文物单位智能视频安防监控系统解决方案

前言

目前文物保护单位的技防系统没有统一的平台,各安防子系统之间无法联动操作,导致了系统功能残缺。再加上文物保护单位对于技防系统的建设一直以来都是采取“添油战术”,没有大量的资金做一次性的投入,因此文保单位的技防系统现状是各文物点独立建设、建设标准各异、产品和技术五花八门;而且大部分是根据资金量来确定技防系统功能,缺乏统一的规划和建设标准。实际上已经形成了若干个“信息孤岛”,不利于管理更谈不到以后的互联互通、多级管理。

为确保地面文物及博物馆的内部安全和防破坏能力,建立符合一级技术防范级别的安全、可靠、先进的文物安全技术防范系统,做到统一规划、统一标准、分步实施,对保证地面文物及博物馆安全和现代化管理是十分必要的。本项目建议书,是通过安防信息技术、智能控制技术及互联网+的理念对传统的文保技防管理模式进行统一规划,经过对部分文保单位实际情况的调研和多方论证,结合当前市文物保护技术防范的实际情况,对文物技防未来几年的技术防范体系建设提出技术建议规划,并建设一套完整的文保技防智能管理平台。

建立文保技防智能管理平台系统最主要有三个目的:一是报警并阻止人为的破坏活动,及时发现警情,提示值班人员按预案进行及时处理;二是取证,提供接警后分析的依据并备案;三是及时发现隐患,把有可能发生的危害,消灭萌芽中。

设计依据

有关平台建设需遵循以下标准进行建设:

用户对项目的建设目标和要求。

国内及国际同类项目的应用考察及本项目实地勘测;

行业标准、国家标准、国际标准(如下)

《文物系统博物馆安全防范工程设计规范》  GB/T 16571-1996

《防盗报警中心控制台》  GB/T 16572-1996

《建筑电气工程施工质量验收规范》  GB50303-2002   

《用户终端设备耐过电压和过电流能力要求和试验方法》  YD/T870-906    

《电子设备雷击保护导则》 GB7450-87     

《信息技术设备包括电子设备的安全》   GB4943-95      

《安全防范工程程序与要求》   GA/T75-94      

《安全防范系统通用图形符号》 GA/T74-94      

《保安电视监控工程技术规范》       GT/76-94       

《防盗安全门》     GA25-1992      

《文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定》  GA27-2002     

《入侵探测器通用技术条件》 GB10480.1-89   

《防盗报警控制器通用技术条件》      GB12663-90     

《爆炸和火灾危险环境电力装置设计》     GB50058-92     

《民用闭路监控电视系统工程技术规范》      GB50198-94     

《民用建筑电气设计规范》     JGJ/T16-92     

《建筑弱电工程设计手册》

《防盗报警中心控制台》    GB/T16572-1996

《欧洲电气安装总线》         EIB

《中国建筑电气设计规范》       (GR)/T16-92

《ABB I-bus智能控制系统设计总则》

《高层民用建筑设计防火规范》GBJ45-82

《建筑设计防火规范》GBJ16-37

《火灾自动报警设计规范》  GBJ116-88

《火灾自动报警系统施工及验收规范》GBJ50166-92

《全国IC卡应用发展规划》—-国家金卡工程办公室

《ISO〈国际标准化组织〉带触点的集成电路卡标准7816》

《ISO/IEC非触点集成电路卡标准10536》

《国家带触点的集成电路卡标准16649》

《国家非触点的集成电路卡标准17553》

《旅游IC卡系列技术规范》(草稿)—国家旅游局

《计算机软件工程规范》              

《计算机集成制造系统(CIMS)约定、标准与实施指南》

《中国建筑电气设计规范》

《工业企业通信设计规范》

《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》                     CECS 72:97

建设目标

文保技防智能管理平台系统能为文物管理部门提供文物保护的技术工具或手段,辅助以互联网技术、视频分析技术、周界防范、红外侦测、温湿度控制、能耗监测、报警联动等统计和分析技术手段,找出技防的关键环节,并可有效的防止文物被人为或自然的破坏从而达到技术防范的目的,也可以辅助对文物未来损毁的趋势进行分析,提升管理部门的文保管理和决策水平,打造文保部门数字化管理平台。

