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GB28181校园安全监控系统

申报人：欧阳沛文 申报日期：2025-01-02

基本情况

2025年批次
GB28181校园安全监控系统 学生申报
创新训练项目
工学
计算机类
学生来源于教师科研项目选题
一年期
本项目旨在为校园安全保障打造一套符合 GB28181 标准的智能监控系统。当前校园人员密集、活动复杂，传统安防措施难以满足全方位、高效的安全管理需求。 该系统将依托先进的视频监控技术，对校园出入口、教学楼、操场、图书馆等关键区域进行 24 小时实时监控，确保无死角覆盖。通过智能视频分析算法，能够精准识别异常行为，如徘徊、聚集等，并及时发出警报，为安保人员快速响应提供有力支持，有效预防盗窃、暴力等安全事件发生。 在数据传输与存储方面，严格遵循 GB28181 标准，保障视频数据的稳定传输与安全存储，确保视频证据的完整性与可靠性，满足事后查证需求。 本项目致力于提升校园安全防护能力，构建安全、和谐、稳定的校园环境，为师生的学习与生活提供坚实的安全保障，具有显著的现实意义与应用价值。
无
参与广西自然科学基金项目1项，主持多项横向项目。
阳瑞发老师长期从软件工程方面的研究，在音视频处理方面有着丰富的研究经验，并曾多次指导大学生参与各类竞赛并获奖，对本项目的申请和完成有着深刻的认知，能对本项目给予理论及技术指导。
区级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
欧阳沛文 计算机科学与工程学院 软件工程 2023 统筹规划
兰伊晴 计算机科学与工程学院 计算机科学与技术（应用） 2023 调研考察
黄远玲 计算机科学与工程学院 软件工程 2023 系统开发
陈福强 计算机科学与工程学院 计算机科学与技术（应用） 2023 需求分析

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
阳瑞发 计算机科学与工程学院 否

立项依据

（一）研究目的
在当前复杂多变的社会环境下，校园安全问题愈发凸显，成为学校管理与社会关注的焦点。校园作为人员密集的教育场所，承载着师生的学习、工作与生活，其安全稳定直接关系到每一个个体的成长发展以及整个社会的和谐安宁。近年来，校园安全事件频发，如陌生人闯入、学生意外走失、翻越楼顶栏杆等，这些事件不仅对师生的人身安全造成了极大威胁，也对校园的正常教学秩序产生了严重干扰，引发了社会各界的广泛担忧。
在此背景下，本项目致力于研发 GB28181 校园安全监控系统，旨在通过一系列标准技术手段的集成应用，全方位提升校园安全防范能力，为校园构建起一道坚实可靠的安全屏障。
对于 GB28181 平台的搭建，旨在建立一个标准化、规范化且高度集成化的视频监控管理平台。该平台能够整合校园内各类不同品牌、型号的监控设备，打破设备之间的信息孤岛，实现视频资源的统一汇聚、管理与分发。通过遵循 GB28181 这一国家标准，确保平台的兼容性、稳定性与可扩展性，使其能够适应校园不断发展变化的安防需求，为后续的智能安防功能实现提供坚实的基础架构支撑，犹如为校园安全管理打造一个功能强大的 “智慧大脑”，精准协调各监控节点，实现高效、有序的安全监控运作。为构建一个全面、智能、高效的校园安全防护体系，从多个维度提升校园安全管理水平，预防各类安全事件的发生，为师生创造一个安全、稳定、和谐的校园环境，助力学校教育教学事业的蓬勃发展，为社会的长治久安贡献力量。
1、GB28181 平台的搭建
