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智能安防技术在智慧教育中的发展与新应用
发表时间： 2021-09-18
随着国家对校园安全的愈发重视及人工智能、大数据等信息技术在教育行业日益广泛的应用，智慧教育正逐步兴盛。智慧教育是融合了现代教育理论与大数据分析、人工智能等信息技术的一种新的教育信息化趋势，它的发展为信息技术应用能力转变、信息素养提升以及教育信息化的不断创新发展提供了原动力。目前，我国教育信息化已经步入2.0阶段，以大数据分析、人工智能等信息技术为支撑的智慧教育模式已成教育信息化发展的核心趋势。我国教育事业正在向智慧教育建设积极迈进。学校作为智慧教育建设的主要载体，如何建立有效的校园安防体系成为了智慧教育建设的重要组成部分。
近年来，校园在安防管理以及智慧应用方面取得了一些成绩，如基础音视频录像、报警等满足了校园安防的基本需求，但随着智慧教育建设的持续展开，学校建设规模越来越大，校园、社会之间的“分界线”变得日趋模糊，再加上学校周边的环境越来越复杂、人员和车辆流动性大、学生安全防范意识差等因素导致校园安全事故频频发生，现有的安防体系已经无法满足日益增长的业务需求。因此，如何提升学校智能安防技术水平、提升学校安防管理能力、为师生创造一个健康、安全的学习与生活环境成为了“安防工作者”必须要思考的问题。
一、智能安防技术在智慧教育中的应用现状
近年，国家与地方政府陆续发布了多项加强校园安全管理的政策，均要求进一步完善学校的安防体系。这对校园安防建设起了极大促进作用，也进一步拓展了校园安防市场空间。为了提升校园安防管理水平，学校也纷纷利用现代信息技术将大量的智能化设备、智能系统应用到校园安防建设中去，校园安防在建设范围、系统性能等方面都有很大变化，安防智慧化水平不断提升。虽取得了一定成效，但从目前学校安防建设进展情况来看，安防建设仍面临着诸多的问题，比如数据利用率不高、智能化应用水平有限、联动水平不高，安防智能化作用不能发挥等，这些问题限制了校园防控体系技术水平的提高。对学校智能安防建设目标的实现造成了不利的影响，校园安防仍处于不完全成熟的阶段。
（一）智能化水平低
目前，校园安防方式仍是以实时视频监控、事后调阅取证为主，智能化水平较低。在教室、食堂和宿舍等人员众多的地方，由于管理意识薄弱、管理手段落后、安全控制体系不完善、导致了各类安全事故频发。而在事后调阅过程中只能看到前端图像，安防系统在事前及事中的处理能力普遍偏弱。可见单一视频监控已经不能够满足现阶段多元化的安防业务需求。
（二）系统联动性差
前期建设系统的不足，例如设备质量参差不齐等导致了联网管理困难、资源利用率低等问题。这些因素制约了安防系统扩建、资源共享和应用业务的整合。再加上各个监控区域及不同管理系统联动性不足，且独立于其他安防系统，系统间无法做到信息共享，更不能在一个平台上协同运作。从而降低了安防监控的效率以及准确性和及时性。因此，迫切需要建设新型的、智能型、集成的、可扩展的校园安防监控系统。
（三）智能化安防和人防结合不够紧密
学校在人防和物防方面不断加大投入，学校通过雇佣保安或退休民警，不断增加安保人员数量。但是和安防智能化监控的应用并没有太大关系。对于安保人员来说，由于缺乏专业知识和细心的指导，很难熟练的使用监控，使整个智能化监控防范措施的效率降低，进而让校园安防建设整体效益大打折扣。
（四）操作简便性有待提升
现有的智能安防技术向着“高清化、网络化、智能化、高集成”的方向不断发展。各个学校在验收系统时也体验到高度集成、高效智能的好处。可是系统移交到学校管理人员手中使用率却不高。除了人员问题外，究其原因，还是安防综合管理系统过于复杂导致用户在使用过程中体验不佳。
