智慧教育校园宿舍人脸考勤系统的应用场景和功能设计分析

第一章 总体概述

1.1建设背景

随着社会的发展，学校规模不断扩大，给校园宿舍的安全和科学管理带来了非常大的挑战。很多学校，由于历史建设原因，各类宿舍管理安防子系统分阶段建设，系统、产品众多，各自独立运行，缺乏联动和统一管理。传统宿舍考勤方式主要有打卡考勤，指纹考勤等，存在多卡管理、重复建设同时录入、考勤效率低、考勤作弊等诸多问题，给校园宿舍考勤管理上带来诸多障碍和弊端。同时分期建设下，老旧设备以及不同品牌产品的兼容问题突出；系统规模扩大，缺少简便、直观、有效的应用管理手段；加上设备规模扩大到上千路后，单靠人工维护，运维和隐患排查极其困难；缺乏对整体状况的把控。

国家在《教育信息化2.0行动计划》中明确指出要持续推动信息技术与教育深度融合，促进教育信息化从融合应用向创新发展的高阶演进，信息技术和智能技术深度融入教育全过程，推动改进教学、优化管理、提升绩效。在教育部发布的《教育信息化“十三五”规划》中也要求各级政府与社会各界积极响应国家号召，加大在教育信息化方面的投入，教育改薄、教育创优，深入推进教育综合改革，基本实现教育现代化的重要任务。

在这种时代背景和学校面临的现实问题下，大华结合公司技术优势和特点，推出以音视频技术为核心，以客户需求为中心的智慧教育校园宿舍人脸考勤解决方案。该方案依托大华在安防领域和深度智能算法的行业积累和优势，在搭建安防网络的同时提供人脸考勤业务，真正做到无感考勤，考勤到人。

1.2设计目标

系统支持宿舍人员人脸考勤，考勤信息统计，人脸检测、人脸跟踪、人脸抓拍、人脸质量评分及人脸识别等功能、支持1：N和n：N人脸比对，实现人脸采集到分析到布控的全过程目标监控，提供黑名单实时比对报警，不明身份人员确认，重点人员身份排查、事中和事后检索等功能。能够快速确认和辨别目标人员的真实身份并且产生相关的联动操作报警。

建立完善的校园宿舍管理技防体系，以校园安防可视化综合管理平台为基础，实现对前端监控摄像机、监控视频存储、宿舍出入口人脸抓拍识别、报警、门禁等系统的统一管理或预留相应的接口，并结合软件业务系统进行联动调度和应用。

第二章 需求分析

2.1需求分析

2.1.1校园宿舍人员管理需求

学生宿舍楼属于较为隐私的环境，也是校园盗窃事件、人身伤害事故、等安全事件易发的场所。因此需要对进出宿舍区的人员进行考勤管理的需求，对学校宿舍区做好进出人员的严格管控，不允许非授权人员进入，来访人员必须做好登记。

同时，结合校园监控系统中的视频监控系统、安防报警系统、门禁系统等，将这些子系统结合起来在一个统一的平台上管理，大大提高校园宿舍管理效率和应急处理能力。

2.1.2宿舍管理黑白名单需求

校园宿舍管理需要支持黑白名单功能，学校宿舍区域人员进出频繁，通过人为手段无法做到很好的监管，给学生的人身财产安全带来了威胁。

虽然因为校园的开放性，无法对出入宿舍的人员进行严格的审查，但需要做好初步的记录和辨识，通过视频监控系统记录下进出校园宿舍的人员，并采用智能识别的技术，对已知的惯偷、通缉人员等进行适当的鉴别和报警。

2.1.3学生宿舍考勤数据统计分析需求

校园考勤管理需要支持考勤数据统计分析功能的需求，支持学校宿舍每一间考勤数据进行统计，并以图形化的界面展现统计结果，并且可以根据时间查询宿舍考勤数据，支持导出考勤数据等宿舍相关业务管理功能。

