智慧校园中的综合安防集成系统设计与实现

智慧校园中的综合安防集成系统设计与实现

王丹丹

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摘要：在校园管理过程中，智能化技术可以保证学生的安全，建设智慧校园安防集成系统成为必然趋势，依托此系统能够提高校园安保的管理和服务水平。本文首先对智慧校园安防集成系统的总体架构进行设计。

关键词：智慧校园；综合安防集成系统；设计

引言

智慧校园是以教育智慧化、技术智慧化、管理智慧化、服务智慧化为特征的校园发展的新模式，是高校发展的趋势。高校是一个开放式的大环境，校园内的人员和车辆流动性非常大，部分学生的安全意识薄弱，同时校园内的安保人员有限。在这种情况下，就需要采用一种智慧化的校园安防系统对校园进行24小时全方位监控。

1智慧校园安防平台技术需求分析

1.1满足系统集成融合，实现互联互通

长期以来，高校校园信息化发展缺乏统一的规划，各部门自建应用系统，各系统之间缺乏融合互通，形成了信息孤岛。校园安防系统也由于建设时期不同，各各系统之间无法实现统一管理与资源共享。新时代智慧校园建设要求校园安防管理平台系统能与消防、报警、门禁及LED信息发布等多个系统进行一体化集成，统一协同联动，充分发挥系统整体价值，实现多个系统业务的综合管理；同时预留接口，与校园其他管理子系统互联互通，有效解决信息孤岛问题。

1.2适应智能化应用、大数据分析发展趋势

随着安防智能技术的发展应用，近年来校园安防建设的重点也逐渐从监控基础设施建设向基于智能视频分析技术的安防平台系统建设发展。它将进一步提升校园安防管理的智能化程度，提高应对校园异常事件甄别的精准度和处置的响应速度，更有效保障校园的正常秩序和安全管理。智能分析可以代替人力从视频等数据中提取出客户感兴趣的信息。目前安防监控中，智能分析技术通过电子警察、人脸识别、人数统计、自动跟踪球机、视频质量诊断服务器、智能视频浓缩、车辆二次分析等产品，在包括教育行业在内的很多行业中得到广泛应用。尤其是近两年，人脸识别和车辆管理系统已经在校园中深度应用。以智能动态人脸识别技术为核心的人工智能智慧校园解决方案，通过结合全景拼接、枪球联动、人员布控等智能化分析算法，将全面提升校园信息化管理水平，实现“事前防范、事中管理、事后追溯”的智能化系统建设目标，提升校园安全管控级别。

2系统总体架构设计

2.1视频监控系统

校园的监控场景相对固定，设计分为室内与室外两个场景。系统由前端网络摄像机、传输网络、控制设备、存储与显示设备四部分组成。配置高清网络摄像机，通过H.265编码技术降低视频码流，有效节省传输链路带宽和存储空间，实现对校园全方位、全天候的监控，随时预览流畅的监控画面。

2.2智慧人员管理系统

设计分为师生管理和安保管理两个模块。采用人员管控系统、人脸门禁系统、人脸识别通道系统等，建立起“技术手段先进、人员管理高效、应急处理及时”的校园人员管理系统。对进出校园重点区域的人员严格管控，对学生和教职工考勤严格管理，具备校园人员管理的各层业务。架构上主要由前端人脸识别设备、传输网络与管理中心设备组成。

2.3智能车辆管理系统

采用车辆识别和智能分析技术，对出入场车辆进行抓拍识别，并将车牌作为车辆出入的凭证，实现对校园内车辆的统一监控与管理。系统由图像分析技术、传输网络、出入口控制、测速卡口、违停系统、车辆管理平台等几个部分组成。

