一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统技术方案

本发明专利技术提供的一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统，其通过结合实际情况，在校园公共安全区域的走廊为了视野更加广阔有些采用栏杆栅栏式样的护栏，充分考虑不同年级不同年龄阶段的孩子身高胖瘦等形态的不同，从而对于身高较高的孩子易翻越护栏的危险情况和身高矮小且偏瘦的学生易穿越护栏间隙的危险情况进行安全防护，通过图像采集模块、图像处理模块和图像分析比对模块实时监控和确定护栏内侧区域学生的身份信息；然后对于不同危险程度和不同级别的安全隐患进行响声提示、针对具体学生进行对应身份的语音播报提示以及出现危险情况下的应急救援措施等的三级响应防护。

【技术实现步骤摘要】
一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统
本专利技术涉及校园安全
，具体的说是一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统。
技术介绍
随着目前互联网与大数据技术的快速发展，各行各业基于此类技术的应用也越来越多，校园安全一直是长期以来人们关注的话题，由于学生群体属于一个特殊的群体，其学生群体是每个国家的未来支柱，但是学生群体由于其年龄阶段偏小的关系，整体上的安全意识不强，同时由于学校老师多是一管多的模式，不能做到实时监管和时刻跟踪，因此，在校园内，存在很多安全隐患，虽然很多校园都安装有监控等设施，但是只起到获取学生实时活动的视频和画面来进行监督和存储，但是如果真的发现安全问题或事故后，不能起到很好的预警提示作用和应急救援的作用；现在学校的建设多采用六层或者更高楼层的主体建筑，且楼层走廊外侧多采用敞开式空间，然后通过安装护栏来进行安全防护，目前的校园护栏常见的有砌筑封闭型、栅栏式栏杆型和点阵式多孔型等；其中栅栏式栏杆具有视野广阔且采光效果好、美观度高等因素应用比较频繁，但是对于栅栏栏杆护栏存在一定的安全隐患，比如学生易翻越护栏跌落以及矮小学生出现卡夹在护栏间隙中或者穿越护栏间隙跌落等情况。鉴于此，本专利技术提供了一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统，通过软硬件结合的方式对于学校走廊护栏区域的学生安全进行实时监测。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统，可以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案来实现：一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统，包括图像采集模块，图像采集模块由若干摄像头组成，且若干摄像头均匀布置在学校公共区域走廊外侧护栏两侧的立柱上，图像采集模块通过对护栏内侧区域的学生人群拍摄来进行人体图像采集的工作，并通过双线性插值方式缩小图像来提升图像采集和检测的速度，再通过直方图均衡化的方式来提高图像采集的效果，并将拍摄的人体图像信息进行存储和输出。图像处理模块，图像处理模块与图像采集模块通过数据线连接，图像处理模块用于接收图像采集模块输出的拍摄的人体图像信息，并对接收的人体图像信息进行滤波高清处理；图像分析比对模块，图像分析比对模块与图像处理模块连接，图像分析比对模块将经过图像处理模块滤波高清处理后的人体高清图像进行面部特征抓取处理，并与面部特征存储数据库里的学校所有学生面部特征进行分析比对，通过面部特征分析比对后确定护栏内侧区域学生的身份信息编号，并将护栏内侧区域学生的身份信息编号进行输出。人体身高检测模块，人体身高检测模块与图像处理模块连接，人体身高检测模块用于对经过图像处理模块滤波高清处理后的人体高清图像进行身高特征数据的抓取，并将抓取的人体身高数值与护栏高度数值进行比较，若人体身高数值大于护栏高度数值，则身高危险系数为X；若人体身高数值小于护栏高度数值，则身高危险系数为Y。