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智能安防技術在智慧教育中的發展與新應用
發表時間： 2021-09-18
隨著國家對校園安全的愈發重視及人工智能、大數據等信息技術在教育行業日益廣泛的應用，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的一種新的教育信息化趨勢，它的發展為信息技術應用能力轉變、信息素養提升以及教育信息化的不斷創新發展提供了原動力。目前，我國教育信息化已經步入2.0階段，以大數據分析、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展的核心趨勢。我國教育事業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展開，學校建設規模越來越大，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生，現有的安防體系已經無法滿足日益增長的業務需求。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、為師生創造一個健康、安全的學習與生活環境成為了“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狀
近年，國家與地方政府陸續發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，學校也紛紛利用現代信息技術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，比如數據利用率不高、智能化應用水平有限、聯動水平不高，安防智能化作用不能發揮等，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、導致了各類安全事故頻發。而在事后調閱過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。可見單一視頻監控已經不能夠滿足現階段多元化的安防業務需求。
（二）系統聯動性差
前期建設系統的不足，例如設備質量參差不齊等導致了聯網管理困難、資源利用率低等問題。這些因素制約了安防系統擴建、資源共享和應用業務的整合。再加上各個監控區域及不同管理系統聯動性不足，且獨立于其他安防系統，系統間無法做到信息共享，更不能在一個平臺上協同運作。從而降低了安防監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控系統。
（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量。但是和安防智能化監控的應用并沒有太大關系。對于安保人員來說，由于缺乏專業知識和細心的指導，很難熟練的使用監控，使整個智能化監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
現有的智能安防技術向著“高清化、網絡化、智能化、高集成”的方向不斷發展。各個學校在驗收系統時也體驗到高度集成、高效智能的好處。可是系統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勢與特點
（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每刻都在產生海量的數據，隨著智能安防技術的應用發展，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。圖像識別已經擴展到人、車、物、態等多種處理技術，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
基于物聯網的學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。這也意味著監控網絡將更加廣泛，覆蓋面更廣。校園的特殊區域可以通過視頻智能分析手段實現24小時重點防護，如果出現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據，例如在重點出入口對學生的體溫進行監控，在餐廳后廚對食材存儲環境進行檢測等。針對特定的報警事件，可以通過聯網平臺進行更加精確的識別，及時的在更大范圍實現視頻檢索和追蹤，這對于實現多級聯動、精準定位、快速反應和業務協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生時的及時處置，使得校內出現緊急狀況時，無法實現現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將基礎信息的智能化采集及各類人員的大數據預警預測和動態管控，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。安防系統以視頻監控系統平臺為核心，運用高清、智能、物聯網等核心技術，集成校園內異構的安防各業務子系統，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據一致、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，避免了長時間注視監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。所以校內學生的人臉信息、軌跡記錄等信息管理成為了現階段亟需解決的問題。利用視頻結構化技術可以有效的對監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，即可自動實現對監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
天地偉業技術有限公司結合智能安防技術在天津大學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，防止學生在危險區域逗留；在學校主干道部署人臉抓拍機與微卡口設備，實現對人員與車輛的管理；通過前端抓拍到的人臉數據，在人臉服務平臺的處理，可以展現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平臺的數據整合，可以實現車輛軌跡查詢與展現。
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、警戒區域主動驅離
學校湖邊的危險區域經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，避免危險事情的發生。
3、微卡口相機布控車輛
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，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，同時利用平臺對數據進行分析，可以對車輛進入學校的路線軌跡做到地圖上的展現，實現車輛軌跡的查詢等功能。
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行存儲與管理，通過人臉服務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控、報警處理，而且還要將校園與公安等其他業務系統實現聯動集成。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境不斷復雜化的方向發展。
（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習能力，系統擁有發現故障并及時告警的自檢能力，在故障發生時系統可以快速做出響應，甚至對故障進行自動修復。新舊系統的兼容性更高，將實現無縫對接。這將充分利用原有的資源，減少前期投資的浪費。大數據整合應用和跨業務部門的深度大數據應用的范圍將更加廣泛，海量數據價值的智能挖掘和海智慧流通，讓價值信息的實戰應用成為可能。
（三）體系更加完善，變被動為主動
設備的優化及組網的靈活有利于安防產品的大規模部署，未來安防體系將更為完善。多種安防產品相互配合，共享數據，形成較為立體、實時的安防體系。視頻圖像的聯網調度和信息資源共享，使得安防由被動防范向提前預警方向發展，隨著數據資源在不同安防云端的共享，安防產品將實現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在，發展時間教短，目前還處于建設當中。智慧教育實現的是構建一個“以學習者為中心”的教學環境。但是在新的時代背景和技術趨勢下，智慧教育已不僅是發展優質教育的需要，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。智能安防技術的不斷進步也在智慧教育的發展與應用中發揮出了很大的優勢。安防企業通過運用在人工智能硬件、大數據領域等創新應用中打造的智慧教育，將會優化教學方式，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。
