基于物聯(lián)中臺(tái)的平安校園建設(shè)實(shí)踐探究

張超

（北京物資學(xué)院，北京 101100）

0 前言

平安校園建設(shè)是高等院校常態(tài)化和持久化工作，學(xué)校安全風(fēng)險(xiǎn)防控工作是社會(huì)發(fā)展的重要指標(biāo)，是社會(huì)治安綜合治理的重要內(nèi)容。校園安全工作點(diǎn)多面廣，學(xué)校管理壓力較大，安全管理存在監(jiān)管盲區(qū)[1-3]。因此對(duì)平安校園相關(guān)的信息化建設(shè)提出了更高的要求,如何采用信息化手段做到無感知的防控是擺在教育信息化工作者面前的一道難題。平安校園的信息化建設(shè)基于以往智慧校園建設(shè)內(nèi)容,防控應(yīng)用并非獨(dú)立于智慧校園體系之外, 而是與前期的建設(shè)相輔相成、密不可分的[4-7]。以北京物資學(xué)院為例，前期已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)中臺(tái)的建設(shè)，數(shù)據(jù)源確權(quán)基本實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)互聯(lián)互通工作初見成效。對(duì)于人員信息的掌握已經(jīng)達(dá)到了較好的管理水平，不過要能滿足防范風(fēng)險(xiǎn)的要求，例如對(duì)校內(nèi)人員軌跡查詢、人員信息臺(tái)賬、結(jié)果導(dǎo)出等還需要融合多個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能。因此,本文以北京物資學(xué)院利用物聯(lián)中臺(tái)助力平安校園建設(shè)為例，闡述了物聯(lián)中臺(tái)在平安校園建設(shè)中應(yīng)用實(shí)踐與成效，同時(shí)也總結(jié)了不足之處,試圖深入挖掘物聯(lián)中臺(tái)在其中發(fā)揮的價(jià)值和作用,為今后高等院校平安校園建設(shè)及相關(guān)應(yīng)用提供借鑒和參考。

1 發(fā)現(xiàn)的問題

隨著物聯(lián)技術(shù)的不斷成熟與應(yīng)用，學(xué)校接入的一卡通POS機(jī)、智能電表、門禁、攝像頭、無線AP等各種物聯(lián)設(shè)備成倍增加，這些設(shè)備會(huì)不斷產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。利用這些感知設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析目前仍面臨一些問題。

1.1 存在“數(shù)據(jù)孤島”，數(shù)據(jù)利用困難

平安校園建設(shè)是綜合性工作，不光涉及單一系統(tǒng)和部門，需要多系統(tǒng)及多部門協(xié)同，因此需要整合多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。根據(jù)上級(jí)部門的總體要求，須建立人員信息臺(tái)賬。雖然北京物資學(xué)院已建立數(shù)據(jù)中臺(tái)系統(tǒng)，對(duì)接了20多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，平安校園建設(shè)依然存在漏洞。對(duì)在校人員臺(tái)賬查詢導(dǎo)出，校內(nèi)軌跡查詢?nèi)詿o法實(shí)現(xiàn)。從表1 中可以看出可產(chǎn)生人員動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的設(shè)備及系統(tǒng)分散在不同部門，存在“數(shù)據(jù)孤島”。因不同類型系統(tǒng)架構(gòu)的差異化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和提供數(shù)據(jù)接口的方式不同，部署位置不同導(dǎo)致系統(tǒng)間互聯(lián)互通存在問題，建設(shè)時(shí)間不同導(dǎo)致系統(tǒng)的文檔資料完備程度不同，因此數(shù)據(jù)整合還存在問題。

表1 現(xiàn)有可產(chǎn)生人員動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的設(shè)備及系統(tǒng)

1.2 數(shù)據(jù)使用困難

目前大多數(shù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享方式采用中間數(shù)據(jù)庫(kù)或接口的方式，但因設(shè)備年代問題，設(shè)備和系統(tǒng)已更新?lián)Q代，聯(lián)系設(shè)備廠商提供對(duì)接技術(shù)支持存在一定問題。另外，不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量也不同。由于各個(gè)部門負(fù)責(zé)系統(tǒng)維護(hù)的人員業(yè)務(wù)能力參差不齊，導(dǎo)致數(shù)據(jù)存在明顯的質(zhì)量差異。常見的問題是人工手動(dòng)操作易出錯(cuò)，造成數(shù)據(jù)丟失，或者由于疏忽而遺漏某些數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不完整或錯(cuò)誤。