二、智能安防技术在智慧教育中的应用优势与特点
（一）信息采集、智能分析性能提升
校园内的前端安防设备每时每刻都在产生海量的数据，随着智能安防技术的应用发展，数字图像采集性能的大幅提升，高清视频监控得到广泛的应用。图像识别已经扩展到人、车、物、态等多种处理技术，智能分析的性能也得到了极大保证。为智能应用提供了更流畅的体验、更清晰的画面和更精确的服务。
（二）覆盖面更广，集成度更好
基于物联网的学校智能安防体系架构包括人身安全、食品安全、防盗监控、火灾监控、防水防电、交通安全六大子体系，每一子体系嵌有独立的智能分析器、警报器。这也意味着监控网络将更加广泛，覆盖面更广。校园的特殊区域可以通过视频智能分析手段实现24小时重点防护，如果出现了紧急情况可以及时报警。对于一些重要的地方还可以添加传感器设备，实时采集相关检测数据，例如在重点出入口对学生的体温进行监控，在餐厅后厨对食材存储环境进行检测等。针对特定的报警事件，可以通过联网平台进行更加精确的识别，及时的在更大范围实现视频检索和追踪，这对于实现多级联动、精准定位、快速反应和业务协同提供了更加高效的管控方式。
（三）应急响应能力变强
现有的应急求助系统缺乏事故前预防和发生时的及时处置，使得校内出现紧急状况时，无法实现现场信息的上传和指挥，给校园安全埋下了极大的安全隐患。智能安防技术可实现将基础信息的智能化采集及各类人员的大数据预警预测和动态管控，建立起“人防部署到位、物防设施完善、技术手段先进、应急处置高效”的集管理、防范、控制于一体的安防智能应用体系。安防系统以视频监控系统平台为核心，运用高清、智能、物联网等核心技术，集成校园内异构的安防各业务子系统，形成一套事前预警、事中控制、事后可追溯的安防体系。对校园内可能发生的各类事件做到预知、预判、预防、预警和督导考核，切实加强学校的安全保障能力和应急响应能力。
（四）成本更低，安全性更高
智能安防技术的具有数据一致、完整和安全的特点。利用人工智能视觉技术，能够自动探测、跟踪和识别目标，无需操作员介入就可以将信息发送到控制中心。这将极大的减少监控人员的工作量，避免了长时间注视监视屏幕造成的视觉疲劳。以此提升危机处理反应能力，同时也降低了值班人员的人力投入。
（五）有效的目标锁定及属性提取
高校采用灵活选课制度，学生缺勤现象普遍。对于缺勤学生，学校无法得知其去向，造成了一定的安全隐患。对于课堂考勤，老师只能采用点名、签到等方式进行，不仅占据了教师部分工作时间，也影响了教师正常授课任务。所以校内学生的人脸信息、轨迹记录等信息管理成为了现阶段亟需解决的问题。利用视频结构化技术可以有效的对监控视频进行目标及对应属性的提取。它在不需要人为干预的情况下，即可自动实现对监控画面中的异常情况进行检测、识别，并在有异常时能及时能及时进行相应的报警提示。
三、智能安防技术在智慧教育中的深度应用
天地伟业技术有限公司结合智能安防技术在天津大学校园监控升级改造项目中，整体做到智能管理的校园解决方案。其中警戒枪机部署在重点周界位置，做到有效的预警提示作用；警戒球机主要针对危险区域做警戒管理，防止学生在危险区域逗留；在学校主干道部署人脸抓拍机与微卡口设备，实现对人员与车辆的管理；通过前端抓拍到的人脸数据，在人脸服务平台的处理，可以展现人员行走的轨迹分析；通过微卡口对车牌信息的记录，通过BMS平台的数据整合，可以实现车辆轨迹查询与展现。
1、超低照度彩色成像
