類號：TP277；TP311.5文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2

2、013）08-0079-030引言7校園安全已經(jīng)成為一個社會高度關(guān)注的熱點問題。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)[1]。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合了視頻處理、計算機視覺以及人工智能等多個領(lǐng)域的先進技術(shù)，在圖像與事件之間建立映射關(guān)系，使計算機從紛繁的視頻圖像中分辨、識別出關(guān)鍵目標物體并分析理解其行為[2]。智能視頻分析系統(tǒng)對輸入的視頻流采用對運動目標的監(jiān)測、跟蹤、分類技術(shù)，將視頻內(nèi)的目標經(jīng)背景建模、目標分割、跟蹤及分類等圖像識別算法，完成由圖像到事件參數(shù)的轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)對各種突發(fā)事件的實時檢測，包括區(qū)域入侵檢測、穿越警戒面檢測、徘徊檢測、物品拿

3、取防止檢測和人流統(tǒng)計等。1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)智能校園安防系統(tǒng)前端采用高清和標清網(wǎng)絡(luò)攝像機，通過視頻專網(wǎng)接入到監(jiān)控中心的交換機中，通過視頻綜合平臺實現(xiàn)視頻信號的解碼上墻及智能分析，通過監(jiān)控平臺軟件的控制實現(xiàn)對視頻的統(tǒng)一實時查看、錄像和管理，通過流媒體軟件實現(xiàn)對視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)。系統(tǒng)由前端設(shè)備、信號傳輸和監(jiān)控室三個部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。前端設(shè)備主要由攝像機組成，根據(jù)現(xiàn)場不同的環(huán)境和應(yīng)用選用不同的攝像機，如在出入口選擇紅外攝像機及快速球機，在樓梯口和走廊設(shè)置紅外槍式攝像機，在周界可以選用紅外攝像機和快速球機，在校園室外開闊區(qū)域選用室外球型攝像機等。網(wǎng)

4、絡(luò)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的承載平臺，采用以太網(wǎng)傳輸技術(shù)，以交換機為核心設(shè)計，監(jiān)控中心存儲設(shè)備、流媒體服務(wù)器、管理電腦、視屏綜合平臺等接入監(jiān)控局域網(wǎng)，實現(xiàn)視頻信號的存儲與瀏覽。監(jiān)控室實現(xiàn)對監(jiān)控報警系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和控制，包括存儲、顯示系統(tǒng)、報警主機及管理和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成。2視頻圖像存儲設(shè)計7監(jiān)控室選用IPSAN作為存儲設(shè)備[3]，采用集中存儲的存儲架構(gòu)，通過存儲服務(wù)器提供豐富的存儲策略，如中心報警錄像、冗余錄像、電視墻顯示錄像和錄像備份。存儲管理服務(wù)器集中管理監(jiān)控中心和區(qū)域的存儲設(shè)備，監(jiān)控它們的工作狀態(tài)，對存儲設(shè)備產(chǎn)生的報警進行提示，管理和分配錄像任務(wù)，

5、部署錄像計劃以及設(shè)定錄像參數(shù)等。所有存儲設(shè)備都采用千兆以太網(wǎng)接入監(jiān)控專網(wǎng)，IPSAN存儲構(gòu)架如圖2所示。圖2IPSAN存儲構(gòu)架圖單個通道24h存儲1天的計算公式為：Σ（GB）=碼流大?。∕b/s）÷8×3600（s）×24（h）×1（d）÷1024以一路視頻圖像在7天、15天、30天所需要的占用空間估算（實際配置還需要考慮格式化、RAID、設(shè)備的開銷等），如表1所列。若以存儲200路高清720P圖像30天計算，則需要容量186TB。因此，考慮到格式化損耗以及RAID5功能，設(shè)計時可以選擇兩臺A1048R進行集中存儲。3系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)7整個校

6、園監(jiān)控分為三道防線來布防。第一道防線為校園周界、大門出入口，該部分主要采用周界防范報警+周界監(jiān)控+出入口監(jiān)控的方式來實現(xiàn)。通過分析發(fā)現(xiàn)最近發(fā)生的校園事件，犯罪分子主要是通過學(xué)校出入口強行闖入校園，所以視頻監(jiān)控一定要把好出入口關(guān)，預(yù)防并及時發(fā)現(xiàn)隱患。校園周界采用室外快球攝像機和紅外攝像機全天候記錄視頻信息；大門出入口及其他與外界相通的出入口，應(yīng)選能全天候清楚地辨別出入人員的面部特征及機動車牌號的攝像機。報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號后，監(jiān)控中心人員應(yīng)及時動作，視頻監(jiān)控等應(yīng)定位事故發(fā)生區(qū)域，視頻監(jiān)控可實現(xiàn)與報警系統(tǒng)的聯(lián)動，由此可實現(xiàn)有目的的、精確的跟蹤。第

7、二道防線為校園內(nèi)室外（包括操場、主要道路口等），該部分主要采用室外快球攝像機。第三道防線為各教學(xué)樓、辦公樓、宿舍樓等，通過安裝在大門出入口、樓梯口、走廊等位置紅外攝像機等不同類型的攝像機來實現(xiàn)相應(yīng)區(qū)域的監(jiān)控。圖3所示是本系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖。本系統(tǒng)主要包括預(yù)警功能、監(jiān)視功能、錄像功能、聯(lián)網(wǎng)服務(wù)功能、周界防范報警聯(lián)動功能、管理功能以及擴展接口。（1）預(yù)警功能預(yù)警功能采用周界防范等報警系統(tǒng)并配合視頻監(jiān)控等第一時間來發(fā)現(xiàn)事故點，有關(guān)部門根據(jù)應(yīng)急預(yù)案迅速反應(yīng)，把事故損失控制到最小范圍。（2）監(jiān)視功能監(jiān)視采用高品質(zhì)攝像機來獲得監(jiān)視范圍內(nèi)清晰的視頻圖像，滿足

8、學(xué)校不同部位的監(jiān)控要求。（3）錄像功能7前端網(wǎng)絡(luò)攝像的視頻信號通過網(wǎng)絡(luò)接入監(jiān)控中心的磁盤陣列，通過IPSAN方式存儲數(shù)據(jù)，錄像保存時間可達到30天以上，以供事后調(diào)查