发布时间：2024年06月17日   作者：山东传媒职业学院 张涛 尹纪瑜 王涛

摘要

随着数字化时代到来，AI赋能现代教育安全管理愈发重要。山东省教育厅推动的“校园天眼”项目旨在通过视频监控体系完善和应用贯通全省校园安全主动管理能力。本论文探讨了项目的实施流程、技术细节和预期成效，评估其对提升校园安全管理的影响和价值。项目概述了目标、要求、响应措施和建设目标，并详细介绍了实施方案、技术框架和系统功能。在技术实施方面，论文讨论了数据管理、安全防护、资产管理、运维状态监控、风险隐患管控以及智能应用与预警机制的开发和实现。项目提升了校园安全管理效率，实现了精准化管理，强化了数据治理与风险控制，促进了资源整合与信息共享。面对挑战，论文提出解决方案和改进建议，并通过案例分析评估实施效果。总结数字化赋能下“校园天眼”一期建设成果，展望未来发展趋势和潜在改进方向。

一、引言

随着信息技术的不断发展，数字化在现代教育安全管理中扮演着越来越重要的角色。利用先进的数字技术可以有效提升校园的安全防范能力，实现对校园安全的实时监控和快速响应，从而保障师生的生命财产安全，维护正常教育教学秩序，做到高质量发展和高水平安全良性互动。在此背景下，2023年山东省教育厅推动实施了“校园天眼”一期项目，旨在通过建立全面的视频监控体系，强化校园安全风险防控和预警机制，进一步提升校园智慧安防的能力和水平。

本论文的研究目的在于探讨AI赋能下的“校园天眼”一期工程的实施过程及其效果，分析该项目在提高校园安全管理效率、强化数据治理与风险控制、促进资源整合与信息共享等方面的价值和影响。同时，本文还将讨论在项目实施过程中遇到的挑战以及提出的解决方案，以期为未来类似项目的实施提供参考和借鉴。

通过对“校园天眼”项目实施情况的深入分析，本文意在展现数字化技术在校园安全管理中的应用成效，进一步验证数字化手段在现代教育安全管理中的重要性，并为持续推进教育行业的数字化转型提供理论支持和实践指导。

二、项目概述

“校园天眼”一期工程，是由山东省教育厅推动，旨在建立全面的视频监控体系以提升校园智慧安防保障能力和水平。该工程要求实现省、市、县、学校视频监控逐级接入、分级管理，对各级各类学校视频监控进行梳理、汇聚、联通、治理和应用。

我院在接到省厅文件后，积极响应并开始摸排学校监控网现状，查缺补漏，并梳理表格，首创利用倾斜摄影进行校园安全三维建模来对监控“全覆盖、无死角”情况进行诊断、标识。根据监控现状和文件要求，学院完成解决方案设计及产品选型。整体建设目标为：开放兼容，资源复用；AI赋能，安全预警；数据可控，安全可管；即时能用，实时可用。

实施方案和技术框架方面，采用了两级架构直连省厅，校级以应用建设为主，省厅以平台监管为主。由于涉及分校，故采用先汇聚主校区，再上传省厅的解决方案。依托教育专网、专用网络支撑，以可信技术为基础，围绕“校园天眼”平台，逐步推动全省教育行业视频监控系统向四级互联的安全应用架构演进。

三、技术实施细节

在“校园天眼”一期工程中，技术实施细节的把控对于项目的成功至关重要。构建了天眼之学院全维度时空守护系统以及天眼之学生动态管理系统，这两个系统的构建是项目的基础。为确保项目的高质量和高效率，从设备采购到部署的每一个环节都必须严格把控。为此，我们对现有的1000多路摄像头进行了全面梳理，并采购了7台高性能设备以增强系统性能。具体而言，章丘校区增设五台设备，文东校区则增设两台设备。

