校園安全事件管理平臺解決方案

1、校園安全事件平臺解決方案校園安全事件管理平臺解決方案二零一一年九月目 錄第1章 概述31.1 定義31.2 平臺建設(shè)目標31.3 平臺功能4第2章 平臺功能描述62.1 數(shù)據(jù)采集62.2 數(shù)據(jù)傳輸72.3 數(shù)據(jù)分析72.4 事件干預(yù)82.5 資源調(diào)度8第3章 主要技術(shù)和技術(shù)路線93.1 主要技術(shù)93.2 技術(shù)路線9第4章 擬解決的關(guān)鍵問題11第5章 研發(fā)工期及費用預(yù)算125.1 研發(fā)工期125.2 研發(fā)費用預(yù)算12第6章 聯(lián)系我們14第1章 概述校園安全問題已成為社會、政府嚴重關(guān)注的問題。除從機制、法律、法規(guī)方面完善解決問題外，一個可靠、成熟的技術(shù)平臺也是必須的。利用技術(shù)平臺支撐機制、法律、法

2、規(guī)方面內(nèi)容的落實和實施，從而解決校園安全問題，建設(shè)一個安全、寧靜的校園。目前，還沒有關(guān)于校園安全技術(shù)平臺方面的產(chǎn)品，但關(guān)于影像、紅外監(jiān)視、門禁、射頻識別方面的獨立系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，這方面的技術(shù)較為成熟。依托上述這些成熟的技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)理論和技術(shù)，充分利用校園網(wǎng)資源構(gòu)造集中管理、集中控制、集成處理、快速響應(yīng)的校園安全事件管理平臺，從技術(shù)層面支撐校園安全事件的解決是十分必要的。 本文檔就校園安全事件管理的理論方法和技術(shù)平臺構(gòu)造技術(shù)路線作了詳細的探討，力求就構(gòu)造校園安全事件管理平臺的建設(shè)問題給出一個完善、成熟、先進的解決方案。文檔共分為？部分，分別是：。1.1 定義1、校園安全事件：盜竊、非法進入

3、、火警、傷害事件、破壞設(shè)施、非法的群體事件定義為校園安全事件。2、平臺：校園安全事件管理平臺（以下簡稱平臺）。3、信號采集：指通過傳感器對影像、紅外、射頻和其他電、光信號的采集動作。4、數(shù)據(jù)傳輸：指采集的信號通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸或通過校園網(wǎng)進行轉(zhuǎn)移，主要是在傳感器、代理和數(shù)據(jù)庫之間進行。5、數(shù)據(jù)分析：對采集到的數(shù)據(jù)進行6、事件干預(yù)：無人現(xiàn)場的事件干預(yù)指聲音、光等手段在平臺控制下實施，起到嚇阻作用。7、資源調(diào)度：這里的資源指終端、人員、器具和車輛。所謂的調(diào)度是控制終端動作，提供無人現(xiàn)場的干預(yù)，嚇阻安全事件的發(fā)生和擴大。以及調(diào)配人員、器具和車輛，準確、快速地到達事件現(xiàn)場。8、終端：負責從現(xiàn)實世界采集影像

4、、紅外、射頻和其他電、光信號的設(shè)備；同時，在控制中心的控制下，提供光、聲音的發(fā)布功能。9、數(shù)據(jù)采集代理：簡稱代理，負責與終端、校園網(wǎng)連接，實現(xiàn)將終端采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)。10、標準化處理：幾個數(shù)據(jù)處理算法，將采集到的不同的信號處理成標準的二進制數(shù)據(jù)，去除內(nèi)容特征，但不同類型的信號處理成不同的二進制流，對每個流標識內(nèi)容。1.2 平臺建設(shè)目標建設(shè)一個能對校園安全事件集中管理、智能分析、快速反映、積極干預(yù)的系統(tǒng)是平臺建設(shè)的目標。該平臺采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，依托校園網(wǎng)資源，構(gòu)造信息采集、傳輸和存儲網(wǎng)絡(luò)?；诜植际侥Ｊ剑槍τ跋?、紅外、射頻信號進行采集、轉(zhuǎn)換、傳輸和集中存儲。在此基礎(chǔ)上，對采集的數(shù)據(jù)進

5、行智能分析，根據(jù)分析結(jié)果，協(xié)調(diào)影像采集動作、紅外監(jiān)測動作和射頻識別動作，更進一步的采集信號，為及時預(yù)防、事后分析提供完整、詳盡和準確的數(shù)據(jù)。除此之外，該平臺還能對安全事件進行集中管理，及時調(diào)度資源，對安全事件進行快速反應(yīng)和干預(yù)，最大程度上控制安全事件的發(fā)生，限制安全事件影響的范圍。1.3 平臺功能平臺的功能分為信號采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、事件干預(yù)和資源調(diào)度五類，平臺功能分布及相互關(guān)系見圖1-1。圖1-1 平臺功能分布及相互關(guān)系示意圖下面對上述功能做概要描述。1、數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集的設(shè)備是終端，該終端可將影像、紅外、射頻以及光、電信號采集功能集成在一起，也可以模塊的形式進行組合。終端通過物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