第三章 详细设计

3.1设计思路

校园宿舍人脸考勤解决方案整体设计思路是依托大华在安防领域和深度智能算法的行业积累和优势，结合相应的人脸识别技术产品，实现对学校宿舍人员的信息化、无卡化管理。对学生就寝进行每日统计；针对多日未归或多日未出等学生进行预警；对外来人员和黑名单人员进行自动预警。大幅度减轻了宿舍管理人员的工作量，提高了安保效率。

本方案采用自研的智能人脸识别产品，使用完全自主知识产权的人脸检测算法、人脸跟踪优选算法、人脸比对算法，具有人脸识别准确率高，检测速度快的优点。结合宿舍人脸管控平台，广告机等配套设备。实现了基与人脸识别来实现人员管控的业务。具有识别速度快，无需排队刷卡，考勤到人，杜绝人员作弊。另外也结合安防功能，真正做到一套设备多个业务并存的模式。

3.2总体构架

智慧校园宿舍人脸考勤方案整体有三部分组成：

宿舍人脸抓拍识别：

用于对学校宿舍出入口人员的人脸捕获和比对，通过与事先录入的照片比对确认考勤人员身份，并且把信息上报给管理平台用于考勤登记。主要包含人脸抓拍机（包含比对功能），抓拍机（人脸图片提取），普通摄像机（视频），智能设备（基于人脸图片或视频流进行比对）。

宿舍人脸考勤管理：

用于组织架构及人员管理，考勤制度规则制定，考勤信息汇总统计，考勤设备管理，展示信息推送。

宿舍人脸考勤展示：

安装在考勤点附近，用于实时信息展示，如考勤状态成功与否等，外来人员提醒、黑名单人员报警；也可用学校宿舍管理重要信息、学校通知信息、校园广告等发布。主要包含广告机设备（提供不同尺寸，不同安装方式的机型）。

3.3系统特色功能

3.3.1实时预警

实时视频查看功能，支持实时视频查看，支持多画面预览，能展示正常归寝、当日晚归、当日未归、当日未出、连续多日未归、连续多日未出报警统计数字。

视频预览画面中应该能展示人脸识别框设备列表，支持设备树展示，设备树应该能过滤掉非人脸识别设备。

实时抓拍对比，支持人脸比对结果的动态展示，包括相似度、人员属性、表情、性别、眼镜、口罩等信息。（表情、性别等属性根据需要开放）

多日未归报警展示，支持展示多日未归实时报警，支持展示最后一次抓拍图片，包括了抓拍时间、对比相似度、标准照片、姓名、学号、联系方式。

多日未出报警展示，支持多日未出人员的实时报警，支持展示最后一次抓拍图片，包括了抓拍时间、对比相似度、标准照片、姓名、学号、联系方式

抓拍图片展示，支持展示实时抓拍图片，可以选择展示全部、正常、晚归、陌生人抓拍图片

陌生人语音提醒开关，支持陌生人语音提醒功能，支持陌生人语音提醒开关功能。抓拍刷新控制功能，支持控制抓拍照片实时刷新功能。

3.3.2宿舍管理

支持针对宿舍场景的宿舍楼添加、删除、修改、查看，宿舍信息包括宿舍楼名称、负责人姓名、电话、楼层数等。

支持根据填写的楼层能在人员管理模块中生成宿舍楼层视图。

支持一个出口绑定多个人脸设备或者一个出口绑定多个人脸IVSS的的不同通道。

支持各种布控规则的配置，包括晚归时间段配置、连续未归/未出时间长度配置。

3.3.3人员管理

支持对宿舍学生信息、教职工信息的批量导入/导出/查看/修改。

3.3.4数据统计

学生归寝统计

支持统计查看所有宿舍楼的当日归寝情况，图形化查看不同宿舍楼当日晚归/未归/未出情况，报表统计当日晚归学生、当日未归学生、当日未出学生情况，支持按照寝室/班级/专业排列统计。支持搜索功能，支持按照姓名、学号、照片进行搜索单个学生的归寝情况。支持高级搜索，在基础搜索的基础上增加性别、年龄、眼镜、胡须、表情、口罩选项查询。

