高校公寓安全系統的分析與設計

尹宗平

（合肥職業技術學院，安徽 合肥 238000）

1 引言

學生公寓安全是高校的重點工作，關系到學生的生命財產安全，關系到學校辦學秩序的穩定，關系到校風、班風、學風建設，而且涉及部門多，工作難度大。可建成信息系統進行輔助管理，以提高公寓安全工作的效率與水平。本文對高校學生公寓安全信息系統進行分析，提出設計方案，為各高校加強公寓安全工作提供參考。

2 公寓安全系統的需求分析

高校學生公寓往往存在著四類安全問題。一是人身安全類：包括因人際矛盾、意外事件產生的學生人身傷害。二是財產安全類：包括宿舍內與公寓樓內的公物丟失或破壞，學生個人財產受到損失。三是群體事件類：包括群體性的暴力事件、非正常事件。四是思想安全類：包括宗教傳播，不正當思想傳播，不正當網絡言論。

在實際工作中解決這些安全問題的辦法，主要是從預防、發現、處置等環節處理。建設公寓安全信息系統就是研究這些環節，將可以信息化的部分用相應的模塊替代，并形成統一的系統。經過對多所高校公寓工作的深入調研，公寓安全系統的需求根據其業務牽頭部門不同可分為四類：保衛處的保衛類需求，物業公司的物業類需求，學生處的學工類需求，網絡中心的網管類需求。

2.1 保衛類需求

(1)視頻監控。在公寓區建成視頻監控系統，在校園網內可調閱、回放視頻。在每層樓設置對射的攝像機，較長樓道的中間位置以及樓道轉角處也設攝像機；在公寓樓出入口設置監控出入的攝像機；在公寓樓外圍設置可覆蓋所有外窗戶的若干臺攝像機，設置覆蓋樓外區域且自動巡航的攝像機。

(2)電子門禁。在樓宇出入口設置門禁，本樓學生刷校園卡出入；刷卡數據存入后端數據庫，可在校園網調閱統計；門禁離門一米以上安裝，其間距離作為安全通道并設簡易欄桿，在人流高峰、緊急情況時放行。

(3)消防報警處理。在樓道內、寢室內設置消防報警裝置監控煙霧、溫度狀況，在發生危險時聯網報警。

2.2 物業類需求

(1)寢室分配與查詢。使用軟件管理寢室分配，在學生入學時分配寢室；及時登記學生寢室調整情況；學生離校實習時辦理退住；學校、系、班級三級管理者可按權限進行操作；可實時查詢、統計住宿情況。

(2)資產管理與報修處理。使用軟件管理資產與報修，對寢室內的資產進行登記，可以查詢統計；學生通過互聯網進行公物報修，或由物業值班員錄入報修信息，物業根據報修信息派單處理，將維修情況登記到系統中，學生可以查詢處理進度、評價維修情況。

2.3 學工類需求

(1)內部論壇。現在有貼吧、QQ群等學生常用的網絡交流平臺，但他們不便于代表學校官方，難以體現學校的教育作用。可在校園網建立論壇，師生實名登錄發布消息，為學生的思想言行提供正面引導。

(2)即時通訊。借助QQ、微信、手機等媒介實現即時通訊，及時傳遞公寓相關信息，典型的例子是建立每棟公寓樓的寢室長工作群。

(3)心理健康測試。使用軟件進行心理健康測試，選擇適宜的量表，從不同角度對學生進行測試，對心理高度異常的人群主動介入干預與治療，做好學生隱私信息的保密。

2.4 網管類需求

(1)上網行為管理。對學生的上網行為進行記錄、管理。

(2)大數據安全分析。學生在校園里的活動軌跡被不同的信息系統所記錄，如：一卡通系統、教務系統、考勤系統、門禁系統、圖書館系統、上網記錄等，對這些信息進行采集、分析、評估。

