疫情背景下高校校園分區(qū)域權(quán)限化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

胡桂龍婕 戴江華

摘? ?要：為解決當(dāng)今社會(huì)資源不足問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)在疫情的現(xiàn)實(shí)背景下，針對(duì)問卷調(diào)查反映的實(shí)際問題，文章設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能分區(qū)權(quán)限化門禁管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要運(yùn)用于高校校園內(nèi)，在保障校內(nèi)師生科研氛圍和生活環(huán)境不被破壞的前提下，將校園資源充分共享，達(dá)到校園資源對(duì)外開放化的目標(biāo)，同時(shí)在應(yīng)急情況下，快速對(duì)人流進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)校園智慧化，提高在校師生以及周圍市民的幸福指數(shù)。

關(guān)鍵詞：高校校園;資源共享;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);門禁管理;分區(qū)域權(quán)限化管理

中圖分類號(hào)：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2021）09-0060-04

如今提高市民生活指數(shù)的重要手段是城市智慧化，讓信息多跑路、百姓少跑腿。在此時(shí)代背景下，大數(shù)據(jù)也被引進(jìn)校園，部分學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[1]中，針對(duì)學(xué)?？蒲小W(xué)生管理工作、學(xué)習(xí)環(huán)境三個(gè)方面進(jìn)行了探討;文獻(xiàn)[2]對(duì)開發(fā)校園旅游的想法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和個(gè)人移動(dòng)終端集成，設(shè)計(jì)個(gè)性化系統(tǒng)為游客提供最優(yōu)體驗(yàn)。如今通過輕量級(jí)的分布式的訪問控制，已經(jīng)產(chǎn)生了RBAC訪問控制模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大數(shù)據(jù)的高效協(xié)調(diào)和分配。[3]部分研究也有效解決了身份認(rèn)證難題，通過手機(jī)令牌實(shí)現(xiàn)與PC端插件的NFC通信。[4]武漢作為中國(guó)重要科研教育基地，高校智慧化將大大推動(dòng)整個(gè)城市的發(fā)展。

高校開放化，將校園文化帶出去，將城市風(fēng)情融進(jìn)來。資源共享的同時(shí)，高校特有的文化氣息也會(huì)很好地融入城市中。文化開放的同時(shí)，學(xué)生安全問題也隨之出現(xiàn)。同時(shí)由于疫情的突然發(fā)生，病毒蔓延使公民產(chǎn)生嚴(yán)重的恐慌，如何有效采取應(yīng)急措施、有效解決人員流動(dòng)問題成為重要話題。因此需要將智能技術(shù)應(yīng)用于校園安全建設(shè)，讓信息形成保護(hù)的屏障;通過大數(shù)據(jù)信息共享，有效保障學(xué)生日常生活順利進(jìn)行的同時(shí)將校園的文化和資源共享出去。

一、高校資源開放化的意義

高校是一個(gè)具有濃郁人文氣息和學(xué)術(shù)氛圍的地方，隨著20世紀(jì)90年代以來科教興國(guó)基本國(guó)策的實(shí)施，很多高校都面臨著不斷擴(kuò)建和改建。而社區(qū)的綠化甚至體育資源都十分有限，隨之有社會(huì)共享空間的想法提出，唯有共享，才能長(zhǎng)效。城市居民對(duì)生活質(zhì)量要求不斷提高。[5]如何實(shí)現(xiàn)城市發(fā)展和高校建設(shè)的平衡，高校開放化資源成為一個(gè)具有現(xiàn)實(shí)意義的重要課題。

資源共享是滿足可持續(xù)發(fā)展要求的必要手段，在未來的校園建設(shè)中，具有人文特色的校園環(huán)境也將成為周邊居民可以享受的資源，同時(shí)，生活氣息略顯單薄的校園也會(huì)產(chǎn)生濃厚的煙火氣。一方面，高校學(xué)生可以更好地適應(yīng)從學(xué)校生活到社會(huì)生活的過渡;另一方面，高校周邊的居民可以享受到優(yōu)良的綠化資源和體育資源，有效提高生活質(zhì)量以及改善生活環(huán)境，同時(shí)避免高校資源不必要的浪費(fèi)。

