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智能安防技術在智慧教育中的發(fā)展與新應用
發(fā)表時間： 2021-09-18
隨著國家對校園安全的愈發(fā)重視及人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術在教育行業(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(xiàn)代教育理論與大數(shù)據(jù)分析、人工智能等信息技術的一種新的教育信息化趨勢，它的發(fā)展為信息技術應用能力轉變、信息素養(yǎng)提升以及教育信息化的不斷創(chuàng)新發(fā)展提供了原動力。目前，我國教育信息化已經(jīng)步入2.0階段，以大數(shù)據(jù)分析、人工智能等信息技術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。學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，校園在安防管理以及智慧應用方面取得了一些成績，如基礎音視頻錄像、報警等滿足了校園安防的基本需求，但隨著智慧教育建設的持續(xù)展開，學校建設規(guī)模越來越大，校園、社會之間的“分界線”變得日趨模糊，再加上學校周邊的環(huán)境越來越復雜、人員和車輛流動性大、學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(xiàn)有的安防體系已經(jīng)無法滿足日益增長的業(yè)務需求。因此，如何提升學校智能安防技術水平、提升學校安防管理能力、為師生創(chuàng)造一個健康、安全的學習與生活環(huán)境成為了“安防工作者”必須要思考的問題。
一、智能安防技術在智慧教育中的應用現(xiàn)狀
近年，國家與地方政府陸續(xù)發(fā)布了多項加強校園安全管理的政策，均要求進一步完善學校的安防體系。這對校園安防建設起了極大促進作用，也進一步拓展了校園安防市場空間。為了提升校園安防管理水平，學校也紛紛利用現(xiàn)代信息技術將大量的智能化設備、智能系統(tǒng)應用到校園安防建設中去，校園安防在建設范圍、系統(tǒng)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，但從目前學校安防建設進展情況來看，安防建設仍面臨著諸多的問題，比如數(shù)據(jù)利用率不高、智能化應用水平有限、聯(lián)動水平不高，安防智能化作用不能發(fā)揮等，這些問題限制了校園防控體系技術水平的提高。對學校智能安防建設目標的實現(xiàn)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時視頻監(jiān)控、事后調(diào)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、導致了各類安全事故頻發(fā)。而在事后調(diào)閱過程中只能看到前端圖像，安防系統(tǒng)在事前及事中的處理能力普遍偏弱?？梢妴我灰曨l監(jiān)控已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)階段多元化的安防業(yè)務需求。
（二）系統(tǒng)聯(lián)動性差
前期建設系統(tǒng)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、資源利用率低等問題。這些因素制約了安防系統(tǒng)擴建、資源共享和應用業(yè)務的整合。再加上各個監(jiān)控區(qū)域及不同管理系統(tǒng)聯(lián)動性不足，且獨立于其他安防系統(tǒng)，系統(tǒng)間無法做到信息共享，更不能在一個平臺上協(xié)同運作。從而降低了安防監(jiān)控的效率以及準確性和及時性。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(jiān)控系統(tǒng)。
（三）智能化安防和人防結合不夠緊密
學校在人防和物防方面不斷加大投入，學校通過雇傭保安或退休民警，不斷增加安保人員數(shù)量。但是和安防智能化監(jiān)控的應用并沒有太大關系。對于安保人員來說，由于缺乏專業(yè)知識和細心的指導，很難熟練的使用監(jiān)控，使整個智能化監(jiān)控防范措施的效率降低，進而讓校園安防建設整體效益大打折扣。
（四）操作簡便性有待提升
現(xiàn)有的智能安防技術向著“高清化、網(wǎng)絡化、智能化、高集成”的方向不斷發(fā)展。各個學校在驗收系統(tǒng)時也體驗到高度集成、高效智能的好處。可是系統(tǒng)移交到學校管理人員手中使用率卻不高。除了人員問題外，究其原因，還是安防綜合管理系統(tǒng)過于復雜導致用戶在使用過程中體驗不佳。
