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智能安防技術(shù)在智慧教育中的發(fā)展與新應用
發(fā)表時(shí)間： 2021-09-18
隨著(zhù)國家對校園安全的愈發(fā)重視及人工智能、大數據等信息技術(shù)在教育行業(yè)日益廣泛的應用，智慧教育正逐步興盛。智慧教育是融合了現代教育理論與大數據分析、人工智能等信息技術(shù)的一種新的教育信息化趨勢，它的發(fā)展為信息技術(shù)應用能力轉變、信息素養提升以及教育信息化的不斷創(chuàng )新發(fā)展提供了原動(dòng)力。目前，我國教育信息化已經(jīng)步入2.0階段，以大數據分析、人工智能等信息技術(shù)為支撐的智慧教育模式已成教育信息化發(fā)展的核心趨勢。我國教育事業(yè)正在向智慧教育建設積極邁進(jìn)。學(xué)校作為智慧教育建設的主要載體，如何建立有效的校園安防體系成為了智慧教育建設的重要組成部分。
近年來(lái)，校園在安防管理以及智慧應用方面取得了一些成績(jì)，如基礎音視頻錄像、報警等滿(mǎn)足了校園安防的基本需求，但隨著(zhù)智慧教育建設的持續展開(kāi)，學(xué)校建設規模越來(lái)越大，校園、社會(huì )之間的“分界線(xiàn)”變得日趨模糊，再加上學(xué)校周邊的環(huán)境越來(lái)越復雜、人員和車(chē)輛流動(dòng)性大、學(xué)生安全防范意識差等因素導致校園安全事故頻頻發(fā)生，現有的安防體系已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足日益增長(cháng)的業(yè)務(wù)需求。因此，如何提升學(xué)校智能安防技術(shù)水平、提升學(xué)校安防管理能力、為師生創(chuàng )造一個(gè)健康、安全的學(xué)習與生活環(huán)境成為了“安防工作者”必須要思考的問(wèn)題。
一、智能安防技術(shù)在智慧教育中的應用現狀
近年，國家與地方政府陸續發(fā)布了多項加強校園安全管理的政策，均要求進(jìn)一步完善學(xué)校的安防體系。這對校園安防建設起了極大促進(jìn)作用，也進(jìn)一步拓展了校園安防市場(chǎng)空間。為了提升校園安防管理水平，學(xué)校也紛紛利用現代信息技術(shù)將大量的智能化設備、智能系統應用到校園安防建設中去，校園安防在建設范圍、系統性能等方面都有很大變化，安防智慧化水平不斷提升。雖取得了一定成效，但從目前學(xué)校安防建設進(jìn)展情況來(lái)看，安防建設仍面臨著(zhù)諸多的問(wèn)題，比如數據利用率不高、智能化應用水平有限、聯(lián)動(dòng)水平不高，安防智能化作用不能發(fā)揮等，這些問(wèn)題限制了校園防控體系技術(shù)水平的提高。對學(xué)校智能安防建設目標的實(shí)現造成了不利的影響，校園安防仍處于不完全成熟的階段。
（一）智能化水平低
目前，校園安防方式仍是以實(shí)時(shí)視頻監控、事后調閱取證為主，智能化水平較低。在教室、食堂和宿舍等人員眾多的地方，由于管理意識薄弱、管理手段落后、安全控制體系不完善、導致了各類(lèi)安全事故頻發(fā)。而在事后調閱過(guò)程中只能看到前端圖像，安防系統在事前及事中的處理能力普遍偏弱?？梢?jiàn)單一視頻監控已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足現階段多元化的安防業(yè)務(wù)需求。
（二）系統聯(lián)動(dòng)性差
