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本文以廣州中醫(yī)藥大學智慧學生宿舍管理系統(tǒng)建設為例,將人臉識別技術應用到校園日常管理中,建立多部門聯(lián)動機制,實現(xiàn)學生管理工作走向智能化、人性化、精細化。 學校宿舍管理存在的問題 1.宿舍進出人員無法監(jiān)控 大學城校區(qū)目前有12棟學生宿舍,整體呈長條狀分布,宿舍一層為架空層,與外界無阻隔,人員可自由穿過校園各區(qū)域,安保漏洞較大。 2.學生住宿情況難以準確掌握 由于醫(yī)科屬性,教學模式多樣,學生需在多校區(qū)流動,晚歸、未歸時有發(fā)生,學校因未建立宿管系統(tǒng),無法獲得實時住宿信息,監(jiān)管不及時,形成管理漏洞。 3.分割管理無法形成管理合力 目前,學生管理模式存在多頭管理、條塊分割嚴重,信息無法及時流轉,難以全方位合力管理等困難。 系統(tǒng)建設主要內容 通過實地考察省內外多所院校的學生宿舍管理模式,并結合學校實際,采用人工智能、大數(shù)據(jù)分析、云計算、人臉識別等新技術的智慧宿舍管理系統(tǒng)建設方案應運而生。前端通過人臉識別及通道系統(tǒng)實現(xiàn)對師生進出宿舍的管控,后臺通過深度學習及大數(shù)據(jù)分析對宿管數(shù)據(jù)進行挖掘和分析處理,最終實現(xiàn)學生宿舍的智慧化管理,提升學校宿舍管理工作的水平和效率。 系統(tǒng)建設主要目標 1.通過人臉識別技術實現(xiàn)快速無感通行,為全校師生提供人性化的宿舍管理和服務,確保學生出行的有序和高效。 2.杜絕外來人員非法闖入宿舍,極大保障師生安全,促進校園穩(wěn)定。外來人員可通過自助訪客機或者學校公眾號,實現(xiàn)訪客預約登記。 廣州中醫(yī)藥大學 3.與協(xié)同辦公系統(tǒng)的對接,后臺數(shù)據(jù)分析結果及時推送校領導、學生管理部門、院系領導、輔導員,包括對學生晚歸、未歸、長期無進出等異常情況,進行及時預警,實現(xiàn)精準化管理。 4.宿舍基礎情況要一目了然,各樓棟的總床位、總入住,剩余可分配的房間與床位實時更新,提高宿舍管理水平。 系統(tǒng)建設主要問題 1.人臉識別技術的選型 目前,人臉識別技術的行業(yè)應用較成熟,人臉識別準確率基本在99%以上,識別速度不超過0.3秒,滿足在上學高峰期快速、準確完成驗證。采用人臉識別既提高了驗證的安全性,也解決了學生忘帶卡、借卡給他人使用的弊端。因此將人臉識別作為本項目的首選人員身份識別手段。 2.實時動態(tài)的人臉檢測 本次人臉檢測以Two-stage物體檢測框架為基準:Stage1通過計算復雜度低的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡,快速過濾非人臉區(qū)域,提取有效人臉的候選窗口;Stage2增大人臉輸入分辨率和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡層數(shù),進一步對候選窗口進行分類刪選,并通過非極大值抑制合并檢測框。由粗到精的網(wǎng)絡結構設計和多尺度特征共享,極大降低了深度學習網(wǎng)絡的計算量,實時動態(tài)進行人臉檢測。 3.人臉識別流程 注冊階段:用戶通過拍照錄入和視頻錄入,上傳人臉圖像。系統(tǒng)對人臉特征進行提取,并把人臉特征值加入人臉數(shù)據(jù)庫。 認證階段:將提取的人臉圖像的特征值與數(shù)據(jù)庫中存儲的特征模板進行搜索匹配,設定一個閾值,當相似度超過這一閾值,則輸出匹配最相似的結果。該過程分為兩類:一類是比對,即1:1人臉圖像比較的過程;另一類是識別,即1:N人臉圖像搜索匹配的過程。如圖1所示。 圖1 人臉識別流程 4.人臉信息的保護 人臉照片目前非常敏感,屬于個人隱私范疇,一旦數(shù)據(jù)外泄,將造成重大安全隱患,因此對人臉數(shù)據(jù)的保護尤為重要。系統(tǒng)中的人臉信息調用一卡通數(shù)據(jù),存儲于專用的數(shù)據(jù)庫服務器中并加密處理,服務器僅限內網(wǎng)訪問,不與外網(wǎng)通訊,學校網(wǎng)絡有多層認證機制和安全管理系統(tǒng),有效保證人臉信息的安全。 5.異常情況的應急處理 在網(wǎng)絡異常時,人臉識別終端及通道閘脫機運行,現(xiàn)場抓拍的人臉信息直接與本地人臉終端存儲的人臉圖片特征值進行匹配,匹配成功即可開閘,不影響人員正常進出,待網(wǎng)絡通訊后,自動與服務器建立通訊并同步通行信息。 通道閘機及應急門,與消防報警聯(lián)動,平時常閉狀態(tài),火警時全部自動打開,滿足人員快速疏散要求。 效果展現(xiàn) 1.人臉識別助力人員快速驗證通行 目前,人員進出宿舍可支持"刷臉"和"刷卡",外來訪客通過登記授權也可"刷臉"通行。根據(jù)后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計,采用人臉進出的學生比例維持在92%左右,單人通過時間約2秒左右,100人連續(xù)通過時間在165~180秒之間,按現(xiàn)有宿舍最大1300人的總量,以及每棟樓平均5通道閘機來核算,不足9分鐘可全部通行完成,完全可以滿足日常高峰期學生上課出行需要。 2.宿舍住宿管理更便捷精準 建立實時完善的宿舍管理數(shù)據(jù),空房間、空床位直觀展現(xiàn),床位和人員信息一鍵查詢,人員的入住、調宿及退宿可實時管理,也可以支持表格批量導入,系統(tǒng)自動批量生成人員住宿數(shù)據(jù),解決了宿管靠人工登記,調度效率低、出錯高的問題。 3.協(xié)同辦公聯(lián)動實現(xiàn)及時預警 宿舍管理系統(tǒng)與協(xié)同辦公系統(tǒng)實現(xiàn)了無縫對接,學生管理人員可按角色在協(xié)同辦公系統(tǒng)中分權限查看學生的住宿情況,如在宿情況、晚歸、未歸等。所有數(shù)據(jù)可進行圖形化分析和展示。 智慧宿舍管理系統(tǒng)使用人臉識別技術,讓宿舍進出有跡可查,提升了我校宿舍安全管理水平。 (本文刊載于《中國教育網(wǎng)絡》雜志2020年1月刊,作者:溫祥彬,單位為廣州中醫(yī)藥大學;責編:樸藝娜) |
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