校园AI安防门禁联动控制与预警方法及系统与流程

本发明涉及校园安防，尤其涉及校园ai安防门禁联动控制与预警方法及系统。

背景技术：

1、校园安防领域中，视频监控系统与门禁系统通常作为相互独立的子系统进行部署和运行。视频监控系统负责对校园公共区域进行实时画面采集与录像存储，依靠安保人员人工查看或事后回放来发现异常行为。门禁系统则通过刷卡、指纹或人脸识别等方式，对进出特定楼宇或区域的人员进行身份验证，并生成进出记录日志。两种系统一般仅通过简单的联动规则进行配合，例如在门禁触发非法闯入告警时，调取附近监控画面进行人工确认，或者将门禁记录与视频回放时间进行粗略对齐，以便事后追溯。

2、视频监控数据与门禁认证数据分别存储于各自平台，缺乏统一的数据融合处理机制，人员的位置信息与身份信息难以在时间维度上形成精准对应，导致安保人员无法及时判断某一时刻出现在监控画面中的人员与门禁认证记录之间的真实关联。这种数据割裂状态使得跨区域的人员活动轨迹只能依靠人工比对多路回放视频和门禁日志来还原，效率低下且容易遗漏关键信息。

3、此外，现有的联动控制方式多依赖于静态预设规则，例如仅对特定时段、特定门禁点设置禁止通行或告警策略，无法根据人员历史活动规律动态调整管控措施。对于已产生异常行为或存在安全隐患的人员，系统无法主动推演其可能的移动路径，更无法提前对相关门禁设备实施协同限制，往往只能在危险事件发生后才进行被动响应，预警能力与防范效果均受到制约。

技术实现思路

1、本发明实施例提供校园ai安防门禁联动控制与预警方法及系统，能够解决现有技术中的问题。

2、本发明实施例的第一方面，提供校园ai安防门禁联动控制与预警方法，包括：

3、采集校园内视频监控数据与门禁认证数据，从视频监控数据中提取人员的时序位置点集，从门禁认证数据中提取身份信息与认证时刻；

4、构建身份轨迹双层映射网络，将时序位置点集聚类形成轨迹单元作为基础层，将身份信息与轨迹单元建立关联边作为关联层，关联边的权重由认证时刻与位置点时刻的时间接近程度确定，对双层映射网络进行连通性分析识别冲突结构；

5、将冲突结构对应的人员标记为待验证对象，提取待验证对象的当前位置与历史轨迹单元；

6、建立门禁协同控制矩阵，矩阵的行对应门禁设备、列对应时间窗口、元素表示控制状态，根据历史轨迹单元计算待验证对象到达各门禁设备的时间分布，在矩阵的对应时间窗口填充限制状态；

7、根据门禁协同控制矩阵，向门禁设备下发时序控制指令并推送预警消息至安防终端，收集门禁设备的执行反馈与安防终端的确认结果。

8、构建身份轨迹双层映射网络，将时序位置点集聚类形成轨迹单元作为基础层，将身份信息与轨迹单元建立关联边作为关联层，关联边的权重由认证时刻与位置点时刻的时间接近程度确定，对双层映射网络进行连通性分析识别冲突结构，包括：

9、对时序位置点集执行增量式聚类处理，每接收一个位置点时计算与已有轨迹单元末端的时空距离，当时空距离满足延续条件时将位置点追加至已有轨迹单元，当时空距离不满足延续条件时创建新的轨迹单元；

10、针对身份信息的认证时刻在时间轴上扩展容差区间，在容差区间内搜索轨迹单元，根据认证时刻到轨迹单元时间边界的距离确定关联强度，在身份信息与轨迹单元之间建立携带关联强度的关联边；

11、对双层映射网络执行双向传播操作，从身份节点向轨迹节点传播身份标签，从轨迹节点向身份节点回传验证结果，当身份标签冲突或验证结果失败时在关联边上设置冲突标记；

12、扫描携带冲突标记的关联边，追溯冲突标记对应的身份节点与轨迹节点构建局部子网络，统计局部子网络中身份节点的出度与轨迹节点的入度；

13、当轨迹节点入度为多时识别为身份竞争型冲突，当身份节点出度为多时识别为轨迹分裂型冲突，并将冲突类型与局部子网络输出。

14、对双层映射网络执行双向传播操作，从身份节点向轨迹节点传播身份标签，从轨迹节点向身份节点回传验证结果，当身份标签冲突或验证结果失败时在关联边上设置冲突标记，包括：