系统功能的介绍涉及到安全准入、内容管理、AI分析等关键技术。安全准入系统是一个多功能集成设备，具备视频设备安全准入、漏洞扫描等功能，并内置协议优先机制，保证视频协议的业务完整性和流畅性。视频质量管理系统则自动诊断在线状态、图像清晰度等多项指标，并告警协助管理员及时处置问题。

数据管理与安全防护方面，采用了多种措施，包括终端准入控制、视频数据防护技术等，以确保数据的安全与隐私。智能应用与预警机制的建立，利用AI技术对潜在的安全风险进行实时监测和预警，提高校园安全管理的效率和准确性。

AI技术在安全监控中的应用提升了系统的智能化水平。例如，视频AI应用系统通过分析校内各区域的图像数据，实时预警可能的安全风险。此外，实时监测与安全预警系统的设计与实现，保证了监控体系能够及时发现并响应各类安全事件。

学院技术实施细节展现了“校园天眼”一期工程在构建一个数智、高效、安全的校园监控系统方面所做的努力。这些技术的实施不仅提高了校园安全管理的能力，也为校园带来了更前瞻性、精细化、智能化的管理平台，为未来校园安全管理的发展融入新质生产力的创新基础。

四、项目影响与价值

“校园天眼”一期工程的推进，显著提升了校园安全管理的效能。依托我们实验性搭建的智慧安防全模块数字平台的建设，以及天眼之学院全维度时空守护系统、天眼之学生动态管理系统的综合运用，实现了对校园物联网的初步架构探索，平台对潜在安全风险的及时预警、发现与迅速响应，能大幅提升安全事件处置的效率和精确度。

全模块数字管理平台的功能与优势得以进一步凸显。平台集成了安全准入、质量管理、AI分析等系统功能，不仅优化了视频监控的工作流程，还提升了设备和数据管理的精确度。通过实时监控和智能分析，管理人员能够更加精准地掌握校园安全状况，做出更为合理的决策。

智能化预警与即时响应机制的建立，进一步强化了校园的安全管理能力。利用AI技术进行异常行为分析和风险评估，能够在安全事件发生前提供有效的预警，从而采取预防措施，减少或避免安全事故的发生。

在数据治理与风险控制方面，通过实施综合的数据管理和安全防护措施，确保了监控数据的安全性和完整性。视频数据的加密、防泄露和追踪溯源功能，增强了数据的保密性和可信度，降低了数据泄露的风险。

数据防护技术的应用，不仅保障了信息安全，还提升了整个监控系统的抗攻击能力。结合安全监管与合规性的提升，确保了校园监控系统的合法合规运行，增强了学校对外部审计和监管的适应能力。

此外，该项目还促进了资源整合与信息共享。通过省、市、县、校四级互联架构的推行，打破了信息孤岛，实现了跨区域、跨层级的信息互通与协同工作，极大提高了教育资源的利用效率和管理水平。

我们在实施中逐渐深刻感悟到了，山东省教育厅的"校园天眼"一期工程不仅在技术层面取得了多个开创性的突破，更在校园安全管理的实践中展现了其深远的布局和价值，为未来校园安全管理的数字化、智能化发展奠定了前瞻性的基础，为安全管理领域注入了新质生产力的创新力量。

五、挑战与对策

在实施“校园天眼”一期工程的过程中，我们面临了一系列技术和管理上的挑战。技术挑战主要包括现有监控系统的兼容性问题、数据安全风险、监控设备的时间统一和准确性等。管理难题则涉及到如何高效地整合和利用海量的监控数据、如何确保系统的稳定运行以及如何提升安全管理人员的专业技能等。

为了解决这些挑战，我们提出了针对性的解决方案与改进建议。首先，对于兼容性问题，我们通过与厂家紧密合作，定制化解决方案，确保新旧设备的无缝对接。其次，针对数据安全问题，我们采用了视频安全准入系统、视频数据防泄露系统等多重安全防护措施，以确保数据的安全传输和存储。此外，为了提高监控设备的准确性，我们对重点区域进行了设备资产的全面梳理和更新。

