基于物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的立體化高校安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

江 文

（廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530226）

校園安全一直是社會(huì)熱議的話題，而安防建設(shè)更是平安校園建設(shè)工作的重中之重[1]。隨著物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，立體化高校防護(hù)系統(tǒng)成為高校管理的重要組成部分。這一系統(tǒng)能夠通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)區(qū)域的智能監(jiān)測(cè)及其信息傳輸，再借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)和分析，從而為高校提供全面的安全防范措施和信息服務(wù)。高校是教育、科研和創(chuàng)新的場(chǎng)所，其人員流動(dòng)頻繁，安全風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高。因此，建立立體化高校防護(hù)系統(tǒng)非常重要。

基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的立體化高校防護(hù)系統(tǒng)以其智能化、全面化和數(shù)據(jù)化的特點(diǎn)，為高校管理提供了強(qiáng)有力的工具和手段。它不僅能夠提高高校的安全防范能力，還能為高校管理提供科學(xué)決策和改進(jìn)建議，推動(dòng)高校安全管理現(xiàn)代化進(jìn)程。因此，對(duì)立體化高校防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行深入分析和研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，以便為其得到廣泛的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

1 高校安防系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

高校安防系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面。

（1）傳統(tǒng)的系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)。當(dāng)前，絕大多數(shù)高校的安防系統(tǒng)架構(gòu)仍然停留在傳統(tǒng)的系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上。這意味著各種安防設(shè)備（如監(jiān)控?cái)z像頭、門(mén)禁系統(tǒng)、消防報(bào)警器等）通過(guò)接入同一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和存儲(chǔ)，但缺乏智能化和立體化的功能。

（2）缺乏全時(shí)空覆蓋和立體化應(yīng)用。目前，大部分高校的安防系統(tǒng)在全時(shí)空覆蓋和立體化應(yīng)用方面也存在不足。雖然校園內(nèi)安裝了大量的監(jiān)控?cái)z像頭，但還未實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)校園環(huán)境的全面監(jiān)控和保障。此外，安防系統(tǒng)的應(yīng)用仍然相對(duì)單一，沒(méi)有充分發(fā)揮多種安防設(shè)備的共同作用，無(wú)法形成立體化的應(yīng)用場(chǎng)景。

（3）缺少智能化信息采集和大數(shù)據(jù)處理。智慧安防系統(tǒng)應(yīng)具備智能化的能力，可以通過(guò)集成各類傳感器、人臉識(shí)別技術(shù)等手段實(shí)現(xiàn)智能信息采集。然而，目前大多數(shù)高校安防系統(tǒng)并未將智能化技術(shù)充分融入其中，缺乏對(duì)異常行為的自動(dòng)檢測(cè)和處理能力。此外，對(duì)于大量產(chǎn)生的安防數(shù)據(jù)的處理仍然存在一定困難，缺乏高效的大數(shù)據(jù)處理手段。

（4）未與智慧校園建設(shè)融合。當(dāng)前，高校安防系統(tǒng)建設(shè)局限在獨(dú)立的安防系統(tǒng)范疇內(nèi)，還未與智慧校園整體建設(shè)融合。智慧校園涉及多個(gè)方面，如學(xué)生管理、教學(xué)資源共享等，而目前的安防系統(tǒng)并未能夠與這些方面形成有機(jī)的聯(lián)系和協(xié)同作用。

整體而言，目前大部分高校的安防系統(tǒng)建設(shè)仍然停留在傳統(tǒng)的集成和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)階段，缺乏智能化、立體化和多元化的特點(diǎn)。創(chuàng)建一個(gè)全時(shí)空、立體化、多元化、智能化的信息采集大數(shù)據(jù)處理、視頻智慧應(yīng)用、安全保障的智慧安防系統(tǒng)，才能預(yù)防高校各類突發(fā)案件和事故[2]。為了滿足日益復(fù)雜的安全需求，未來(lái)應(yīng)注重引入云計(jì)算和云存儲(chǔ)技術(shù)，構(gòu)建智慧安防系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心和綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全時(shí)空覆蓋、智能化信息采集和大數(shù)據(jù)處理等功能。此外，與智慧校園建設(shè)深度融合也是未來(lái)高校安防系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

2 物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)相融合在高校立體化安防系統(tǒng)建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在高校立體化安防系統(tǒng)建設(shè)中的融合具有以下優(yōu)勢(shì)。

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力。物聯(lián)網(wǎng)連接了各類安防設(shè)備和傳感器，使得高校能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和感知校園安全狀態(tài)。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常行為、緊急事件或潛在威脅，并提供及時(shí)預(yù)警，從而迅速采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行應(yīng)對(duì)[3]。