二、智能安防技術在智慧教育中的應用優(yōu)勢與特點
（一）信息采集、智能分析性能提升
校園內(nèi)的前端安防設備每時每刻都在產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，隨著智能安防技術的應用發(fā)展，數(shù)字圖像采集性能的大幅提升，高清視頻監(jiān)控得到廣泛的應用。圖像識別已經(jīng)擴展到人、車、物、態(tài)等多種處理技術，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、更清晰的畫面和更精確的服務。
（二）覆蓋面更廣，集成度更好
基于物聯(lián)網(wǎng)的學校智能安防體系架構包括人身安全、食品安全、防盜監(jiān)控、火災監(jiān)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。這也意味著監(jiān)控網(wǎng)絡將更加廣泛，覆蓋面更廣。校園的特殊區(qū)域可以通過視頻智能分析手段實現(xiàn)24小時重點防護，如果出現(xiàn)了緊急情況可以及時報警。對于一些重要的地方還可以添加傳感器設備，實時采集相關檢測數(shù)據(jù)，例如在重點出入口對學生的體溫進行監(jiān)控，在餐廳后廚對食材存儲環(huán)境進行檢測等。針對特定的報警事件，可以通過聯(lián)網(wǎng)平臺進行更加精確的識別，及時的在更大范圍實現(xiàn)視頻檢索和追蹤，這對于實現(xiàn)多級聯(lián)動、精準定位、快速反應和業(yè)務協(xié)同提供了更加高效的管控方式。
（三）應急響應能力變強
現(xiàn)有的應急求助系統(tǒng)缺乏事故前預防和發(fā)生時的及時處置，使得校內(nèi)出現(xiàn)緊急狀況時，無法實現(xiàn)現(xiàn)場信息的上傳和指揮，給校園安全埋下了極大的安全隱患。智能安防技術可實現(xiàn)將基礎信息的智能化采集及各類人員的大數(shù)據(jù)預警預測和動態(tài)管控，建立起“人防部署到位、物防設施完善、技術手段先進、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(tǒng)以視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺為核心，運用高清、智能、物聯(lián)網(wǎng)等核心技術，集成校園內(nèi)異構的安防各業(yè)務子系統(tǒng)，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(nèi)可能發(fā)生的各類事件做到預知、預判、預防、預警和督導考核，切實加強學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
智能安防技術的具有數(shù)據(jù)一致、完整和安全的特點。利用人工智能視覺技術，能夠自動探測、跟蹤和識別目標，無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(jiān)控人員的工作量，避免了長時間注視監(jiān)視屏幕造成的視覺疲勞。以此提升危機處理反應能力，同時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，學生缺勤現(xiàn)象普遍。對于缺勤學生，學校無法得知其去向，造成了一定的安全隱患。對于課堂考勤，老師只能采用點名、簽到等方式進行，不僅占據(jù)了教師部分工作時間，也影響了教師正常授課任務。所以校內(nèi)學生的人臉信息、軌跡記錄等信息管理成為了現(xiàn)階段亟需解決的問題。利用視頻結構化技術可以有效的對監(jiān)控視頻進行目標及對應屬性的提取。它在不需要人為干預的情況下，即可自動實現(xiàn)對監(jiān)控畫面中的異常情況進行檢測、識別，并在有異常時能及時能及時進行相應的報警提示。
三、智能安防技術在智慧教育中的深度應用
天地偉業(yè)技術有限公司結合智能安防技術在天津大學校園監(jiān)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(qū)域做警戒管理，防止學生在危險區(qū)域逗留；在學校主干道部署人臉抓拍機與微卡口設備，實現(xiàn)對人員與車輛的管理；通過前端抓拍到的人臉數(shù)據(jù)，在人臉服務平臺的處理，可以展現(xiàn)人員行走的軌跡分析；通過微卡口對車牌信息的記錄，通過BMS平臺的數(shù)據(jù)整合，可以實現(xiàn)車輛軌跡查詢與展現(xiàn)。
1、超低照度彩色成像