二、對(duì)高校資源開放化問題的問卷調(diào)查

1.調(diào)查方法與對(duì)象

為調(diào)查在校師生對(duì)校園對(duì)外開放與資源共享的看法，本文設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，向不同高校的在校師生發(fā)放問卷230份，回收212份，回收率為92.17%，經(jīng)過篩查，其中具有研究意義的有效問卷174份。目標(biāo)群體定位準(zhǔn)確，保證調(diào)查結(jié)果具有可信度。在調(diào)查過程中對(duì)個(gè)別在校師生進(jìn)行訪談，以獲取其對(duì)有些問題的建設(shè)性意見。

2.問卷調(diào)查與分析

問卷大體分為對(duì)校園資源開放的看法以及校園安全管理的評(píng)價(jià)兩個(gè)方面，根據(jù)研究需要，對(duì)重點(diǎn)問題進(jìn)行分析。

這一部分內(nèi)容主要調(diào)查在校師生對(duì)校園對(duì)外開放的一些看法和現(xiàn)存的問題。

調(diào)查結(jié)果顯示，認(rèn)為校園開放與資源共享具有很大意義的占86.45%，認(rèn)為會(huì)對(duì)日常生活造成不便的占62.37%，不太支持校園過度開放，其中不太看好校園過度開放的原因主要有擔(dān)心校園安全不能得到保障以及校園資源被大量占用兩個(gè)方面。對(duì)此，本文針對(duì)這兩個(gè)方面做進(jìn)一步的調(diào)查與分析。

（1）關(guān)于校園資源開放

被調(diào)查師生對(duì)“校園資源開放而產(chǎn)生的待解決的問題”（多選），按降序依次排列為：“大量資源被外界占用，影響師生正常秩序”（97.70%）、“過度開放，師生難享受到開放資源”（94.25%）、“開放資源管理耗費(fèi)大”（75.86%）、“外來人員素質(zhì)低，損壞資源”（63.22%）、“開放區(qū)域人員復(fù)雜”（43.10%）。調(diào)查結(jié)果如圖1所示。

調(diào)查過程中對(duì)部分教師進(jìn)行訪談時(shí)發(fā)現(xiàn)，校園資源開放具有建設(shè)性的意義，學(xué)校為了保證學(xué)生處于優(yōu)越的教學(xué)環(huán)境，投入大量資金參與校園實(shí)驗(yàn)室、體育館等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，部分設(shè)施并不會(huì)被經(jīng)常利用，因此造成大量浪費(fèi)。同時(shí)，在未來的校園建設(shè)中，學(xué)生對(duì)教學(xué)硬件設(shè)施的要求變得越來越高，學(xué)校將會(huì)持續(xù)造成資源浪費(fèi)，違背可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

同時(shí)師生對(duì)校園資源開放的顧慮也是亟待解決的問題，主要體現(xiàn)在開放資源會(huì)對(duì)師生正常的教學(xué)以及生活的秩序產(chǎn)生一定的影響，如果學(xué)校僅僅只是將資源開放，會(huì)存在嚴(yán)重的隱患，因此，需要學(xué)校針對(duì)現(xiàn)實(shí)問題形成一套長(zhǎng)效的管理機(jī)制和運(yùn)作方案。

（2）關(guān)于校園安全

校園開放所帶來的最大弊端就是校園安全變得更加脆弱，近年來校園安全成為廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問題，不法分子更傾向于選擇條件優(yōu)越并且缺乏安全意識(shí)的大學(xué)生為自己的犯罪目標(biāo)，通過調(diào)查，學(xué)生不愿意校園開放的主要原因是認(rèn)為校園是最后的安全區(qū)，不想自己在食堂吃飯也要時(shí)刻防范小偷、在校園夜跑也要擔(dān)心安全問題，希望學(xué)校能盡可能最大程度上保證在校學(xué)生的基本人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)在調(diào)查過程中學(xué)生提到，校園的部分體育設(shè)施在周末以及課余時(shí)間已經(jīng)處于飽和狀態(tài)，擔(dān)心校園資源開放就不能保證在校學(xué)生的基本需求，起到適得其反的效果。

學(xué)生對(duì)“校園開放后可能存在的安全隱患”（多選）的調(diào)查結(jié)果，按降序依次排列為：“校園詐騙和盜竊頻率變高”（89.66%）、“不法分子會(huì)趁虛而入”（82.18%）、“校內(nèi)師生基本教學(xué)秩序遭破壞”（70.11%）、“校園的科研氛圍受影響”（66.67%）、“校園環(huán)境過于復(fù)雜”（62.64%）、“大量利益因素進(jìn)入校園”（28.16%）。調(diào)查結(jié)果如圖2所示。