文保技防智能管理平台建设的最终目标应是实现“六化”,即“技防数据化、数据可视化、文保指标化、管理动态化、决策智能化、服务人性化”。其中,“技防数据化”和“数据可视化”主要体现了技防监测的功能,即可通过各类监测终端的建设,完成各种图像、数据的数字化采集、统计和分析。“文保指标化”和“管理动态化”主要体现了文保监管的功能,即可通过对各类数据的分析,制定合理指标,实现定额化管理、预测性管理等文保管理的新手段。“决策智能化”和“服务人性化”则是平台建设的核心目标。

文保技防智能管理平台建设应强调“以人为本”,其服务性至少包括三个方面:一是服务于基层文保人员的便捷使用;二是服务于基层管理部门的统一监管;三是服务于领导的管理决策。

文保技防智能管理平台建设的最终目的是为了实现远程联网多级管理,面向数字化、网络化、智能化、行业化和高度集成管理的综合性平台,以便满足各文保单位不同保护对象高可靠性、灵活性和业务化的安全防范管理需求,适合于在大型组网、多级管理的分布式环境下对平台所有功能的集中监控与管理。并实现以下目标: 

1) 对各子系统进行统一的监测、控制和管理 

系统集成将分散的、相互独立的子系统用相同的环境、相同的软件界面进行集中管理。管理员可以通过自己的桌面计算机监控各子系统的运行状况信息等。这种监控功能是方便的,可以以生动的图形方式和方便的人机界面展示希望得到的各种信息。 

2) 实现跨子系统的联动,提高整个系统工程的功能水平 

系统实现集成以后,原本各自独立的子系统从集成平台的角度来看,就如同一个系统一样,无论信息点和受控点是否在一个子系统内都可以建立联动关系。这种跨系统的控制流程大大提高了系统的自动化水平。 

3) 提供开放的数据结构,共享信息资源 

建立一个以集成为基础的开放式工作平台,采集、转译各子系统的数据,建立对应系统的服务程序,接受网络上所有授权用户的服务请求,实现了数据共享。这种网络环境下的分布式B/S体系结构使集成信息系统充分发挥其强大的功能。

设计规划思路

文保技防智能管理平台将GIS技术引入安防管理领域。地理信息系统可将视频监控、门禁控制、电能监测、温湿度控制、防盗/入侵/周界报警等各种信息与地理空间位置很好地结合在一起,图文并茂、简捷直观。同时软件平台采用模块化设计、独特的分布式技术和多级网络拓扑结构,可以根据用户需求构建单一平台的行业应用,也可以构建适合多级平台的大规模应用,如各文物点、博物馆、县文物管理部门和市级管理部门。平台要具有高可靠性和安全性,基于Internet/Intranet和WEB技术,用户使用起来更加方便。 

文保技防智能管理平台对各子系统系统的集成不是直接在设备层面上的集成,而用采用了松耦合模式,非跨子系统的业务逻辑都在各个子系统内实现,只有跨子系统的业务逻辑才在集成平台上实现,是在各个独立的子系统基础之上进行集成。这样便可以保证各子系统能独立运行,当一个子系统发生问题时,不应影响其它系统,确保可靠性。决不会导至各子系统过分依赖或粘连过多。可以根据应用需要,快速、方便地在安防监控中心把各系统的数据资源、控制资源等信息,通过集成联动平台的方式组合起来,最大限度地利用整体资源,做到优势组合,满足应用的需要。 

系统规划

根据以上设计依据、建设目标和设计原则,出具设计规划方案,将市所有文物保护单位的技防项目按照统一的标准和要求,建立统一的文物技防智能管理平台,并根据文物局现实情况分阶段、分步骤地实施,形成一个数字化、网络化、智能化的监控、检测、管理、控制节能、决策网络。今后各文保单位的技防实施必须遵循总体设计、整体规划、分部分步实施的原则,对市所属各文保点现有的软、硬件设备和子系统分阶段、分步骤的逐步改进、改造更换和接入;对于新建的技防系统严格按照新的平台要求进行建设。文物技防智能管理平台规划具有以下内容:

