后疫情时代高校安防预警系统的设计及应用

薛彩霞 李俊华 沈晨普

关键词：高校；安防；预警；人工智能；物联网

0 引言

高校校园相对于小初高校园，有其明显的独特性，高校校园面积普遍较大、校区多处分布、校园内人员密集复杂，且校园及其周边的治安情况也相当复杂，校园安防成了当务之急。自2019年12月以来，新冠疫情主要呈现势态为：点多、面广、频发，给复杂的校园安防带来了重大的挑战，同时也是给校园安防工作的警醒。后疫情时代，如何做好高校安防工作是当务之急。

高校校园安防系统主要包括：视频监控、车辆出入、升降杆、人员通道、门禁、消防、周界报警等多个子系统[1-2]。各子系统的协调配合，可实现人员、车辆、事件有效管理，为井然有序的安防工作提供了强大的技术支持和保障。子系统增加的同时，也带来了很多问题，各子系统独立运行，相互之间连通性不强，多系统给统一管理带来了很多麻烦[3]。因此，建立一个综合的安防预警系统迫在眉睫。本文所介绍的安防预警系统是以视频监控系统平台为核心，运用高清、人工智能、物联网等核心技术，集成校园内各安防子系统，形成一套具有事前预警、事中控制、事后可追溯功能的安防系统，可对校园内人员、车辆、事件进行统一管理，预防各类案件发生，提升应急响应能力，提高校园安保的管理和服务水平。

1 系统设计概述

在遵循整体性、规范性、实用性的总体设计思想的基础上，系统对安全保障模块（人防）、设备与物联网模块（设备防）、监控与预警模块、在线会议模块、开放对接、系统架构这六个方面进行设计，方便各业务部门安全巡检及管理，且可实现数据共享和不同权限的数据修改、查询、统计和监控功能。

本系统严格地定义了所有基础操作对象与业务逻辑对象，统一了数据存储规则。在此基础上，系统又划分为：后台数据处理层、中间业务逻辑处理层、前台业务逻辑处理层及表现层，最终将提供功能全面、操作灵活、风格统一的专用客户端软件（微信小程序）。

2 系统设计原则

安全性原则：本系统将数据中心、强大信息处理环境、高速网络等集于一体，可支持实时数据的获取与处理，支持协同工作。由于整个系统涉及大量的业务数据，而且部分数据共享基于网络环境，在设计过程中，必须考虑信息安全及保密措施，确保系统中的数据及其他信息资源不被非法窃取、篡改，数据中心不被破坏；且要保证用户能够正常使用该系统中的共享资源，提供必要的信息服务。所以建立健全安全管理制度基础上，实施有效的安全保密技术也是相当重要的。本系统的安全管理方式设计科学、便捷，系统会严格界定终端用户的权限，终端用户的权限细化到每一个模块的每一个功能，在此基础上系统灵活地使用“组”管理方式，很大程度上简化了系统管理人员的工作复杂度[4-5]。

规范性原则：系统设计过程中，数据结构和数据编码应符合国家下发的各项文件标准和技术规范[6]。安防管理中的专用数据，通过全面的汇总分类，采用统一的系统标准数据编码，制定了数据编码规范，保证数据编码的唯一性和可扩展性，为校园安防预警平台信息化的长期发展奠定良好的数据基础与数据规范[7]。

实用性原则：依据全面的用户需求调研和专家分析结果，采用灵活的、互动式的功能设计和界面设计，既体现了现有的业务流程又方便使用人员的操作，实现了功能性和易用性的统一。总体规划重视效益和效果；信息资源充分开发与利用；系统设计坚持开放性标准[8]。

3 系统实现技术

软件环境：网络服务器操作系统：Windows 2016Server；网络终端操作系统：Windows 10（SP2） ；单机应用操作系统：Windows 10（SP2） 。