在校园安全监控领域，随着技术的不断进步和安防需求的日益增长，构建一个统一、高效且符合国家标准的监控平台成为当务之急。GB28181 作为我国公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制的技术要求，为校园安全监控系统的规范化和标准化建设提供了重要依据。
本项目中，GB28181 平台的搭建首先需对校园内现有的各类监控设备进行全面清查与梳理，包括不同品牌、型号、年代的摄像头、存储设备、编码器等，详细记录其技术参数、通信接口及协议类型等关键信息。在此基础上，依据 GB28181 标准，设计并开发一套通用的设备接入层，通过编写适配不同设备的接入程序和中间件，实现各类监控设备与平台的无缝对接，解决设备兼容性问题，确保视频数据能够稳定、流畅地传输至平台核心。
平台核心部分将着重构建视频流转发与分发服务模块，采用高性能的流媒体服务器技术，根据不同用户的权限和需求，将实时视频流精准、高效地推送给安保人员的监控终端、学校管理人员的办公电脑以及其他授权的客户端设备，保障多用户同时在线观看视频时的流畅性和低延迟性。同时，建立完善的视频存储管理系统，以便后续的查询、回放与分析，为事件调查提供有力的视频证据支持。
此外，用户管理与权限控制系统也是平台搭建的重要环节。通过创建不同角色的用户账号，如安保人员、管理员、教师等，并为其分配相应的操作权限，如实时监控查看、录像回放、设备控制、系统配置等，确保每个用户只能在其授权范围内进行操作，防止越权访问和数据泄露风险，保障平台的安全性和稳定性，从而为整个校园安全监控体系提供一个坚实、可靠、功能完备的核心支撑平台，实现校园监控资源的集中化、标准化管理与高效利用。
2、电子地图
校园通常占地面积较大，建筑布局复杂多样，人员活动频繁且分布广泛，这给校园安全管理带来了极大的挑战。传统的基于列表式或单一视频画面的监控方式难以使安保人员快速、准确地掌握校园内的整体安全态势和事件发生位置，不利于及时、高效地开展应急处置工作。
电子地图功能的引入将为校园安全监控带来全新的可视化管理体验。首先，利用地理信息系统（GIS）技术，收集校园的详细地理信息数据，包括地形地貌、建筑轮廓、道路走向、绿化区域、出入口位置等，并以此为基础构建校园三维电子地图模型。在电子地图上，将对校园内的监控摄像头进行精准标注，如分布位置、覆盖范围、工作状态等，使安保人员能够一目了然地了解校园的监控布局情况。
通过将电子地图与校园安全监控系统深度集成，实现实时数据交互与联动。当监控系统检测到报警事件发生时，电子地图将自动定位到事件发生地点，并通过闪烁图标、变色区域等方式突出显示，同时弹出详细的事件信息窗口，包括事件类型、发生时间、周边环境信息等。安保人员可以在电子地图上直接点击摄像头图标，即可快速查看该摄像头的实时监控画面，无需在众多视频通道中进行繁琐的查找切换；还可以利用电子地图进行虚拟巡逻路线规划，设定巡逻任务和时间节点，并实时跟踪安保人员的巡逻轨迹，确保巡逻工作的全面性和规范性，提高安保工作的效率和质量。
此外，电子地图还将具备历史事件回溯功能，能够将过去发生的安全事件在地图上进行标记和统计分析，通过时间轴、热力图等可视化方式展示事件的分布规律和趋势，为校园安全管理决策提供数据支持和参考依据，帮助学校管理者有针对性地优化安全防范措施，合理调配安保资源，进一步提升校园安全管理的科学性、精准性和智能化水平，打造一个更加安全、稳定、和谐的校园环境。
3、翻越栏杆报警
校园作为人员密集的教育场所，其周边栏杆是防止校外人员非法进入和校内人员意外走失的重要安全屏障。然而，现实中时常发生人员翻越栏杆的情况，这不仅对校园安全秩序构成严重威胁，还可能导致人员伤亡等意外事故的发生。
