信息技術(shù)背景下人臉識(shí)別技術(shù)在校園安全管理中的應(yīng)用

廣東省深圳市坪山實(shí)驗(yàn)學(xué)校 程宏亮 舒曉龍 項(xiàng) 婷

為深入切實(shí)加快全國(guó)教育信息化進(jìn)程，提升中小學(xué)校信息化建設(shè)應(yīng)用水平，教育部制定了《中小學(xué)數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范（試行）》，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)也出臺(tái)了《智慧校園總體框架》，推動(dòng)信息技術(shù)與學(xué)校管理的深度融合。面對(duì)這種學(xué)校智能化管理的大趨勢(shì)，本文重點(diǎn)梳理人臉識(shí)別在學(xué)校安全管理中的應(yīng)用，為各所學(xué)校在智慧化校園建設(shè)提供選擇。本文主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述：

一、人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于學(xué)校安防的必要性

（一）“安全無小事，責(zé)任重如山?！睂W(xué)校安全管理非常重要，校園安全管理工作是全社會(huì)安全工作的一部分。在新時(shí)代，校園安全是人民對(duì)于教育管理的基本需求。這促使我們不斷反思，現(xiàn)有的校園安全管理如何滿足社會(huì)、家長(zhǎng)、學(xué)生的要求。在“互聯(lián)網(wǎng)+”教育管理的時(shí)代，人臉識(shí)別技術(shù)提供的先進(jìn)技術(shù)手段自然成了提高校園安全管理工作的一種有效途徑。

（二）在新的時(shí)期，學(xué)校肩負(fù)的職能向著多樣化的方向發(fā)展，學(xué)校安全管理工作的壓力隨之增加。校園安全所涵蓋的范圍廣，消防安全、人身安全、心理健康、飲食安全、用電安全、網(wǎng)絡(luò)信息安全、交通安全、防溺水、校園欺凌等無一不是安全工作的重點(diǎn)。此外，學(xué)生年紀(jì)幼小，普遍對(duì)安全的防范意識(shí)不夠，參與安全管理的人員素質(zhì)參差不齊，這些都導(dǎo)致學(xué)校安全管理工作面臨的形勢(shì)格外嚴(yán)峻。所以，運(yùn)用人臉識(shí)別技術(shù)是校園安全技防的有效補(bǔ)充。

（三）人臉識(shí)別技術(shù)的適應(yīng)性強(qiáng)。正是因?yàn)樾@安全極其重要而且覆蓋范圍廣，因此需要一種全天候、多場(chǎng)景的身份識(shí)別技術(shù)以適應(yīng)各類應(yīng)用的要求。傳統(tǒng)的各類“卡”式解決方案存在忘帶、丟卡、補(bǔ)卡、盜用、借用的問題，穿戴設(shè)備方案存在頻繁充電、價(jià)格昂貴、購(gòu)買意愿不強(qiáng)等難題，指紋方案又有數(shù)據(jù)敏感與隱私泄露的可能，同時(shí)這些外在的設(shè)備也會(huì)在一定程度上影響孩子的活動(dòng)，束縛了孩子好動(dòng)的天性。如今，人臉識(shí)別技術(shù)發(fā)展迅速，識(shí)別正確率和識(shí)別速度也有了非常大的進(jìn)步，無須停留、遠(yuǎn)距離、多目標(biāo)、自動(dòng)搜索式人臉識(shí)別，使校園安全管理可以實(shí)現(xiàn)無感化操作。因此，人臉識(shí)別技術(shù)是一種比其他方案適應(yīng)性更強(qiáng)的身份識(shí)別技術(shù)，適合校園里多種不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

