【安防知識(shí)網(wǎng)】系統(tǒng)建設(shè)背景

　　自改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)高校在校生規(guī)模持續(xù)上升。截至2007年，全國(guó)共有普通高等學(xué)校和成人高等學(xué)校2321所。其中，普通高等學(xué)校1908所，成人高等學(xué)校413所。普通高校中本科院校740所，高職(?？?院校1168所。在校生已超過(guò)2700萬(wàn)人。

　　隨著高校規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大學(xué)校園里各類突發(fā)公共事件時(shí)有發(fā)生，并有逐步增加的趨勢(shì)。校園安全已成為各級(jí)政府和學(xué)校必須面對(duì)的一個(gè)嚴(yán)峻問(wèn)題，因此，如何利用信息技術(shù)構(gòu)建高校應(yīng)急信息系統(tǒng)，預(yù)防突發(fā)事件的發(fā)生，防止突發(fā)事件的擴(kuò)散和演化，已經(jīng)成為我國(guó)高校當(dāng)前安全工作的重點(diǎn)。

　　系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

　　“事后動(dòng)員型”模式為主，缺乏事前預(yù)測(cè)

　　目前，我國(guó)大多數(shù)高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)采用“事后動(dòng)員型”模式，重在事后的處置和總結(jié)。對(duì)高校師生心理問(wèn)題和校園網(wǎng)上發(fā)布的輿情信息缺乏事前有效的干預(yù)和監(jiān)測(cè)，因此，在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，只能被動(dòng)地采取一些防范措施，無(wú)法利用預(yù)測(cè)預(yù)警機(jī)制將潛在的危險(xiǎn)抑制在萌芽狀態(tài)。

　　應(yīng)急處置力量單一，沒(méi)有形成信息聯(lián)動(dòng)機(jī)制

　　由于大多數(shù)高校將突發(fā)事件看成是學(xué)校保衛(wèi)這類部門(mén)的職責(zé)，沒(méi)有形成大學(xué)校園的應(yīng)急管理意識(shí)，在應(yīng)急處置力量上主要依靠學(xué)校的保安人員，沒(méi)有形成多個(gè)相關(guān)部門(mén)的信息聯(lián)動(dòng)和協(xié)同作戰(zhàn)機(jī)制，導(dǎo)致應(yīng)急處置的效率很低。[nextpage]

　　技防設(shè)施缺乏，科技防范手段不完善

　　由于大多數(shù)高校的技防設(shè)施缺乏，目前，沒(méi)有充分依靠科技防范手段建立防火、防盜、交通安全、報(bào)警等電子監(jiān)控系統(tǒng)。因此很難對(duì)校園內(nèi)的治安狀況進(jìn)行監(jiān)控監(jiān)測(cè)，無(wú)法有效發(fā)揮安全防范中技術(shù)防范手段的優(yōu)勢(shì)。

　　決策主觀性較強(qiáng)，智能化程度不高

　　當(dāng)前，國(guó)內(nèi)眾多高校在面對(duì)突發(fā)公共事件時(shí)，在應(yīng)急處置的流程中主要是依靠決策者的主觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策，往往得到的結(jié)果與實(shí)際情況有很大的偏差，缺乏科學(xué)、客觀的手段來(lái)進(jìn)行輔助決策。系統(tǒng)建設(shè)中智能化程度不高。

　　系統(tǒng)建設(shè)需求

　　為應(yīng)對(duì)高校突發(fā)公共事件，需要建立一套有效的應(yīng)急信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)Ω咝熒谛@網(wǎng)的BBS論壇、留言板或自建站點(diǎn)上發(fā)表的輿情信息進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，并在第一時(shí)間內(nèi)對(duì)預(yù)警信息迅速發(fā)布。同時(shí)，能夠利用信息技術(shù)對(duì)高校師生進(jìn)行有效的心理干預(yù)。

　　考慮到校園安全這類突發(fā)事件，要求能夠不間斷地對(duì)校園區(qū)域內(nèi)所有聯(lián)網(wǎng)的安全監(jiān)控系統(tǒng)的每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行查詢和監(jiān)控，定時(shí)/隨時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)安全報(bào)警控制器的系統(tǒng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全報(bào)警系統(tǒng)的主動(dòng)式管理。同時(shí)，針對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)安全這類非常特殊的突發(fā)事件，要求能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)攻擊的方式和異常流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，通過(guò)部署基于網(wǎng)絡(luò)的分布式捕獲系統(tǒng)，用于檢測(cè)未知攻擊。

