智慧校园系统在疫情防控中的应用

天津职业技术师范大学 王旭东

校园做为人群聚集密度大的场所，由于人员复杂、社会关注度高、风险点密集，是目前疫情防控最重要的场所之一。智慧校园系统的有效使用，以及防疫监控模块的拓展，可以有效掌握师生员工的基础信息，为排查人员运动轨迹起到了重要作用，减少了人员感染的概率，提高了校园防控的效率，系统平台能够帮助学校管理层快速获取多种数据。智慧校园中的智能测温平台、门禁追踪系统、自启动消毒设备等自动控制模块的应用，使校园防疫取得了显著的效果。

新冠疫情已历经两年有余，目前全球感染疫情的人数已超过2亿，死亡的人数超过500万人，涉及200多个国家和地区。由于我国的周密防控，疫情得到有效控制，但仍未消除隐患，防控任务依然严峻。校园做为人群聚集密度大的场所，由于人员复杂、社会关注度高、风险点密集，是目前疫情防控最重要的场所之一[1]。做好疫情的精准科学防控，是稳定社会秩序，维护师生生命健康的重要工作。智慧校园系统的有效使用，以及防疫监控模块的拓展，可以有效掌握师生员工的基础信息，为排查人员运动轨迹起到了重要作用，减少了人员感染的概率，提高了校园防控的效率。

1 智慧校园系统中的防疫设计功能

针对疫情防控，智慧校园结合线上线下系统同步运行，软硬件组合，对疫情数据库每日更新，重要时间节点可以提供实时数据，自动监控校园重点公共场所的消毒情况，对进出校园的行人车辆实时追踪管控，同时利用自动化设备，对重点监控部位进行无人化消杀。系统平台能够帮助学校管理层快速获取多种数据。智慧校园中的智能测温平台、门禁追踪系统、自启动消毒设备等新自动控制模块的应用，使校园防疫取得了显著的效果。

简单的数据收集并不能确切的反映校园的变化数据，也无法显示疫情发展的动态趋势，因此建立统一高效、实时精准的疫情监控系统成为智慧校园不可或缺的重要环节。基于智慧校园的疫情监控系统，以大数据为支撑，可以直观展示校园人员、物品的运动和交互变化，疫情的预警及动态发展，来实现对疫情数据的采集、分析、处理。

该平台主要包括以下功能：(1)以可视化数据展示校园人员、车辆、建筑、公共设备的实时数据，以及交互状况。(2)系统的数据实时更新，自动导入所在城市的疫情数据及防控方案。(3)系统提供的多种校园地图，使监控者实时监控和跟踪现场事件，人机交互流畅。(4)实现数据快速采集和挖掘、综合分析和共享、预警处理和善后。(5)通过自动控制联动，可以对相关区域进行消杀处理[2]。

2 智慧校园系统在疫情防控工作中的应用

校园人流密集，尤其上下学期间，重要地点短时通过人员可达数万。此外，学生在日常学习生活中，面对的也是较大的接触环境，如教学楼、宿舍、餐厅等，均为人员密集区域，一旦产生疫情，其受感数量和传播速度将极快。因此，智慧校园要满足多个监控监测的兼容运行，做到大面积监控无死角、监测终端多样化。

2.1 人员监控系统的应用

人员监控系统包括校园的出入、功能场所的管控、视频监控及自动识别等方面的应用。门禁主要使用校园一卡通，通过身份认证来控制人员的出入，有效甄别进入校园的人群，同时了解师生在校园内的运动轨迹，有效控制各类事故的发生，此外还能控制餐厅、图书馆等场所的进出人数，协调突发事件的疏散能力。

学校门卫是安全防范的重要区域，在校园每个出入口处设置监控隔离点，使用的高清夜视摄像设备，对出入的人员和车辆进行自动识别，记录进出人员的身份和车辆的牌号。此外，与国家公安、防疫大数据联网的系统还可以自动识别和判断进出人员的异常情况[3]。

系统中的视频监控系统亦非常重要，可以及时了解校园内人员物品的动态变化，通过对检测图像的预判，可以对突发疫情、人群躁动等现象进行风险预估，有效利用智能化监控的优势。数字化的监控设备，按功能和图像特点，进行分区监控，监控中心可对所有校园场所和建筑进行远程管理，通过云信息负责各种数据的存储与分配，并可以通过播音系统为区域内人员提供必要的指导和管控。

针对于学生密集的宿舍区，远程监控可以提供更完美的解决方案，采用数字视频实时广播以及相应监控模块结合的数字监控技术。通过移动端App或监控中心，实现宿舍点对点、点对多点、多点对多点的远程实时监控、远程遥控功能。结合校园内建筑物的综合应用，并与传感器等硬件相连接实现宿舍疫情异动的移动监控（如图1所示）[4]。