二、人臉識(shí)別技術(shù)在學(xué)校安全管理場(chǎng)景中的應(yīng)用

（一）校園宿舍管理人臉應(yīng)用。以人臉作為學(xué)生的核心標(biāo)識(shí)，通過智能化手段為學(xué)校校園宿舍管理提供兩種管理模式：考勤模式和簽到模式，對(duì)宿舍人員進(jìn)出和考勤管理，提供異常歸寢數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢，便于學(xué)校實(shí)時(shí)掌握學(xué)生動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和變化趨勢(shì)，為學(xué)?？茖W(xué)管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

需要改進(jìn)之處：學(xué)生進(jìn)宿舍和出宿舍需分開統(tǒng)計(jì)，所以宿舍需分為出口和入口兩道。如果原出入口寬度較窄，可能會(huì)延長(zhǎng)出入時(shí)間，造成排隊(duì)現(xiàn)象。

（二）校園人臉門禁及考勤應(yīng)用。在需要對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行嚴(yán)格管理的地方，比如重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、食堂后廚、財(cái)務(wù)室、檔案室、網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房等既要頻繁進(jìn)出，又要嚴(yán)格管理的場(chǎng)室門口，可以部署人臉門禁一體機(jī)，對(duì)于進(jìn)出人員的權(quán)限一定要嚴(yán)格管理，只有授權(quán)合法的人員可以刷臉進(jìn)入，非授權(quán)人員無法進(jìn)入，以保證重點(diǎn)區(qū)域人員的合規(guī)性。相比指紋識(shí)別，更適合廚房濕手和實(shí)驗(yàn)室戴手套的場(chǎng)景。而比較刷卡準(zhǔn)入，人臉識(shí)別準(zhǔn)入則有著不可借用刷卡的優(yōu)勢(shì)，管理更加嚴(yán)格。

基于門禁點(diǎn)通過人臉識(shí)別對(duì)校內(nèi)師生實(shí)現(xiàn)日?？记诠芾恚沟眯?nèi)師生在進(jìn)入校園大門時(shí)自動(dòng)通過刷臉進(jìn)行考勤，無須停留，離開校園時(shí)自動(dòng)記錄離開時(shí)間，預(yù)防了他人代替進(jìn)行考勤現(xiàn)象的出現(xiàn)。

需要改進(jìn)之處：戴口罩識(shí)別率不高，此時(shí)傳統(tǒng)借用鑰匙、門禁卡的方式將會(huì)失效，需要系統(tǒng)管理員授權(quán)，操作更加復(fù)雜，人臉識(shí)別的門禁功能僅適用于對(duì)于權(quán)限管理非常嚴(yán)格的場(chǎng)所。

（三）校園大門口外來人員人證訪客管理應(yīng)用。主要由訪客一體機(jī)、管理終端、綜合管理平臺(tái)組成，可與門禁子系統(tǒng)、人員通道子系統(tǒng)、梯控子系統(tǒng)進(jìn)行整合。對(duì)來訪者信息進(jìn)行比對(duì)，并監(jiān)控來訪者的行動(dòng)路徑。

來訪前校內(nèi)人員通過社交軟件提前告知預(yù)約途徑，來訪人員在手機(jī)上預(yù)約并上傳人臉圖像，校內(nèi)人員審核同意，訪客就能夠在預(yù)約時(shí)段內(nèi)刷臉進(jìn)入校園。未提前預(yù)約的來訪人員則可以現(xiàn)場(chǎng)利用訪客一體機(jī)完成訪客登記并利用訪客平臺(tái)聯(lián)系校內(nèi)人員，獲得授權(quán)進(jìn)入。訪客離開通過時(shí)，攝像頭自動(dòng)識(shí)別并記錄訪客離開時(shí)間，如有必要還能后期查詢?cè)L客在校園的行動(dòng)軌跡。