15、为双层映射网络中的每条关联边分配传播时间戳，传播时间戳标识身份标签沿关联边的传播顺序，按照关联边的关联强度对传播时间戳进行赋值；

16、按照传播时间戳的先后顺序依次激活关联边，从关联边连接的身份节点提取身份标签并向轨迹节点传播，在轨迹节点接收身份标签时记录传播时间戳与身份标签的绑定关系，并存储至轨迹节点的接收记录中；

17、针对接收记录中存在多个绑定关系的轨迹节点，提取多个绑定关系对应的身份标签，计算身份标签之间的属性相似度，当属性相似度低于相似度阈值时判定为标签冲突，当属性相似度不低于相似度阈值时判定为标签一致，并将标签冲突或标签一致的判定结果封装为验证结果；

18、按照传播时间戳的逆序沿关联边向身份节点回传验证结果，在身份节点接收验证结果时解析判定结果，当判定结果为标签一致时完成验证流程，当判定结果为标签冲突时在对应关联边上设置冲突标记。

19、将冲突结构对应的人员标记为待验证对象，提取待验证对象的当前位置与历史轨迹单元，包括：

20、从冲突结构中提取身份节点，读取身份节点携带的身份信息确定对应的人员，为人员分配验证优先级标识并标记为待验证对象；

21、从冲突结构中回溯待验证对象关联的轨迹节点，提取轨迹节点对应的轨迹单元构建轨迹集合，按照时间边界对轨迹集合中的轨迹单元进行时序排列；

22、在时序排列中识别时间边界晚于当前时刻的轨迹单元，提取末端位置点作为待验证对象的当前位置，在时序排列中识别时间边界早于当前时刻的轨迹单元确定为历史轨迹单元；

23、针对历史轨迹单元提取包含的时序位置点集，对时序位置点集进行空间聚集度分析与时间连续性分析，根据空间聚集度分析标注历史轨迹单元的活动区域类型，根据时间连续性分析标注历史轨迹单元的行为模式类型；

24、将待验证对象的当前位置、历史轨迹单元、活动区域类型与行为模式类型关联存储生成时空行为档案。

25、建立门禁协同控制矩阵，矩阵的行对应门禁设备、列对应时间窗口、元素表示控制状态，根据历史轨迹单元计算待验证对象到达各门禁设备的时间分布，在矩阵的对应时间窗口填充限制状态，包括：