　　系統(tǒng)的組成原理

　　在高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，首先要深入地思考高校應(yīng)急面臨的問(wèn)題，分析系統(tǒng)的建設(shè)需求、系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)特色這三個(gè)方面的內(nèi)容。由于這三者遙相呼應(yīng)，相互關(guān)聯(lián)，技術(shù)支撐特色，特色解決問(wèn)題。因此，系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)要緊扣上面的需求分析，重點(diǎn)體現(xiàn)出系統(tǒng)的建設(shè)特色。[nextpage]

　　系統(tǒng)的組成

　　高校應(yīng)急信息系統(tǒng)由基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)和綜合應(yīng)用系統(tǒng)兩大部分組成，即硬件支撐和核心應(yīng)用。支撐系統(tǒng)包括：通信系統(tǒng)、校園廣播、校園網(wǎng)絡(luò)、短信平臺(tái)、數(shù)據(jù)交換平臺(tái)、大屏幕顯示和圖像接入系統(tǒng)等;應(yīng)用系統(tǒng)包括：預(yù)測(cè)預(yù)警子系統(tǒng)、監(jiān)控監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、預(yù)案管理子系統(tǒng)、指揮調(diào)度子系統(tǒng)、決策支持子系統(tǒng)、應(yīng)急保障子系統(tǒng)、應(yīng)急評(píng)估子系統(tǒng)和信息發(fā)布子系統(tǒng)。上述應(yīng)用系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)事件發(fā)生前的監(jiān)測(cè)與預(yù)警功能、事件發(fā)生過(guò)程中的指揮調(diào)度和智能輔助決策功能、以及事件發(fā)生后的應(yīng)急事件評(píng)估和信息發(fā)布的功能。

　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

　　高校應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)首先要考慮的是建設(shè)模式。模式的確定非常關(guān)鍵，建設(shè)模式的正確、先進(jìn)與否決定整個(gè)系統(tǒng)的成敗。

　　我們這里采用軟件分層技術(shù)和面向服務(wù)(SOA)的架構(gòu)模式來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)建高校應(yīng)急信息系統(tǒng)。

　　軟件分層技術(shù)和面向服務(wù)的架構(gòu)模式有如下的一些優(yōu)勢(shì)：能夠快速靈活應(yīng)對(duì)未來(lái)高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的新需求;有效集成原有平臺(tái)及系統(tǒng)，降低成本，保護(hù)已有投資。架構(gòu)和技術(shù)方面支持SCA/SDO/SOA，BEPL4WS，J2EE，RTP/RTSP，SIP等世界級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和傳輸協(xié)議;業(yè)務(wù)，管理方面和接口方面遵循《中國(guó)電信全球眼規(guī)范 v3.0》、《城市監(jiān)控與報(bào)警規(guī)范》和《城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。高校應(yīng)急信息系統(tǒng)總體邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1  高校應(yīng)急信息系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

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　　高校應(yīng)急信息系統(tǒng)采用層次化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，軟件架構(gòu)分為五層，從上到下依次為應(yīng)用門(mén)戶層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、業(yè)務(wù)支撐層、數(shù)據(jù)資源層、基礎(chǔ)支撐層。

　　·應(yīng)用門(mén)戶層：為應(yīng)急指揮人員和系統(tǒng)管理人員提供統(tǒng)一認(rèn)證和登錄入口，并提供應(yīng)急門(mén)戶網(wǎng)站，為公眾提供城市應(yīng)急相關(guān)知識(shí)、新聞以及事件處置相關(guān)信息;

　　·業(yè)務(wù)應(yīng)用層：針對(duì)高校應(yīng)急管理所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題和特殊應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了六大應(yīng)用服務(wù)，包括輿情監(jiān)測(cè)服務(wù)、災(zāi)害處置服務(wù)、心理干預(yù)服務(wù)、衛(wèi)生防控服務(wù)、安全監(jiān)控服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管服務(wù);

　　·業(yè)務(wù)支撐層：為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供輔助或支持性功能的技術(shù)系統(tǒng)，包括監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、預(yù)案管理系統(tǒng)、指揮調(diào)度系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、應(yīng)急保障系統(tǒng)、應(yīng)急評(píng)估系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng);

　　·數(shù)據(jù)資源層：為整個(gè)應(yīng)急信息系統(tǒng)提供應(yīng)急數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、維護(hù)、處理、查詢和統(tǒng)計(jì)服務(wù)，包括師生基礎(chǔ)信息庫(kù)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、預(yù)案庫(kù)、案例庫(kù)、GIS庫(kù)、知識(shí)庫(kù);

　　·基礎(chǔ)支撐層：為整個(gè)高校應(yīng)急信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的運(yùn)行環(huán)境，包括通信系統(tǒng)、校園廣播、校園網(wǎng)絡(luò)、短信平臺(tái)、大屏幕顯示、數(shù)據(jù)交換平臺(tái)、圖像接入系統(tǒng)。

