智慧校園解決方案

1    方案概述

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能不僅走進(jìn)了我們的生產(chǎn)生活，更早已走進(jìn)了校園的各個(gè)角落。多媒體教學(xué)、交互式學(xué)習(xí)在各類學(xué)校屢見不鮮，早教機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)、學(xué)生平板電腦等也已成為各年齡段學(xué)生的“手頭"?，F(xiàn)如今，刷臉考勤、刷臉支付甚至表情識(shí)別、軌跡分析這樣的“神操作"陸續(xù)出現(xiàn)，讓更多學(xué)校、師生認(rèn)識(shí)并享受著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)帶來的安防和教學(xué)便利。

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)不斷完善，智能化教育的優(yōu)勢(shì)不斷凸顯，智慧校園建設(shè)作為教育事業(yè)發(fā)展的一顆新星，也引起黨和國家的高度重視。

2018年4月，印發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，明確提出推進(jìn)推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理等方面的全流程應(yīng)用。近日，發(fā)布2019年工作要點(diǎn)，提出推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。隨后，中共、又印發(fā)《中國教育現(xiàn)代化2035》，要求加快信息化時(shí)代教育變革，建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)。

2    建設(shè)宗旨

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和開放程度日益提高，社會(huì)上的一些違法事件也逐步波及到校園。如何在當(dāng)前社會(huì)結(jié)構(gòu)下營建一個(gè)安全的校園環(huán)境，保障師生的學(xué)習(xí)、校園生活不受外界因素影響一直是教育界和社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)調(diào)查，來自外界侵害是造成中小學(xué)校安全事故發(fā)生的主要原因，包括冒領(lǐng)接走、被綁架和學(xué)生私自外出活動(dòng)遭受傷害等等。因此，學(xué)校的出入口管理顯得格外重要。2019年7月，為完善學(xué)校安全事故預(yù)防與處理機(jī)制，形成依法依規(guī)、客觀公正的工作格局，為學(xué)校（含幼兒園）辦學(xué)安全托底，印發(fā)了《等五部門關(guān)于完善安全事故處理機(jī)制維護(hù)學(xué)校教育教學(xué)秩序的意見》，明確提出加強(qiáng)對(duì)學(xué)校校舍、場(chǎng)地等事項(xiàng)的監(jiān)管。

目前大多校園出入口采取的均是來訪出入自主登記加人工看管形式，外來人員提供虛件和事由即可進(jìn)入校園，同時(shí)學(xué)生進(jìn)出校園及校內(nèi)場(chǎng)館和宿舍也沒有智能的權(quán)限控制。雖然有部分學(xué)校也開始采用智能卡系統(tǒng)等出入控制手段，但智能卡存在“只認(rèn)卡不認(rèn)人"的缺陷，并不能實(shí)際解決學(xué)校在安全管理方面的實(shí)際需求，冒用智能卡進(jìn)入校園或?qū)W生宿舍的事屢見不鮮，同時(shí)因?yàn)樾@內(nèi)相應(yīng)場(chǎng)所的權(quán)限控制不明確導(dǎo)致的校園安全事故日益增多。要杜絕此類情況就要保證進(jìn)入校園、宿舍和對(duì)應(yīng)場(chǎng)館人員身份得到驗(yàn)證，只有經(jīng)過校方登記的人員才能進(jìn)入相關(guān)場(chǎng)所，同時(shí)進(jìn)出數(shù)據(jù)可追蹤。

再一個(gè)是解決小學(xué)或幼兒園在接送孩子環(huán)節(jié)存在的隱患，目前可能發(fā)生的情況是，外來人員乘家長接孩子時(shí)人多時(shí)渾水摸魚，校方只認(rèn)接送卡不認(rèn)人，外來人員拿著撿到或偷來的接送卡將孩子冒領(lǐng)；有的是別有用心的親戚或熟人騙領(lǐng)孩子，教師并不知道來領(lǐng)孩子的親戚是否已得到家長的，多種因素造成了學(xué)生的傷害綁架和丟失等事故。為防止冒領(lǐng)學(xué)生發(fā)生，就要保證學(xué)校能識(shí)別出接孩子的家長是“真實(shí)家長" ，或者來領(lǐng)孩子的是“真實(shí)家長"所的人員。

另一方面，嚴(yán)格規(guī)范學(xué)生的考勤是學(xué)校提高管理效益的重要保證，絕大多數(shù)學(xué)校校園考勤均采用傳統(tǒng)的人工考勤形式，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的同時(shí)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面頗為不便。盡管有部分學(xué)校采取了刷卡或打卡的考勤形式，但仍然存在著替代打卡、效率低下和不易統(tǒng)計(jì)的弊端，同時(shí)設(shè)備的管理和維護(hù)成本也加重了學(xué)校的負(fù)擔(dān)。如何在實(shí)現(xiàn)考勤的同時(shí)兼顧使用方便和降低使用成本的特點(diǎn)是學(xué)校一直追求的目標(biāo)。

人臉識(shí)別技術(shù)具有性，身份鑒定不可仿冒的特點(diǎn)，能很好地解決以上學(xué)校在安全和考勤管理方面存在的問題，為教職工營造健康、安全的校園環(huán)境。并且能夠配合機(jī)關(guān)做好“校鬧"調(diào)查取證等工作。