前期建設系統的不足，例如設備質(zhì)量參差不齊等導致了聯(lián)網(wǎng)管理困難、資源利用率低等問(wèn)題。這些因素制約了安防系統擴建、資源共享和應用業(yè)務(wù)的整合。再加上各個(gè)監控區域及不同管理系統聯(lián)動(dòng)性不足，且獨立于其他安防系統，系統間無(wú)法做到信息共享，更不能在一個(gè)平臺上協(xié)同運作。從而降低了安防監控的效率以及準確性和及時(shí)性。因此，迫切需要建設新型的、智能型、集成的、可擴展的校園安防監控系統。
（三）智能化安防和人防結合不夠緊密
學(xué)校在人防和物防方面不斷加大投入，學(xué)校通過(guò)雇傭保安或退休民警，不斷增加安保人員數量。但是和安防智能化監控的應用并沒(méi)有太大關(guān)系。對于安保人員來(lái)說(shuō)，由于缺乏專(zhuān)業(yè)知識和細心的指導，很難熟練的使用監控，使整個(gè)智能化監控防范措施的效率降低，進(jìn)而讓校園安防建設整體效益大打折扣。
（四）操作簡(jiǎn)便性有待提升
現有的智能安防技術(shù)向著(zhù)“高清化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化、高集成”的方向不斷發(fā)展。各個(gè)學(xué)校在驗收系統時(shí)也體驗到高度集成、高效智能的好處?？墒窍到y移交到學(xué)校管理人員手中使用率卻不高。除了人員問(wèn)題外，究其原因，還是安防綜合管理系統過(guò)于復雜導致用戶(hù)在使用過(guò)程中體驗不佳。
二、智能安防技術(shù)在智慧教育中的應用優(yōu)勢與特點(diǎn)
（一）信息采集、智能分析性能提升
校園內的前端安防設備每時(shí)每刻都在產(chǎn)生海量的數據，隨著(zhù)智能安防技術(shù)的應用發(fā)展，數字圖像采集性能的大幅提升，高清視頻監控得到廣泛的應用。圖像識別已經(jīng)擴展到人、車(chē)、物、態(tài)等多種處理技術(shù)，智能分析的性能也得到了極大保證。為智能應用提供了更流暢的體驗、更清晰的畫(huà)面和更精確的服務(wù)。
（二）覆蓋面更廣，集成度更好
基于物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)校智能安防體系架構包括人身安全、食品安全、防盜監控、火災監控、防水防電、交通安全六大子體系，每一子體系嵌有獨立的智能分析器、警報器。這也意味著(zhù)監控網(wǎng)絡(luò )將更加廣泛，覆蓋面更廣。校園的特殊區域可以通過(guò)視頻智能分析手段實(shí)現24小時(shí)重點(diǎn)防護，如果出現了緊急情況可以及時(shí)報警。對于一些重要的地方還可以添加傳感器設備，實(shí)時(shí)采集相關(guān)檢測數據，例如在重點(diǎn)出入口對學(xué)生的體溫進(jìn)行監控，在餐廳后廚對食材存儲環(huán)境進(jìn)行檢測等。針對特定的報警事件，可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)平臺進(jìn)行更加精確的識別，及時(shí)的在更大范圍實(shí)現視頻檢索和追蹤，這對于實(shí)現多級聯(lián)動(dòng)、精準定位、快速反應和業(yè)務(wù)協(xié)同提供了更加高效的管控方式。
（三）應急響應能力變強
現有的應急求助系統缺乏事故前預防和發(fā)生時(shí)的及時(shí)處置，使得校內出現緊急狀況時(shí)，無(wú)法實(shí)現現場(chǎng)信息的上傳和指揮，給校園安全埋下了極大的安全隱患。智能安防技術(shù)可實(shí)現將基礎信息的智能化采集及各類(lèi)人員的大數據預警預測和動(dòng)態(tài)管控，建立起“人防部署到位、物防設施完善、技術(shù)手段先進(jìn)、應急處置高效”的集管理、防范、控制于一體的安防智能應用體系。安防系統以視頻監控系統平臺為核心，運用高清、智能、物聯(lián)網(wǎng)等核心技術(shù)，集成校園內異構的安防各業(yè)務(wù)子系統，形成一套事前預警、事中控制、事后可追溯的安防體系。對校園內可能發(fā)生的各類(lèi)事件做到預知、預判、預防、預警和督導考核，切實(shí)加強學(xué)校的安全保障能力和應急響應能力。