系统技术架构

文物技防智能管理平台主要分为基础子系统、数据层(含网络层)、服务显示层。各层次的作用说明如下:

基础子系统

这是保障文物技防智能管理平台系统正常运行和扩充的基础。也是最底层的、可以独立运行的子系统。包括视频监控、各种报警设备、数据采集设备、数据网关、服务器、客户端硬件和软件等。

数据层

数据层是整个系统的基础数据支撑,处理各类数据的采集、处理、上报、接收、存储、监测、决策等。通过网络、硬件、采集仪表、采集器完成各文保点实时监测数据的采集;对于外部系统数据,通过系统的接口服务完成与外部系统的数据交换。

服务显示层

可分为服务层和显示层。通过对原始采集数据进行加工处理后储存到业务数据库,再把复杂的业务逻辑、庞大的基础数据、复杂的数据格式等封装成服务,对封装的服务进行自由组合与编排,快速进行不同应用模块之间的互联互通和数据交换。

对于文物技防智能管理平台,显示层是面向各级管理人员的公开数据,设定各级管理权限。主要展现各文保点视频系统、各类报警系统、能耗监测系统、岗位人员管理系统等,其中包括移动终端各项功能的展示、查询和功能操作等。

系统数据传输方式

基础采集层的设备一般为视频监控设备、侦测报警设备、红外报警设备、温度和湿度采集设备、电能监测设备、门禁及电子巡更设备、数据网关、多功能测控模块、无线短距离通讯模块等构成。基础采集层对各监测点的各种数据进行实时采集,再通过局部网络实时传输到基础子系统监控室。并要求至少能保存30天数据。对已建成的子系统可以采用实时对接模式。

各子系统到县(市)监控中心的实时传输网路,采用TCP/IP协议的互联网传输;无线传输方式做为没有开通互联网的区域一种补充,可以采用GPRS、WIFI等通信方式。

系统物理层结构

文物技防智能管理平台系统属大型平台,为了加强市文物安全管理建设,整个系统分为三级管理平台:

核心管理:市文物局可以通过互联网对各县及各文保点的文物技防和人防状态进行实时了解,如果需要可以建立文物技防监控中心。

一级中心:各个县管理中心,建立文物技防智能管理平台系统,把管辖范围内各个文保点的监控图像及监测数据进行集中处理。

二级中心:各个文物点或单位建立本地监控室,安装文物技防智能管理平台的客户端。进行本地存储及上传数据。

网络拓扑图如下:

文物视频安防监控系统网络拓朴图
文物视频安防监控系统网络拓朴图

文物技防智能管理平台功能要求

文物技防智能管理平台系统采用“一加X”模块化或子系统设计,吉美智慧平台软件和各子系统或功能模块具备标准第三方接口,现有或新建的各项子系统均可根据具体情况进行组合互联互通使用。系统采用开放的多级服务器构架,可以按部门或区域设置多个一级、二级中心,如总控中心->A分控中心、B分控中心、C分控中心,通过多台中心服务器和对应的逻辑关系,进行分级监控和管理。文物技防智能管理平台应满足以下功能:

①提供Web客户端、数据中转站和其他系统程序的交互、采集、对接的接口,具有智能手机APP功能。

②具备与当地公安部门或上级文物管理部门之间标准的通用的数据传输接口软件功能。

③具备数据统计分析处理功能。可读取解析服务存储到数据库的结构化数据,同时检查数据的有效性,并进行统计运算。列如:电流电压超限报警、建筑物裂缝超限报警、温湿度超限报警、人脸识别和嫌疑犯报警、人流量统计等。

④安全登录:统一身份论证,提供授权的访问方式,以保障系统管理的安全性。授权分级管理,不同授权等级用户具有不同的查看区域和管理权限。

⑤基本信息管理:支持面向地图的安防管理模式,可在地图上形象化展示安防状态,并可逐层细化了解安防事件详情和即时处理。并对各点的基本信息及管理信息进行管理等。

⑥实时监控管理:视频、音频监控、周界防范、红外报警、振动报警、报警与视频联动;在系统界面上实时监测每个监测点的动态实时数据和图像;可按任何时段查询到各点的各种数据等。