3    富視安AIOT一臉通系統(tǒng)整體解決方案

3.1 方案建設(shè)目標(biāo)

將人臉信息作為校園及校內(nèi)各場(chǎng)所的身份識(shí)別條件，人臉信息即FaceID，構(gòu)建以教職工和學(xué)生人臉庫的FaceID校園一臉通系統(tǒng)。

FaceID作為校園所有出入口的鑒權(quán)方式。只有經(jīng)過學(xué)校添加進(jìn)校園人臉庫的FaceID和授予相應(yīng)權(quán)限才可以進(jìn)入校園和校園內(nèi)場(chǎng)館，其余人員和未取得的FaceID一律不得進(jìn)入。

家長FaceID作為接送的鑒別憑據(jù)，只有與學(xué)生FaceID匹配成功后才可以接到學(xué)生。

校園內(nèi)考勤統(tǒng)計(jì)以FaceID刷臉記錄為形式。

FaceID可以通過多種方式保持更新，使人臉信息處于狀態(tài)。

3.2 方案設(shè)計(jì)原則

性 : 系統(tǒng)采用國際、國內(nèi)的通行的技術(shù)，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。

成熟性：以實(shí)用為原則，采用成熟的、經(jīng)過工程檢驗(yàn)的技術(shù)和產(chǎn)品。方案設(shè)計(jì)中所選用的產(chǎn)品均經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)和成功的工程應(yīng)用實(shí)例。

開放性：采用開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，避免系統(tǒng)互聯(lián)或擴(kuò)展的障礙。

標(biāo)準(zhǔn)化：國際標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。

可擴(kuò)展性：充分考慮未來發(fā)展，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)留有合理的冗余。系統(tǒng)具有充分的擴(kuò)展能力，為今后系統(tǒng)擴(kuò)充的留有充分的余地。

安全性、可靠性：包括系統(tǒng)自身的安全和信息傳遞的安全，以及運(yùn)行的可靠性，滿足系統(tǒng)能夠確保長時(shí)間不間斷運(yùn)行的要求。

設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營與服務(wù)：強(qiáng)調(diào)以人為本的設(shè)計(jì)思想，為用戶提供高效、便捷、運(yùn)行可靠的應(yīng)用方案。

3.3 方案設(shè)計(jì)思想

通過人臉識(shí)別技術(shù)，配合物聯(lián)網(wǎng)硬件，打造AI+IoT一臉通智慧校園，實(shí)現(xiàn)校園智能和高安全性的身份鑒別核驗(yàn)系統(tǒng)。校園管理員可以通過Facejoy校園一臉通管理平臺(tái)對(duì)全校數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢與分析，實(shí)時(shí)掌握全校師生動(dòng)態(tài)和信息，打造安全穩(wěn)定的校園環(huán)境和優(yōu)質(zhì)的教學(xué)環(huán)境。

3.4 產(chǎn)品特色

3.4.1 高性能邊緣計(jì)算

無需聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，人臉識(shí)別在前端設(shè)備處理，且支持2萬人臉底庫，設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定，不受網(wǎng)絡(luò)影響。安裝使用更簡易，可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制設(shè)備，調(diào)節(jié)參數(shù)。動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別技術(shù)

3.4.2 動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別技術(shù)

富視安自主研發(fā)的人臉識(shí)別解決方案能快速精準(zhǔn)定位抓拍運(yùn)動(dòng)中的人臉，從軟件算法與硬件結(jié)合解決動(dòng)態(tài)模糊的問題。在識(shí)別過程中不需要駐留等待，只要目標(biāo)出現(xiàn)在一定的識(shí)別范圍內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行抓拍和采集，進(jìn)行動(dòng)態(tài)人臉識(shí)別。自然流暢，用戶體驗(yàn)。

3.4.3 毫秒級(jí)響應(yīng)，多人同時(shí)識(shí)別

系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間為30ms，最多支持每40ms一幀畫面10人并行識(shí)別，輕松應(yīng)對(duì)大流量人群。每秒同時(shí)識(shí)別人數(shù)≤250人，輕松應(yīng)對(duì)大人流。

3.4.4 深度學(xué)習(xí)技術(shù)

Deep Learning實(shí)質(zhì)是通過構(gòu)建具有很多隱層的機(jī)器學(xué)習(xí)模型和海量訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以更少的參數(shù)和更深的結(jié)構(gòu)來學(xué)習(xí)更有用的特征，從而提升分類和預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。富視安AIOT系統(tǒng)部署后，可進(jìn)行自主進(jìn)化學(xué)習(xí)，使得系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行環(huán)境（光線、角度等）自主學(xué)習(xí)，隨著時(shí)間的推移，人臉識(shí)別準(zhǔn)確率得到不斷提升。

3.4.5 超低照度星光級(jí)傳感器

設(shè)備采用星光級(jí)傳感器，支持照度0.001Lux，在極黑暗的光照下也能拍攝出高清晰的彩色畫面。

3.4.6 多平臺(tái)支持

系統(tǒng)支持多平臺(tái)查看數(shù)據(jù)，用戶可通過Web、小程序、微信公眾號(hào)查看相關(guān)數(shù)據(jù)。