3.分析結(jié)果

綜合上述問卷調(diào)查，并結(jié)合個(gè)別訪談結(jié)果，得出如下結(jié)論：學(xué)校實(shí)行校園資源對(duì)外開放政策是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義的長(zhǎng)效機(jī)制，但是其中存在很多包括安全隱患在內(nèi)的亟待解決的問題，本文針對(duì)調(diào)查結(jié)果對(duì)分區(qū)域權(quán)限化管理方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

三、高校分區(qū)域權(quán)限化管理機(jī)制

高校分區(qū)域管理的目的是有機(jī)地將校園正常生活和外界分隔開，保證校園的學(xué)習(xí)氛圍和生活秩序不會(huì)因開放而被破壞。校園分為生活區(qū)、學(xué)習(xí)區(qū)和休閑區(qū)三大類，每一類可細(xì)化成不同等級(jí)，針對(duì)外來訪客根據(jù)需要開放相應(yīng)區(qū)域。通過對(duì)人流數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)進(jìn)行合理規(guī)劃，進(jìn)行分時(shí)段分區(qū)域權(quán)限分配，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)連接區(qū)域間通行的門禁，共享訪客信息，最終實(shí)現(xiàn)分區(qū)域權(quán)限化管理。

四、高校分區(qū)域權(quán)限化管理的實(shí)現(xiàn)

高校分區(qū)域權(quán)限化管理的實(shí)現(xiàn)有一個(gè)從概念到實(shí)際運(yùn)用的過程，其中涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人臉識(shí)別等現(xiàn)階段較為成熟的智能化技術(shù)，將“智能大腦”帶入校園，打造智慧化校園。本文通過信息采集與權(quán)限管理、校園區(qū)域的劃分和分配、門禁關(guān)卡設(shè)置、人流通行量與關(guān)卡通行效率分析、日常運(yùn)營(yíng)與維護(hù)機(jī)制等5個(gè)方面進(jìn)行分析，充分結(jié)合校園環(huán)境因素和發(fā)展現(xiàn)狀打造極具現(xiàn)實(shí)意義的智能化管理系統(tǒng)。

1.信息采集與權(quán)限管理

外來訪客通過在網(wǎng)上申請(qǐng)的方式，提前錄入信息，學(xué)校系統(tǒng)根據(jù)訪客申請(qǐng)的需求，如觀光、辦事等，進(jìn)行核實(shí)并賦予有關(guān)權(quán)限。外來人員只能根據(jù)賦予的指定路線到達(dá)目的地或者只能到達(dá)部分指定區(qū)域。為了保證在校師生的正常生活不受影響，師生信息，包括學(xué)號(hào)、教工號(hào)以及人臉信息等需要提前錄入系統(tǒng)，不會(huì)被設(shè)置權(quán)限（特殊情況除外），并且設(shè)置訪客專用通道，將外來訪客和在校師生有機(jī)分開。進(jìn)入學(xué)校大門時(shí)，門禁自動(dòng)進(jìn)行人臉識(shí)別確定訪客身份，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，上傳到終端進(jìn)行一定的管理和記錄，并向外來訪客的手機(jī)上發(fā)送可訪問區(qū)域以及相關(guān)注意事項(xiàng)。

2.校園區(qū)域的劃分和分配

在校園中，考慮以步行為主要通行方式，同時(shí)考慮自行車通行的需求，外訪汽車盡量避免進(jìn)入校園，對(duì)校內(nèi)師生汽車停放進(jìn)行一定規(guī)劃管理。

在校師生主要考慮“教學(xué)-生活”這條主線，據(jù)此校園分為生活區(qū)、學(xué)習(xí)區(qū)和休閑區(qū)三大類。以武漢科技大學(xué)為例，教一樓是學(xué)生主要學(xué)習(xí)區(qū)，學(xué)生在主要區(qū)域上課及活動(dòng)較多，其余教學(xué)樓為次要學(xué)習(xí)區(qū)，主要學(xué)習(xí)區(qū)相對(duì)訪客屬于完全封閉，次要學(xué)習(xí)區(qū)在上課的低峰時(shí)段可以進(jìn)入?yún)⒂^。

宿舍屬于主要生活區(qū)，由于涉及學(xué)生的隱私，相對(duì)訪客完全封閉，食堂屬于次要生活區(qū)，為了滿足在校師生的就餐需求，在固定時(shí)段屬于完全封閉。