为有效解决这一问题，本项目将运用智能视频分析技术实现翻越栏杆报警功能。在校园栏杆的关键部位安装高清智能摄像机，这些摄像机具备先进的图像处理能力和智能算法，能够对监控画面中的人员行为进行实时、精准的分析识别。通过对人员的运动轨迹、姿态变化以及与栏杆的相对位置关系等特征进行深度学习和建模，当系统检测到有人做出攀爬、跨越栏杆等异常行为时，立即触发报警机制。
报警信号将通过网络迅速传输至校园安全监控中心的管理平台，同时联动声光报警设备，对翻越行为进行报警。在监控中心，平台将弹出详细的报警信息，包括事件发生的时间、地点（通过摄像机的精确位置信息定位）、现场视频画面截图以及相关的处理建议等，以便安保人员能够迅速、准确地了解情况并做出及时响应，如派遣附近的安保人员前往现场制止翻越行为，防止潜在安全风险的进一步扩大，切实保障校园的边界安全和内部秩序稳定。
4、报警信息推送
在校园安全事件发生的瞬间，快速、准确地将报警信息传递给相关责任人是保障事件能够得到及时处理的关键环节。传统的安全监控系统往往在信息传递方面存在延迟、不准确或不全面的问题，严重影响了应急响应的效率和效果。
本项目的报警信息推送功能将致力于打造一个高效、可靠、多样化的信息传递通道。首先，在技术实现上，将采用消息队列技术和推送服务器架构，确保报警信息能够在第一时间从监控系统的事件触发源准确无误地发送至目标接收设备，避免因网络拥堵、系统故障等因素导致的信息丢失或延迟。
针对不同类型的接收人员，如安保人员、学校管理人员、班主任教师等，将根据其职责和工作需求，定制化地推送相应的报警信息内容和格式。例如，安保人员将收到包含事件发生地点的详细地理坐标、现场视频实时画面链接、紧急处理预案提示等信息，以便其能够迅速前往现场并采取有效的应对措施；学校管理人员则会收到事件的简要概述、影响范围评估以及相关部门的联系方式等信息，以便其能够及时协调各方资源，统筹安排应急处置工作；班主任教师可能会收到涉及本班学生的事件详情以及需要采取的安抚和后续跟进措施等信息，以便其能够及时关注学生的情况并与家长进行沟通。
同时，为确保信息的送达效果，将结合多种推送方式，除了传统的短信通知外，还将开发基于微信公众号或钉钉的推送通知功能，向相关人员发送图文并茂、详细丰富的报警信息，包括事件现场的照片、短视频片段等，使接收人员能够更直观、全面地了解事件情况，确保相关人员能够及时获取安全信息，提高整体的安全防范意识和应急响应能力，形成一个全方位、多层次的报警信息推送网络，为校园安全事件的快速处置提供有力的信息保障。
1、国内发展动态
随着校园安全问题日益受到重视，GB28181 校园安全监控系统在国内的研究与应用取得了显著进展。
在 GB28181 平台搭建方面，众多安防企业和科研机构纷纷投入研发力量。目前，市场上已经存在多种基于该标准的平台解决方案，这些平台能够实现不同厂家设备的接入与整合，支持大规模视频流的稳定传输和存储管理。一些大型安防企业推出的平台，具备高扩展性和兼容性，可轻松接入高清摄像头、智能分析设备等，并提供丰富的用户权限管理功能，满足了不同规模校园的多样化需求。同时，云技术的应用也逐渐普及，部分平台开始采用云计算架构，实现了视频数据的分布式存储和处理，降低了本地服务器的压力，提高了系统的可靠性和灵活性，使得校园可以根据实际需求灵活扩展监控规模和功能模块，无需担心硬件设备的瓶颈限制。
针对翻越栏杆报警功能，国内的智能视频分析技术已经取得了长足进步。许多高校和企业研发的相关算法在准确率和稳定性上有了很大提升。一些先进的视频分析系统不仅能够准确识别人员翻越栏杆的行为，还能区分正常的靠近栏杆动作和真正的翻越企图，有效减少误报率。通过深度学习技术，系统可以对不同场景下的栏杆形状、高度以及周围环境进行自适应学习，提高报警的精准性和可靠性，即使在复杂的光照条件、天气变化以及人员密集的校园环境中，也能及时、准确地发现翻越栏杆的异常行为，并快速发出警报，为校园安全提供有力保障。