因此統(tǒng)一物聯(lián)設(shè)備接入標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)物聯(lián)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)與分析，通過建立物聯(lián)中臺(tái)系統(tǒng)助力平安校園建設(shè)，進(jìn)一步提升學(xué)校管理的智慧化水平，成為學(xué)?！笆奈濉睍r(shí)期需要探索的問題。

2 物聯(lián)中臺(tái)系統(tǒng)

隨著智慧校園建設(shè),學(xué)校接入的一卡通POS 機(jī)、智能電表、水表、門禁、攝像頭、無線AP等各種物聯(lián)設(shè)備越來越多，這些設(shè)備產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)因位置分散、缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量參差不齊因而難以利用。為了提升學(xué)校智慧化管理水平,為平安校園建設(shè)提供更好的技術(shù)支持，北京物資學(xué)院于2022年啟動(dòng)物聯(lián)中臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)。

2.1 系統(tǒng)基本架構(gòu)

根據(jù)學(xué)校平安校園建設(shè)的需要，開發(fā)物聯(lián)中臺(tái)，統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，將校園內(nèi)一卡通（消費(fèi)+門禁）、無線網(wǎng)AP、人臉識(shí)別攝像頭等感知終端所采集的數(shù)據(jù)，匯聚在物聯(lián)中臺(tái)，實(shí)現(xiàn)將分散在上述各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，初步實(shí)現(xiàn)“卡碼臉”信息的打通及校內(nèi)人員軌跡的閉環(huán)管理。系統(tǒng)的基本架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)基本架構(gòu)圖

物聯(lián)中臺(tái)主要以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理為核心，同時(shí)由多個(gè)業(yè)務(wù)模塊構(gòu)成。包括通信服務(wù)、信息管理、設(shè)備管理、數(shù)據(jù)集成等功能模塊。其中數(shù)據(jù)集成模塊將各類數(shù)據(jù)采集匯聚到中臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、分析、篩選、歸類后存儲(chǔ)，為其他系統(tǒng)調(diào)用數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和接口，而其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)則負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)對(duì)接、業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)和硬件集成。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接的信息系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)中臺(tái)、辦事大廳、考勤系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、預(yù)約系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)、北京健康寶等。涉及的硬件設(shè)備有門禁、中控、一卡通、無線AP、人臉識(shí)別攝像頭和主機(jī)等。最終該平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)校內(nèi)人員動(dòng)態(tài)查詢，軌跡檢索，遠(yuǎn)程管控感知設(shè)備，智能運(yùn)維，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，風(fēng)險(xiǎn)管理等功能。

2.2 系統(tǒng)主要功能

物聯(lián)中臺(tái)可應(yīng)用于校內(nèi)人員軌跡追蹤，通過姓名、學(xué)工號(hào)等查詢其校內(nèi)行動(dòng)軌跡，通過查詢到的產(chǎn)生交互數(shù)據(jù)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，反向查詢密接人員，篩選時(shí)空交集者，為防范校園風(fēng)險(xiǎn)提供數(shù)據(jù)支撐，避免擴(kuò)散，造成不必要的財(cái)產(chǎn)及人身安全。另一方面，系統(tǒng)建立的校內(nèi)人員臺(tái)賬可快速查詢導(dǎo)出校內(nèi)人員詳細(xì)信息，便于流調(diào)查詢使用。

2.2.1 校內(nèi)人員軌跡

系統(tǒng)可以根據(jù)姓名、工號(hào)或?qū)W號(hào)查詢?nèi)藛T在校行動(dòng)軌跡。時(shí)間跨度可以選擇當(dāng)天、兩天、七天或自定義；通過門禁、人臉識(shí)別攝像頭、一卡通消費(fèi)、無線AP等數(shù)據(jù)經(jīng)過去重、篩選、分析打點(diǎn)到校園平面圖中，如圖2所示。