需要改進(jìn)之處：不適合群體來訪人員的預(yù)約進(jìn)入；預(yù)約過程稍顯煩瑣，但是安全和便利總是不可兼得。

（四）食堂消費(fèi)服務(wù)應(yīng)用。在食堂窗口部署人臉識(shí)別設(shè)備，員工來到窗口取餐時(shí)，實(shí)時(shí)刷臉識(shí)別鑒定身份，確認(rèn)身份無誤后即可完成扣費(fèi)，若出現(xiàn)誤刷現(xiàn)象的話可以查詢帶人臉抓拍圖的消費(fèi)記錄，做到有據(jù)可查。也可以部署在任何其他消費(fèi)終端上，適合不允許帶手機(jī)入校園的校內(nèi)自助消費(fèi)。

需要改進(jìn)之處：對(duì)身高較高或較矮的人員不方便，可能需要退后再識(shí)別，降低用餐速度。

（五）黑名單防范應(yīng)用。學(xué)校大門在學(xué)生上學(xué)、放學(xué)期間，人流量非常大，交通情況也比較復(fù)雜。僅僅依靠人力安保，很容易出現(xiàn)疏漏。而且據(jù)新聞報(bào)道，對(duì)學(xué)生恐怖襲擊的事件基本發(fā)生在學(xué)校大門處。鑒于此，在學(xué)校大門裝配人臉識(shí)別系統(tǒng)就顯得格外重要。當(dāng)學(xué)校大門出現(xiàn)疑似恐怖人員（比如手持刀械、利器）時(shí)，可以預(yù)警給校門值守的保安持鋼叉警戒，或者攝像頭通過抓拍路過的人臉和可疑車輛，并在資料庫(kù)中進(jìn)行比對(duì)，就可以提前預(yù)警，部署安保人力進(jìn)行干預(yù)，將安全隱患消滅在萌芽狀態(tài)，防患于未然。

此外，學(xué)校大門留存的視頻和照片，也是處理安全事件有效的證據(jù)。

需要改進(jìn)之處：疑似目標(biāo)不夠準(zhǔn)確，需要與公安聯(lián)網(wǎng)才能發(fā)揮黑名單的預(yù)警作用。而公安機(jī)關(guān)出于安全的目的不會(huì)輕易共享資料，可能需要把校門口的預(yù)警系統(tǒng)作為公安機(jī)關(guān)的防恐子系統(tǒng)來建設(shè)。

（六）學(xué)生擁擠預(yù)警應(yīng)用。校園樓梯擁擠智能預(yù)警系統(tǒng)主要由樓梯擁擠智能主機(jī)和樓梯間、樓梯口攝像機(jī)組成。樓道攝像機(jī)進(jìn)行上下樓學(xué)生實(shí)時(shí)監(jiān)控，將視頻傳輸?shù)胶蠖说臉翘輷頂D智能主機(jī)。樓梯擁擠智能主機(jī)針對(duì)每個(gè)樓道攝像機(jī)設(shè)置不同的密度超標(biāo)報(bào)警閾值，在視頻中統(tǒng)計(jì)當(dāng)前畫面的學(xué)生密度并記錄密度數(shù)據(jù)。當(dāng)密度超標(biāo)時(shí)立刻自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警并在第一時(shí)間通過短信、電話自動(dòng)語音通知校保安或值班老師前往現(xiàn)場(chǎng)保障，同時(shí)激活擁擠點(diǎn)附近的數(shù)字廣播系統(tǒng)，播放“前方擁擠，請(qǐng)暫停前進(jìn)”的溫馨提示。