剩下區(qū)域?qū)儆谛蓍e區(qū)，本文提到的機(jī)制主要對(duì)休閑區(qū)進(jìn)行共享，沁湖屬于學(xué)校重點(diǎn)建設(shè)的生態(tài)區(qū)，對(duì)有觀光需求的訪客完全開放，而南苑體育場(chǎng)靠近學(xué)校南門，可以在非上課時(shí)段完全開放（部分特殊活動(dòng)時(shí)期除外）。北苑體育場(chǎng)遠(yuǎn)離學(xué)校大門，靠近教職工以及學(xué)生宿舍，相對(duì)不開放，滿足在校師生基本鍛煉需求。以此可以解決外來人員與在校師生共用資源產(chǎn)生沖突的問題。

3.門禁關(guān)卡設(shè)置

不同區(qū)域流通的關(guān)口主要通過設(shè)置門禁的方式實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將校內(nèi)所有門禁連接起來，校園大門門禁主要針對(duì)外來訪客進(jìn)行人臉識(shí)別、信息讀取，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇K端，校內(nèi)關(guān)卡門禁主要進(jìn)行人臉識(shí)別，向終端申請(qǐng)讀取信息并進(jìn)行匹配。其中需要利用物聯(lián)網(wǎng)機(jī)制中的RBAC技術(shù)，RBAC是基于角色的訪問控制，在RBAC中，每一條權(quán)限是和角色相互關(guān)聯(lián)的，用戶被賦予相應(yīng)的角色，這樣就極大地減少了信息的傳輸以及存儲(chǔ)量。[3]門禁關(guān)卡作為資源交換部分，將人員信息數(shù)字化，通過服務(wù)提供情況對(duì)獲取的信息進(jìn)行權(quán)限分配，運(yùn)維管理部分對(duì)收集的信息進(jìn)行管理和儲(chǔ)存。實(shí)現(xiàn)人與物、物與物相互連接，構(gòu)成信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。RBAC技術(shù)的E-R概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型如圖3所示。

4.人流通行量與關(guān)卡通行效率分析

增加門禁的設(shè)置定會(huì)影響人流通行的效率，因此需要分析行人流量的高峰時(shí)段，對(duì)此部分學(xué)者進(jìn)行了深入研究，并通過不同的通行量對(duì)人流組織進(jìn)行合理規(guī)劃，提高人流的有序性和便利性。[6]門禁設(shè)置在區(qū)域的匯交部分，設(shè)置訪客專用通道，并在校內(nèi)師生通道設(shè)置人臉識(shí)別裝置，必要時(shí)，訪客專用通道可以作為師生通道使用。完全封閉區(qū)域之間的關(guān)卡門禁在封閉時(shí)段停止工作，高峰時(shí)段在人流通行量大的關(guān)口安排專人組織通行，工作日高峰時(shí)段停止人流通行大的關(guān)口設(shè)置，禁止外來人員進(jìn)入教學(xué)區(qū)和生活區(qū)。

在關(guān)口處采用人臉識(shí)別技術(shù)，門禁通過識(shí)別人臉收集信息與已建立的信息庫進(jìn)行匹配，當(dāng)匹配無效時(shí)，觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，由周圍安保人員進(jìn)行協(xié)調(diào)，保證訪客高峰時(shí)段人流通行效率。[4]學(xué)校允許根據(jù)訪問時(shí)間需要與校內(nèi)師生流通高峰進(jìn)行錯(cuò)峰管理，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從終端發(fā)出信號(hào)，特殊時(shí)段對(duì)所有關(guān)口門禁進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)處理，充分利用智能化校園管理系統(tǒng)，保證校園絕對(duì)安全的同時(shí)，提高校內(nèi)人流通行效率。[7]

5.日常運(yùn)營(yíng)與維護(hù)機(jī)制

對(duì)該系統(tǒng)設(shè)立固定的辦公室和值班維護(hù)人員，將關(guān)口門禁設(shè)置方案與校內(nèi)安保人員調(diào)度充分結(jié)合。對(duì)每日通行數(shù)據(jù)進(jìn)行異常鑒定，首要任務(wù)是保證信息系統(tǒng)的安全，由于采集信息是唯一確定訪客身份的途徑，并且涉及個(gè)人隱私，所以必須嚴(yán)格保證采集到的信息準(zhǔn)確安全;重點(diǎn)解決信息真實(shí)性問題，校門入口處和終端系統(tǒng)室要安排專人進(jìn)行查驗(yàn)，避免冒名或者偽造信息等惡劣事件發(fā)生，最終使系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期效果。同時(shí)對(duì)信息進(jìn)行定期篩查，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，在后期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定信息的最佳保存時(shí)間，避免信息冗余或者信息量過大導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