26、读取门禁设备的空间坐标与设备编号，按设备编号为门禁协同控制矩阵分配行索引；设定预测时段与时间窗口间隔，划分时间窗口序列并分配列索引，生成门禁协同控制矩阵；

27、提取待验证对象历史轨迹单元的时序位置数据，执行轨迹形态分析提取路径弯曲度与方向变化率，基于路径弯曲度与方向变化率识别移动习惯特征；

28、将移动习惯特征与当前位置进行耦合，推演待验证对象在预测时段内的位置演化过程，从位置演化过程中提取演化节点与演化时刻，组合生成时空演化序列；

29、判定时空演化序列中演化节点到门禁设备的空间可达性，根据空间可达性识别关联门禁设备，将关联门禁设备的设备编号与演化时刻建立绑定关系；

30、根据绑定关系定位门禁协同控制矩阵中设备编号对应的行索引与演化时刻所属时间窗口的列索引，在定位位置填充限制状态并附加待验证对象的验证优先级标识。

31、提取待验证对象历史轨迹单元的时序位置数据，执行轨迹形态分析提取路径弯曲度与方向变化率，基于路径弯曲度与方向变化率识别移动习惯特征，包括：

32、从待验证对象的历史轨迹单元中提取时序位置数据，将时序位置数据转换为空间坐标点序列，对空间坐标点序列按时间连续性进行分段形成连续轨迹片段；

33、通过连续轨迹片段的起点与终点构建基准向量，提取连续轨迹片段上各位置点到基准向量的垂直距离，对垂直距离进行统计处理生成路径弯曲度；

34、在连续轨迹片段上提取位置点的移动方向并转换为角度表示，计算相邻角度的变化量构建角度变化序列，对角度变化序列进行波动性分析提取波动幅度作为方向变化率；

35、建立路径弯曲度与方向变化率的映射关系表，映射关系表以路径弯曲度为行索引、方向变化率为列索引构建二维结构，索引交叉位置存储移动习惯特征的类型标识；

36、根据待验证对象的路径弯曲度与方向变化率在映射关系表中检索对应位置，读取对应位置存储的类型标识确定移动习惯特征。

37、根据门禁协同控制矩阵，向门禁设备下发时序控制指令并推送预警消息至安防终端，收集门禁设备的执行反馈与安防终端的确认结果，包括：

38、根据待验证对象的当前位置计算各门禁设备的空间距离，将距离较近的门禁设备标记为高优先级并生成时序控制指令队列；

39、从指令队列依次提取控制指令，为每条指令分配唯一标识与生效时刻并写入消息头，通过消息总线推送至门禁设备；

40、构建包含身份信息、轨迹坐标序列与限制状态位置分布的多层预警消息，封装后推送至安防终端，安防终端按层级展开多层消息，分别触发身份核查、轨迹回溯与策略审核流程，各流程独立采集处理结果后合并为确认结果；

41、门禁设备接收指令后根据指令标识建立执行追踪，在生效时刻启动控制并监测认证事件，将认证事件与控制响应绑定为事件响应对并回传作为执行反馈，对确认结果与事件响应对交叉验证，当处理结果与响应状态不一致时产生冲突告警，反馈至门禁协同控制矩阵用于策略修正。

42、本发明实施例的第二方面，提供一种校园ai安防门禁联动控制与预警系统，包括：

43、数据采集单元，用于采集校园内视频监控数据与门禁认证数据，从视频监控数据中提取人员的时序位置点集，从门禁认证数据中提取身份信息与认证时刻；

44、映射构建单元，用于构建身份轨迹双层映射网络，将时序位置点集聚类形成轨迹单元作为基础层，将身份信息与轨迹单元建立关联边作为关联层，关联边的权重由认证时刻与位置点时刻的时间接近程度确定，对双层映射网络进行连通性分析识别冲突结构；

45、对象识别单元，用于将冲突结构对应的人员标记为待验证对象，提取待验证对象的当前位置与历史轨迹单元；

46、矩阵建立单元，用于建立门禁协同控制矩阵，矩阵的行对应门禁设备、列对应时间窗口、元素表示控制状态，根据历史轨迹单元计算待验证对象到达各门禁设备的时间分布，在矩阵的对应时间窗口填充限制状态；

47、控制执行单元，用于根据门禁协同控制矩阵，向门禁设备下发时序控制指令并推送预警消息至安防终端，收集门禁设备的执行反馈与安防终端的确认结果。

48、本发明实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：

49、处理器；

50、用于存储处理器可执行指令的存储器；

51、其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行前述所述的方法。

52、本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述所述的方法。

53、本发明融合视频监控数据与门禁认证数据，以时序位置点集和认证时刻为输入，实现人员移动轨迹与身份信息的统一建模。对人员行为状态的全过程感知取代了单一维度判断，使异常识别从被动事后查证转变为主动实时预警，提升了安防系统对复杂校园环境的适应能力与响应效率。

54、身份轨迹双层映射网络以轨迹单元为基础层，以身份信息为关联层，关联边权重依据认证时刻与位置点时刻的接近程度确定。连通性分析可识别轨迹断裂、身份复用、时间矛盾等冲突结构，将冲突人员标记为待验证对象。权重由真实时间差确定，使冲突判定具备量化依据，降低误报与漏报，为后续控制提供准确目标。

55、门禁协同控制矩阵以门禁设备为行、时间窗口为列，将待验证对象到达各门禁设备的时间分布转化为对应窗口的限制状态。矩阵化编排使多个门禁设备在时间维度上联合布控，控制策略统一生成。根据历史轨迹单元预先计算到达时间，填充相应窗口的限制状态，避免孤立控制，减少漏控窗口。下发的时序控制指令与预警消息同步推送至安防终端，收集门禁设备的执行反馈与安防终端的确认结果，若执行异常或未被确认，可及时发现并调整控制策略，缩短从发现异常到完成处置的时间，提高整体防控和管理效率。