报警信息推送领域也呈现出多样化的发展趋势。除了传统的短信推送外，随着智能手机的普及和移动互联网技术的发展，校园安全 APP 成为了报警信息推送的重要载体。这些 APP 集成了多种功能，如实时监控视频查看、报警消息接收与处理、安全知识宣传等，为安保人员和学校管理人员提供了便捷的移动办公平台。当发生安全事件时，APP 能够迅速推送详细的报警信息，包括事件发生地点的精准定位（借助电子地图技术实现）、现场视频截图或短视频片段，使接收人员能够直观地了解事件情况，并及时采取相应措施。同时，一些智能手环、智能手表等可穿戴设备也开始被应用于校园安全领域，作为报警信息接收的补充手段，确保安保人员在巡逻或执行其他任务时，能够第一时间接收到报警通知，不会因为错过手机信息而延误应急处理时机，进一步提高了报警信息传递的及时性和全面性。
然而，尽管国内在 GB28181 校园安全监控系统的各个方面都取得了不少成果，但仍存在一些问题和挑战。例如，不同厂家的产品在兼容性上虽然有所提高，但在一些复杂的跨系统集成场景中，仍然会出现数据传输不稳定、功能协同不畅等问题；智能视频分析技术在应对一些极端场景和复杂行为时，准确率还有待进一步提升。这些问题都为后续的研究和发展指明了方向，也为本项目的开展提供了机遇和挑战，将在充分借鉴国内现有研究成果的基础上，针对存在的问题进行深入研究和创新，努力打造一个更加完善、高效、智能的 GB28181 校园安全监控系统，为校园安全保驾护航。
2、国外发展动态
在全球范围内，校园安全始终是教育领域重点关注的问题之一，这促使了各国在校园安全监控技术方面持续投入研究与实践，以下是关于本项目所涉及内容的国外研究现状和发展动态：
国外发达国家在视频监控平台的建设上有着较为成熟的技术体系和丰富的实践经验，虽然其标准与我国的 GB28181 不尽相同，但在平台的功能实现和架构设计方面有诸多可借鉴之处。例如，一些欧美国家采用的 ONVIF（Open Network Video Interface Forum）等标准，也致力于实现不同品牌安防设备之间的互联互通和统一管理。许多国际知名安防企业基于这些标准开发出了功能强大的视频管理平台，这些平台具备高度的兼容性和扩展性，能够无缝集成各类先进的监控设备，如高清智能摄像机、热成像摄像机、全景摄像机等，构建起全方位、多层次的校园监控网络。同时，在视频流的处理和传输方面，利用先进的网络技术和流媒体协议，实现了低延迟、高画质的视频传输，即使在大规模校园环境下，也能保证众多用户同时流畅地访问监控视频资源。此外，这些平台还注重与其他安防子系统（如门禁系统、入侵报警系统等）的深度融合，通过统一的用户界面和数据交互接口，实现了校园安防的一体化管理，为校园安全提供了更加全面、高效的保障。
国外在智能视频分析技术用于安防领域的研究起步较早，在翻越栏杆报警等行为识别方面取得了一定的成果。一些研究机构和企业利用先进的计算机视觉算法和机器学习技术，开发出了高精度的行为检测系统。这些系统不仅能够准确识别人员翻越栏杆的动作，还能对攀爬方式、速度、姿态等细节特征进行分析，从而更精准地判断行为的危险性和意图。例如，通过深度学习模型对大量不同场景下的翻越行为样本进行训练，使系统能够适应各种复杂的环境条件，如不同光照强度、天气状况、栏杆样式和周围背景等，有效降低误报率和漏报率。同时，部分系统还具备实时预警和联动功能，一旦检测到翻越行为，立即向安保人员发送警报，并自动启动周边的辅助防范设备（如强光照明、声光警示器等），对翻越人员进行威慑和阻止，最大限度地减少校园安全事故的发生。
