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宁波澳莱科技智能分析技术在校园安全领域的应用

  近年来,校园安全问题日益突出,校园暴力事件、校园火灾、盗窃等案件时有发生,公安部和教育部都要求加强学校的安全防范工作,建立学校安全防控体系,确保师生安全,校园的安全关系着社会的稳定和安宁,随着科学技术的不断发展,视频监控技术已经在很多校园中普及,成为整个校园安防系统的基础,实现校园智能视频监控设备的全方位的监控,可以用于加强对学生的管理,及时反映校区情况,加强安全保障,实现现代化管理、人性化管理以及数字化的管理,并能在发生异常事件时实时地反映现场情况供校园值班人员和管理者及时处理。

  目前,校园内建设的系统很多,包括安防、消防、交通等▪▲□◁等,但是由于建设时间不一,导致各个系统都相互独立;这就使得各个系统的信息都是零散的,系统之间融合程度较低,缺乏统一管理;最终导致在用户使用时,针对校园发生的安全事故,往往只能针对每个系统的流程独立使用,无法对整个过程进行全程跟踪管理,无法从根本上保证师生安全。传统的视频监控模式,主要依靠专人值守,肉眼发现异常并进行预警,存在较多误报和漏报的可能性。此外,很多校园虽然实现了摄像头覆盖,但是校园中经常存在有多个视频监控系统,由于数字视频监控、模拟视频监控、高清视频监控及智能视频监控都没有实现统一,因而视频监控没有实现资源共享。因此也无法实现数据的集中分析、视频监控的作用更多只起到威慑作用,出现安全事件后只能人工方式查找并回放视频记录。突发事件发生之后也很难统一核对及查找信息之间的相关性,并需要投入大量的人力、物力、财力,使得效率较为低下。所以视频监控的作用没有充分得到发挥,很难起到事中监督和事前预防的作用,而且数据的定期删除,数据量大这些特点带来了极大地不便,从而降低工作效率。

  为了解决上述问题,我们基于智能视频分析技术,研发了校园异常事件风险监测及评估系统,充分发挥视频监控的作用,使得校园视频监控从目前的“看得见,看得清,看得明”,发展到“看得懂,能预判”。

  本方案以视频监控系统为核心,利用各种技术资源,整合各类校园安全防范系统,形成一套能对校园各类事件进行全方位监测、预警、决策和调度,为校园的安全防范工作提供有力的支撑,对校园安全进行全面有效监管的异常风险管理系统。该系统智能化程度高,综合防范能力强,具备事前智能预警、事中联动处理、事后高效查看等特点。

  系统的设计思路是通过监测、核实、解决、优化等多个环节的配合来打造平安校园。系统通过全面检测、准确核实、快速解决再到持续优化,从而形成更加完善的监测网络,构造闭环的校园安全体系。

  智能视频分析技术是人工智能研究的一个分支,它在图像及图像语义之间建立映射关系,从而使计算机能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。智能视频分析技术是一个统称,其涉及到模式识别、机器视觉、人工智能、网络通信以及海量数据管理等多种技术。

  智能视频分析通常可以分为以下几方面:人脸识别,情绪识别,运动目标的识别,目标跟踪与行为理解等等。学术界和工业界在上述领域进行了很多研究并取得了丰硕的成果。智能视频监控也正成为学术界、工业界新兴的研究热点和开发方向。

  我们针对校园最关心的一些痛点业务问题,利用智能视频分析技术,并综合运用了深度强化学习,迁移▲●…△学习,对抗▷•●学习,迁移学习,长短时记忆模型,注意力机制等多方面的技术,构建了异常事件风险识别模型,异常知识图谱,校园内社交图谱,事理图谱,风险评估模型,实现了对学校管理者关心的核心风险的精准识别和风险评估,可以帮助学校及时有效地管理风险,准确合理地应对风险。

  我们以业务流程为核心,以业务应用为切入点,从事先的重大活动安保及校园巡逻,到事中的报警联动与应急指挥,到事后的时空分析与辅助决策,真正实现从使用者角度出发的设计,彻底打破底层▪•★原有系统的限制。