陌生人统计

统计分析

3.3.5设备管理

支持对IVSS、人脸比对相机、人脸道闸设备的管理，包括设备的添加、删除、修改，以及IVSS的图片流模式、视频流模式设置。

3.4核心产品特点

3.4.1人脸抓拍摄像机

采用高性能2百万像素1/1.8英寸CMOS图像传感器，低照度效果好，图像清晰度高；

可输出200万（1920×1080）@60fps；

支持H.264编码，压缩比高，超低码流；

支持宽动态，3D降噪，强光抑制，背光补偿，数字水印，电子防抖，透雾，适用不同监控环境；

支持ROI，SVC灵活编码，适用不同带宽和存储环境；

支持虚焦侦测，区域入侵，拌线入侵，物品遗留/消失，场景变更，徘徊检测，人员聚集，快速移动，非法停车，音频异常侦测，人脸检测，外部报警，客流量统计，热度图，微卡口；

支持报警2进2出，音频2进1出，485，RS232，BNC，HDCVI，128GSD卡，内置MIC；

支持电源DC12V电源返送，最大电流165mA，功耗2W；

支持G.711A、G.711Mu、G.726、AAC多种音频编码格式；

支持AC24V/DC12V/POE供电方式，方便工程安装；

3.4.2IVSS智能设备

支持嵌入式Linux系统，工业级嵌入式微控制器；

支持WEB、本地GUI界面操作；

可接驳支持ONVIF协议的第三方摄像机和主流品牌摄像机；

支持IPv4、IPv6、HTTP、NTP、SADP、DNS、ONVIF（支持2.4版本）协议；

支持最大128路网络视频接入，网络性能接入400Mbps，储存320bps，转发320Mbps，80Mbps回放；

支持12M/4K/6M/5M/4M/3M/1080P/1.3M/720PIPC分辨率接入；

支持5×4K/20×1080P/40×720P解码，最大支持16路视频回放；

支持2路VGA输出，3路HDMI输出，支持VGA1和HDMI1同源输出/VGA2和HDMI2同源输出，HDMI三异源独立4K分辨率异源输出；

支持多屏（最多5屏）显示功能，可使用鼠标进行跨屏操作，可分别在每个屏独立进行预览。回放及配置操作，每个屏可设置36/32/25/16/9/8/6/4/1分屏；

支持8个内置SATA接口，单盘容量支持10T，可配置成单盘，支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10、JBOD等存储方式，支持一键Raid5配置；

支持IPC复合音频1路输入，支持IPC复合音频2路输出；

支持16路报警输入、8路报警输出，支持开关量输入输出模式；

支持4个USB接口（2个前置USB2.0接口、2个后置USB3.0接口）；

支持4个千兆以太网口，支持4个不同段IP地址的IPC设备接入，支持机箱温度智能检测自适应调整风扇转速；

支持4路人脸比对布控报警（视频流、图片流），人员年龄段、性别、年龄层、是否戴眼铁、是否戴口罩等信息；

支持普通/陌生人糢式：当相似度达到/未达到预设阈值时，在客户端软件给出报警提示、蜂鸣、抓图、录像及日志记录；

支持按通道及时间、结构化属性条件高级检索相关图片，可关联录像回放；

支持以图搜图，最多10张目标人脸进行相似图片搜索，并设置相似度阈值检索；

支持人脸库，可通过U盘、客户端软件，并为图片编辑姓名、性别、生日、省份、城市、证件类型、证件编号，最大创建20个人脸库（黑白名单），共导入10万张人脸图片，单库10万人脸实时布控；

支持IPC/SD/DVR/NVR等IP设备级联管理、运维管理；

支持创建2级视图组，每级视图组最大可创建100个子视图组，每级视图组最大可创建100个视图；

3.5方案亮点

1）无感考勤，人脸精准识别，进出畅通无阻；

2）辨真实身份，支持黑名单设置并联动报警；

3）学生就寝进行每日统计，针对多日未归或多日未出等学生进行预警；

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