然而，尽管国外在校园安全监控技术的各个方面都取得了一定的进展，但不同国家的国情、校园环境和安全需求存在差异，在技术的应用和推广过程中也面临着一些挑战，如数据隐私保护问题、系统成本较高、技术标准的统一和兼容性等问题。因此，我们在开展本项目的研究过程中，将充分借鉴国外的先进技术和经验，但同时也会结合我国校园的实际情况和特点，进行针对性的创新和优化，旨在打造一套符合我国校园安全需求、具有自主知识产权的高效、智能的安全监控系统，为我国校园安全事业的发展贡献力量。
（四）创新点与项目特色
1、基于深度学习的翻越行为识别
在翻越栏杆报警功能的实现上，采用深度学习技术构建翻越行为识别模型。通过收集大量不同场景、不同角度、不同光照条件下的人员翻越栏杆以及正常靠近栏杆行为的视频数据，对模型进行深度训练。通过捕捉人员的动作细节、姿态变化以及与栏杆的空间位置关系，不仅可以准确识别常见的攀爬、跨越等翻越行为，还能有效区分与翻越行为相似的正常活动，如倚靠栏杆、短暂触摸栏杆等，大大降低误报率，提高报警的准确性和可靠性。相比传统基于规则的视频分析方法，这种基于深度学习的算法具有更强的适应性和泛化能力，能够应对校园复杂多变的实际环境，为校园安全提供更精准的预警保障。
2、GB28181 平台与智能安防功能的深度融合创新
在搭建 GB28181 平台过程中，将平台的基础架构与翻越栏杆报警、报警信息推送、电子地图等智能安防功能进行深度整合与优化。打破传统安防系统中各功能模块相对独立、信息交互不畅的局限，实现视频数据采集、行为分析、报警触发、信息推送以及地图定位等环节的无缝对接和高效协同，为校园安全管理提供了一体化、智能化的解决方案，这在同类校园安全监控系统中具有显著的创新性。
3、多源数据融合驱动的智能报警信息推送策略
针对报警信息推送，我们创新性地采用多源数据融合技术来优化推送策略。除了传统的报警事件基本信息外，系统还将融合视频图像中的人员特征数据、电子地图中的地理位置信息以及校园人员数据库中的身份信息等多源数据，对报警信息进行深度加工和分析。根据不同接收人员的职责和权限，推送个性化、精准化的报警信息，如为安保人员提供详细的现场情况描述。这种多源数据融合驱动的报警信息推送策略能够使接收人员更全面、准确地了解事件情况，快速做出科学合理的决策，提高校园安全应急管理的针对性和有效性，区别于一般仅基于单一报警事件信息的推送方式，具有创新性和实用性。
（五）技术路线、拟解决的问题及预期成果
1、技术路线
①前期调研：对GB28181校园安全监控系统进行调研，包括用户需求调研、市场竞品调研、技术可行性调研，制定系统设计的方向以及达到的预期结果。
②调研资料收集：对所收集的资料进行分析总结。然后和相关指导老师讨论，得出调研结果。
③系统设计：根据调研结果结合国内外现状，总结归纳，进行系统设计。
④算法设计：根据需求，设计出翻越行为识别算法。
⑤系统实现：根据所建立的算法，设计并实现一套基于该算法的GB28181校园安全监控系统。
⑥测试测试：对系统进行全方位的测试。
2、拟解决的问题
（1）设备兼容性与集成难题：当前校园内往往存在多种品牌、型号的监控设备，这些设备采用不同的通信协议和接口标准，导致难以统一接入和管理，形成了信息孤岛。
而一些高端智能设备的特殊功能也难以在传统平台上得到充分发挥。这不仅增加了系统的复杂性和维护成本，还降低了安全监控的效率和可靠性。本项目旨在通过深入研究 GB28181 标准，开发适配多种设备的兼容程序，实现不同厂家监控设备的无缝对接和协同工作，打破设备之间的壁垒，构建一个集中化、标准化的监控平台，使校园内的所有监控资源能够得到有效整合和统一管理，提升校园安全监控的整体效能，确保安保人员能够便捷地获取全面、准确的监控信息，及时发现和应对各类安全隐患。
