校園監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中人工智能技術(shù)應(yīng)用探索

王 瑤

（重慶城市職業(yè)學院 重慶 400000）

探索校園監(jiān)控系統(tǒng)幾十年的發(fā)展歷程，其受到信息技術(shù)的限制，過去的校園監(jiān)控因為極其滯后的運行方式漸漸成為了擺設(shè)，在實際的校園管理中往往會容易被忽視，但是如果不建設(shè)的話，卻又不可以。這是當前校園監(jiān)控管理中最為常見的現(xiàn)象之一。尤其是最近幾年，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，人工智能技術(shù)漸漸地從科學實驗室進入到了社會生活中，并應(yīng)用到了校園監(jiān)控管理系統(tǒng)中。因此，人工智能技術(shù)應(yīng)用到校園監(jiān)控管理中已經(jīng)成為了發(fā)展的必然趨勢。[1]

一、人工智能技術(shù)與實際應(yīng)用

（一）人臉識別系統(tǒng)與應(yīng)用

人臉識別系統(tǒng)開始于上個世紀六十年代，在九十年代后期進入了初步使用階段。人臉識別系統(tǒng)關(guān)鍵在于核心算法，過去的人臉識別系統(tǒng)由于自身對于光線非常的敏感，因此導(dǎo)致其識別率也非常的低，無法滿足如今的監(jiān)控管理的基本要求。近年來，信息技術(shù)的高速發(fā)展，克服了光線所帶來的弊端，出現(xiàn)了紅外線圖像多光源人臉識別系統(tǒng)，全方位提升了人臉識別系統(tǒng)的識別率，目前在社會上已經(jīng)大量的應(yīng)用，同時從研究線上走入了社會，真正地應(yīng)用到人們的生活與生產(chǎn)中。

（二）行為分析技術(shù)與應(yīng)用

傳統(tǒng)的校園監(jiān)控系統(tǒng)主要是由攝像頭、存儲以及監(jiān)控平臺所構(gòu)成的，同時通過監(jiān)控室中建設(shè)監(jiān)控大屏幕，再配上監(jiān)督人員，二十四小時值守，觀看校園中的監(jiān)控現(xiàn)狀。但是，由于監(jiān)控設(shè)備的局限性，在及時響應(yīng)、實時監(jiān)控以及主動預(yù)警等方面往往達不到人們的期望值。其具體的問題體現(xiàn)在，監(jiān)控大屏的實景顯示與現(xiàn)實中所看到的實景還是存在一定差距的，導(dǎo)致實景中大部分場景并不能全部被監(jiān)控到；監(jiān)控人員可能會因為身體素質(zhì)的原因，并不能全天候地進行監(jiān)督。筆者通過大量的文獻研究調(diào)查了解到，人們注意力集中的時間保持在二十分鐘以內(nèi)，在二十分鐘以后，人們的注意力就會出現(xiàn)下降，因此導(dǎo)致安保人員并不能高效地監(jiān)督校園中的安全，容易出現(xiàn)漏報或者誤報的現(xiàn)象，降低了學校對于監(jiān)控系統(tǒng)的信任度。

（三）人流分析技術(shù)與應(yīng)用

監(jiān)控視頻人流統(tǒng)計技術(shù)是人工智能監(jiān)控與監(jiān)控技術(shù)中最為成熟、同時也是應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。進入到社會中，我們就會經(jīng)常看到攝像頭中內(nèi)置芯片中自動完成人流分析與統(tǒng)計的操作。人流分析與統(tǒng)計主要是將如今最為熱門的人臉識別系統(tǒng)中人體特征識別算法與人工智能算法等多種算法結(jié)合在一起，從而有效地實現(xiàn)對于所監(jiān)督區(qū)域中人頭以及肩膀等基本的部位進行全方位的識別，更好地區(qū)分人與其他物體，并結(jié)合其基本的運動軌跡合理地判斷每個人的出入關(guān)系，從而較為精準地獲得進入人口的數(shù)量以及出去人口的數(shù)量等統(tǒng)計性數(shù)據(jù)。[2]

二、構(gòu)建與平臺的選擇

在2015年之前，人工智能與校園監(jiān)控始終是借助軟件設(shè)置的方式實現(xiàn)的。最近幾年，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，各大攝像頭開發(fā)商將更多的目光投向了前端硬件芯片+后端算法的混合模式中，這兩種算法模式各自存在自己的優(yōu)勢。因此，學校在利用人工智能構(gòu)建校園監(jiān)控體系中，應(yīng)當有效結(jié)合自身的實際情況，適當選擇合理的模式。