在管理层面，我们强化了对监控数据的治理，建立了完善的数据管理制度，确保数据的合规使用。同时，我们还建立了定期的系统维护和检查机制，以保障系统的长期稳定运行。为了提升管理人员的专业能力，我们组织了系列培训和场景推演活动，增强团队的应急响应能力和技术水平。

通过这些对策的实施，我们不仅克服了项目实施过程中的难题，还为未来可能遇到的问题提供了预防和应对策略，为整个项目的顺利推进和持续改进奠定了坚实的基础。

六、实践案例分析

在“校园天眼”一期工程的实践过程中，传媒学院作为全省最早的响应单位和实施者，其实施案例具有很多探索性、代表性。学院在对现有监控体系进行彻底梳理后，发现存在诸多问题，如设备时间不统一、监控数据孤岛现象严重、安全防护措施薄弱等。针对这些问题，学院依据山东省教育厅的要求和指导文件，制定了一套详细的实施方案和技术框架。

在硬件设备的升级方面，学院精心策划并执行了大规模的维护与升级行动，成功维护升级了超过1000路的摄像头设备，并采购了涉及数据联通、内容防护、AI分析、数据集成等多台核心设备，以全面增强系统的整体性能。此外，我们联合学生工作处等各个业务部门一起搭建了智慧安防全模块数字平台、天眼之学院全维度时空守护系统和天眼之学生动态管理系统。

1.智慧安防全模块数字平台

这是一个综合性的安全管理平台，它依托智能视频技术和智慧物联数据，为校园管理提供一种全新、直观的管理工具。该平台覆盖了校园周界防控、出入校管理、车辆管理、宿舍管理、智慧消防、AI课堂等业务。

平台以安全为本，围绕“教育均衡、精准教学、高效管理，安全守护”四大价值方向。首先，它整合了校园的监控、周界、人脸、全景、人车通行等基础管理。其次，进行了业务细化应用，如整合消防与安防相结合互联互通，充分发挥了各自系统的优势；预防和减少校园道路交通事故，对校内车辆进行测速、违停管控等。最后，平台还将进行业务深化拓展，如应急处置、归寝分析、教学过程等；同时，进行统一管理、智慧运维，实现感知—告警—报修—考核全流程闭环。

2.天眼之学院全维度时空守护系统

采用倾斜航空摄影技术，可完成山东传媒职业学院范围内约72.5万平方米，优于 0.05 米分辨率倾斜航空影像数据。基于获取的优于0.05米分辨率倾斜航空影像数据，按照国家相关规范标准要求，开展像片控制点布设，采用SDCORS网络RTK技术进行像片控制点测量，像片控制点布设数量和测量应满足1:500 DOM、实景三维模型成果精度要求。

基于获取的下视航空影像数据，采用集群式影像处理系统，按照国家相关规范标准要求，经影像匀光匀色、空三加密、点云密集匹配、DEM 编辑、正射纠正、镶嵌裁切等工序制作 1:500 数字正射影像图。

基于获取的倾斜航空影像数据，采用集群式倾斜影像处理系统，经空三加密、点云匹配、DSM 编辑、模型构建、纹理贴图等工序制作优于0.05 米分辨率实景三维模型。 将山东传媒职业学院安防平台数据与本次采集的实景三维模型数据进行融合，形成覆盖全院范围内及临近区域优于 0.05 米分辨率实景三维模型。