6、、工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)和485控制網(wǎng)絡(luò)組成一個覆蓋校園的信號采集網(wǎng)。該網(wǎng)通過校園電子地圖來管理。2、數(shù)據(jù)傳輸終端采集的數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)和485控制網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱?，?jīng)代理處理后，通過校園網(wǎng)傳輸?shù)接蓴?shù)據(jù)庫組成的存儲系統(tǒng)。代理支持離線存儲和斷點續(xù)傳。3、數(shù)據(jù)分析在采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)提供分析。分析的目標有兩個，一是以分析結(jié)果為依據(jù)，快速協(xié)調(diào)相關(guān)終端，以采集更深入的、后續(xù)的信號，為安全事件的預(yù)防、監(jiān)視和控制以及時候分析提供準確、全面的依據(jù)。并據(jù)此進行資源調(diào)度，以便有效、及時地處理現(xiàn)場情況。二是分析事件的軌跡，為事后分析提供依據(jù)。4、事件干預(yù)依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，提前調(diào)度資源預(yù)防事件擴大、現(xiàn)

7、場警示以及調(diào)度相關(guān)終端，持續(xù)、深入地采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，為事后分析和現(xiàn)場控制提供依據(jù)。5、資源調(diào)度根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，調(diào)度各種資源，達到預(yù)防事件發(fā)生，限制事件擴大的目的。第2章 平臺功能描述為確保平臺研究的成功，平臺的研究分階段展開，每個階段針對一種信號，分別經(jīng)歷數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析、事件干預(yù)以及資源調(diào)度五個階段，完整地實現(xiàn)基于該信號的安全事件的處理過程。將上述過程擴展到其他信號既可實現(xiàn)基于其他信號的安全事件的處理過程，如果基于開放式的模式開發(fā)上述系統(tǒng)，則今后其他信號也可以很方便的集成到平臺中。下面就針對上述機制詳細討論平臺具有的功能。2.1 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)分析以及其他階

8、段的基礎(chǔ)，只有采集到了相關(guān)的數(shù)據(jù)才能進一步進行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)采集要針對不同的信號來進行，就目前的情況來看，信號主要有：影像、紅外、射頻以及光、電等。目前，上述信號的采集手段、方法、設(shè)備已經(jīng)標準化。因此，在平臺的數(shù)據(jù)采集部分應(yīng)采用市場上標準化的設(shè)備，以提高可靠性，降低成本。同時，可將各種標準采集設(shè)備作為模塊，集成到終端中，實現(xiàn)信號采集的集成。終端和代理則通過工業(yè)現(xiàn)場總線、485標準以及目前物聯(lián)網(wǎng)采用的傳輸技術(shù)進行連網(wǎng)。見圖2-1。圖2-1 終端、代理關(guān)系示意圖需要說明的是：數(shù)據(jù)采集需要覆蓋校園。這就要求終端的部署要滿足覆蓋校園的要求，此部分的功能需要一個校園電子地圖來支撐。通過校園的電子地圖來管

9、理終端的部署，以達到覆蓋校園的目的。下面，詳細介紹一下代理、終端和電子地圖的作用。1、 終端終端采用開放式結(jié)構(gòu)，將影像、紅外以及光、電等信號傳感器集成在一起，具備多種信號的采集功能。同時終端還需具備接受由代理發(fā)來的控制命令，并根據(jù)控制命令進行動作。終端提供485接口、工業(yè)局域網(wǎng)接口、視頻等標準接口。需要說明的是：在平臺研發(fā)初期，可在終端中部署單一信號采集設(shè)備，如：攝像頭、射頻讀卡器、紅外傳感器或光、電傳感器等，待將主要的信號采集處理完成后，再進行集成。在數(shù)據(jù)采集過程中，利用代理屏蔽具體設(shè)備信號采集和控制的差異，實現(xiàn)獨立于設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制功能。2、 代理代理通過工業(yè)現(xiàn)場總線、485標準以及目

10、前物聯(lián)網(wǎng)采用的傳輸技術(shù)將若干個終端連接在一起，形成數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)既負責將終端采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱?，也負責將控制信號從代理發(fā)送到終端，控制終端的動作。通過代理屏蔽具體信號采集方法、控制方法的差異性，實現(xiàn)獨立于設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制功能。利用代理，當校園網(wǎng)不可用時，還可以實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的本地存儲，待校園網(wǎng)傳輸功能恢復后，在實現(xiàn)斷點續(xù)傳，確保數(shù)據(jù)的完整性。針對終端采集的數(shù)據(jù)，代理需要進行標準化處理，經(jīng)標準化處理的信號數(shù)據(jù)對內(nèi)容是透明的。除此之外，利用代理還可以實現(xiàn)對設(shè)備的智能化處理，既對終端采集的信號進行分析，利用分析結(jié)果協(xié)調(diào)終端，連續(xù)對該信號后續(xù)進行全面、深入的采集，為預(yù)防安全事件、現(xiàn)場資源調(diào)度