图1 监控平台及终端Fig.1 Monitoring platform and terminal

2.2 环境监测系统的应用

由于此次新冠疫情的危害，以及后期出现的“德尔塔”“奥密克戎”等疫情的变化，实现对校园环境和建筑内气流以及空气质量的监测十分重要。在校园重点建筑和人员密集通道配置智能型环境监测模块，完成对建筑内温湿度、气流、空气质量等数据的全天候监测。

环境监测模块的主要功能，是实现对建筑内环境以及空气污染物浓度的检测。建筑物中常见空气污染物有甲醛、苯系蒸汽、烟雾、硫化物、烷类以及一氧化碳等气体，此外还存在悬浮病菌和非正常光照污染，根据污染物的种类及危害，这些污染物可分成易燃易爆污染物和有毒有害污染物，本监测模块主要对这两类污染物的浓度以及建筑物内的温湿度进行检测[5]。

智慧校园系统的建立需要校园整体数字化场景的互通互联，通过楼宇控制系统、校区管理系统，模拟特殊疫情场景，确保各建筑及区域内空气流通渠道可以受控，也使得一定范围内的病毒传播得到控制，不会形成人传人的后果[6]。

对于校园建筑疫情移动监控传感器的选择，可以根据不同环境的特殊需要，同时依据不同传感器的使用功能，选择灵敏度高，感知力强，抗干扰的温度、光敏、人体红外测温等各类传感器。当建筑内出现异常情况时，会立即示警并通过无线通信（WiFi或校园网）上传到监控中心，通过报警及门禁等常规设备来确保校园楼宇不被外来人员非法侵入，同时经过分析后，确定是否启动应急机制[7]。

2.3 动态数据分析系统的应用

在疫情防控与监测过程中，智慧校园系统充分利用了大数据的优势，在疫情预警后，快速启动疫情联动机制，各数据收集子模块迅速采集数据并予以汇总，有效确定校园内人员变化情况，并精准定位潜在感染人员。动态数据分析系统基于大数据，通过与国家防疫部门的接驳，利用AI技术，结合人脸识别、体温检测、温湿度传感测量、空气传感测量等技术，进行初步数据分析及研判（如图2所示）[8]。

图2 智慧校园数据分析系统Fig.2 Smart campus data analysis system

智慧校园系统通过校园异动趋势分析，以及楼宇建筑的疫情监控预警系统，对各校区疑似患者的行动轨迹进行数据分析，为学校提供数据支撑，并将相关数据反馈给各级疫情防控部门，以得到专业指导。例如在校园某区域出现传感接收异常，出现超过正常体温人群，迅速启动热成像仪近距离完成对人体测温，获得准确体温数据[9]。如果异常体温确实存在，则反馈给监控中心，并通过移动设备App通知附近的疫情监控管理员，管理员向防疫负责人发送具体信息，同时进行快速处置，可以通过建筑内预置的自动设备对相应地点和位置进行初步消杀。监控中心结合市区防疫大数据平台，协助国家防疫部门进行疑似病例排查。

基于大数据的智慧校园系统，可以为疫情提供精准监控和数据分析，利用大数据采集、区域分析等技术，进行局部区间疫情防范分析，查找疑似病例在校园内的行动轨迹，辅助学校管理部门、市区防疫中心做好对疫情的初筛工作。借助大数据物联网技术，使用大数据分析、人工智能和边缘计算等方法，将疫情相关的对象、数据、设施设备与优化策略相结合，实现更为有效的疫情防控措施。

引用

[1] 陈伟.智慧小区系统在疫情防控工作中的应用研究[J].价值工程,2021(9):216-217.

[2] 王瑶,何东.基于物联网技术的校园安防系统的设计与实现[J].科技资讯,2020(29):52-54.

[3] 高波,董思招,黄世杰,等.基于ZigBee的宿舍疫情移动监控系统的设计与实现[J].电脑知识与技术,2017(7):61-63.

[4] 王圣杰.数据中心消防系统的研究与应用[J].安徽建筑,2019(10):60-61.

[5] 王旭东.建筑消防与防疫系统的研究[J].数字技术与应用,2019(4):168-169.

[6] 周浩东,黄燕,刘炜.基于Wifi无线传感器网络的水质监测系统设计[J].传感器与微系统,2015(5):99-105.

[7] 王旭东.基于WiFi的校园建筑消防系统设计[J].消防科学与技术,2017(11):1560-1562.

[8] 张国学,车立忱,尹成美,等.动物防疫监督管理远程监控系统设计[J].现代畜牧兽医,2005(9):28-30.

[9] 胡斌,王凯,李健.基于工业物联网的公用建筑环境健康防疫监控及管理平台[J].智能建筑,2021(5):40-44.