3 公寓安全網絡的設計

公寓安全網絡是公寓安全系統運行的基本環境。可在每棟樓放1-2臺接入交換機，以雙絞線連接到攝像機、管理電腦、門禁、監控大屏等終端；接入交換機通過千兆光纖連接到公寓區域的1臺匯聚交換機上；匯聚交換機上連接1臺或更多的安全系統服務器；匯聚交換機的前端設防火墻，再與校園網互聯。其網絡拓撲如圖1所示。

圖1 公寓安全網絡拓撲圖

從圖1可以看出，公寓安全網絡是獨立于校園網的。為什么不直接將攝像機等終端連接到校園網上呢？因為安全系統涉及的信息較為敏感，采用物理上相對獨立的網絡可以更好地保證信息安全。例如：網絡攝像機通常具有WEB訪問接口以及默認的登錄賬號與密碼，如果施工時未能修改默認密碼，則同一物理網絡的用戶很容易非法調閱實時監控視頻。

公寓安全網絡內的IP地址規劃時，要考慮到可能的終端數量，在不超出C類地址范圍時可采用24位子網掩碼，如192.0.6.0/24，否則要修改子網掩碼。

安全網絡中的防火墻具有兩個端口。一個是安全網絡端口，IP地址例如192.0.6.1/24，這個地址也是安全網絡的網關；另一個是校園網端口，例如172.16.200.201/24。如要實現安全網絡、校園網的完全互通，則要在防火墻中建立規則，將目標地址為校園網的數據包，轉發到防火墻的校園網端口；同時在校園網核心交換機中增加路由規則，將目標地址為安全網絡的數據包，轉發到防火墻的校園網端口。

但基于安全考慮，通常只允許校園網中用戶訪問安全網絡中的服務器，不允許訪問其它終端。所以在防火墻上轉發到校園網端口的數據包，還需要符合一個條件：源地址為服務器。

安全網絡中的服務器、終端一般不需要訪問因特網，這樣可以更安全。如確因特殊需要訪問因特網，可以在防火墻的校園網端口上啟用NAT功能。

4 公寓安全系統的設計

4.1 總體設計

根據需求分析，將公寓安全系統設計成四個子系統，每個子系統又包括若干個模塊。公寓安全系統的模塊結構圖如圖2所示。

圖2 公寓安全系統的模塊結構圖

安防子系統包括了視頻監控、電子門禁、消防報警等模塊。視頻監控由攝像機、網絡存儲、流媒體服務器、應用服務器、顯示終端等組成。電子門禁由門禁控制器、后端數據庫、管理端組成。消防報警由煙霧傳感器、溫度傳感器、管理端組成。

物業子系統包括寢室分配與查詢、資產管理與報修等模塊。寢室分配與查詢模塊是針對宿舍資源，合理分配入住學生，使班級、院系、學校三級具有相應的管理權限，并在一定范圍內開放住宿查詢權限。資產管理與報修模塊是對寢室內公物進行登記、管理，學生可以通過網絡進行公物報修、評價，物業公司網上接單處理，并網上反饋。

學工子系統包括內部論壇、即時通訊、心理健康測試等模塊。內部論壇模塊實現師生內部交流，論壇首頁呈現出各個欄目的名稱、簡介、鏈接，進入各欄目后分頁顯示主題列表，進入主題顯示發帖子與跟帖內容，論壇接受師生注冊，經過身份認證后可以發帖。

網管子系統包括上網行為管理、大數據安全分析等模塊。上網行為管理模塊是對學生公寓的互聯網出口統一管理，部署上網行為管理設備，拒絕訪問不良信息，規范學生上網時段；記錄上網的IP地址、網址、發布的言論等信息，在發生安全事件時可及時查明情況。大數據安全分析模塊是通過大數據平臺收集學生在各個信息系統的信息，對數據進行挖掘，實現對學生的畫像，分析學生未來的行為趨勢。