我们采用2000 国家大地坐标系，采用1985 国家高程基准，采用公元纪年和北京时间。

最终达到：

（1）0.05 米分辨率倾斜航空影像原始数据；

（2）1:500 数字正射影像图成果；

（3） 0.05 米分辨率实景三维模型成果；

3.天眼之学生动态管控系统

（1）采用经纬坐标系，设置学校区域的电子围栏，支持多校区，误差不超过5米。经纬度坐标加速渲染，延迟小于10毫秒。

（2）支持设置国家法定节假日时间段，或其他自定义时间段。以保证学生数据的精准。

（3）支持自定义用户角色和分配用户权限，支持对学校辅导员的添加、修改、删除操作。专业管理提供对本校使用本实训教学系统开设的专业进行新增、删除、信息修改和检索等操作。班级管理提供班级信息管理功能，能够对某专业下属班级进行添加、修改、删除、检索操作。能够查看班级的创建时间、班级内学生人数和学生账号信息；能够对班级进行就寝时间的设置，可设置为全天可用或特定时间段内可用。审核学生信息的真实性。

（4）数据报表支持图形方式等，支持一键导出报表文件。

（5）后台支持封禁用户。封禁用户不允许进入系统。

（6）支持获取用户的位置，精度小于5m。

（7）支持手机摄像头获取活体人脸信息。

（8）支持用户需要提交基本信息，实现初始数据对比。

4.天眼之视频AI分析系统

（1）CPU核心数=56，DDR内存=88GB；图片处理速度≥6600张/秒。

（2）支持对720P、1080P、4K（3840×2160）、8K（7680×4320）分辨率（编码格式为H.264和H.265）的视频进行解码。支持将接入的视频源(1080P，4Mbps；720P，2Mbps)转换为符合H.264和H.265编码标准的码流。

（3）支持基础算法：人脸、人体、车辆、车牌、电动车等。

（4）支持行为告警算法：支持区域入侵、人群聚集、打架，抽烟检测、未戴安全帽、使用手机、老鼠检测、未戴口罩、未授权进入、未穿工作服、电动车检测、烟火识别、物品遗留、车辆违停、人员离岗检测等行为告警。

（5）支持智能检索，包括支持人脸检索、人体检索、车辆检索；支持人脸预警布控；支持对接入设备进行人脸、行人、车辆、非机动车等算法自定义配置；支持自定义创建管理各类行为告警，以及行为告警规则配置；支持包括静态库（人脸库）、布控库（黑名单库）。

项目实施后，展示了数字化赋能下的“校园天眼”一期建设的探索经验，对学校安全管理未来发展趋势和安全领域新质生产力的创新研究提供了有价值的参考。

七、结论与展望

随着信息技术的飞速发展，数字化在现代教育安全管理中扮演着愈发重要的角色。山东省教育厅推动的“校园天眼”项目便是这一趋势的创新性体现。该项目旨在建立全面的视频监控体系，大数据的集成和应用将有效提升校园安全风险防控能力，实现安全事件的及时预警和有效管理。

本研究以传媒学院实施“校园天眼”一期工程为案例，详细分析了项目的目标与要求、响应措施、技术框架及实施细节等关键要素。通过构建先进的视频监控体系，不仅提高了校园安全管理的效率和质量，还实现了资源的优化整合和信息共享。

项目的实施充分展现了数字化赋能下的安全管理系统优势，如智能化预警、数据治理强化、安全监管合规性提升等。同时，通过省、市、县、校四级互联架构，增强了教育系统内部的协同和响应机制，确保了信息交换的高效与安全。

展望未来，随着技术的不断进步和教育行业需求的深化，数字化在教育安全管理中的应用将更加广泛和深入。预计将出现更多智能化、数字化的安全管理系统，以及更为精细化、精准化的风险评估和决策支持工具。同时，对于数据隐私保护和网络安全的要求也将更加严格，需要采取更为高效的技术手段和管理策略来应对。

综上所述，“校园天眼”一期工程不仅在技防上进行了很多有益的探索，也为未来数字赋能校园安全新质生产力的发展趋势和潜在改进方向提供了方向指引。随着对此类项目的进一步研究和实施，期待能够实现一个更加安全、智能、高效的校园安全环境。

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