形体检测分析模块，形体检测分析模块与人体身高检测模块相连，形体检测分析模块包括外伸倾角检测模块和身宽栏间隙比对模块，外伸倾角检测模块用于检测获取人体身高数值大于护栏高度数值的护栏内侧的人靠近护栏站立时身体外伸出与护栏垂直面之间形成的危险倾角，并将危险倾角数值与预设安全倾角数值进行比对，若危险倾角数值小于预设安全倾角数值，则倾倒危险系数为F(F＝1)；若危险倾角数值大于预设安全倾角数值，则倾倒危险系数为F(1＜F＜2)。身宽栏间隙比对模块用于检测分析人体身高数值小于护栏高度数值的护栏内侧的人靠近护栏站立时身体形成的最大宽度，并输出身体形成的最大宽度x，并将获取的身体形成的最大宽度数值与护栏相邻栏杆间距数值进行比对，若身体形成的最大宽度数值大于护栏相邻栏杆间距数值，则穿越危险系数为f(f＝1)；若身体形成的最大宽度数值小于护栏相邻栏杆间距数值，则穿越危险系数为f(1＜f＜2)。护栏受力检测模块，护栏受力检测模块包括护栏推力检测模块和栏杆挤压力检测模块，护栏推力检测模块与外伸倾角检测模块连接，护栏推力检测模块用于检测护栏内侧的人靠近护栏站立身体外伸时对护栏产生向外侧的推力，并将护栏所受到的推力与预设安全推力值进行比较，且预设安全推力值分为一级预设安全推力值和二级预设安全推力值，若护栏所受到的推力小于一级预设安全推力值，则输出推力危险系数A；若护栏所受到的推力大于一级预设安全推力值且小于二级预设安全推力值，则输出推力危险系数B；若护栏所受到的推力大于二级预设安全推力值，则输出推力危险系数C；且A＜Β＜C。栏杆挤压力检测模块与身宽栏间隙比对模块连接，栏杆挤压力检测模块用于检测护栏内侧的人靠近护栏站立身体卡压在护栏相邻栏杆间隙时对护栏产生的向两侧的挤压力，且将护栏所受到的挤压力与预设安全挤压力值进行比较，且预设安全挤压力值分为一级预设安全挤压力值和二级预设安全挤压力值；若护栏所受到的挤压力小于一级预设安全挤压力值，则输出挤压力危险系数a；若护栏所受到的挤压力大于一级预设安全挤压力值且小于二级预设安全挤压力值，则输出挤压力危险系数b；若护栏所受到的挤压力大于二级预设安全挤压力值，则输出挤压力危险系数c；且a＜b＜c。预警模块，预警模块与图像分析比对模块、护栏受力检测模块连接，所述的预警模块包括若干蜂鸣器和若干喇叭，预警模块安置在护栏两侧的立柱外壁上，且预警模块接收到推力危险系数和挤压力危险系数后分别通过蜂鸣器发出的提示响声和喇叭播报出的危险提示语音来分别对不同危险情况进行预警；若预警模块接收到推力危险系数为A或挤压力危险系数为a时，则通过预警模块中的蜂鸣器发出的提示响声；若预警模块接收到推力危险系数为B或挤压力危险系数为b时，预警模块通过从图像分析比对模块获取危险学生的身份信息编号后再通过预警模块中的喇叭播报出含有危险学生的身份信息的危险提示语音；若预警模块接收到推力危险系数为C或挤压力危险系数为c时，则预警模块将推力危险系数值和挤压力危险系数值输出。应急救援模块，应急救援模块通过接收来自预警模块、图像分析比对模块、形体检测分析模块、护栏受力检测模块输出的反馈信息后，对护栏内侧站立的学生进行综合危险系数评估；应急救援模块将分析获取的综合危险系数与预定危险系数比较后，若综合危险系数大于预定危险系数，则应急救援模块自动启动应急救援模块中的救援拉网，用于接收掉落的学生；所述的综合危险系数由综合翻越危险系数和综合穿越危险系数叠加组成，其中：综合翻越危险系数其中α为比例因子，α取2.15，C表示护栏所受到的推力大于二级预设安全推力值时输出的推力危险系数，N表示预定常数，N取1.5，F表示倾倒危险系数，F0表示预设常量，F0取1，X表示身高危险系数，X0表示护栏高度；综合穿越危险系数其中β为比例因子，β取3.2，c表示护栏所受到的挤压力大于二级预设安全挤压力值时输出的挤压力危险系数，n表示预定常数，n取2.5，f表示穿越危险系数，f0表示预设常量，f0取1，x表示靠近护栏站立时身体形成的最大宽度，x0表示护栏相邻栏杆间距数值；综合危险系数Φ＝Q+P。