11、以及事后分析提供全面、可靠的依據(jù)。3、 電子地圖為實現(xiàn)校園全覆蓋下的終端聯(lián)網(wǎng)，需要一個針對校園的電子地圖的支持，該地圖是終端部署、資源調(diào)度、協(xié)調(diào)終端動作的基本數(shù)據(jù)。綜上所述，利用物聯(lián)網(wǎng)成熟技術(shù)、工業(yè)現(xiàn)場總線以及485標準將終端和代理連接起來，在電子地圖的支撐下進行部署，實現(xiàn)覆蓋校園的信號采集，為平臺的正常運轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)采集的主要功能。2.2 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸分為兩個部分，一是終端到代理的數(shù)據(jù)傳輸，具有個性化，已在2.1中討論，所以不在此處討論。二是代理到數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)傳輸，不具有個性化，本節(jié)主要討論的是這部分的數(shù)據(jù)傳輸。經(jīng)代理標準化處理的信號數(shù)據(jù)，不再具有內(nèi)容特征，因此，可采用通用的數(shù)

12、據(jù)傳輸方式進行傳輸。即通過TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。需要特殊說明的是：數(shù)據(jù)傳輸要支持代理的本地存儲續(xù)傳。2.3 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析是平臺的核心內(nèi)容，主要體現(xiàn)在兩個方面。一是安全事件軌跡分析，二是安全事件跟蹤策略分析。下面，分別介紹兩方面的情況。1、安全事件軌跡分析該功能是事后分析功能。既從大量的采集數(shù)據(jù)中，確定焦點。以該焦點為安全事件的確定環(huán)節(jié)，然后，以該焦點為起點，分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，確定安全事件軌跡，再現(xiàn)安全事件現(xiàn)場情況。平臺提供確定安全事件焦點的功能，該焦點的確定2、安全事件跟蹤策略分析終端在采集數(shù)據(jù)的同時，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的策略，確定需要深入、延續(xù)跟蹤的安全事件征兆，并將此決定發(fā)送到數(shù)據(jù)分

13、析引擎。數(shù)據(jù)分析引擎根據(jù)安全事件征兆的性質(zhì)，結(jié)合校園電子地圖和終端部署，確定下一步需要信號采集的終端，并協(xié)調(diào)相關(guān)終端對可能的安全事件進行全方位、深入的跟蹤監(jiān)測，同時將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送到分析中心，為事件干預(yù)、資源調(diào)度提供準確、全面的信息支撐，為預(yù)防安全事件、限制安全事件的范圍和程度以及收集安全事件的證據(jù)提供支持。2.4 事件干預(yù)事件干預(yù)包括聲音、警報和光刺激，起到嚇阻、勸告和調(diào)度的作用。針對安全事件征兆，參考數(shù)據(jù)分析引擎的分析結(jié)果，在終端控制中心的控制下，在安全事件征兆的現(xiàn)場發(fā)布聲音，對安全事件的可能參與者起到勸告、嚇阻的作用，避免安全事件的發(fā)生，或限制安全事件的擴大和趨向嚴重。同時也提供現(xiàn)場的調(diào)度

14、作用。同樣的方式，在安全事件現(xiàn)場發(fā)布警報或光刺激也同樣可以起到勸告、嚇阻作用。達到避免安全事件發(fā)生、限制安全事件范圍和程度以及現(xiàn)場調(diào)度的作用。2.5 資源調(diào)度根據(jù)終端采集的數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)分析引擎的分析結(jié)果，調(diào)度資源，限制安全事件的發(fā)生是資源調(diào)度最重要的作用。而當安全事件發(fā)生時，則第一時間到達安全事件現(xiàn)場，部署安全事件限制范圍則是資源調(diào)度另外一個重要的功能。利用分析結(jié)果，參考校園電子地圖，實現(xiàn)對資源的快速、有效的調(diào)度是資源調(diào)度的特點。第3章 主要技術(shù)和技術(shù)路線3.1 主要技術(shù)平臺研發(fā)涉及的主要技術(shù)包括：視頻采集、圖象分析、射頻識別、紅外監(jiān)測、光電信號采集、無線通訊、計算機網(wǎng)絡(luò)、代理、數(shù)據(jù)存儲可計