　　上面五層結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)有機(jī)的整體，安全管理和運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)縱向地貫穿于五層之間，構(gòu)成了整個(gè)高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的軟件架構(gòu)。高校應(yīng)急信息系統(tǒng)是一個(gè)由綜合視頻監(jiān)控、預(yù)測(cè)預(yù)警、決策支持、指揮調(diào)度、應(yīng)急評(píng)估、信息發(fā)布等等子系統(tǒng)組成的一個(gè)大型綜合應(yīng)用系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)的每個(gè)子系統(tǒng)都可以構(gòu)造出一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍都不盡相同，考慮到每個(gè)子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及使用部署特點(diǎn)不同，在實(shí)施該系統(tǒng)時(shí)采用C/S、B/S兩種模式相結(jié)合的方法來(lái)構(gòu)造整個(gè)系統(tǒng)。[nextpage]

　　系統(tǒng)的部署方案

　　高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的部署結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 高校應(yīng)急信息系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)

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　　從圖中可以看到，教育部的應(yīng)急管理平臺(tái)和高校應(yīng)急平臺(tái)遵循分級(jí)部署、統(tǒng)一管理的原則。中間的數(shù)據(jù)信息交換是通過(guò)相應(yīng)的專網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而高校應(yīng)急平臺(tái)和學(xué)校網(wǎng)站、門(mén)戶網(wǎng)站等進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換是通過(guò)SOA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。[nextpage]

　　系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與特色

　　迅捷的信息聯(lián)動(dòng)

　　利用工作流技術(shù)，將高校里面所有師生的電話、電子郵件、QQ或MSN等與聯(lián)系方式相關(guān)的信息集中收集和存儲(chǔ)在高校師生基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，通過(guò)校園網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)電話、校園廣播等通訊方式將災(zāi)害信息及時(shí)地向所有師生進(jìn)行發(fā)布。系統(tǒng)的工作流模型如圖3所示。

圖3  系統(tǒng)的工作流程模型

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　　科學(xué)的心理干預(yù)

　　采用Web挖掘技術(shù)，通過(guò)對(duì)師生行為、檔案信息和所選課程等關(guān)系的挖掘，得出其個(gè)體特征模型，再采用貝葉斯分類，進(jìn)而理解師生的反應(yīng)和動(dòng)機(jī)，最后采用模糊集方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，為心理干預(yù)提供決策依據(jù)。從而降低有心理健康問(wèn)題人數(shù)的比率。

　　在師生數(shù)據(jù)信息的挖掘中要使用到一些算法對(duì)師生信息庫(kù)中的信息進(jìn)行匹配查詢。下面簡(jiǎn)要具體介紹幾種常見(jiàn)的算法。

　　歐氏距離的最近鄰算法

　　算法說(shuō)明：師生信息的每一個(gè)屬性均被指定一個(gè)權(quán)值。檢索信息時(shí)，根據(jù)權(quán)值，求得輸入信息與師生信息庫(kù)中信息的各個(gè)屬性匹配程度的加權(quán)和來(lái)挑選最佳匹配的信息。屬性之間的相似度采用歐式距離公式計(jì)算，距離越大，則越不相似。

　　絕對(duì)值距離的最近鄰算法

　　算法說(shuō)明：信息的每一個(gè)屬性均被指定一個(gè)權(quán)值。檢索信息時(shí)，根據(jù)權(quán)值，求得輸入信息與信息庫(kù)中信息的各個(gè)屬性匹配程度的加權(quán)和挑選最佳匹配的案例。[nextpage]

　　智能的決策支持

　　采用決策支持技術(shù)，綜合利用大量數(shù)據(jù)，有機(jī)結(jié)合數(shù)學(xué)模型與數(shù)據(jù)處理模型等眾多模型，通過(guò)人機(jī)交互功能，輔助各級(jí)決策者實(shí)現(xiàn)科學(xué)的決策。通過(guò)對(duì)預(yù)案庫(kù)、案例庫(kù)、知識(shí)庫(kù)，以及相關(guān)法規(guī)、政策、安全技術(shù)要求等進(jìn)行智能檢索和基于專家系統(tǒng)的智能推理分析，并咨詢專家意見(jiàn)，為用戶提供指導(dǎo)流程和輔助決策方案。

　　在為用戶提供的輔助決策方案中，對(duì)應(yīng)急資源的調(diào)度需要用到一些輔助的數(shù)學(xué)模型， 下面介紹一種在實(shí)際運(yùn)用中的資源調(diào)度模型。