⑦实时现场施工管理:市文物局管理人员可以通过平台实时看到各文物点的施工情况,便于监督工程进度、工程质量,发现安全隐患。采用太阳能供电、无线视频传输设备。

⑧文物技防智能管理平台系统应满足不少于2000路视频接入要求;提供不少于600M流媒体转发能力;具备满足不少于30个用户同时在线登陆的基本能力。完全能够满足县级文物管理部门的需要。

⑨监控平台应具备图像质量的智能化管理功能,前端的监控系统出现报警等情况时,在监控中心的主显示屏上自动弹出监控图像,以声音、灯光等方式提示。

⑩可以与专业报警系统、消防系统实现集成,。支持开关量报警、温度报警、移动侦测报警、视频丢失报警等多种报警功能。支持报警联动播放、报警联动存储、报警联动开关量等多种报警联动功能和布/撤防功能。

平台系统特点

吉美智慧文物技防智能管理平台是针对大规模系统组网、多级别管理远程联网、安防系统无缝集成环境下的分布式集散型管理平台,监控和管理不同类型的视频监控系统、防盗报警系统、电能监测系统、温湿度控制系统、门禁管理系统等子系统,融合于一体化的综合性安防集成平台管理软件。它主要包括以下功能特点:

1) 统一的网络信息共享平台,统一联动多系统,消除“信息孤岛” 

综合技防系统主要包括视频监控系统、报警主机系统、电能监测系统、温湿度控制系统、门禁系统、语音对讲系统等,每个系统都是相对独立的系统,相互之间无法相连相通,当发生报警时,监控中心管理人员无法在一个统一的调度平台上操作各个子系统,还必须一个个进入各个业务系统来操作,各个业务系统只是向第三方系统开放自已接口,让第三方系统来集成,只是作为一个子系统来存在,不是作为一个综合安防管理平台高度上一起联动其它系统,而文物技防智能管理平台软件不单只是技防软件,而且还可以作为一个综合指挥调度中心管理平台来对其它安防子系统的软硬件和信息进行整合,打破各子系统界限,完成信息规范、实现数据融合,提供一个操作简单、功能强大,具有智能联动效果的操作平台,有效地整合文保单位整个安防系统资源、建立起一定规模的智能联动体系、更广泛地为各个业务部门提供安全管理服务。

2) 多级网络拓扑结构 

文物技防智能管理平台采用逐级汇接的拓扑结构组成树形网络拓扑。这种网络拓扑结构可以用户需求灵活配置,既保证了它能够组建大型应用,实现平台间互通,如110指挥中心等,又可以整合各种安防/生产/管理监控网络等。

3) 基于大型数据库和B/S架构 

文物技防智能管理平台提供基于 Intranet的 Web 技术服务平台,完全采用B/S体系结构,用户无需安装任何监控软件,所有操作都通过IE进行,真正实现了无论何时何地,经过授权的任何人都可以IE浏览器方式的实时远程监控,可将分布在不同地点的视频和数据集中管理,分散在网络中不同地点、不同使用权限的用户可同时监控同一现场,也可以任意选择其他监控现场,各用户监控不受影响,真正做到“多任务”的实时监控。

4) 有效的报警联动机制,全局预案配置 

智慧文物技防智能管理平台可以对每一个视频通道和报警通道、全天或时间段内进行报警设置,实现报警条件和报警事件的灵活组合。当有报警信息传入时,能实现报警和动作(存储、预置位、报警上墙、执行预案、分析)的联动,并伴有声光、短信等方式。 

同时平台支持第三方报警,如报警主机系统和门禁主机等报警。各子系统分散管理、运行模式下,系统间的联动主要依赖于硬件方式,上述方式具有很大局限性,统一安防平台的统一部署的软件联动功能,能够为硬件联动难于实施的环节提供可靠的联动触发机制,提高反应速度、降低事故损失。 