数据库：Microsoft SQL Server 2008企业版。

开发环境：Delphi 2007。

系统架构：C/S（用于局域网高速数据处理）。

各行业实践证明，该设计方式在稳定性、扩展性等方面都有可靠的保障。

4 系统模块概述

安防预警系统可分为6个模块，如图1所示：

4.1 安全保障模块（人防）

4.1.1 隐患管理

1） 风险管控：风险点辨识、风险评估、风险点分布图。

2） 设施管理：设施登记、设施分布图。

3） 制度管理：检查表库、检查内容表。

4.1.2 安全巡检

1） 巡查点管理：将风险隐藏点、设施、设备等组织成巡查路线进行管理，记录巡查隐患处理情况。

2） 巡检任务管理：设置定时排查制度，按既定任务组织排查，并备案处理执行结果；安全隐患制度化检查，根据安全隐患的类别，重要程度，按周、月、季度，巡查班次设置等。

3） 巡检过程管理：巡检人员通过手机移动端对发现的隐患进行上报，根据安全隐患分类和级别，处理并备案，巡检过程借助手机GPS定位功能記录轨迹，实现巡查监督。

4） 安全应急应急预案管理：建立应急预案；应急预案演练：模拟应急预案发生，在系统中执行应急预案并记录预案执行全过程；应急预案触发：案情发生时，启动对应的安全应急预案处理程序，系统根据预案中所配置的监控位置、时间点自动收集信息并做相关展示、通知；执行结果备案：案情结束后，系统自动存档处理过程中所产生的所有监控数据，学校在系统中填写并备案处理情况。

4.1.3 人员管理

1） 任务管理：实时任务下达、任务执行情况上报（移动端定位、拍照、填报信息等）；

2） 过程记录：记录执行任务的安保人员数量，移动轨迹，安保人员在移动端定位、拍照、填报任务执行情况上报存档。

3） 安保联动：特别是处理突发安保事件时，信息共享，统一指挥。

4） 安保移动端程序：在手机端执行下达的巡查或其他各类安保任务。

5） 信息管理：对安保人员的个人信息进行记录保存。

6） 人员排班：安保管理人员对执勤人员进行排班管理。

7） 考勤打卡：统计安保人员考勤情况，生成统计报表便于管理，绩效审核等。

8） 人员培训：提供培训计划管理，对于培训情况进行记录，便于提高安保人员的综合素质，提供完整的追溯过程。

4.1.4 访客管理

1） 访客预约：提供移动端微信小程序预约，管理人员审核批准，访客生成二维码线下审核进入，可以追溯各个访客的实时定位、流程轨迹，进入、离开的具体时间等情况。

2） 预约记录：对未审核、预约访客、历史访客进行记录归档，实时追溯各个访客的审核、到访情况等。

3） 访客黑名单：对于部分违背规则、引发冲突等恶性事件的访客进行归档，记录在案，后续进行预约及到访后可进行密切追踪，实时关注等。

4.2 设备与物联网模块（设备防）

4.2.1 设备管理

设备台账（一机一档）、设备申请、设备验收、设备交付。

4.2.2 设备运维

1） 设备保养：保养计划、保养执行、保养记录、备品备件。

2） 信息存档：根据月度、季度、年度或临时的设备运行状态制定排查任务，安保人员在执行任务时，可利用手机移动端定位、拍照、填报设备运行状况信息存档备案。

4.2.3 故障报修（移动端报修、流程管控）

发生故障时，用户通过移动端小程序进行报修上报，系统根据上报维修类型自动分配给对应的维修组，由管理员指定维修人员接单，维修完成后用户进行评价，整个过程组成了一个完整的闭环，为用户提供完善的维保服务。

4.2.4 视频监控

1） 平台整合：对接主流视频监控厂家平台，统一管理和运维。

2） 功能整合：整合视频监控，预警等功能。

4.2.5 物联网设备

1） 物联网设备：无线烟雾报警/感应器、光照温湿度传感器、一键报警设备、智能电表、智能水表、门禁一卡通等。

2） 平台整合：整合不同设备和设备厂家的平台，统一管理和运维。

3） 数据分析：统一的数据存储、展示、分析功能，将数据展示融合到监控中心，将预警功能融合到预警中心。

4.3 监控与预警模块

4.3.1 监控大屏

1） 地图视图：中心位置显示电子地图，在地图上定位显示设备、安保、安全数据，视图侧边和下方显示相关数据详情。

2） 数据视图：以某类数据为视图，汇总显示各个类别数据详情。数据视图可分为：安全视图：主视图汇总显示安全巡检、安全隐患、安全应急数据；设备视图：主视图汇总显示设备数量、状态、运维情况数据；安保视图：主视图汇总显示安保人员数量、在岗情况等数据