　　資源調(diào)度模型說(shuō)明：

　　假定在一個(gè)高校應(yīng)急信息系統(tǒng)中，有n個(gè)出救點(diǎn)(應(yīng)急物質(zhì)的供應(yīng)點(diǎn))，分別編號(hào)為1，2，3......n，有一個(gè)應(yīng)急地點(diǎn)A(事故發(fā)生地)。在一次突發(fā)事件中，應(yīng)急地點(diǎn)A共需要m(m>1)類資源，第i個(gè)出救點(diǎn)擁有的第j類資源的數(shù)量為一個(gè)固定值，每個(gè)出救點(diǎn)到應(yīng)急地點(diǎn)的時(shí)間為ti(ti〉0)，該模型要求給出一個(gè)應(yīng)急資源調(diào)度方案，使得在保證應(yīng)急需求的情況下，應(yīng)急開(kāi)始的時(shí)間最早，并且從費(fèi)用的角度要求出救點(diǎn)的數(shù)目應(yīng)盡可能少。最后通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化算法，對(duì)該模型進(jìn)行求解，得到一組最優(yōu)的應(yīng)急資源調(diào)度方案。

　　系統(tǒng)的應(yīng)用

　　下面以某高校的應(yīng)急信息系統(tǒng)建設(shè)為例，針對(duì)高校突發(fā)公共事件，分析和闡述了系統(tǒng)中比較有特色的業(yè)務(wù)流程。[nextpage]

　　校園網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)測(cè)流程

　　第一步，對(duì)高校師生發(fā)表的輿情信息進(jìn)行收集，過(guò)濾重要的信息源。第二步，對(duì)輿情信息進(jìn)行加工和分析。第三步，對(duì)輿情成果進(jìn)行分類，形成輿情等級(jí)預(yù)警信息。最后，對(duì)輿情預(yù)警等級(jí)信息進(jìn)行發(fā)布。具體的流程如圖4所示。

圖4  校園網(wǎng)絡(luò)輿情監(jiān)控流程

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　　師生心理干預(yù)流程

　　第一步，通過(guò)虛擬心理課堂、遠(yuǎn)程心理輔導(dǎo)、校園心理網(wǎng)站等心理咨詢方式對(duì)高校師生的心理信息進(jìn)行收集。第二步，分析師生心理信息的內(nèi)容，通過(guò)行為方式模型，發(fā)現(xiàn)心理問(wèn)題嚴(yán)重的高危人群。第三步，對(duì)出現(xiàn)嚴(yán)重心理問(wèn)題的師生，將他們的檔案進(jìn)行分析，與實(shí)名制的師生進(jìn)行匹配。最后，采取相應(yīng)的措施，對(duì)上述人員進(jìn)行心理干預(yù)。具體的流程如圖5所示。

圖5  師生心里干預(yù)流程

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　　校園網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管流程

　　第一步，對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)攻擊的方式進(jìn)行收集和歸納。第二步，對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)中的異常流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。第三步，對(duì)HTTP、FTP、BBS等各種應(yīng)用的內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。最后，通過(guò)部署基于網(wǎng)絡(luò)的分布式捕獲系統(tǒng)，用于檢測(cè)未知攻擊。具體的流程如下圖6所示。

圖6  校園網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管流程

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　　總結(jié)與思考

　　當(dāng)然，高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的組成與應(yīng)用不僅僅局限于上述內(nèi)容，高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的目的是建立一個(gè)能迅速收集、處理、傳送高校突發(fā)事件中的事件信息及關(guān)聯(lián)信息和執(zhí)行指令的交互式信息系統(tǒng)。在應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)中，效率是第一目標(biāo)，因此將來(lái)的應(yīng)急信息系統(tǒng)應(yīng)該能夠支持各部門(mén)組織結(jié)構(gòu)的快速信息交換和處理功能的調(diào)整，是一種智能化、信息化、有學(xué)習(xí)能力的系統(tǒng)。

　　高校應(yīng)急信息系統(tǒng)在信息技術(shù)發(fā)達(dá)的當(dāng)今社會(huì)，是衡量高校應(yīng)急管理能力的綜合指標(biāo)，也是一個(gè)高校信息化水平的反映。隨著我國(guó)高校規(guī)模的不斷擴(kuò)大，校園突發(fā)事件日益增長(zhǎng)，高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)中如何使安防監(jiān)控和應(yīng)急管理技術(shù)無(wú)縫的集成、如何更加有效地利用現(xiàn)有的信息資源、以及如何讓高校師生更好地熟悉和參與應(yīng)急管理工作是我們迫切需要思考的課題。因此，加快高校應(yīng)急信息系統(tǒng)的建設(shè)，是我國(guó)政府和高校面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)，也是構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)及校園穩(wěn)定的重要措施。