圖2 校內(nèi)人員軌跡圖

由于無線AP 覆蓋范圍廣泛，導(dǎo)致產(chǎn)生的無線AP數(shù)據(jù)體量較大，系統(tǒng)后臺(tái)利用設(shè)置的約束條件對(duì)無線AP 數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、去重，再結(jié)合其他感知設(shè)備數(shù)據(jù)，形成了校內(nèi)人員軌跡詳細(xì)列表，如圖3所示。從列表中可以清楚地看出相應(yīng)人員在某一時(shí)間段到訪過哪些樓宇。同時(shí)，軌跡結(jié)果支持一鍵導(dǎo)出，為流調(diào)排查等與防范校園風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)工作提供數(shù)據(jù)支持。

圖3 校內(nèi)人員軌跡詳細(xì)列表

2.2.2 校內(nèi)人員臺(tái)賬

在上級(jí)部門工作的要求下建立校內(nèi)人員臺(tái)賬。系統(tǒng)通過與學(xué)校數(shù)據(jù)中臺(tái)、宿管系統(tǒng)、北京健康寶等對(duì)接，實(shí)現(xiàn)在物聯(lián)中臺(tái)中一鍵查詢校內(nèi)人員詳細(xì)信息。學(xué)生與教職工信息包括姓名、學(xué)工號(hào)、學(xué)院、身份證號(hào)等基本信息；為了便于流調(diào)排查，校內(nèi)人員信息精確到同班級(jí)、同教室、同宿舍、同樓層、同樓宇、同辦公室；同時(shí)系統(tǒng)也可查詢校內(nèi)人員每日健康打卡情況和核酸檢測(cè)情況。

2.2.3 設(shè)備管理

物聯(lián)中臺(tái)可以對(duì)接入的感知設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。可以清楚地顯示設(shè)備名稱、設(shè)備類型、運(yùn)行狀態(tài)、IP地址、安裝位置等信息。并可對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行編輯操作。系統(tǒng)除了通過對(duì)接方式獲取設(shè)備信息，也可以直接通過系統(tǒng)增加刪除。通過設(shè)備管理，管理人員可以更直觀快速地了解各類型感知設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以便在設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)能第一時(shí)間響應(yīng)。

3 物聯(lián)中臺(tái)助力平安校園建設(shè)

平安校園建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，采用信息化助力平安校園建設(shè)需綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)采集、大數(shù)據(jù)分析等多種技術(shù)手段。首先借助于物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等平臺(tái)收集數(shù)據(jù)，對(duì)接學(xué)校相關(guān)信息系統(tǒng)，例如：門禁系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中臺(tái)、辦事大廳等。同時(shí)按照上級(jí)政策要求建立校內(nèi)人員信息臺(tái)賬，完成數(shù)據(jù)的分析與整合；其次是應(yīng)用大數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，編寫特定算法對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；最后將數(shù)據(jù)結(jié)果打點(diǎn)在校園平面圖中形成校內(nèi)人員行動(dòng)軌跡，為防范校園風(fēng)險(xiǎn)提供重要信息化支持。以北京物資學(xué)院應(yīng)用物聯(lián)中臺(tái)為例,整體架構(gòu)如圖4所示,可以分為三個(gè)層次,分別為采集層、中臺(tái)層和應(yīng)用層。

圖4 平安校園建設(shè)整體架構(gòu)

3.1 采集層

采集層主要負(fù)責(zé)采集感知設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)主要來源于門禁系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)、無線AP、一卡通、數(shù)據(jù)中臺(tái)、各應(yīng)用系統(tǒng)等。采集方式主要是通過接口對(duì)接，定時(shí)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)。獲取的數(shù)據(jù)包括人員詳細(xì)信息、門禁進(jìn)出記錄、一卡通流水、人臉數(shù)據(jù)、校園無線網(wǎng)AP數(shù)據(jù)等。根據(jù)上級(jí)部門的要求，又增加北京健康寶數(shù)據(jù)和人員所在樓宇、房間數(shù)據(jù)的采集。

3.2 中臺(tái)層

中臺(tái)層將采集層獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、去重和整合，通過接口程序和數(shù)據(jù)集成工具，將各個(gè)系統(tǒng)和感知設(shè)備提供的數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。然后中臺(tái)層需要對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、轉(zhuǎn)換和加載。最后,通過中臺(tái)層處理后的數(shù)據(jù)為人員軌跡生成、人員臺(tái)賬信息建立、設(shè)備信息查詢提供支持。