3前端业务系统设计

3.1视频监控系统设计

根据不同应用场景的监控需求来选择前端网络摄像机。例如教学楼出入口部署具备宽动态功能的红外摄像机，走廊部署支持走廊模式的红外半球，教室部署180º广角半球摄像机。室外可采用枪机与球机结合、交叉互动的原则，确保监控空间无盲点、全覆盖，同时根据实际需要配置设备箱、防雷器、光纤收发器等前端配套设备。例如操场、广场部署黑光球机，学校大门口部署环形鹰眼摄像机，制高点部署全景摄像机。如何根据现场被监控环境正确选用摄像机的镜头是非常重要的，在选择摄像机镜头时应考虑：被摄物体的大小、被摄物体的细节尺寸、物距、焦距、摄像机靶面尺寸以及镜头与摄像机的分辨率等六个基本要素，尤其是焦距和视场角的关系。根据具体应用环境选择合适视场角的镜头，才能保证没有监视死角，保证监控的被摄物图像尽可能大且清晰。我们根据工程经验总结出镜头焦距、视场角、安装间距三者之间的关系。例如，长60m、宽3m的教学楼走廊布置枪型摄像机，选择视场角50º左右、焦距为6mm的摄像机，最大间隔距离为20m，那么需要布置3台摄像机。

3.2智慧人员管理系统设计

针对师生管理，在学校和宿舍楼的出入口设置人脸识别通道系统，前端设备主要由通道人脸组件、门禁控制主机和闸机组成；在实训室门口设置人脸门禁系统，前端设备主要由人脸门禁一体机、电锁和出门按钮组成。采集在校人员的人脸信息，建成人脸数据库，并通过系统配置导入综合安防平台，平台会根据师生具体信息进行下发分配人脸库到通道人脸组件和人脸门禁一体机，通过识别人脸信息判断人员身份，确认是否开通进出权限，从而控制闸机或电锁动作，控制人员放行。针对外来人员，设置访客管理系统，前端设备包括访客一体机,已经预约的访客使用访客一体机完成自助登记,未预约的访客需在保安室登记，由工作人员使用台式访客一体机完成访客登记，并可与人脸识别通道系统、人脸门禁系统等进行整合，对访客身份进行有效确认，并管控访客的进出区域。安保管理主要对存在潜在危险的人员进行管控，安保管理人员可通过平台上传黑名单库人员的人脸照片，在校门口、宿舍楼出入口、校园重要路段设置人员管控系统；布置前端人脸抓拍机及后端智能分析服务器，实时抓拍进出人员的人脸图像，通过对人脸的识别和分析，可实现黑名单人员自动预警等功能；布置前端高清摄像机及后端视频分析服务器，采集现场高清图像并进行人员特征数据的结构化分析，便于对目标人员进行快速锁定。

3.3智能车辆管理系统设计出入口控制

子系统前端利用车牌识别摄像机、自动挡车器等做联动整合，完成车牌等数据的采集、上传和车辆出入控制；车牌识别摄像机对通过出入口的车辆进行车牌、颜色、车型等等结构化数据的抓拍及自动识别，并将这些信息传输给出入口控制终端，控制自动挡车器升降；同时为了提高夜间的捕获率和号牌识别率，通过摄像机增设的LED补光灯对车道进行补光，使得夜间拍摄出清晰的图片。校园测速微卡口子系统前端利用高清微卡口抓拍摄像机、测速雷达和道路信息发布屏，对校园主干道断面车流的速度进行测量，如果车辆超速，管理中心将接到报警信息并进行声音提示；当车辆超速次数超过设定次数，将自动被设置为黑名单车辆；黑名单车辆通过出入口时可根据需求设置不抬杆。校园禁停子系统前端利用内置智能分析算法的自动跟踪球机，设置检测预置位、违停检测区域及路段违停抓拍模式，内置的智能分析算法对违停区域的车辆进行违停检测，球机跟踪放大车牌并抓拍识别和取证。

结束语

本文设计的智慧校园综合安防集成系统通过构建智能感知、智能辅助、智能分析决策等能力实现整个校园的安防专网智能化应用，建立了一套“高清化、网络化、智能化”的综合安防管理系统。

参考文献

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