（2）多源數(shù)據(jù)整合和分析。物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，可以整合來(lái)自不同來(lái)源的數(shù)據(jù)，包括安防設(shè)備、學(xué)生信息、訪客記錄等多種數(shù)據(jù)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，可以深入挖掘這些數(shù)據(jù)的價(jià)值，發(fā)現(xiàn)隱藏在海量數(shù)據(jù)中的規(guī)律和趨勢(shì)，以便更好地理解和應(yīng)對(duì)校園內(nèi)的安全問(wèn)題。

（3）智能化決策和管理支持。物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合為高校提供了智能化的決策和管理支持。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的深層次分析，可以生成豐富的決策支持信息，幫助管理者制定科學(xué)的安全策略和應(yīng)急預(yù)案，并優(yōu)化資源配置，提高安防管理的效率和準(zhǔn)確性。

（4）跨部門(mén)協(xié)同和信息共享。物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)融合使得高校內(nèi)各個(gè)安防相關(guān)部門(mén)能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享和協(xié)同工作。不同部門(mén)可以共享安防數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)協(xié)同管理，提高對(duì)應(yīng)急事件的響應(yīng)速度和決策效果。同時(shí)，也推動(dòng)了不同部門(mén)之間的合作與互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更好的整體安防管理。

（5）預(yù)防和預(yù)測(cè)能力提升。基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)分析，高校可以進(jìn)行更加準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)測(cè)。通過(guò)分析歷史數(shù)據(jù)和模式識(shí)別，可以發(fā)現(xiàn)安全隱患的潛在跡象，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施以避免事故發(fā)生。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)防可以大幅提升校園的安全水平，保護(hù)師生員工的人身財(cái)產(chǎn)安全。

3 物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)融合架構(gòu)在智慧安防系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 高校智慧安防系統(tǒng)

高校校園智能安防涉及眾多要素，各要素之間的通信互聯(lián)需要靈活穩(wěn)健的網(wǎng)絡(luò)支撐[4]。因此，高校智慧綜合安防系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)全校園的安防信息整合和共享，通過(guò)超融合架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)各安防子系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)運(yùn)行和集中管理。這種架構(gòu)能夠?qū)⒍鄠€(gè)獨(dú)立運(yùn)行的子系統(tǒng)進(jìn)行整合，包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛管理門(mén)禁系統(tǒng)、應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)、紅外周界報(bào)警系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、對(duì)講機(jī)發(fā)布系統(tǒng)等。

其一，在智慧安防系統(tǒng)中，每個(gè)子系統(tǒng)都可以獨(dú)立運(yùn)行，相互之間不會(huì)產(chǎn)生干擾，這樣可確保系統(tǒng)的高可用性和穩(wěn)定性。其二，通過(guò)超融合架構(gòu)，各個(gè)子系統(tǒng)之間可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。其三，當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，各個(gè)子系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)和應(yīng)急處理，從而提高了監(jiān)管效率和對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)能力。超融合架構(gòu)還能夠?qū)⑺械陌卜雷酉到y(tǒng)集中在一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行管理。其四，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，管理員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理各個(gè)子系統(tǒng)的狀態(tài)和運(yùn)行情況。其五，通過(guò)數(shù)據(jù)整合和分析，可以提供準(zhǔn)確的安防信息，并為決策提供支持。這為高效的安全防范提供了基礎(chǔ)，使安保人員能夠更好地掌握校園內(nèi)的安全狀況，及時(shí)采取預(yù)防和應(yīng)對(duì)措施。智慧安防系統(tǒng)架構(gòu)如圖 1 所示。

3.2 融合系統(tǒng)部署

該智慧安防系統(tǒng)采用了超融合集群+云存儲(chǔ)架構(gòu)。首先，集群節(jié)點(diǎn)服務(wù)器采用高性能的聯(lián)想SR850，配備了多顆Intel Xeon Gold 5215處理器和大容量的企業(yè)級(jí)內(nèi)存，以及快速的存儲(chǔ)設(shè)備。其次，每個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器都具備高可靠性的冗余配置，如多個(gè)熱插拔冗余電源和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，同時(shí)支持遠(yuǎn)程管理和控制功能。再次，整個(gè)超融合集群由5個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器和集群管理軟件構(gòu)成，并通過(guò)10 G鏈路進(jìn)行互聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸。最后，為了確保網(wǎng)絡(luò)的安全性，還增加了安全準(zhǔn)入網(wǎng)關(guān)，對(duì)外設(shè)備采用具備40 G鏈路的萬(wàn)兆交換機(jī)。所有的后端平臺(tái)都部署在超融合云平臺(tái)上，可以根據(jù)需要進(jìn)行硬件資源擴(kuò)展[5]。