5) 支持组播和视频转发技术 

由于图像占用的带宽很大(即使采用H.264压缩技术),当传输带宽有限时,尤其发生特殊情况,产生突发性大规模访问时,一般的监控平台就会出现拥挤甚至“堵车”的情况,就像千军万马过独木桥一样,其结果就是系统瘫痪。文物技防智能管理平台采用组播和视频转发技术,能够有效利用网络带宽,减少网络“瓶颈”,能够同时接入2000路视频及30个客户端同时访问,使用户在监控时能获得比较顺畅的访问和控制效果。

6) 报警防范应用 

在报警防范领域,由于Jimay智慧文物技防智能管理平台集成了门禁系统、电能监测系统、温湿度控制系统和报警主机系统,因此它可以支持形形色色的可接入设备,象防火类:烟感、明火探测器、气体探测器等,防盗类:被动红外、红外对射、振动入侵探测器、玻璃破碎入侵探测器、紧急报警装置、门禁等。这些探测器,在平台内与图像、音频依据用户定义的方式进行关联,包括启动声光、开启灯光、向指定的手机号发送短消息、向指定的邮箱发送邮件、推出告警画面等等。

7) 视频语音会议 

文物技防智能管理平台充分利用监控设备以及电脑自带的语音功能,只要配置音箱和麦克,即可实现全局范围内向所有网络节点、客户端发送音视频信息,实现覆盖全局范围的远程视频语音会议。

8) 分布式图像存储/集中式图像存储 

在实际的安防监控应用中,由于通信或者网络的问题,导致安防监控瘫痪的情况比比皆是。IPS安防集成平台软件的分布式图像存储功能在很大程度上解决了这个问题。它通过在前端直接支持硬盘录像和告警事件存储,确保了即使通信或者网络中断,对现场的监控仍在继续。这种分布式存储、集中式管理设计思想,对于那些监控要求比较高的场合将非常有益。 

文物技防智能管理平台软件同时支持进行集中式网络存储,用户在监控中心配置录像服务器或者磁盘阵列很容易对这些集中录像进行存储、管理、回放。 

对于非关键性的监控点视频数据可以采用分布式存储与管理,直接存储在NVR本地的硬盘中,而关键场所的视频可以制定录像策略,在分布式存储的同时在监控中心进行网络集中存储和备份,在录像检索时根据录像策略到相应的地点获取。分布式录像和集中式录像适当布局,可有效控制成本。

9) 支持多种网络接入方式

目前文物管理技防系统发展很不平衡,不同部门、不同文物点技防系统接入方式也各不相同,即使同一部门在不同的文物点技防接入的方式也不尽相同,从模拟系统、数字系统、网络系统、VPN,到ADSL、无线传输等多种形式并存,文物技防智能管理平台充分考虑到各种技防系统和网络接入方式的差异,使文物技防系统在各种网络接入方式下监控效果都能达到最佳。

10) 多级电子地图导航 

为了更加直观的进行监控,平台提供了电子地图的监控模式,以图形化的形式,动态的表现出各个设备的运行情况以及各个报警监测点的当前状态,并且支持地图逐级访问。当报警发生时,迅速准确的以醒目的红色图标以及不同的报警声音提醒监控人员报警事件的发生,同时弹出报警画面,监控者可以通过电子地图的提示快速的找到报警位置,并根据报警画面判断是否为误报。电子地图作为安防监控的直观方式,让操作人员操作简捷。

11) 保护现有投资,兼容多种设备  

文物技防智能管理平台可以有效的保护文保单位原有的安防监控投资,由于部分文保单位原来便安装使用了多种型号的硬盘录像主机或视频服务器,有可能设备类型较多,如何解决联网后兼容现有设备、尽量保护原有投资是目前需要急待解决的问题。而文物技防智能管理平台可以实现了多家设备如硬盘录像机,编码器(DVS),IP摄像机等统一标准接口接入,方便更新和调用,不同型号设备快速接入,实现系统的迅速集成。

平台架构

层次架构 

文物技防智能管理平台按照功能可分为系统接入层、系统应用层、用户接入层,通过中心平台进行业务和数据的融合,实现一个技术先进的软件平台。

图见下:

