基于人臉識別技術的校園安全管理平臺的應用

摘 ?要：隨著學校信息化建設的推進，許多職業(yè)院校陸續(xù)從數(shù)字化校園建設階段進入了智慧校園建設階段，江蘇省無錫交通高等職業(yè)技術學校在智慧校園建設階段中將人臉識別技術應用于校園安全管理，結(jié)合當前疫情防控要求，利用學生請銷假管理系統(tǒng)、學生周末留離校管理系統(tǒng)對學生形成可追溯的閉環(huán)管理、對教職工進行刷臉考勤、同時實現(xiàn)對重點監(jiān)控區(qū)域和公共監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控預警方案。

關鍵詞：人臉識別;校園安全管理;信息化建設;疫情防控

中圖分類號：TP315;TP391.41 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）15-0086-04

Abstract：With the advancement of information construction in colleges，many vocational colleges have gradually entered the stage of smart campus construction from the digital campus construction stage. In the construction stage of smart campus，Wuxi Institute of Communications Technology applied face recognition technology to campus safety management. Combined with the current epidemic prevention and control requirements，we use the student leave management system and the student leave school management system on weekends to form a traceable closed-loop management for students，and recognize the face of teachers and staff attendance，and realize the monitoring and early warning scheme for key monitoring areas and public monitoring areas.

Keywords：face recognition technology;campus security management;information construction;epidemic prevention and control

0 ?引 ?言

人臉識別（Facial Recognition），是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。最早提出“人臉識別”概念的是高爾頓（Galton），他分別于1888年和1910年在《Nature》雜志上發(fā)表了兩篇關于利用人臉進行身份識別的文章，但是由于技術的原因，人臉識別技術真正進入初級應用階段是在90年代后期。近年來我國科技界和社會各個方面都認識到人臉識別技術的重要性，國家政策對人臉識別技術研究給予了很大支持，使得我國的人臉識別技術得到了迅速的發(fā)展。

視頻監(jiān)控環(huán)境下的身份識別正成為一種迫切的需求，在較復雜的場景中以及在較遠的距離外就識別出特定的人，這顯然是其他生物識別方所欠缺的功能，而人臉識別技術卻是一個極佳的選擇。

學校數(shù)字化建設進入智慧校園建設階段后，許多學校相繼引入了人臉識別技術，主要的應用場景是門禁系統(tǒng)、校園安防系統(tǒng)、考勤與考試系統(tǒng)等等。我校目前也在進行智慧校園建設，并利用人臉識別技術構建了校園安全管理平臺。

1 ?整體建設思路

（1）我校為職業(yè)院校，校內(nèi)有實訓基地、實驗室、智慧教室、機房、宿舍樓等需要重點監(jiān)控的區(qū)域，也有教學樓、食堂、操場等公共監(jiān)控區(qū)域;經(jīng)過第一輪校園數(shù)字化建設后，在這些公共監(jiān)控區(qū)域和重點監(jiān)控區(qū)域都安裝有傳統(tǒng)的攝像頭，在此次基于人臉識別技術的校園安全管理平臺的建設中，將傳統(tǒng)的攝像頭更換成具有人臉識別功能的攝像頭，通過相關軟件的支撐，使整個安全管理平臺具備預警功能。（2）利用人臉識別技術與軟件技術，實現(xiàn)完全智能的和具有高安全性的身份鑒別驗證系統(tǒng)，配合自動化門控或閘機裝置進行校園出入口通行控制;校方管理者通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢與分析功能，可實時掌握學生信息，維持安全的校園環(huán)境，提供一種優(yōu)于其他方式的校園安全系統(tǒng)解決方案。

2 ?具體建設目標

（1）將人臉作為進出校門、宿舍及校內(nèi)各場所的身份鑒別條件，身份不符者將被門禁裝置拒絕通行：本校教職工和學生通過人臉識別和刷碼（校園碼）進出學校;校外來訪人員通過訪客預約、人臉登記、核對身份等方式進入白名單后可進出校園，可以加強校園的安全管理，杜絕非法人員進入校園。（2）建設能提供人臉識別門禁和出入人員信息的管理平臺，可按不同權限對數(shù)據(jù)庫進行不同操作，并提供查詢門禁記錄、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)打印輸出等功能。（3）能通過網(wǎng)絡實現(xiàn)人臉識別數(shù)據(jù)的傳輸、遠程訪問和遠程系統(tǒng)維護。（4）對重點監(jiān)控區(qū)域，通過指定授權的形式確保非授權人員無法打開重點監(jiān)控區(qū)域的門禁。（5）對公共監(jiān)控區(qū)域進行人流密集度監(jiān)控，通過預警機制對危險情況提前報警。

