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校园安全监控系统设计


近来校园安全事件频传,不明人物闯入、拐骗、暴力胁迫、帮派份子渗透、毒品威胁、霸凌等事件,已危害到学童的就学环境安全与身心健康,因此相关部门制定「维护校园安全实施要点」的规范,指导各级学校因应作为。...

近来校园安全事件频传,不明人物闯入、拐骗、暴力胁迫、帮派份子渗透、毒品威胁、霸凌等事件,已危害到学童的就学环境安全与身心健康,因此相关部门制定「维护校园安全实施要点」的规范,指导各级学校因应作为。各校亦积极探讨并提出改善校园安全的作法,如校园安全地图、安全教育倡导、安全管理推动等,或编列预算增设监视器硬设备。

学校安全

然而,上述作法虽能有效预防或降低安全事件发生机会,但却无法有效达到事件发生通报并紧急处置的目标。现在的校园安全议题已不仅关注于降低意外事故,而需扩大到防范陌生可疑人物闯入、学童安全的胁迫、帮派份子霸凌等层次问题。本文希望能提供一系统设计的概念与架构,以提供校园安全管理与监控系统设计的参考。

 

一、校园安全事件通报架构

从事件通报的观点来看,校园安全管理可分为三个程序面向,包括安全事件侦测、安全事件通报、紧急维安处置,框架如下所示。

校园安全事件通报架构

安全事件侦测

此功能重点在于判定安全事件的类型、发生地点与时刻,以作为事件通报的信息内容。安全事件类型可分为意外事件与犯罪事件二大类型:

(1)意外事件

如顶楼、水池边等危险地区,或是交通路口等,学童可能产生意外事故造成身体受伤。

(2)犯罪事件

如陌生人闯入、绑架胁迫、诱拐、帮派份子霸凌等类型,多为陌生人、危险份子等犯罪类型。

学校可利用管理工具来降低事件发生机率,如校园安全地图的倡导、安全教育等。此外,技术面向可利用智慧影像分析、动态脸部辨识、入侵检测等创新技术,作为事件侦测的技术工具,并与信息系统整合,将事件类型、地点、时间、影像画面等,整合进同一信息内容,并以电子地图结合影像的可视化方式呈现。

 

安全事件通报

此功能重点在于安全事件的通报判定与通报执行,须由专属执掌的组织成员来执行。

(1)通报判定

依据安全事件侦测系统送来的事件信息内容,由执掌安全管理的成员进行通报与否的判定。学校可依据需求来订定事件通报等级,例如非常紧急、紧急、一般事件等层级,进而动员相对应执掌的组织成员进行处置措施。各校可依据教育部公布的校园安全法规,制定组织成员指挥层级与职掌。

若透过人力执行事件通报判定,可能会有时间上的落差。为克服此点,或可设计专家系统来替代人工自动化执行,惟专家系统须以各校的程序为基本。

(2)通报执行

一旦确认事件紧急等级,应立即启动通报执行程序。通报执行的重点在于通报对象与通报工具等。通报对象可分为校内成员与校外组织,校内成员可依层级分为警卫、安全管理员、安全管理指挥员等,分别执行现场维安、情境掌握、指挥调度等不同任务。校外组织可包括邻近警察局、保全公司、县市教育局等。

通报工具则依赖信息与通讯系统,将安全事件内容实时传输至通报对象。例如执掌成员可用平板计算机无线接收事件告警内容,或信息中心设置告警平台,以掌握人事时地物等有效信息。学校应建构有效的网络环境与通报工具以利执行。

 

紧急维安处置

学校须依据事件通报等级,制定紧急维安处置等作法。例如,一般事件可待后续处理,紧急事件则须立即通知执掌成员赶赴现场处置,非常紧急事件则需动员校外组织处置。

现场若为一般事件如陌生人入侵或徘徊逗留于管制区域,或可安装广播设备以利驱离。若为紧急事件如霸凌、纠众滋事、暴力胁迫等,则须立即通报警卫与老师前往维安与处置。

 

二、系统设计与技术选择

欲达成上述的事件通报管理架构,可透过安全监控、智能影像分析、脸部辨识、防盗保全、紧急求救、信息管理、行动通讯等不同领域,进行技术选择与系统整合,以设计出有效率的校园安全事件通报系统。系统整合与设计所应呈现的绩效应包括:

1.实时性

不论是事件侦测与通报程序,系统应将时间延滞将到最低,才能进行有效的决策与处置。通报实时性的瓶颈可能在于网络带宽的不足而难以传递实时影像,另外系统设计架构若未考虑信息传递实时性,亦无法达成此一目标。

