校园安防数据的教育情境化表达—提高校园监控数据可读性和直观性的设计探索

宋 涛

面对诸多校园安全影响因素，针对各种安全风险和潜在威胁采取应对措施，构建校园人防、物防、技防综合安全管理和保障体系，成为全社会的共识。各地中小学均在依照《中小学、幼儿园安全技术防范系统要求》和其他相关规定，全面完善技防系统的建设，其中视频监控子系统则是最关键的一环，校内海量的安防视频资源成为各类事件的查询和追溯最重要的证据。今天我们不聚焦监控设备本身，用教师视角商议视频系统升级的一种新的路径。

一、学校对实时监控画面可读性的客观需求

校园安防系统建设进入快速发展阶段的最主要特点是视频监控点位数量的激增，很多中小学校园都安装了100～300个左右的监控点位，这些网格状呈现的大量视频画面在保安室或监控室反复轮巡，随着视频数量的极大丰富反而渐渐失去了可读性。保安人员都无暇顾及这么多画面，更别提学校领导和教师了。视频的可读性和其预警的特性紧密相关，如果没有更好的解决方案，这样的播放模式对安全防范的影响是显而易见的。

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在这样的模式下，校园安防监控则被默认为事后调阅、回溯为主，在调用历史视频中教师普遍反映操作烦琐，专业性过强。有很多企业也提出很多智能化的改进方案，即增加流量计数摄像头、人脸识别摄像头等，这些设备价格还不够合理，很多学校只能零星安装，对于全局还是杯水车薪的。

故此，让安保人员、学校管理者及时准确地掌握校园监控系统的运行情况，特别是对于校园重点区域(如周界、校门口、教学区域主要通道和出入口、运动场地等)，系统最重要的是要做减法，通过减去暂时不需要关注的位置信息，而凸显当前最需要关注的信息，似乎是校园视频监控建设过程中亟待实现的目标。

二、对校园情境时空双维度的梳理

校园监控的可视化提升，必须要从“场景”的定义说起。“场景”一词常用于戏剧、电影中，指在一定的时间、空间(主要是空间)内发生的一定的任务行动或因人物关系所构成的具体生活画面，简而言之就是“在某某时间(when)，某某地点(where)，发生了某些事物时(with what)，特定类型的人物(who)萌发了某种需求(desire)，通过某种手段(method)去实现的过程。”例如，我们可以把每天早晨上学学生走进校门的过程作为一个场景，也可以把上午第二节课的课间休息活动作为一个场景。我们会发现只要场景列举得足够细，那么每个场景的细节也随之变得清晰。

例如，“在早晨上学时，教育管理者或安保人员最需要看学校大门、辅门、学校大门外一定区域和上下校车处的情况，常会放大显示校门口摄像画面”。基于此，我们可以分析出，用户是完成在上学时间段的信息刺激下想要找对应的视频并切换视频的操作。针对学校的管理者他可能关注的是大门、辅门处的情况，而安保人员因为地处于学校的校门口，他可能更关注学校大门外一定区域和上下校车处的情况，因此，不同用户针对同一时段他关注的视频需求也可能是不一样的。

对于校园安防重点部位和区域的划分，国家及地方出台了相应的标准，公安部和教育部有关部门共同组织制定了国家标准GB/T29315-2012《中小学、幼儿园安全技术防范系统要求》中确定了学校大门外一定区域、学校周界等12处为学校安全技术防范系统的重点部位和区域；南京市教育局于2015年印发了《南京市中小学、幼儿园视频监控系统配备要求(试行)》(宁教安〔2015〕3号)的通知，将校园根据安保等级进行了分区要求，一类监控区域(是指防止外来入侵及容易造成群体性伤害事件的区域)共8类区域，二类监控区域(是指师生活动集中，容易造成意外伤害事故的区域)共5类区域，三类监控区域(是指学校重要设施设备、控制中心及其他需要监控的区域)共2类区域。

通过对校园不同时段的安保监控需求进行分析，同时结合国家及地方出台的相应标准以及网格化管理思路，我们可以把校园各区域按照“时间—空间”维度的场景初步梳理，时、空间维度场景见下表所示。在时间维度方面分为工作日和节假日，其中工作日又分为上学、课间、午餐、午休、课间、放学和夜间几个时段；在空间维度上将学校分为六大区域，即校门与周界、教学区域、办公区域、教学配套区域和其他区域(见表1)。