3 ?我?；谌四樧R別技術的校園安全管理平臺基本構架

結(jié)合我校實際情況設計了基于人臉識別技術的校園安全管理平臺，如圖1所示。

3.1 ?學生安全管理流程

學生安全管理流程主要分為走讀生流程和住宿生流程，如圖2所示。

3.1.1 ?走讀生

在規(guī)定時間段（周一至周五早晨8：10分之前、下午3：30后）無需辦理請銷假手續(xù)即可進出校門;在校期間如果需要進出校門，則需要辦理請銷假手續(xù)，班主任同意后，校門門禁才能允許該學生出校門，否則該生不能出校，一旦強行通過會觸發(fā)警報。并且辦理請銷假手續(xù)后學生出校和回校均會觸發(fā)消息通知，告知班主任該生已經(jīng)出?；蛘呋匦?。如果學生出校后未在規(guī)定時間內(nèi)回校，會觸發(fā)預警消息，告知班主任該生沒有及時回校，此時班主任可以主動聯(lián)系學生詢問情況或者聯(lián)系家長，以此形成請銷假環(huán)節(jié)的閉環(huán)流程。

3.1.2 ?住宿生

正常情況住宿生在周五下午3：00后可以離校，周日下午5：00點前返校，其他時間要求住宿生都在學校。在校期間如果住宿生要離校，則跟走讀生一樣辦理請假手續(xù)，流程與走讀生相同。

周末，住宿生填寫周末留離校管理確認留宿情況，根據(jù)學生留宿情況宿舍門禁對留宿學生進行刷臉打卡，同時觸發(fā)學生回校就寢/未回校就寢通知，如果學生在指定時間內(nèi)還沒有返回宿舍，則班主任會收到學生未回校就寢的通知短信，提醒班主任該生沒有及時回宿舍，班主任可以主動聯(lián)系學生或家長了解情況，以此形成周末留離校環(huán)節(jié)的閉環(huán)流程。

3.1.3 ?家長

家長通過學校微信公眾號綁定自己的孩子，可以查詢孩子的離校時間或者回校時間，方便家長掌控學生回家時間，確保學生的安全。

通過校門刷臉門禁和學生請銷假管理系統(tǒng)對走讀生的行動軌跡形成可追溯的閉環(huán);通過校門刷臉門禁、學生請銷假管理系統(tǒng)、學生周末留離校管理系統(tǒng)和宿舍刷臉門禁相結(jié)合，最大限度對住宿生的行動軌跡形成可追溯的閉環(huán)，以此來確保學生的安全，并且在學生請銷假管理和周末留離校管理方面形成提醒和預警消息，確保及時發(fā)現(xiàn)問題。

3.2 ?從教職工管理層面分析

教職工與學生同樣需經(jīng)過校門門禁管理進出學校，一方面可以識別進出人員是不是本校教職工，確保非法人員不得入內(nèi);另一方面對教職工出勤進行打卡考核，對教職工的遲到、早退、加班等進行記錄，為后續(xù)的考核形成數(shù)據(jù)支撐。

3.3 ?對重點監(jiān)控區(qū)域的管理

對于重點監(jiān)控區(qū)域，為了確保安全，采用單獨授權的形式進行門禁管理，具體授權門禁的人員為實訓室的管理員、在實訓室任課的教師及實訓室所屬院部的領導，利用人臉識別與刷碼的方式確保重點監(jiān)控區(qū)域的安全。此外通過對任課教師進入實訓室上課次數(shù)的統(tǒng)計，也可以側(cè)面反映出實訓室的使用率。

3.4 ?對公共監(jiān)控區(qū)域的管理

對公共監(jiān)控區(qū)域如教學樓樓道、操場、食堂等實行人流密集度監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)人流密集度過高，可以通過廣播等進行提醒，防止發(fā)生擁擠踩踏等事件。