  每个校园有多个视频分析模块,每个视频分析模块通过rtmp或者rtsp等方式获得视频监控系统的每路视频信号,实现动作分析,行为分析,人脸识别,物品识别,情绪识别等功能,视频行为分析模块对视频进行解析,将其拆解成学生的表情,姿态,行为,以及摄像头和物品信息等结构化数据,并将生成的结构化数据统一发送到云平台存储。

  云平台通过图表和报表等方式,将产生的报警信息展示或者推送给校园值班人员和管理人员供其参考。云平台也可以将视频分析模块所需的基础配置信息下发到各个视频分析模块。此外,云平台还可以接入校园内巡更等第三方安全管理系统。

  系统在云端提供统一的管理平台,支持基本的配置管理,并通过平台远程控制对每路视频信号开始或停止分析,发现异常及时显示在屏幕上,并通过声光等方式向值班人员报警。

  系统支持实时显示每个视频分析模块和云平台的CPU、内存、硬件、温度信息,并且可对网络及视频通断状态进行实时监测;系统支持设备自诊断功能,并可通过邮件等方式将异常事件通知系统运维人员;系统还支持设备日志信息本地查看和推送。

  此外,系统还提供统△▪▲□△一灵活的接口管理模式,与第三方系统如报警指挥中心和现有的视频监控系统衔接,根据需要互传数据。

  系统将视频等被动监测方式与人工巡逻等主动监测方式相结合,形成全方位的校内环境监测网络;当校园中出现异常事件后,智能视频分析模块会发出报警信号,值班人员利用GIS的快速定位,以及回放现场视频进行核实,快速鉴别真实报警和误报警;对于真实发生的★△◁◁▽▼警情,通过应急指挥,迅速查找附近巡逻力量,到达事发地段,对现场问题进行快速处置;同时,将事件线索通过时间点和地理信息等关键信息进行串联,关联分析案件相关信息,以关键信息为主轴,实现事件全过程的时空呈现。事后对历史数据进行统计分析,在用户使◇…=▲用过程中,不断的改进我们的系统。系统通过统计分析对未来可能发生的事件进行预测,制定更有效的预案,改善校园布控,增强预防、控制和处置各类突发事件的能力,对校园安全时间起到预防作用,全面保证校园安全。

  结合我们长期与各类校园合作获得的经验,我们将校园异常事件分为,学生情绪异常,行为异常,人数异◆◁•常,关系异常,物品异常,摄像头异常等几种类别,分别介绍如下:

  我们把学生的情绪分成以下几种,生气,反感,害怕,高兴,难过,惊讶,平静等。将人脸识别和情▼▲绪识别的结果结合后,系统可以自动对学生进行群体和个体的情绪分析,进而及时对校园可能发生的群体和个体突发事件进行预判。例如,发现某个学生的情绪异常,即突然出现该人员非常见◆■的情绪,就会及时将信号发送到风险评估模块,以判定风险类型,等级以及发生概率。

  我们把学生的异常行为分为,跌倒,跨线,突现,突然消失,突然奔跑,逆行,久坐不动,长期逗留,徘徊,在特定时间靠近特定区域,剧烈运动,聚集,手握●危险物品等几种。

  当系统识别到上述异常行为时,也会发送信号到风险评估模块,以判定风险类型,风险等级以及发生概率。

  摄像头中的物品异常也是校园需要重点关注的风险项,系统可以识别的物品异常事件风险包括以下几种。

  如果摄像头的镜头发生异常,会导致一些重要的风险因素无法被识别,因此需要特别被关注并及时进行处理。

  除了上述发生异常的情况之外,系统还会对所有学生每时每刻发生的正常的事件(谁,什么时间,出现在什么地点,做什★◇▽▼•么事,情绪如何)进行识别,将结果发送到常规事件模式识别模块,对学生做群体和个体类别分析,对每种类别画像,以确定每个学生的情绪和行为模式,当发现某个学生某段时间的情绪和行为完全不符合其历史模式,也会产生异常事件风险并发送风险评估模块。

