浅谈HD-SDI监控系统如何应用于平安校园建设

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近年来，“平安建设”日益成为人们所熟悉的话题，如平安城市、平安区县、平安社区等，成为安防行业关注的主题。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，目前的学校都普遍存在着校园面积大、场地分散，学生众多，校园周边的环境复杂等特点，传统的人力巡查已不能满足校园安全管理的需求，越来越多的学校开始考虑通过校园网络视频监控系统的实施来建设平安校园。

　　平安校园系统简介

　　平安校园结合当今的安防技术、计算机技术、多媒体技术，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。平安校园安防系统不但保障了学校广大师生的人身安全，降低了各类治安事件的发生，而且还可以成为学校各级管理者有效管理教室和学生的有力工具，为校园提供一个舒适安全的学习环境。

　　结合当前各地学校建设的校园视频监控系统管理方使用的现状，仍然存在某些不足之处：现在各校的监控系统均是独立系统，已经不能满足多方面的保卫管理工作的需求，任何人如需查看监控系统，必须去监控室，对于各级管理者不够灵活；无法与校园其他视频综合管理，如制作课件、教学评估、考场监控等，因此建立综合的监控系统，资源共享、统一管理已经成为平安校园的新趋势。

　　现在的大多数校园都建立了百兆、上千兆的校园网络，同时由于光纤传输成本的下降，校内光纤传输愈来愈普及。如何利用好现有的资源，避免重复投资，这也是我们需要思考的问题。前端的数字网络视频设备采用以网络为传输媒介，基于TCP/IP协议，以计算机技术为核心的数字视频图像监视系统。其特点是现场摄像机的模拟视频信号及控制信号在现场即被转换为数字信号发送、接收、控制、存储与显示，在统一的管理平台上管理和控制，实现网络化、多级别的管理模式，越来越受到各个高校的使用者的认可。

　　HD-SDI监控系统的应用

　　摄像机是整个安全防范系统的原始信号源，主要负责各个监控点现场视频信号的采集，并将其传输给视频处理设备。监控前端的设计将结合学校实际监控需要选择合适的产品和技术方法，保障视频监控的效果。

　　近两年，高清可以说是监控行业最热门话题，业界各大主流厂商都纷纷推出自己的高清产品尤其是高清网络摄像机和HD-SDI高清数字摄像机、基于IP监控和基于HD-SDI监控各有优势，从目前安防需求看，HD-SDI监控是令人振奋的。但是，HD-SDI监控本身也还有技术问题需解决。就目前技术和监控市场，如果前端采用SDI摄像机，那么必须要有一整套完整的SDI产品与之搭配才可以获得良好的效果，包括SDI编码器、SDI视频服务器、SDI光端机等产品。

　　但由于广电与视频监控领域的应用差异存在高造价高费用问题、无论是HD-SDI还是IP高清监控，它们都有自己特殊的应用领域，相互不能替代，却是互补的，所以我们可以结合IPCamera和HD-SDI摄像机的特点使用结合方案、比如方案中重点区域或重要通道使用HD-SDI设备其他区域使用网络摄像机和统一管理平台的方案。

　　系统特点

　　采用高品质摄像机，获得清晰的视频图像，满足学校不同部位的监控要求，将校园各区域的安全问题尽收眼底，以减少人员疲于奔命搞巡逻，做到动静结合，有效节省学校人员开支；采用HD-SDI设备可提供不失真原始高清实时图像、由于HD-SDI监控以未压缩数字信号在同轴电缆上高速传输所以不失真、不受传输网络影响、不会有IP网络监控产生的图像延迟等问题。在实时监控校园各区域方面该性能显得特别明显。

　　与录像机联动的紧急按钮为危险中的受害者提供快捷的呼叫服务，保卫中心在监视器上自动显示报警所在位置的视频画面，提醒值班人员快速处理，事件触发录像功能为后期快速破案提供依据；而且单位面积摄像机布点密度大幅下降，提高了采集设备的利用效能。

　　安防系统可与学校日常工作相结合，最大限度的发挥作用，如门禁管理系统，电子考场监控系统等。

　　前端设备

　　作为监控系统的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用。整个学校校园监控系统可以分为四类。

　　大门出入口，校园周界。校园的校门进出口颇多，社会人员往往是通过学校出入口强行闯入学校，是整个校园安全防范重要的区域，应能清楚的辨别出入人员的面部特征及机动车牌号。