五、高校分區(qū)域權(quán)限化管理系統(tǒng)的細(xì)節(jié)處理

為了達(dá)到各個(gè)門禁關(guān)口信息共享的目的，本文提到的管理系統(tǒng)需要借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其中傳輸系統(tǒng)需要確定網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，校園內(nèi)可以就地取材，利用校園網(wǎng)，分配一個(gè)獨(dú)立的地址號(hào)，每一個(gè)關(guān)口的門禁加入地址，以便信息的傳輸與協(xié)調(diào)。利用現(xiàn)有資源可以大大減少運(yùn)營(yíng)成本。

針對(duì)特殊情況進(jìn)行獨(dú)立編程，形成一套完整的應(yīng)急處理方案，可供隨時(shí)處理調(diào)用，以便處理緊急情況，使系統(tǒng)更加人性化，針對(duì)不同情況進(jìn)行長(zhǎng)期的因素分析，建立大數(shù)據(jù)庫，不斷優(yōu)化不同的處理方案。

外來訪客與系統(tǒng)建立設(shè)備連接需要借助手機(jī)APP，要重點(diǎn)留意APP信息采集過程中的安全性，同時(shí)可以將APP與校園其他現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)功能相結(jié)合，形成完整的校園服務(wù)體系。在必要的情況下，可以利用APP對(duì)校園文化進(jìn)行宣傳，建立校園新窗口，加強(qiáng)校內(nèi)外文化交流與聯(lián)系。

六、高校分區(qū)域權(quán)限化管理機(jī)制的完善優(yōu)化措施

針對(duì)本文提到的人流通行效率情況可以通過長(zhǎng)期的統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行優(yōu)化，通過對(duì)學(xué)生上課高峰時(shí)段進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化，并形成系統(tǒng)的分析算法，對(duì)不同的學(xué)?？梢酝ㄟ^同種因素進(jìn)行分析優(yōu)化，最終形成具有高適應(yīng)度的門禁通行系統(tǒng)，真正意義上達(dá)到“以人為本”的設(shè)計(jì)宗旨。

對(duì)校園分區(qū)可以進(jìn)一步進(jìn)行等級(jí)劃分或者類型劃分，對(duì)于分區(qū)部分進(jìn)行精細(xì)化的時(shí)段考察，根據(jù)不同需求的區(qū)域進(jìn)行不同程度的開放管理，并進(jìn)行不斷的細(xì)化，通過問卷調(diào)查的形式，全方面考慮學(xué)生需求，并以此為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)化。[4]

本文提出的高校區(qū)域化管理系統(tǒng)需要借助先進(jìn)的人臉識(shí)別技術(shù)，并且對(duì)設(shè)備的要求較高，有條件的情況下，需要設(shè)備對(duì)移動(dòng)人臉有一定的識(shí)別作用。同時(shí)考慮識(shí)別錯(cuò)誤的情況，設(shè)計(jì)備用識(shí)別方案，如設(shè)置備用K令密碼匹配，在人臉識(shí)別出現(xiàn)問題的時(shí)候，采取隨機(jī)口令的方式確保機(jī)制的正常運(yùn)行。

七、總結(jié)

本文提出的高校分區(qū)域權(quán)限化管理系統(tǒng)是輔助校園安全系統(tǒng)的一套智能化管理方案。主要目的是推動(dòng)校園對(duì)外開放，實(shí)現(xiàn)資源共享的同時(shí)，有機(jī)融合高校與城市生活。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化通行，滿足可持續(xù)發(fā)展需求。通過智能化技術(shù)進(jìn)一步保障校園安全，針對(duì)疫情等突發(fā)性事件，提前做好有效的應(yīng)急措施，提高校內(nèi)師生和周邊市民的安全系數(shù)。并且通過文化對(duì)外開放的方式，增添城市整體文化氛圍。

如今城市的土木建筑建設(shè)已接近飽和，智能建造正在對(duì)已有建筑進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，改善市民生活環(huán)境。同時(shí)社會(huì)正值大數(shù)據(jù)的“盛年時(shí)期”，飛速發(fā)展的技術(shù)明顯提高了用戶體驗(yàn)度，但是仍有很多領(lǐng)域值得探索和研究，部分機(jī)制仍需要完善，在采用這方面技術(shù)的時(shí)候要充分考慮現(xiàn)狀后再進(jìn)行決策。

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（編輯：王天鵬）