系统监控采用星光级图像传感器、大尺寸高清镜头，配合优秀的图像处理技术，可极大的提升摄像机的低照效果，在繁星点点的夜晚也能提供清晰、亮丽的图像。
2、警戒区域主动驱离
学校湖边的危险区域经常存在一些学生逗留，严重威胁学生安全，但是专人驱赶又太耗费人力物力，因此建设警戒设备，做到有效的管理与驱离，避免危险事情的发生。
3、微卡口相机布控车辆
微卡口摄像机具备视频监控、卡口功能，一机多用，利用率高，同时，相比标准卡口视野更广，利用抓拍到的车牌信息，不仅可以做到记录使用，同时利用平台对数据进行分析，可以对车辆进入学校的路线轨迹做到地图上的展现，实现车辆轨迹的查询等功能。
4、人脸轨迹展现
人脸抓拍设备部署在校园主要道路上，对校园内的人脸数据进行存储与管理，通过人脸服务器对全部人脸数据的整合管理，可以在电子地图上显示人员在校内行走的轨迹，可以查看人员在校内的起始位置与移动轨迹，做到人员更深层次的管理。同时人脸设备还会布控嫌疑人库、惯偷库等，可以做到一些危险人员的预防，做到一机多用。
5、对接模式
本次建设需要将原有利旧设备接入新的平台进行视频预览等操作，友商设备通过onvif标准协议接入我公司的录像存储设备，然后通过我公司平台与自己的录像设备做连接，这样就可以将目前已建的所有设备进行了对接，同时本次存储时间相对扩容到了三个月的存储时间，实现对接与扩容要求。
四、智能安防技术在智慧教育中的应用前景与趋势
智能安防技术的快速发展和未来智能视频分析技术的不断进步，在推动智慧教育建设的同时，为学校教学、管理等工作的展开提供更多的便利。
（一）结构多元化、需求多样化
在智慧教育建设的带动下，校园智能安防技术的作用被重新定位。智能安防要做的不仅是进行视频监控、报警处理，而且还要将校园与公安等其他业务系统实现联动集成。拓展安防技术在教学、行政管理、后勤服务等各个部门、各个层面的应用。全面提升校园智能安防水平。在智慧教育的背景下，智能安防技术将朝着结构多元化、需求多样化及运行环境不断复杂化的方向发展。
（二）更加智能、便捷、兼容性更高
智能安防系统的建设将采用高集成化、模块化设计的设备。这将有效的提高智能安防系统部署效率，减少系统调试周期。系统前后端都具有深度学习能力，系统拥有发现故障并及时告警的自检能力，在故障发生时系统可以快速做出响应，甚至对故障进行自动修复。新旧系统的兼容性更高，将实现无缝对接。这将充分利用原有的资源，减少前期投资的浪费。大数据整合应用和跨业务部门的深度大数据应用的范围将更加广泛，海量数据价值的智能挖掘和海智慧流通，让价值信息的实战应用成为可能。
（三）体系更加完善，变被动为主动
设备的优化及组网的灵活有利于安防产品的大规模部署，未来安防体系将更为完善。多种安防产品相互配合，共享数据，形成较为立体、实时的安防体系。视频图像的联网调度和信息资源共享，使得安防由被动防范向提前预警方向发展，随着数据资源在不同安防云端的共享，安防产品将实现对危险分子的主动识别，安防行为由被动向主动转变。
五、结语
智慧教育从提出到现在，发展时间教短，目前还处于建设当中。智慧教育实现的是构建一个“以学习者为中心”的教学环境。但是在新的时代背景和技术趋势下，智慧教育已不仅是发展优质教育的需要，更是当今构建和谐社会的时代需求。智慧教育的发展对智能安防技术提出了新的要求，给校园安防管理和智慧应用带来了巨大挑战。智能安防技术的不断进步也在智慧教育的发展与应用中发挥出了很大的优势。安防企业通过运用在人工智能硬件、大数据领域等创新应用中打造的智慧教育，将会优化教学方式，开启“智慧教育”新模式。完善智能安防体系成为了智慧教育建设的重要组成部分。智能安防技术的应用将为智慧教育建设保驾护航。