本专利技术的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统，其特征在于：包括图像采集模块，图像采集模块由若干摄像头组成，且若干摄像头均匀布置在学校公共区域走廊外侧护栏两侧的立柱上，图像采集模块通过对护栏内侧区域的学生人群拍摄来进行人体图像采集的工作，并通过双线性插值方式缩小图像来提升图像采集和检测的速度，再通过直方图均衡化的方式来提高图像采集的效果，并将拍摄的人体图像信息进行存储和输出；/n图像处理模块，图像处理模块与图像采集模块通过数据线连接，图像处理模块用于接收图像采集模块输出的拍摄的人体图像信息，并对接收的人体图像信息进行滤波高清处理；/n图像分析比对模块，图像分析比对模块与图像处理模块连接，图像分析比对模块将经过图像处理模块滤波高清处理后的人体高清图像进行面部特征抓取处理，并与面部特征存储数据库里的学校所有学生面部特征进行分析比对，通过面部特征分析比对后确定护栏内侧区域学生的身份信息编号，并将护栏内侧区域学生的身份信息编号进行输出；/n人体身高检测模块，人体身高检测模块与图像处理模块连接，人体身高检测模块用于对经过图像处理模块滤波高清处理后的人体高清图像进行身高特征数据的抓取，并将抓取的人体身高数值与护栏高度数值进行比较，若人体身高数值大于护栏高度数值，则身高危险系数为X；若人体身高数值小于护栏高度数值，则身高危险系数为Y；/n形体检测分析模块，形体检测分析模块与人体身高检测模块相连，形体检测分析模块包括外伸倾角检测模块和身宽栏间隙比对模块，外伸倾角检测模块用于检测获取人体身高数值大于护栏高度数值的护栏内侧的人靠近护栏站立时身体外伸出与护栏垂直面之间形成的危险倾角，并将危险倾角数值与预设安全倾角数值进行比对，若危险倾角数值小于预设安全倾角数值，则倾倒危险系数为F(F＝1)；若危险倾角数值大于预设安全倾角数值，则倾倒危险系数为F(1＜F＜2)；/n身宽栏间隙比对模块用于检测分析人体身高数值小于护栏高度数值的护栏内侧的人靠近护栏站立时身体形成的最大宽度，并输出身体形成的最大宽度x，并将获取的身体形成的最大宽度数值与护栏相邻栏杆间距数值进行比对，若身体形成的最大宽度数值大于护栏相邻栏杆间距数值，则穿越危险系数为f(f＝1)；若身体形成的最大宽度数值小于护栏相邻栏杆间距数值，则穿越危险系数为f(1＜f＜2)；/n护栏受力检测模块，护栏受力检测模块包括护栏推力检测模块和栏杆挤压力检测模块，护栏推力检测模块与外伸倾角检测模块通过数据线连接，护栏推力检测模块用于检测护栏内侧的人靠近护栏站立身体外伸时对护栏产生向外侧的推力，并将护栏所受到的推力与预设安全推力值进行比较，且预设安全推力值分为一级预设安全推力值和二级预设安全推力值，若护栏所受到的推力小于一级预设安全推力值，则输出推力危险系数A；若护栏所受到的推力大于一级预设安全推力值且小于二级预设安全推力值，则输出推力危险系数B；若护栏所受到的推力大于二级预设安全推力值，则输出推力危险系数C；且A＜Β＜C；/n栏杆挤压力检测模块与身宽栏间隙比对模块通过数据线连接，栏杆挤压力检测模块用于检测护栏内侧的人靠近护栏站立身体卡压在护栏相邻栏杆间隙时对护栏产生的向两侧的挤压力，且将护栏所受到的挤压力与预设安全挤压力值进行比较，且预设安全挤压力值分为一级预设安全挤压力值和二级预设安全挤压力值；若护栏所受到的挤压力小于一级预设安全挤压力值，则输出挤压力危险系数a；若护栏所受到的挤压力大于一级预设安全挤压力值且小于二级预设安全挤压力值，则输出挤压力危险系数b；若护栏所受到的挤压力大于二级预设安全挤压力值，则输出挤压力危险系数c；且a＜b＜c；/n预警模块，预警模块与图像分析比对模块、护栏受力检测模块连接，所述的预警模块包括若干蜂鸣器和若干喇叭，预警模块安置在护栏两侧的立柱外壁上，且预警模块接收到推力危险系数和挤压力危险系数后分别通过蜂鸣器发出的提示响声和喇叭播报出的危险提示语音来分别对不同危险情况进行预警；若预警模块接收到推力危险系数为C或挤压力危险系数为c时，则预警模块将推力危险系数值和挤压力危险系数值输出；/n应急救援模块，应急救援模块通过接收来自预警模块、图像分析比对模块、形体检测分析模块、护栏受力检测模块输出的反馈信息后，对护栏内侧站立的学生进行综合危险系数评估，综合危险系数由综合翻越危险系数和综合穿越危险系数叠加组成，应急救援模块将分析获取的综合危险系数与预定危险系数比较后，若综合危险系数大于预定危险系数，则应急救援模块自动启动应急救援模块中的救援拉网，用于接收掉落的学生。/n...