3.5 ?訪客管理

訪客管理方面，比如學生家長來校、兄弟院校人員來?；蚴鞘┕挝粊硇５鹊龋话阃ㄟ^預約的形式，通過學校公眾號進行來訪預約：確定來訪時間和來訪人數(shù)、登記來訪車輛車牌、填寫來訪人員的詳細信息（包括身份證號、手機號和自拍照片等等），填寫完成后提交等待審核，審核通過即可來校。來校后，學校門衛(wèi)會仔細核對來訪者提供的信息，避免未預約人員進入學校，并且根據(jù)來訪者填寫的來訪時間段進行管理，如果來訪者過了來訪時間還逗留在學校，門衛(wèi)或安保部門會收到提醒短信，提醒其注意還有來訪者留在學校，必要時可以電話聯(lián)系了解情況，以此可以形成訪客管理的閉環(huán)流程。

3.6 ?門禁管理結(jié)合疫情防控

根據(jù)疫情防控的要求，我校要求教職工和學生每天都要上報健康情況，如圖3所示。

根據(jù)上報的健康數(shù)據(jù)，記錄并追蹤教職工和學生每天的體溫、身體情況及密切接觸人群，一旦上報的健康狀況不符合要求，將自動關聯(lián)校門門禁管理系統(tǒng)，使非健康人員無法進入學校;解除后方可進入。

4 ?具體設備布置

結(jié)合學校實際的安全管理要求，具體安裝設備如下。

4.1 ?具有人臉識別功能和刷二維碼功能的考勤機

學校校門門禁使用的是具有交互功能和刷碼+刷臉功能的多功能考勤機，如圖4所示，在考勤機上能夠看到今天請假學生的名單以及哪些學生請假后已經(jīng)出校門、哪些學生請假后還沒有出校門;同時對于請假返校的學生，考勤機有詳細的信息提示，如圖5所示。

4.2 ?人臉識別閘機

宿舍門禁使用的是人臉識別閘機，如圖6所示，學生進出宿舍必須進行人臉識別驗證，此閘機為雙向閘機，即進、出都必須刷臉驗證。

4.3 ?FacePad Ⅰ身份識別終端

實訓室、實驗室、智慧教室、機房等重點監(jiān)控區(qū)域使用的是FacePad Ⅰ身份識別終端，主要實現(xiàn)的功能是重點監(jiān)控區(qū)域的門禁管理。

4.4 ?動態(tài)無感知人像抓拍攝像頭

公共監(jiān)控區(qū)域使用的是動態(tài)無感知人像抓拍攝像頭，通過動態(tài)無感知人像抓拍攝像頭抓取圖像或視頻，然后利用相關的智能算法對圖像或視頻進行處理，得出監(jiān)控場景中的人群數(shù)量等指標，對指標進行判斷，從而起到預警作用。

5 ?結(jié) ?論

本文以我校為例闡述了人臉識別技術應用于校園安全管理的實現(xiàn)方法，結(jié)合智慧校園建設的學生請銷假管理系統(tǒng)及周末留離校管理系統(tǒng)等，對在校生的行蹤最大限度地形成可追溯閉環(huán)，可以有效地確保在校生的安全。

此外后續(xù)還將在教室、多媒體教室等設置動態(tài)無感知攝像頭，主要用于智能情緒監(jiān)控，用于分析學生臉部表情在一段時間內(nèi)的變化，模擬推算其心情指數(shù)變化及預測其健康狀況，通過平臺模擬預警，可將該學生心理變化、健康變化上報班主任或?qū)W生干部對其進行干預。

參考文獻：

[1] 黃楊.人臉識別技術在大學校園安全管理工作中的應用 [J].技術與市場，2019，26（8）：213+215.

[2] 時偉翔.基于人臉識別的校園智能化方案 [J].價值工程，2020，39（1）：264-265.

[3] 董薇，張韶.基于人臉識別的學生安全預警系統(tǒng)設計 [J].電子設計工程，2020，28（14）：180-184.

作者簡介：王菲（1982—），女，漢族，江蘇無錫人，副教授，本科，研究方向：學校信息化建設、軟件開發(fā)與應用、大數(shù)據(jù)分析。