4.2 視頻監控模塊的設計

攝像機連接到接入交換機，每個攝像機具有一個IP地址。攝像機根據外觀有槍機、半球、球機之分，槍機與半球適用于狹長的通道，如樓道、門廳；球機可設置成自動巡航，可遠程控制拉遠、拉近鏡頭，實現對環境的精細觀察，適用于較大范圍，如公寓樓外圍。攝像機的分辨率一般要達到高清標準，以使圖像更為細致。攝像機要具有紅外功能，紅外距離不低于所觀察的范圍，以利于夜間成像。攝像機安裝時要利用已有的光源，如路燈、樓道燈；盡量避免安裝補光燈，以免影響學生休息；對于筒子樓東西方向的樓道，由于東、西側窗戶的逆光干擾，攝像機要具有較強的寬動態性能。

網絡存儲提供存儲服務，可采用IP-SAN，連接到匯聚交換機，可根據需要配置多臺存儲。視頻監控的存儲對容量要求大，對讀取與寫入速度要求不高，故可以采用低成本的監控級硬盤，還可以連接擴展柜增加安裝的硬盤數量；宜采用RAID5存儲，其數據安全性好，在損壞一塊盤時仍可修復，其空間利用率高，一組RAID5卷只需要1塊校驗盤，其讀寫速度好，約為單盤的n-1倍（n為盤的數量）；設置若干塊熱備盤，在硬盤損壞時可以自動替換上去。

流媒體服務器提供流媒體服務，將攝像機的數據存儲到網絡存儲，從網絡存儲中讀取視頻數據提供給監控用戶。可在通用服務器上安裝流媒體服務軟件實現，其對內存、CPU要求不高，但對網絡吞吐量要求高，要注意網卡的流量不要過高；在流量較高時，可考慮使用多臺流媒體服務器。

應用服務器提供面向用戶的管理界面。可在通用服務器上安裝管理軟件實現，其對內存、CPU、網絡的要求都不高，可與流媒體服務器安裝在同臺機器上。

顯示終端包括電腦、監控大屏。電腦上安裝視頻監控客戶端軟件即可登錄系統，查看、回放視頻與進行管理。對于監控大屏，要在管理計算機上安裝大屏控制軟件、視頻監控客戶端軟件。

4.3 寢室分配與查詢模塊設計

寢室分配與查詢模塊由信息維護、分配寢室、查詢寢室三個子模塊組成。信息維護模塊包括對學校、部門、班級等的定義，對公寓樓、寢室的定義，學生信息的維護，用戶信息的維護。分配寢室模塊內有三個級別，首先是學校管理員將寢室分配到院系，然后是院系管理員將寢室分配到班級，最后是班級管理員將寢室分配到學生。為充分利用寢室資源，還具有分配不同班級學生合住一個寢室的功能。查詢寢室模塊中最常用的是綜合查詢，可以根據組合條件進行查詢；此外還可以隨機抽取指定數量的寢室，以滿足寢室抽查等工作的需要。圖3是寢室分配與查詢模塊的模塊結構圖。

圖3 寢室分配與查詢模塊的模塊結構圖

4.4 模塊的集成

公寓安全工作涉及的模塊較多，各模塊的來源復雜，可能來自于不同的廠家，要通過模塊的集成實現系統的完整性。為了給用戶提供統一的使用入口，可將各模塊鏈接到系統首頁上，以實現界面的集成；要盡可能地實現統一身份認證，即使用同一套賬號、密碼登錄進入不同的模塊；要盡可能多地實現基本數據的共享，例如學生信息、寢室信息、教師信息等要從學校的基本數據庫中讀取。

5 結論

上述研究提供了公寓安全系統的典型解決方案，覆蓋了高校學生公寓安全工作的主要方面，提出的設計思路可操作性強。

公寓管理部門可參考本方案實施公寓安全系統，要著重做好總體分析與設計，認識到各所學校的具體情況不同，對公寓安全工作的要求也不同，確定要建設的模塊及其功能；要根據各模塊的功能需求，選用市場上的成熟產品，快速搭建起系統，發揮系統的作用；可分步建設系統，由于各模塊間耦合度較低，分步建設有利于降低建設風險，增強應用信心。

參考文獻：

[1]教育部．職業院校數字校園建設規范[Z]．2015-01．

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