【技术特征摘要】
1.一种校园高层建筑学生活动安全在线监测管理系统，其特征在于：包括图像采集模块，图像采集模块由若干摄像头组成，且若干摄像头均匀布置在学校公共区域走廊外侧护栏两侧的立柱上，图像采集模块通过对护栏内侧区域的学生人群拍摄来进行人体图像采集的工作，并通过双线性插值方式缩小图像来提升图像采集和检测的速度，再通过直方图均衡化的方式来提高图像采集的效果，并将拍摄的人体图像信息进行存储和输出；
图像处理模块，图像处理模块与图像采集模块通过数据线连接，图像处理模块用于接收图像采集模块输出的拍摄的人体图像信息，并对接收的人体图像信息进行滤波高清处理；
图像分析比对模块，图像分析比对模块与图像处理模块连接，图像分析比对模块将经过图像处理模块滤波高清处理后的人体高清图像进行面部特征抓取处理，并与面部特征存储数据库里的学校所有学生面部特征进行分析比对，通过面部特征分析比对后确定护栏内侧区域学生的身份信息编号，并将护栏内侧区域学生的身份信息编号进行输出；
人体身高检测模块，人体身高检测模块与图像处理模块连接，人体身高检测模块用于对经过图像处理模块滤波高清处理后的人体高清图像进行身高特征数据的抓取，并将抓取的人体身高数值与护栏高度数值进行比较，若人体身高数值大于护栏高度数值，则身高危险系数为X；若人体身高数值小于护栏高度数值，则身高危险系数为Y；
形体检测分析模块，形体检测分析模块与人体身高检测模块相连，形体检测分析模块包括外伸倾角检测模块和身宽栏间隙比对模块，外伸倾角检测模块用于检测获取人体身高数值大于护栏高度数值的护栏内侧的人靠近护栏站立时身体外伸出与护栏垂直面之间形成的危险倾角，并将危险倾角数值与预设安全倾角数值进行比对，若危险倾角数值小于预设安全倾角数值，则倾倒危险系数为F(F＝1)；若危险倾角数值大于预设安全倾角数值，则倾倒危险系数为F(1＜F＜2)；
身宽栏间隙比对模块用于检测分析人体身高数值小于护栏高度数值的护栏内侧的人靠近护栏站立时身体形成的最大宽度，并输出身体形成的最大宽度x，并将获取的身体形成的最大宽度数值与护栏相邻栏杆间距数值进行比对，若身体形成的最大宽度数值大于护栏相邻栏杆间距数值，则穿越危险系数为f(f＝1)；若身体形成的最大宽度数值小于护栏相邻栏杆间距数值，则穿越危险系数为f(1＜f＜2)；
护栏受力检测模块，护栏受力检测模块包括护栏推力检测模块和栏杆挤压力检测模块，护栏推力检测模块与外伸倾角检测模块通过数据线连接，护栏推力检测模块用于检测护栏内侧的人靠近护栏站立身体外伸时对护栏产生向外侧的推力，并将护栏所受到的推力与预设安全推力值进行比较，且预设安全推力值分为一级预设安全推力值和二级预设安全推力值，若护栏所受到的推力小于一级预设安全推力值，则输出推力危险系数A；若护栏所受到的推力大于一级预设安全推力值且小于二级预设安全推力值，则输出推力危险系数B；若护栏所受到的推力大于二级预设安全推力值，则输出推力危险系数C；且A＜Β＜C；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪慧珍，黄三妹，
申请(专利权)人：倪慧珍，
类型：发明
国别省市：浙江;33