4.3.2 监控预警

对接视频监控平台，物联网设备/平台，将预警功能整合在监控中心。

4.4 在线会议模块

1） 支持在线发起视频/音频会议。

2） 支持PC/手机多平台接入。

3） 支持录制会议记录。

4.5 开放对接

1） 微信平台对接：对接微信公众号、微信企业号、微信智慧校园平台等。

2） 信息推送：微信推送、短信推送、邮件推送等。

4.6 系统架构

1） 区级/校级：实现上传下达。

2） PC/移动：实现管理与执行的闭环。

3） 设备对接：可与各类物联网设备对接。

4） 监控中心：掌握全校的安全事态。

5） 平台对接：可与各个第三方安防系统对接。

5 系统详细设计

5.1 校园综合运维管理及安防预警平台

平台系统架构要求具有清晰的总体架构设计、满足技术架构选型的要求、拥有成熟的微服务框架作为平台支撑。系统根据不同的登录账号进行判断，展示不同的界面，可以使用不同的功能模块。系统支持角色自定义配置，允许对角色进行权限分配；支持用户账号自定义配置，可以按照要求新增、删除用户账号；支持用户、角色对应关系自定义配置，允许对系统角色同时分配多用户。提供完整的系统数据定义，包括数据库定义、表定义和字段定义等。具有整合地图功能，能够通过地图展示相关位置信息，能够对地图视图进行交互操作。具有设备台账管理功能，满足主管部门对设备管理的要求，如一机一档等。支持设备报修功能，线上报修有整套的操作流程，支持工作计划、设备报修、知识库、任务统计等。

平台支持安全风险隐患的信息管理，能够向安保人员的移动端派发巡检任务，并核查巡检情况；能够处理移动端填报的各类信息。支持上传各类附件（PDF、Excel、Word） 并支持在线预览。用户信息列表页、各类统计报表支持导出PDF、Excel等格式。数据报表能灵活定义不同角色、用户的操作权限，以使不同岗位的人能进行不同的报表的查询、统计、分析功能。具有数据分析功能，支持安全警报信息概览、维修上报统计等。支持监控中心大屏展示功能，能够提供多层级、多视角、多维度的不同展示形式。大屏支持通过鼠标或键盘交互操作。能够展示与安全相关的各类数据。可视化界面的功能要求。支持智慧校园平台对接，可即时同步组织机构数据，并实现消息推送等平台功能。能够对接安防系统如海康或大华等厂家平台，根据设备厂家提供的接口整合相关功能。可显示重要区域摄像机布点图，并能够预览及回放监控画面；可实现云台的基本操控；可与相关子系统进行联动；视频监控子系统的通讯响应时间测试；视频监控子系统应具备标准接口，向集成平台提供相应控制功能、监测数据以及相应告警等信息。具备物联网设备接入的能力，后期将有偿接入，请详细阐述物联网子系统功能（如电子围栏、暖通空调、道闸系统、消防系统等）。具备软件二次开发能力。

报警模块设计：能显示实时报警、历史报警及报警定义等信息。通过列表显示报警时间、报警级别、报警描述以及相应子系统等信息，并可以通过报警级别及子系统类别等信息进行查询；用户可自定义报警类型，定义报警的来源、报警的判定规则等信息，并可对报警进行处理；能够对于误报的设备进行报警屏蔽；能够测试报警处理模块的通讯响应时间。

5.2 校园综合运维管理及安防预警平台微信小程序

具有各類数据展示功能，包括展示学校的安全、设备、人员等各类安防相关信息；能够查看本校的设备信息及视频设备实时图像；提供本校的设备巡检、维护、报修等相关处理功能；能够在线查看学校发布的公共信息，包含安全风险隐患相关信息；提供设备隐患填报及处置管理功能；具有个人中心设置功能，包括修改资料、修改密码、登出操作；支持免密登录方式，系统自动验证身份信息；支持与智慧校园平台后台对接；具有自动一键报警功能，内容包括：事件类型、事件描述、现场照片等报警信息。支持上报校园综合运维管理及安防预警平台教育局端；具有手动报警功能，提供随手拍功能，发现安全隐患问题，支持随手拍照上传隐患现场图片功能，包括隐患照片、隐患描述、隐患类型等信息。隐患上报类型，支持总务、食品安全、交通安全、消防安全等分类；提供校园隐患分析功能，统计分析柱状图数据及隐患类别占比饼状分析管理。

6 总结

高校安防预警系统是高校安保工作中的重要角色之一，发挥了巨大的作用，是防范和解决校园各类治安案件的重要手段和依据。安防系统不能局限于传统的视频监控，应以视频监控为切入点，结合人工智能、物联网技术，实现多安防子系统的综合，有效利用安防系统数字资源，有助于智慧校园的实现，为校园智慧安防建设打下坚实的基础。