表1

结合表1，系统如果可以根据不同用户对不同时空情境的需求，基于时间轴的变化自动播放所关注区域的视频图像。这样的重点画面和用户自动设置的场景需求匹配后自适应监控管理系统会凸显视频监控的价值。

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三、情境化监控平台的技术规划要点

仅有情境梳理的思路还是不够的，要建立一个更有价值的校园监控系统，需要依托于原先监控企业的基础数掘库、视频流媒体技术，需要整合监控设备、存储设备、校园平面建筑信息数据及安保日常业务应用数据，需要配合合理美观的直观地图系统等。并且提高系统的可分析性、可视性、可控性、可调度和可跟踪，满足不同系统对接整合、兼容应用和可持续发展的需要。系统框架示意如下图。

图3

1.可视化监控地图的分层显示

直观简洁的地图能够简化一般使用者的查询难度，但这幅地图既不能因追求绝对完整性而庞杂呈现，导致界面复杂难懂；也不能过于简单到象征示意层面，无法支撑数据的叠加。所以采用监控简图模式，分层分类绘制图层，并提供设备信息位置，基本介绍、模糊查询等功能，包括监控点、报警点、建筑物、出入口、网格区域等分层分类信息。

过多的设备点位不应全部表达在图中，按照网格区域分类，能够在用户选择区域后局部展开区域内的监控设备，重点区域用不同颜色透明图层进行重点标注。并且设备按照安全管理等级分级显示，如一级关键区监控点、二级重要区监控点、三级辅助区监控点等。

2.场景灵活的定义

中小学校园监控管理主要根据学校课程表安排进行场景切换，不同时间节点对应不同场景。场景管理包括场景增加、修改、删除等功能。场景增加、修改属于场景编辑功能，主要设置为场景时间、场景名称、影响区域、区域内各级安保设备以及是否启用。场景功能还要支持不同用户的自定义，满足不同管理者的需求。

主要场景调用分为自动模式和手动模式，自动模式根据学校课程表，按照时间顺序依次调用监控设备，并在监控简图上进行重点标注，标注重点为场景影响的不同安全级区域。

3.时间轴线索管理

时间轴为校园监控主线核心，本系统创新地用时间轴连接了实时影像和历史影像，将其放在一个逻辑轴上，便于使用和搜索。当前时间位于时间轴横坐标中心点，时间轴中心点左侧为录像记录显示区，时间轴中心点右侧为即将进入的场景模式类型，包括距离下一次场景启用的时间。在场景启动时，根据场景配置信息显示当前场景监控视频，如果此时在录像记录显示区点击时间点，将把场景模式下的监控实时视频更换为选择时间点的录像回放，回放过程中多画面同步回放，可以根据管理需求重点监控和回放。

使用者可以极其简单地在当前时间之前的时间轴上回退就是视频回放，视频回放速度可调，具有快进、慢速等形式。以颜色区分显示录像状态和时间段落，可以根据录像类型过滤录像片段。以时间轴的形式快速定位到指定时间点。

4.用事件单元集中记录多系统联动信息

除了监控摄像机的视频之外，周界及重点位置报警设备的信息，可根据事先配置的报警联动预案策略进行整合，多维度的信息汇聚为一个事件单元，对事件的数据集中存储，也可以按重要级别推送至上级警情管理系统。这里所说的事件单元，未必仅指重大事件，一些重要的常规数据也可以定义成一般事件进行存储。例如，上学时校门口人员密集度超过一定阀值就可以记录存储，下课时学生事故的频发位置也可以记录存储。这些信息汇聚的机制可以根据单元基本情况，结合报警类型、时间以及位置等自动执行，减少人为拼接的难度，提高预警的准确度。

图4

四、结语

用细分场景的理念架构界面、用时间轴组织各类线索、用单元事件汇聚碎片信息、用“断舍离”的决心减少无关信息、用重点认知读图习惯重新定义数据检索，这些举措只是希望缩短监控与使用者的距离，将实时的核心画面按需推送到用户身旁，或许会提高视频监控的实时应用的频率，进而更好地保护学校师生的安全。“校园安防数据的教育情境化表达”是本次设计的初衷，目前还是在规划阶段，希望有更多的企业理解和协同。