該系統(tǒng)的部署方式能夠有效提高系統(tǒng)的性能和可靠性。超融合集群采用了高性能的服務(wù)器和可靠的冗余配置，能夠滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的需求。同時(shí)，采用云存儲(chǔ)架構(gòu)以便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展和管理，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)。該系統(tǒng)的部署方式如圖2所示。

圖1 智慧安防系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 超融合集群部署方式

3.3 應(yīng)用成效

3.3.1 業(yè)務(wù)平臺(tái)擴(kuò)展

基于融合架構(gòu)部署的智慧安防系統(tǒng)在業(yè)務(wù)平臺(tái)擴(kuò)展方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)超融合集群節(jié)點(diǎn)和虛擬機(jī)部署，該系統(tǒng)已具備安防業(yè)務(wù)所需的計(jì)算、存儲(chǔ)和智能資源。

第一，超融合云平臺(tái)不僅部署了超融合集群監(jiān)管軟件和節(jié)點(diǎn)管理軟件，還部署了多個(gè)相關(guān)業(yè)務(wù)軟件。例如智慧消防業(yè)務(wù)平臺(tái)、車輛管理系統(tǒng)等。第二，除了上述已部署的業(yè)務(wù)平臺(tái)，根據(jù)校園安全管理的需求，安防系統(tǒng)還可以定制一些功能軟件。例如，校園預(yù)約訪客系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)以及人員巡檢及定位系統(tǒng)等。這些新增的業(yè)務(wù)軟件可以基于超融合架構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展，并能夠與已有的安防業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行無(wú)縫集成。第三，超融合架構(gòu)的可拓展性使得智慧安防系統(tǒng)能夠靈活應(yīng)對(duì)不同業(yè)務(wù)需求的變化，并滿足高校日益增長(zhǎng)的安全管理需求。如圖3、圖4所示。

圖3 超融合集群節(jié)點(diǎn)資源使用情況

圖4 超融合虛擬機(jī)使用狀態(tài)

3.3.2 統(tǒng)一門(mén)戶，便捷管理

通過(guò)融合架構(gòu)的智慧安防系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一門(mén)戶和便捷管理，為使用和維護(hù)人員提供快速部署和高效運(yùn)維的功能。

（1）集中化、可視化管理。智慧安防系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌瑥S家和類別的設(shè)備進(jìn)行集中化和可視化管理。通過(guò)統(tǒng)一的門(mén)戶界面，管理員可以方便地監(jiān)控和管理各個(gè)安防子系統(tǒng)的狀態(tài)和運(yùn)行情況。而且，這個(gè)門(mén)戶界面還支持可視化的操作和配置，使得管理變得更加直觀和便捷。

（2）快速部署和簡(jiǎn)化操作?；诔诤霞軜?gòu)的智慧安防系統(tǒng)提供便捷的運(yùn)維界面，使用和維護(hù)人員可以通過(guò)這個(gè)界面快速地進(jìn)行業(yè)務(wù)平臺(tái)部署，包括虛機(jī)劃分、資源分配、業(yè)務(wù)平臺(tái)安裝等，都可以實(shí)現(xiàn)快速化和簡(jiǎn)單化操作。這樣可以大幅縮短系統(tǒng)的部署時(shí)間和減輕人力成本。

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控和告警服務(wù)。智慧安防系統(tǒng)還提供資源實(shí)時(shí)監(jiān)控[6]以及配置、日志、告警等服務(wù)。管理員可以隨時(shí)查看系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和性能指標(biāo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問(wèn)題。同時(shí)，系統(tǒng)還能生成實(shí)時(shí)的告警信息，提醒管理員在出現(xiàn)異常情況時(shí)采取相應(yīng)的措施。這樣有效地提升了運(yùn)維管理效率和故障處理效果。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的立體化高校防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了分析。首先，本文概述了該系統(tǒng)的研究背景和意義；接著，通過(guò)對(duì)高校安防系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀的分析，強(qiáng)調(diào)了采用物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的必要性和優(yōu)勢(shì)；隨后，詳細(xì)探討了物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)相融合在高校立體化安防系統(tǒng)建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)，包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能預(yù)警和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策等方面；最后，提出了物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)融合架構(gòu)在智慧安防系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括高校智慧安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和部署，以及應(yīng)用成效的評(píng)估?；谖锫?lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的立體化高校防護(hù)系統(tǒng)可以有效地提升高校的安全性和管理效率。學(xué)校可以利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集校園各個(gè)角落的數(shù)據(jù)，并通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理，從而為學(xué)生和教職工提供更安全、便捷的校園環(huán)境，并提升校園安全管理水平。