2.准确性

事件侦测分析与辨识的准确度,是影响事件通报系统的主要关键。由于智能影像分析(IVS)与脸部辨识(FacialRecognition,FR)技术在软件算法、程序编码的专业上,各家厂商有着技术上的落差,因此需慎选技术优良的供货商。例如影像入侵检测多应用于户外环境,然而大太阳、下雨、树叶遮挡、夜间光源不足等环境干扰因素,都容易造成误报率,使得通报系统成了无用之地。

误报率以FAR(False Acceptance Rate)与 FRR(FalseRejection Rate)来计算。虽然准确性是关键,然而学校单位预算不若机场等单位,国外知名品牌IVS供货商的价格难以负荷,须以性价比来考虑技术选择。

3.可视化

事件通报的信息内容须能将人事时地物的信息,以简单便利的方式呈现给管理者,因此可视化呈现方式为设计考量要素。例如影像分析侦测出事件,可连动电子地图与影像,并透过脸部辨识将可疑人物分离出,并立即撷取脸部特征,同时结合时间、地点、影像、特征等可视化呈现方式。

4.兼容性

由于学校大半多已有既设的CCTV监视器、防盗、广播或门禁系统,因此事件侦测系统可考虑整合现有的设备来发挥效果,以节省校 方经费。然而既设的监视设备多半仅能作为影像来源,无法作为事件分析等主要技术,采用IVS、FR等影像分析技术成为必要之技术工具。

5.扩展性

系统设计需考虑未来扩充性,包括前端影像技术的更新、设备的升级、设备的扩充性等。例如影像系统应符合ONVIF标准,可接入不同品牌的网络摄影机。

 

三、智能影像分析技术

IVS技术近年发展以达成熟应用阶段,透过行为检测技术能达到智能分析的目标,IVS应用技术内容包括:

1.警戒线、警戒区域等侦测   

2. 遗留物、遗失物等侦测   

3. 行动方向、异常速度的侦测   

4. 徘回逗留侦测   

5. 人群聚集侦测   

6. 影像自动追踪   

上述的IVS技术可应用为虚拟围篱、周界入侵检测(如图一)、自动影像追踪(如图二)等用应用目的。选择IVS技术良莠程度,可参照上述之准确性绩效。

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图一(上):周界入侵检测;图二(下):自动影像追踪

动态脸部辨(Dynamic Facial Recognition,DFR)技术由于学校政策多为开放性校园,外部民众出入校园实属频繁,然而误闯管制区域、出现偏僻地区等事件层出不穷,但也会造成安全事件不断执行通报,管理人员负担加重。应用DFR技术(如图三),可在事件发生实时辨别出陌生可疑、高危险群、黑名单等人物,事件通报系统将能发挥极大效益,更可协助系统判定出事件的风险等度。例如当黑名单人物进入校园,系统通报警卫应提供警觉关注行踪等。

一般脸部辨识技术多应用于门禁管制主机,作为管制进出目的。然而校园安全非侧重出入管制,而是辨识出危险人物,因此应采用能达到人物快速移动中仍可识别的动态脸部辨识技术,技术选择的条件为辨识速度、可否涵盖走道宽度、同时辨识多张脸孔、1:N而非1:1的辨识模式、脸模数据库数量、FAR/FRR辨识准确度等。

 

结语

本文提供从事件通报观点来设计安全监控系统,以克服传统安控系统的缺点,总体系统设计重点如下:

1. 明确职责流程

安全管理效果在于组织面向与技术面向的配适若未定义清楚组织流程、职能执掌等安全管理做法,即使导入最新的安全监控技术,仍无法发挥实质效果。

2.重视安全事件通报程序

系统设计应考虑安全事件侦测、安全事件通报、紧急维安处置等程序,才算是完整的校园安全监控系统。

安全监控系统
图三:动态脸部辨识

3.采用创新技术

传统的CCTV、防盗保全等技术无法有效作为实时事件侦测的工具,建议采用智能影像分析、动态脸部辨识,系统可整合多元化的不同技术领域来达成目标。   

4.整合既有设备,渐进式升级   

由于学校经费有限 ,难以一次性全部更替为新世代技术,新系统应能整合旧设备并渐进式汰换。   

5.与县市教育云整合,统一指挥安全管理   

系统设计应考虑未来扩展与教育云整合,统一指挥管理跨校间校园安全事件。

作者:洪学庸(纬特科技总经理/台达电子集团关系企业)



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