15、算機控制技術(shù)。各部分支撐的功能見表3-1。表3-1 平臺研發(fā)涉及的主要技術(shù)可解決的問題。序號涉及技術(shù)解決問題1視頻采集通過終端采集覆蓋校園的影像信號。2圖象分析對采集的影像信號進行焦點分析和模式識別，參考電子地圖，為協(xié)調(diào)各終端深入監(jiān)測提供支撐。3射頻識別對覆蓋校園的射頻信號進行識別，為軌跡分析采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。4紅外監(jiān)測對覆蓋校園的紅外信號進行監(jiān)測，實現(xiàn)入侵識別/5光電信號采集對水、電、溫度和煙提供監(jiān)控功能，為資源調(diào)度提供依據(jù)。6無線通訊為終端與代理通訊存在障礙的地點提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。7計算機網(wǎng)絡(luò)為代理與數(shù)據(jù)存儲提供數(shù)據(jù)傳輸通道。8代理支持獨立于設(shè)備的數(shù)據(jù)采集功能和數(shù)據(jù)傳輸功能。9數(shù)據(jù)存儲海量數(shù)據(jù)

16、存儲。10計算機控制控制終端動作。11軟件技術(shù)系統(tǒng)軟件開發(fā)、校園電子地圖維護。平臺研發(fā)是一個綜合項目，涉及的技術(shù)繁多，但由于采用集成的思想，因此，很多問題的解決都是立足現(xiàn)狀，在以有的標準和規(guī)范的前提下完成。因此，平臺研發(fā)過程中將盡量、大量采用現(xiàn)有的產(chǎn)品。平臺提供框架，將現(xiàn)有的產(chǎn)品集成到平臺中，實現(xiàn)平臺的功能。3.2 技術(shù)路線平臺研發(fā)遵循以下的技術(shù)路線。1、確定平臺架構(gòu)和數(shù)據(jù)采集架構(gòu)以及通訊方式（1）確定具有分布式特點的平臺架構(gòu)；（2）確定開放的、基于驅(qū)動模式、分布式的數(shù)據(jù)采集架構(gòu)；（3）確定基于485、TCP/IP的通訊方式。2、影像監(jiān)視系統(tǒng)的開發(fā)（1）利用現(xiàn)有的攝像系統(tǒng)采集影像資料；（2）影

17、像資料傳輸?shù)酱砗?，進行標準化；（3）標準化的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲；（4）利用圖象處理技術(shù)、模式識別技術(shù)分析影像，發(fā)現(xiàn)焦點；（5）結(jié)合電子地圖，利用確定的焦點，確定繼續(xù)監(jiān)視的范圍和路徑；（6）通過控制系統(tǒng)，協(xié)調(diào)影像終端，作好監(jiān)測焦點的準備。2、射頻監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)（1）利用射頻一卡通進行個體的識別；（2）一卡通覆蓋校園出入口、各建筑及室內(nèi)門禁、圖書館、食堂和其他需要身份識別和消費的場所；（3）通過分析射頻采集的數(shù)據(jù)，分析一卡通的行動軌跡；（4）結(jié)合校園電子地圖分析軌跡和時間。3、紅外監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)（1）對校園周邊、需要監(jiān)視的重點區(qū)域以及建筑物和建筑物內(nèi)部的重要區(qū)域?qū)嵤┘t外包圍；（2）利用紅外識別入

18、侵行為；（3）結(jié)合電子地圖，對入侵行為進行分析。4、其他光、電信號的監(jiān)測的開發(fā)5、具有數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)標準化功能的代理（1）以驅(qū)動模式開發(fā)數(shù)據(jù)信號的采集模塊；（2）對采集的數(shù)據(jù)進行標準化處理；（3）基于遠程進程控制，開發(fā)本地數(shù)據(jù)傳輸引擎；（4）基于TCP/IP開發(fā)控制中心對代理的控制機制；（5）基于485標準開發(fā)代理對終端的控制機制。6、數(shù)據(jù)分析（1）開發(fā)影像焦點分析算法；（2）基于電子地圖的軌跡分析算法。7、終端控制技術(shù)（1）基于TCP/IP的遠程進程通訊開發(fā)；（2）基于485標準的終端控制技術(shù)開發(fā)。以上討論了平臺研發(fā)的技術(shù)路線。其中數(shù)據(jù)分析、信號數(shù)據(jù)標準化以及終端控制技術(shù)是技術(shù)路線中的核心，也是平臺研發(fā)過程中的重大和難點。平臺架構(gòu)和終端架構(gòu)則是平臺研發(fā)的另外一個重點。第4章 擬解決的關(guān)鍵問題1、平臺的架構(gòu)；2、基于驅(qū)動模式、開放的、獨立于設(shè)備的數(shù)據(jù)采集體系；3、圖像焦點發(fā)現(xiàn)算法；4、基于電子地圖的焦點運動軌跡分析算法；5、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的資