3.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層的應(yīng)用主要包括校內(nèi)人員軌跡展示、人員詳細(xì)信息查詢導(dǎo)出、物聯(lián)設(shè)備信息查詢等。上級(jí)部門要求建立人員信息臺(tái)賬，通過物聯(lián)中臺(tái)已經(jīng)匯集到的數(shù)據(jù),得以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)校內(nèi)人員詳細(xì)信息一鍵查詢導(dǎo)出。另一方面，物聯(lián)中臺(tái)采集的門禁數(shù)刷卡數(shù)據(jù)、一卡通消費(fèi)數(shù)據(jù)、無線AP 數(shù)據(jù)、人臉識(shí)別攝像頭數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位置打點(diǎn)在校園平面圖中，形成校內(nèi)人員行動(dòng)軌跡圖。校內(nèi)人員軌跡查詢?yōu)榕袛嘈@風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位，流調(diào)溯源提供了重要的信息化支持。

4 不足之處

從物聯(lián)中臺(tái)自身分析，首先，物聯(lián)中臺(tái)能夠發(fā)揮多大作用，在于其匯聚的數(shù)據(jù)體量有多大,更在于數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低，也就是獲取的數(shù)據(jù)是不是最新、是否有效，要保證這一點(diǎn)，一方面需保證感知設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定，另一方面需提升信息化管理的思想認(rèn)識(shí)和業(yè)務(wù)素質(zhì)，畢竟沒有數(shù)據(jù)源,物聯(lián)中臺(tái)就好比無源之水,無法發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值；其次,物聯(lián)中臺(tái)自身的穩(wěn)定性也是至關(guān)重要的，中臺(tái)與感知設(shè)備的數(shù)據(jù)接口都需要具有糾錯(cuò)能力,能夠?qū)Πl(fā)生的問題和錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)的反饋和提示，便于人員處理和維護(hù)；最后，數(shù)據(jù)作為一種重要的資產(chǎn)，在使用過程中要注重安全性，防止發(fā)生泄露。所以數(shù)據(jù)對(duì)接要有安全機(jī)制，防止非法訪問，同時(shí)在傳輸過程中，可以使用相應(yīng)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，防止數(shù)據(jù)被篡改，另外，在一些敏感數(shù)據(jù)顯示上，例如：住址、身份證號(hào)等，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行脫敏處理,防止個(gè)人隱私信息的泄露。

對(duì)人員數(shù)據(jù)信息的管理還不夠全面和細(xì)致。目前對(duì)校內(nèi)人員的信息把控比較全面，可以通過一卡通、上網(wǎng)、門禁、相關(guān)系統(tǒng)等進(jìn)行查詢認(rèn)證從而確定其真實(shí)身份；而對(duì)于非校內(nèi)人員,如訪客、快遞人員、臨時(shí)人員等,對(duì)這些人員的管理缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)對(duì)其身份進(jìn)行把控，往往采用臨時(shí)登記的方式，這一點(diǎn)也凸顯出高校人員管理的盲點(diǎn)，因此，對(duì)于非校內(nèi)的人員,他們的身份如果在將來能夠應(yīng)用信息系統(tǒng)進(jìn)行管理,則可以大大加強(qiáng)學(xué)校對(duì)于人員管理的能力，同時(shí)也有助于對(duì)校內(nèi)人員快速篩查，降低風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)位。

5 總結(jié)

隨著教育信息化的不斷推進(jìn)，平安校園建設(shè)也面臨著更加精細(xì)化的要求,在這種背景之下,對(duì)人員的精準(zhǔn)管理反映了高等院校平安校園建設(shè)的水平。本文探討了基于物聯(lián)中臺(tái)的平安校園建設(shè)的必要性、實(shí)施過程和不足之處,從中可以看出,物聯(lián)中臺(tái)為平安校園建設(shè)提供了一種技術(shù)上的支持,有助于降低學(xué)校的管理成本，減少相應(yīng)的人力投入，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的精準(zhǔn)管控。因此，在未來的規(guī)劃中,更應(yīng)該注重信息技術(shù)的運(yùn)用,切實(shí)筑牢高等院校校園安全防線,同時(shí)也要提升人員管理水平?？偟膩碚f，未來的信息化應(yīng)用場(chǎng)景一定會(huì)越來越廣泛，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等逐漸滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生活以及教育等各個(gè)方面，新一代信息技術(shù)都將發(fā)揮重要的作用，推動(dòng)平安校園建設(shè)從信息時(shí)代走向智能時(shí)代。