（四）成本更低，安全性更高
智能安防技術(shù)的具有數據一致、完整和安全的特點(diǎn)。利用人工智能視覺(jué)技術(shù)，能夠自動(dòng)探測、跟蹤和識別目標，無(wú)需操作員介入就可以將信息發(fā)送到控制中心。這將極大的減少監控人員的工作量，避免了長(cháng)時(shí)間注視監視屏幕造成的視覺(jué)疲勞。以此提升危機處理反應能力，同時(shí)也降低了值班人員的人力投入。
（五）有效的目標鎖定及屬性提取
高校采用靈活選課制度，學(xué)生缺勤現象普遍。對于缺勤學(xué)生，學(xué)校無(wú)法得知其去向，造成了一定的安全隱患。對于課堂考勤，老師只能采用點(diǎn)名、簽到等方式進(jìn)行，不僅占據了教師部分工作時(shí)間，也影響了教師正常授課任務(wù)。所以校內學(xué)生的人臉信息、軌跡記錄等信息管理成為了現階段亟需解決的問(wèn)題。利用視頻結構化技術(shù)可以有效的對監控視頻進(jìn)行目標及對應屬性的提取。它在不需要人為干預的情況下，即可自動(dòng)實(shí)現對監控畫(huà)面中的異常情況進(jìn)行檢測、識別，并在有異常時(shí)能及時(shí)能及時(shí)進(jìn)行相應的報警提示。
三、智能安防技術(shù)在智慧教育中的深度應用
天地偉業(yè)技術(shù)有限公司結合智能安防技術(shù)在天津大學(xué)校園監控升級改造項目中，整體做到智能管理的校園解決方案。其中警戒槍機部署在重點(diǎn)周界位置，做到有效的預警提示作用；警戒球機主要針對危險區域做警戒管理，防止學(xué)生在危險區域逗留；在學(xué)校主干道部署人臉抓拍機與微卡口設備，實(shí)現對人員與車(chē)輛的管理；通過(guò)前端抓拍到的人臉數據，在人臉?lè )?wù)平臺的處理，可以展現人員行走的軌跡分析；通過(guò)微卡口對車(chē)牌信息的記錄，通過(guò)BMS平臺的數據整合，可以實(shí)現車(chē)輛軌跡查詢(xún)與展現。
1、超低照度彩色成像
系統監控采用星光級圖像傳感器、大尺寸高清鏡頭，配合優(yōu)秀的圖像處理技術(shù)，可極大的提升攝像機的低照效果，在繁星點(diǎn)點(diǎn)的夜晚也能提供清晰、亮麗的圖像。
2、警戒區域主動(dòng)驅離
學(xué)校湖邊的危險區域經(jīng)常存在一些學(xué)生逗留，嚴重威脅學(xué)生安全，但是專(zhuān)人驅趕又太耗費人力物力，因此建設警戒設備，做到有效的管理與驅離，避免危險事情的發(fā)生。
3、微卡口相機布控車(chē)輛
微卡口攝像機具備視頻監控、卡口功能，一機多用，利用率高，同時(shí)，相比標準卡口視野更廣，利用抓拍到的車(chē)牌信息，不僅可以做到記錄使用，同時(shí)利用平臺對數據進(jìn)行分析，可以對車(chē)輛進(jìn)入學(xué)校的路線(xiàn)軌跡做到地圖上的展現，實(shí)現車(chē)輛軌跡的查詢(xún)等功能。
4、人臉軌跡展現
人臉抓拍設備部署在校園主要道路上，對校園內的人臉數據進(jìn)行存儲與管理，通過(guò)人臉?lè )?wù)器對全部人臉數據的整合管理，可以在電子地圖上顯示人員在校內行走的軌跡，可以查看人員在校內的起始位置與移動(dòng)軌跡，做到人員更深層次的管理。同時(shí)人臉設備還會(huì )布控嫌疑人庫、慣偷庫等，可以做到一些危險人員的預防，做到一機多用。