  风险评估模块接收到风险信号之后,结合人工设定的规则以及对历史经验学习获得的风险评估模型,通过系统内置的风险评估引擎对风险特征进行综合评估和分类。例如,打架斗殴,自杀,其他轻微的暴力倾•☆■▲向或者情绪低落等(我们还可以根据校园的新需求进行定制),预测风险等级及其发生概率,并与其他校园安防设施进行联动,根据风险等级和发生概率采取不同的方式进行预警,以便于校警及时干预。

  系统一方面按帧获取摄像头的数据,对每帧静态图片进行分析,确定学生的瞬间姿态和表情,另一方面,视频是一种流数据,系统基于时间序列分析算法,可以动态地确定学生一段时间内产生的情绪和行为。

  系统对学生做时空结合的分析,例如,评估打架行为时,不是依赖于一个人的动作,而是对两人以上发生剧烈肢体动作进行群体分析后的结果。又如,跌倒行为是一系列连续动作的组合而不仅仅是一个动作。

  系统可以通过单目或者双目摄像头,对镜头景深进行检测,判定镜头与目标的间距,或者目标与目标的间距,进而更清晰地理解视频中的空间结构化语义信息。

  系统在运行的过程中,会自主地收集和分析学生的情绪和行为数据,为每个人和每类人群进行画像,以便于确定每个人和每类人群的情绪和行为模式,比他们更深刻地了解自己的个性特征。通过这种方式,一旦发现某个人没有遵从其行为模式,就可以立刻对可能发生的风险进行自动评估,或者由校警参与联合进行评估。

  系统虽然采用了很多尖端科技,但是并不是为了哗众取宠,而是紧紧围绕着校园的刚性需求,为校园解决实际可能遇到的问题。

  本系统遵循傻瓜式操作的原则,当系统必须的基础信息配置好以后,只需要定期对系统提出的一些基础性问题做出简单的判断(例如,某个学生的情绪或者行为是否属于异常,属于哪种异常。对这些问题的回答有助于系统不断地自主优化其异常事件风险识别模型,使得系统越用越聪明),不需要频繁地进行其他操作,提高效率和减轻操作人员的工作量。

  系统采用标准化的输入输出接口,便于与第三方系统(如指挥中心预警报警系统,以及校园现有的视频监控系统)进行桥接。

  系统采用模块化设计,利用微服务技术和总线机制,并提供统一的总线接口,可以在总线上挂接无限多的功能模块,只要新的功能模块符合接口规范,并通过系统的身份认证机制,就可以获得系统的数据,并与其他模块协同工作。同时,如果某个功能模块出错,或者功能不再满足要求,系统随时可以将该模块屏蔽掉,使其不能影响到其他功能。

  本系统实现了针对校园的监控方式由被动到主动的转变,能够实现全天候不间断的对视频进行检测,自动发现监控画面中的异常情况,从而能够更加有效的协助安全人员处理危机,并且把漏报误报的现象降到最低,满足校园安防的最大需求,能够对于监督学生的改造、防范校园的突发事件起到了▽•●◆不可替代的作用。

  本系统采用专业的视频分析设备,集成了强大的图像处理、识别与跟踪能力,并采用了包括深度学习,对抗学习,强化学习,长短时记忆模型,注意力机制等高级算法,能够有效地提高报警精确度,大大降低误报和漏报现象。

  智能视频监控充分体现了全方位、高标准的要▲=○▼求,能做到全方位、全天候的对校园实施现代化的管理,采用一流的数字监控和报警等先进设备,力求实现监控、监听、报警、对讲、广播等多种功能为一体的智能视频监控系统,并以数字化,高智能化进行支持,使其在应用上进行可行性的操作和使用。

  校园信息现代化建设,是加快促进校园管理工作实现现代化、规范化,是新•□▼◁▼形势下现代校园发展需要。创建平安和谐校园不仅是发展优质教育的需要,更是当今构建和谐社会的时代要求。本系统通过结合国内外的高校安防现状,采用先进的设计理念,定制化地开发校园应用,可以弥补传统监控的不足,为学校、为老师、为学生打造平安校园,实现了“向科技要安全”。返回搜狐,查看更多

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