文物视频安防监控系统层级结构
文物视频安防监控系统层级结构

系统接入层 

系统接入层主要负责各个业务子系统(主要包括视频监控系统、门禁控制系统和报警主机系统)接入与控制,系统接入层完成音视频信息、告警信息的采集、缓存、编码、存储及发送等功能,并可接受来自系统应用层的控制指令。

系统应用层 

系统应用层承担事物处理的中间环节,负责和控制数据库操作,接受和处理客户端请求,负责系统的业务逻辑处理以及提供各类应用服务。应用层主要包括了中心平台服务器、流媒体服务器、存储服务器、矩阵服务器、消息服务器。

用户接入层 

用户接入层是客户端软件,提供给用户交互操作接口,供用户访问系统。用户接入层针对不同的用户提供了不同的用户应用界面,主要包括:系统配置端、报警联动端、监控回放端、电视墙控制端,从表现形式上,包括了C/S应用及B/S应用。

项目实施规划

县级文物技防智能管理平台建设

以县文物管理部门为基础单位,将全县所有文物点的技防系统连接回来,建立县级文物技防智能管理平台及监控中心,初步形成覆盖市保级文物的文物技防网络。

实施的关键:统一规划,分步实施。

第一步;在需要新建文保技防项目的县,在新建项目的同时,把县级文物技防智能管理平台及监控中心建立起来。

第二步:有条件的县,可以在建设县级文物技防智能管理平台及监控中心的同时,把其它已有的技防系统接入到平台。

第三步:根据资金到位情况,逐年分期,按统一规划完善全市文物技防系统。

临时设施监控

针对突发事件,可以临时布设移动监控点,通过应急移动图像传输专网接入视频监控管理平台统一管理。拟每个县级文物技防智能管理平台配一套该设备。

临时移动监控点由前端摄像机和无线发射设备组成,设备提供数据加密接口,具备防水、防盐雾、防震、防尘设计,可外接220V电源供电或直接由电池组供电,将现场的情况实时传输给接收基站,可采用运营商3G无线网络接入平台接入视频监控管理平台统一管理。

文物点技防系统的组成

文物点(含库房)的技防系统主要有:视频监控、门禁控制、电能监测、温湿度控制、防盗/入侵/周界报警等。

其它设施还应有:电源系统、防雷接地、传输系统等

网络接入方式

各监控点按需接入主要可采用以下几种方式:运营商VPN专网接入、专网无线接入和公网无线接入。

VPN专网接入

VPN专网接入主要利用运营商的VPN专网通过边界接入平台接入到数字视频专网,接入方式如下图所示:

专网无线接入

专网无线接入方式主要是利用应急移动图像传输专网来传输视频信号,该专网工作在336-344MHz专用频段,详细描述见相关章节。专网无线接入方式响应时间短,图像清晰,延迟较小,但需要大量部署无线基站来保证覆盖范围。

公网无线接入

可以利用运营商的3G网络实现三类监控点的接入,只要是有网络覆盖的地方都可以进行监控,部署迅速。在目前3G网络已经大规模商用的情况下,覆盖面大,图像清晰度基本可以满足实时监控的要求,是一种性价较高的应急接入方式。

传输系统(主要包括视频服务器、数字微波、3G网关、政务专网(光纤)、汇聚交换系统、接入网关、防雷系统等)

野外文物监控点接入

在野外的文物监控点无电源、无有线网络的区域监控设备的供电采用风力或太阳能方式对前端设备供电。与传统供电方式相比,省去了复杂的布线,是清洁、无污染的可再生能源。后期的维护,只需对太阳能电池板进行清洁,对蓄电池进行更换。数据传输采用无线传输设备进行。

文物视频安防监控系统传输方式
文物视频安防监控系统传输方式

传输网建设

采取互联网接入方式:分布于全市的文物技防系统先汇聚于县文物技防智能管理平台,再通过互联网接入市文物局技防监管平台统一监管。

详细WORD版方案及方案定制

吉美智慧提供完整的文物文保智能技防系统及视频安防监控系统方案定制,同时提供本方案的详细WORD版文档。

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