　　在条件允许的地方，学校主要出入口可选用高清HD-SDI摄像机，以高清实时的画面实现对关键细节(如车牌、人脸)的取证从而更好的为整个安防系统服务。

　　校园内道路、主要路口。该部分主要采用网络快球摄像机以及红外摄像机来实现。

　　各教学楼、办公楼、宿舍楼。室内需要安装在楼梯口、电梯口、走廊等位置的半球/枪型等不同类型的摄像机来实现相应区域内的监控。

　　教学楼顶、广场、运动场制高点。这些区域需要安装高清摄像机，可以超大范围清晰监控此区域的任何一个角落，基本上做到不留盲点。

　　传输

　　本地网络传输系统主要依托校园局域网，实现本地信息的处理和存储；远程传输系统是远程集中监控管理系统的关键组成部分，负责各种信号和指令的上传下达，实现系统的集中管理、多级联网、信息共享、互联互通互控。远程集中监控管理系统以现有以太局域网为基础、可以通过宽带互联网完成数据传输，将视音频数字信号进行压缩编码传送到各级集中监控中心控制端，同时将各级集中监控中心控制端发出的控制信号传回监控前端。

　　网络传输受网络带宽的约束、目前基础的百万像素高清720P规格计算码流约是D14M带宽的2倍，采取1080P计算码流更是D1的5倍、所用带宽约为10M。以100M以太网为例，在确保流畅的前提下，实际上同时能承载5路左右的高清图像，但如果同一视频源有多个用户访问，占用的带宽会更大。换成千兆以太网可以承担几十路、对于小规模高清监控系统可以有效解决，对于大工程而言由于光纤通信技术的飞速发展，也使得光纤传输监控系统的造价大幅降低，所以光纤和光端机在监控系统中的应用越来越普及、目前调查发现光纤已广泛应用于校园领域。

　　在HD-SDI信号传输方面短距离(100米)可以采用同轴电缆传输、也可以加中继器的方式可延长传输距离至400米左右、如果是长距离传输目前最普遍的是HD-SDI通过转Fiber的光端机转换为光纤电缆传送，同时为了能满足多路的HD-SDI信号的单向或双向传送，光端机也有以WDM/DWDM/CWDM等多频道光波长分频方式的传输，达成一路以上的HD-SDI光纤信号载送传输要求，这可以让HD-SDI摄像机信号传输达到30-70公里。

　　实现的原则为，以校园原有网络为基础，其他网络为辅，最大限度的节约成本。如重点区域(校门口)可通过HD-SDI方式连接到DVR；校园围墙、路口等可通过原有光纤通过4/8口光端机拓展接入；办公和教学区域则完全从原有网络接入即可。

　　存储

　　存储系统采用本地存储的方式，模拟或网络的高清图像都可采用嵌入式DVR，NVR进行接入及存储。HD-SDI，这个标准主要针对分辨率为1080P，帧率为25或者30，模数转换后的数据量为1.485Gbps，用这样的数据量直接去存储的代价是相当大的，所以从实际考虑，视频的存储还是需要进行压缩、而且可以采用4CIF画质进行录像、按照每小时650兆的数据量计算的话存储一个月每路大概需要500G的容量，以此类推可以估算出需要的数字硬盘录像机的数量以及配置。

　　监控管理中心

　　TSM是最新推出的一个全数字化的、开放式的网络视频联网平台，可以调用HD-DVR编码后的视频、能够实现校区内各系统间的相互集成、报警联动、信息集成以及控制信息的统一发布和管理。具备强大数据管理功能，可对系统数据进行集中管理、检索、查询、分析和统计，包括各类事件信息、报警信息等。

　　目前很多人认为HD-SDI摄像机目前缺乏系统性的管理平台工具，在整合、集中管控上会遇到问题。实际项目中实现这一需求并不是很难、前端部分采取同轴缆线搭配光端机的传送方式将所有路侧信号送回控制中心，图像解调后用分配器一路上墙实时监视，一路进入具有联网功能的HD-SDI硬盘录像机、用管理平台软件将所有的DVR进行联网管理收编，这样不仅达成平台管理的要求更在分群分组上更便捷、快速的进行高速公路画面调拨工作，另一种方案是图像解调后用分配器一路上墙实时监视另一路通过编码器编码后进入NVR进行存储和统一管理。

　　显示

　　在监控中心设置多台大屏监视器构成电视墙，中央管理软件可最多支持64路画面的实时监视。

　　系统构架图如图1。校园教学区、学生宿舍、办公区等在原有网络基础上增加摄像机。校园外围及路口，以原有网络最近原则，通过光电转换器4路或8路连接网络快球；校园入口等通过HD-SDI摄像机监控，通过HD-SDI的DVR做接入、录像存储，同时通过BNC转HDMI的转换器输出到电视墙实时显示。如要浏览实时高清图像，建议通过视频服务器端调取HD-SDI的DVR上的录像文件查看。

　　未来展望

　　平安校园系统未来的发展方向很大的程度取决于当前市场客户的需求以及视频监控技术的发展，校园安防发展前景是毋庸置疑的，大型校园安防系统还涵盖智能一卡通，车牌识别，门禁系统，3G技术，GIS地理信息系统，消防系统，报警系统等。如何将被动监控提前到主动监测上，如何提高检测准确程度，如何达到少投资多收益，将车牌识别、多媒体教学、校园安防一体化、家校通、入侵报警系统、消防报警联动等系统做到无缝兼容，这些都是未来行业发展的新动向。

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