5、對接模式
本次建設需要將原有利舊設備接入新的平臺進(jìn)行視頻預覽等操作，友商設備通過(guò)onvif標準協(xié)議接入我公司的錄像存儲設備，然后通過(guò)我公司平臺與自己的錄像設備做連接，這樣就可以將目前已建的所有設備進(jìn)行了對接，同時(shí)本次存儲時(shí)間相對擴容到了三個(gè)月的存儲時(shí)間，實(shí)現對接與擴容要求。
四、智能安防技術(shù)在智慧教育中的應用前景與趨勢
智能安防技術(shù)的快速發(fā)展和未來(lái)智能視頻分析技術(shù)的不斷進(jìn)步，在推動(dòng)智慧教育建設的同時(shí)，為學(xué)校教學(xué)、管理等工作的展開(kāi)提供更多的便利。
（一）結構多元化、需求多樣化
在智慧教育建設的帶動(dòng)下，校園智能安防技術(shù)的作用被重新定位。智能安防要做的不僅是進(jìn)行視頻監控、報警處理，而且還要將校園與公安等其他業(yè)務(wù)系統實(shí)現聯(lián)動(dòng)集成。拓展安防技術(shù)在教學(xué)、行政管理、后勤服務(wù)等各個(gè)部門(mén)、各個(gè)層面的應用。全面提升校園智能安防水平。在智慧教育的背景下，智能安防技術(shù)將朝著(zhù)結構多元化、需求多樣化及運行環(huán)境不斷復雜化的方向發(fā)展。
（二）更加智能、便捷、兼容性更高
智能安防系統的建設將采用高集成化、模塊化設計的設備。這將有效的提高智能安防系統部署效率，減少系統調試周期。系統前后端都具有深度學(xué)習能力，系統擁有發(fā)現故障并及時(shí)告警的自檢能力，在故障發(fā)生時(shí)系統可以快速做出響應，甚至對故障進(jìn)行自動(dòng)修復。新舊系統的兼容性更高，將實(shí)現無(wú)縫對接。這將充分利用原有的資源，減少前期投資的浪費。大數據整合應用和跨業(yè)務(wù)部門(mén)的深度大數據應用的范圍將更加廣泛，海量數據價(jià)值的智能挖掘和海智慧流通，讓價(jià)值信息的實(shí)戰應用成為可能。
（三）體系更加完善，變被動(dòng)為主動(dòng)
設備的優(yōu)化及組網(wǎng)的靈活有利于安防產(chǎn)品的大規模部署，未來(lái)安防體系將更為完善。多種安防產(chǎn)品相互配合，共享數據，形成較為立體、實(shí)時(shí)的安防體系。視頻圖像的聯(lián)網(wǎng)調度和信息資源共享，使得安防由被動(dòng)防范向提前預警方向發(fā)展，隨著(zhù)數據資源在不同安防云端的共享，安防產(chǎn)品將實(shí)現對危險分子的主動(dòng)識別，安防行為由被動(dòng)向主動(dòng)轉變。
五、結語(yǔ)
智慧教育從提出到現在，發(fā)展時(shí)間教短，目前還處于建設當中。智慧教育實(shí)現的是構建一個(gè)“以學(xué)習者為中心”的教學(xué)環(huán)境。但是在新的時(shí)代背景和技術(shù)趨勢下，智慧教育已不僅是發(fā)展優(yōu)質(zhì)教育的需要，更是當今構建和諧社會(huì )的時(shí)代需求。智慧教育的發(fā)展對智能安防技術(shù)提出了新的要求，給校園安防管理和智慧應用帶來(lái)了巨大挑戰。智能安防技術(shù)的不斷進(jìn)步也在智慧教育的發(fā)展與應用中發(fā)揮出了很大的優(yōu)勢。安防企業(yè)通過(guò)運用在人工智能硬件、大數據領(lǐng)域等創(chuàng )新應用中打造的智慧教育，將會(huì )優(yōu)化教學(xué)方式，開(kāi)啟“智慧教育”新模式。完善智能安防體系成為了智慧教育建設的重要組成部分。智能安防技術(shù)的應用將為智慧教育建設保駕護航。