（2）翻越行为识别：传统的翻越栏杆报警系统大多基于简单的图像识别技术，如通过检测人员是否跨越预设的虚拟栏杆线来判断是否发生翻越行为，但这种方法容易受到光线变化、阴影干扰、人员姿态多样性等因素的影响，导致误报率较高。本项目将引入深度学习算法，通过对大量不同场景下的人员行为数据进行训练，使系统能够准确识别各种复杂情况下的翻越栏杆行为，有效区分正常行为和异常行为，显著提高行为识别的准确率，同时将误报率控制在可接受的范围内，确保安保人员能够得到准确、可靠的报警信息，及时采取措施防范校园安全事故的发生。
（3）安全监控功能与电子地图的深度融合不够：虽然目前一些校园安全监控系统已经引入了电子地图，但大多只是简单地将监控设备的位置标注在地图上，缺乏更深层次的功能融合和交互操作。
本项目将致力于实现安全监控功能与电子地图的深度融合，通过开发专门的接口和应用程序，将监控视频流、报警信息、人员定位数据等与电子地图进行有机整合，使安保人员能够在电子地图上便捷地实现对校园安全状况的全方位监控和管理。为校园安全提供更加智能、高效的保障。
完成《GB28181校园安全监控系统》程序的设计与开发。
（1）至少获得软件著作权1项或发布学术论文1篇；
（2）完成科研报告1份；
（3）实现检测软件系统，并包含相关技术文档1份。
（七）项目研究进度安排
时间 主要任务
2024.12-2025.3 进行前期调研
2025.3-2025.6 设计与实现算法
2025.6-2025.8 设计与编写系统
2025.8-2025.10 系统运用与测试
2025.10-2025.11 进行项目结题的准备。
1、与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
团队成员均为计算机相关专业，具有良好的编程能力，并且有相关编程比赛经历，有一定的算法思维。
（1）已具备的条件：
① 各组员成绩优秀，善于钻研，对开发创新有较大的兴趣，能够通过独立思
考和彼此的交流讨论产生新的想法，确保项目能够顺利完成。
② 经过接近两年的学习都已掌握基本的编程方法，并具有一定的算法设计能
力与分析能力。
③项目部分成员对CB28181有一定了解，对项目的进行有帮助。
（2）尚缺少的条件：
①在对动作分析方面的收到的干扰因素较多。无法正确识别动作。
②对大创的经验缺少，对于部分知识的理解不够全面。
（3）解决方法：
引入深度学习算法，通过对大量不同场景下的人员行为数据进行训练，使系统能够准确识别各种复杂情况下的翻越栏杆行为。

经费预算

开支科目 预算经费（元） 主要用途 阶段下达经费计划（元）
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 10700.00 无 6650.00 4050.00
1. 业务费 3700.00 无 1550.00 2150.00
（1）计算、分析、测试费 2000.00 无 1000.00 1000.00
（2）能源动力费 0.00 无 0.00 0.00
（3）会议、差旅费 500.00 无 250.00 250.00
（4）文献检索费 200.00 无 100.00 100.00
（5）论文出版费 1000.00 无 200.00 800.00
2. 仪器设备购置费 6000.00 无 4500.00 1500.00
3. 实验装置试制费 0.00 无 0.00 0.00
4. 材料费 1000.00 无 600.00 400.00
结束

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