系統(tǒng)監(jiān)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，可極大的提升攝像機的低照效果，在繁星點點的夜晚也能提供清晰、亮麗的圖像。
2、警戒區(qū)域主動驅離
學校湖邊的危險區(qū)域經(jīng)常存在一些學生逗留，嚴重威脅學生安全，但是專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、微卡口相機布控車輛
微卡口攝像機具備視頻監(jiān)控、卡口功能，一機多用，利用率高，同時，相比標準卡口視野更廣，利用抓拍到的車牌信息，不僅可以做到記錄使用，同時利用平臺對數(shù)據(jù)進行分析，可以對車輛進入學校的路線軌跡做到地圖上的展現(xiàn)，實現(xiàn)車輛軌跡的查詢等功能。
4、人臉軌跡展現(xiàn)
人臉抓拍設備部署在校園主要道路上，對校園內(nèi)的人臉數(shù)據(jù)進行存儲與管理，通過人臉服務器對全部人臉數(shù)據(jù)的整合管理，可以在電子地圖上顯示人員在校內(nèi)行走的軌跡，可以查看人員在校內(nèi)的起始位置與移動軌跡，做到人員更深層次的管理。同時人臉設備還會布控嫌疑人庫、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行視頻預覽等操作，友商設備通過onvif標準協(xié)議接入我公司的錄像存儲設備，然后通過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行了對接，同時本次存儲時間相對擴容到了三個月的存儲時間，實現(xiàn)對接與擴容要求。
四、智能安防技術在智慧教育中的應用前景與趨勢
智能安防技術的快速發(fā)展和未來智能視頻分析技術的不斷進步，在推動智慧教育建設的同時，為學校教學、管理等工作的展開提供更多的便利。
（一）結構多元化、需求多樣化
在智慧教育建設的帶動下，校園智能安防技術的作用被重新定位。智能安防要做的不僅是進行視頻監(jiān)控、報警處理，而且還要將校園與公安等其他業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動集成。拓展安防技術在教學、行政管理、后勤服務等各個部門、各個層面的應用。全面提升校園智能安防水平。在智慧教育的背景下，智能安防技術將朝著結構多元化、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(tǒng)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(tǒng)部署效率，減少系統(tǒng)調(diào)試周期。系統(tǒng)前后端都具有深度學習能力，系統(tǒng)擁有發(fā)現(xiàn)故障并及時告警的自檢能力，在故障發(fā)生時系統(tǒng)可以快速做出響應，甚至對故障進行自動修復。新舊系統(tǒng)的兼容性更高，將實現(xiàn)無縫對接。這將充分利用原有的資源，減少前期投資的浪費。大數(shù)據(jù)整合應用和跨業(yè)務部門的深度大數(shù)據(jù)應用的范圍將更加廣泛，海量數(shù)據(jù)價值的智能挖掘和海智慧流通，讓價值信息的實戰(zhàn)應用成為可能。
（三）體系更加完善，變被動為主動
設備的優(yōu)化及組網(wǎng)的靈活有利于安防產(chǎn)品的大規(guī)模部署，未來安防體系將更為完善。多種安防產(chǎn)品相互配合，共享數(shù)據(jù)，形成較為立體、實時的安防體系。視頻圖像的聯(lián)網(wǎng)調(diào)度和信息資源共享，使得安防由被動防范向提前預警方向發(fā)展，隨著數(shù)據(jù)資源在不同安防云端的共享，安防產(chǎn)品將實現(xiàn)對危險分子的主動識別，安防行為由被動向主動轉變。
五、結語
智慧教育從提出到現(xiàn)在，發(fā)展時間教短，目前還處于建設當中。智慧教育實現(xiàn)的是構建一個“以學習者為中心”的教學環(huán)境。但是在新的時代背景和技術趨勢下，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的時代需求。智慧教育的發(fā)展對智能安防技術提出了新的要求，給校園安防管理和智慧應用帶來了巨大挑戰(zhàn)。智能安防技術的不斷進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)通過運用在人工智能硬件、大數(shù)據(jù)領域等創(chuàng)新應用中打造的智慧教育，將會優(yōu)化教學方式，開啟“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。智能安防技術的應用將為智慧教育建設保駕護航。