軟件算法解決方案。軟件算法其實就是在外面懸掛式的方案，也就是說直接與監(jiān)控管理平臺相連接，或者直接從攝像頭中提取自己想要的信息，之后將所提取來的信息進行統(tǒng)計分析。軟件部署有著其本身所存在的優(yōu)勢，比如懸掛式的部署，對于學校本身的基礎(chǔ)設(shè)備的要求比較低，只需要提供視頻源就可以完成監(jiān)控任務(wù)了。這樣的方式比較適合傳統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備改造項目，在原來的基礎(chǔ)上增加一些視頻源就可以完成監(jiān)控任務(wù)。但是，其缺陷也不容忽視，由于軟件算法解決方案是直接對視頻進行分析的，因此對于通信鏈路以及服務(wù)后臺的要求則比較高，很難維持穩(wěn)定。因此，一旦遇到大型的項目監(jiān)控任務(wù)，往往會從前端布置的數(shù)據(jù)分析臺提取視頻源，然后進行篩選，最后提交到視頻控制中心進行深層次的分析，中間耗費的時間與精力也是非常巨大的。

而前端硬件+后端算法解決方案，則是在綜合性分析軟件部署方案的缺陷之后，并結(jié)合自身的優(yōu)勢，將前端的視頻源進行提取與分析，高效集中到攝像頭的內(nèi)部。這一步到位的方案有效地解決了當前系統(tǒng)穩(wěn)定性差以及對于通信鏈路與服務(wù)器要求高的問題，并降低了攝像頭的使用費用。但這樣做也存在一定的缺陷，一方面，前端的視頻源都轉(zhuǎn)移到了前端攝像頭上，那么就會導(dǎo)致學校原有攝像頭就不能繼續(xù)使用，需要學?；ㄙM一筆置換攝像頭的費用；另外一方面，則是在進行人工智能監(jiān)控的道路上，與軟件部署方案之間存在一定的差距。[3]

2015年，我們在學校試點部署統(tǒng)一監(jiān)控分析系統(tǒng)，同時在系統(tǒng)應(yīng)用中不斷地收集學校的需求，進一步完善視頻分析模型，從而初步形成了以下四類使用場景的需求。

（一）體育運用統(tǒng)計

教育局對于某個學校全體學生的體育運動時間進行調(diào)查分析，但是學校所上報的信息并不具備一定的真實性。結(jié)合這一需要，校園監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)對于學校的操場以及室內(nèi)的運動場所的人流密度進行數(shù)據(jù)分析，通過具體的分析之后獲得學生運動人數(shù)以及學生平均的運動時間，從而保證學生運動數(shù)據(jù)的真實性。

（二）預(yù)防學校踩踏事件

由于在學校中上課與休息時間都比較集中，往往會在人流比較密集的出入口出現(xiàn)擁堵的現(xiàn)象，因此，這些出入口會存在踩踏風險。學校結(jié)合學生的這一實際性需求，對于重要的出入口的攝像頭中的視頻源進行數(shù)據(jù)分析，之后檢測到人口流動的實際情況，并做出適當?shù)念A(yù)警。一旦檢測到某一處人口密集過高，校園的廣播系統(tǒng)中就會進行警告，并通知學校中安全管理人員。

（三）食堂以及重要出入口人流統(tǒng)計

學校食堂也是人流量最大的場所。因此，我們對于學校食堂的出入口的人流量進行分析，之后清點人流量密集的時間段，進一步獲取最為準確的數(shù)據(jù)，比如學校食堂的人口的就餐情況，就餐時間以及學生出入食堂的頻率等，進一步為學校食堂的高效管理提供數(shù)據(jù)分析。

（四）自然災(zāi)害學校預(yù)警

如今，監(jiān)控分析系統(tǒng)已經(jīng)全部接入了校園的網(wǎng)絡(luò)中。一旦遇到自然災(zāi)害，該系統(tǒng)會自動連接到校園監(jiān)控系統(tǒng)，為教育局提出自然災(zāi)害應(yīng)對策略提供實時的事實依據(jù)，保證校園中每一位學生的安全。

三、總結(jié)

綜上所述，作為校園信息化系統(tǒng)之一，校園監(jiān)控系統(tǒng)至今尚未被淘汰。一方面由于校園監(jiān)控系統(tǒng)本身的費用高昂，促使校園管理者在對校園監(jiān)控系統(tǒng)進行創(chuàng)新與改革的過程中，不斷地進行斟酌；另外一方面，至今尚未出現(xiàn)完全替代校園監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展壯大，部署建設(shè)的費用也越來越低，筆者相信，在未來的幾年內(nèi)，其將會得到廣泛的應(yīng)用，同時校園智能監(jiān)控系統(tǒng)也會成為校園信息化的核心系統(tǒng)。