需要改進(jìn)之處：學(xué)生有序集中排隊(duì)的情況，人員密度也會(huì)很大，造成誤報(bào)。

（七）天臺(tái)、地下室等地異常人員管控應(yīng)用。學(xué)校的天臺(tái)和地下室是最容易發(fā)生安全事故的地方，原因是大部分時(shí)間人跡罕至，地點(diǎn)隱蔽，但又為了消防安全和使用的要求不能完全封閉，因此是安全事故和校園霸凌的高發(fā)地?；趫D像識(shí)別和人臉識(shí)別技術(shù)的異常人員管控系統(tǒng)可以很好地解決這個(gè)問題。比如：在進(jìn)入天臺(tái)的樓梯和天臺(tái)的外門口安裝人臉識(shí)別攝像頭，如果發(fā)現(xiàn)有非授權(quán)人員進(jìn)入，就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并給出勸返的語音提醒，如果執(zhí)意進(jìn)入天臺(tái)，就自動(dòng)發(fā)送警報(bào)給值班教師和保安。同樣的設(shè)備也能安裝在進(jìn)入地下停車場(chǎng)的通道上，提醒學(xué)生返回并報(bào)警給管理人員，對(duì)于教師則不會(huì)報(bào)警。對(duì)于在天臺(tái)徘徊的任何人員，系統(tǒng)也能做出警報(bào)和提示，避免悲劇的發(fā)生。

需要改進(jìn)之處：工作人員在天臺(tái)因?yàn)楣ぷ餍枰獊砘刈邉?dòng)的，可能也會(huì)報(bào)警，而引起誤報(bào)。

（八）人員移動(dòng)軌跡追蹤系統(tǒng)。在一些比較大的校園，追蹤某些問題學(xué)生的軌跡是一個(gè)難題，比如上課時(shí)老師發(fā)現(xiàn)一名有自閉癥傾向的學(xué)生沒來上課，此時(shí)需要發(fā)動(dòng)無課的老師滿校園尋找，對(duì)于有非常多空?qǐng)龅氐男陆▽W(xué)校可能問題尤為明顯，為此，可以通過基于人臉識(shí)別功能的人員移動(dòng)軌跡追蹤系統(tǒng)在校內(nèi)定位和追蹤某位特定的學(xué)生的方位。具體做法是在重要出入口安裝具備人臉識(shí)別的攝像頭自動(dòng)分析人臉信息，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)再通過和學(xué)籍庫(kù)里面的學(xué)生照片進(jìn)行對(duì)比，就可查詢到特定學(xué)生在特定時(shí)間段的行動(dòng)軌跡，這樣可以迅速定位問題學(xué)生在校內(nèi)的大致方位。

需要改進(jìn)之處：學(xué)生如果刻意遮臉逃避，此系統(tǒng)將不起作用。

三、人臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于學(xué)校安防尚待進(jìn)一步解決的問題

（一）注重校園安全管理的策略研究。具體來說，要注重安全制度的落實(shí)，居安思危，多設(shè)計(jì)安全預(yù)案。多項(xiàng)并舉，從不同的專項(xiàng)活動(dòng)查詢安全隱患，多方合力，形成齊抓共管的局面。

（二）完善人臉識(shí)別技術(shù)補(bǔ)充性研究。人臉識(shí)別技術(shù)在運(yùn)用時(shí)由于識(shí)別速度受到算力和網(wǎng)速的限制，容易出現(xiàn)延遲，這時(shí)補(bǔ)充其他生物特征識(shí)別技術(shù)如步態(tài)識(shí)別系統(tǒng)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離身份識(shí)別，加快識(shí)別速度。

（三）建立完備的安全管理制度和培訓(xùn)制度。要改變?nèi)四樧R(shí)別技術(shù)在校園安全建設(shè)中“重建設(shè)、輕維護(hù)”的問題。比如在使用中，熟悉和負(fù)責(zé)這些信息化系統(tǒng)管理的很多都是信息技術(shù)老師，業(yè)務(wù)管理的是安全主任，日常使用的是流動(dòng)性很大的保安人員，技術(shù)管理、業(yè)務(wù)管理和日常使用三方面經(jīng)常有“脫節(jié)”現(xiàn)象，因此需要制定完備的管理制度，并加強(qiáng)溝通和技術(shù)培訓(xùn)。

信息技術(shù)背景下的安保方式，必須是人防、技防、健全制度的結(jié)合，這樣才能夠把“安全無小事，責(zé)任重如山”的管理學(xué)校的理念落到實(shí)處，打造好“平安校園”。