人工智能技術在高職院校實訓室安全管理系統中的應用研究

摘要：該文對人工智能技術在高職院校實訓室安全管理系統中的應用展開研究。采用B/S結構設計由數據代碼層、邏輯處理層、應用層以及用戶顯示層組成的系統架構，硬件方面對數據采集器和報警器進行選型與設計，系統軟件方面對實訓室安全信息數據庫進行設計，并采用人工智能技術對實訓室安全信息進行分析，以此實現基于人工智能技術的高職院校實訓室安全管理系統設計。經實驗證明，設計系統安全風險應急管理決策響應未超過1 s，人工智能技術在安全管理系統開發與設計領域具有良好的應用前景。

關鍵詞：人工智能技術；高職院校實訓室；安全管理系統；數據采集器

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.07.058

中圖分類號：TM 93；TP 18；TP 3 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）07-0-03

Research on the Application of Artificial Intelligence Technology in the Security Management System of Vocational College Training Rooms

WANG Yunliang

（Shaanxi Vocational and Technical College of Finance and Economics， Xianyang 712000， China）

Abstract： This article conducts research on the application of artificial intelligence technology in the security management system of vocational training rooms. A system architecture consisting of a data code layer， logic processing layer， application layer， and user display layer is designed using a B/S structure. In terms of hardware， data collectors and alarms are selected and designed. In terms of system software， the security information database of the training room is designed， and artificial intelligence technology is used to analyze the security information of the training room， in order to achieve the design of a security management system for vocational college training rooms based on artificial intelligence technology. Through experiments， it has been proven that the emergency management decision response for security risks in the design system does not exceed 1 second， and artificial intelligence technology has good application prospects in the development and design of security management systems.

Keywords： artificial intelligence technology; vocational college training room; security management system; data collector

0 引言

當前，高職院校實訓室面臨著多種安全風險，傳統的安全管理模式主要依賴人工檢查和維護，存在很多問題，這些問題影響實訓室的安全和穩定運行。目前，國內外對于實訓室安全管理系統的研究還比較少。已有的研究主要集中在智能監控和預警方面，缺乏系統的、全面的解決方案。同時，現有的系統還存在一些問題。例如，對于環境監測方面，現有的系統往往只能監測單一的指標，無法做到全面、準確的監測；對于學生操作行為的識別方面，現有的系統主要依賴視頻監控和圖像處理技術，無法做到對所有學生的操作行為進行實時監測和預警；對于設備維護和管理方面，現有的系統缺乏對設備性能的深度分析和預測，無法做到智能維護和管理。隨著科技的飛速發展，人工智能技術在各行各業中的應用越來越廣泛。作為一種能夠處理海量數據、進行深度學習和自我優化的技術，人工智能在高職院校實訓室安全管理方面也能發揮重要的作用。

1 高職院校實訓室安全管理系統架構

與硬件設計

1.1 基于B/S的架構設計

基于實訓室安全管理系統設計需求，采用B/S結構進行架構設計，主要由數據代碼層、邏輯處理層、應用層以及用戶顯示層四部分組成[1]。在系統上進行實訓室安全信息傳輸、分析、管理以及監控督導等，使用代碼管理模塊作為系統的基礎平臺，由邏輯處理層、應用層以及用戶顯示層實現系統的數據采集、通信、處理以及統計分析等一體化綜合安全管理功能[2]。數據代碼層主要是對實訓室外部環境信息的識別與感知，系統采用物聯網技術中的RFID技術，采用數據采集器關聯實訓室活動人員以及電氣設備，對實訓室外部環境信息識別與采集，并以數據代碼形式對系統中所有的實訓室安全數據信息進行處理與維護。

用戶顯示層為系統用戶的操作界面，根據系統設計需求，在該層設置系統操作用戶、系統普通瀏覽用戶以及系統最高權限用戶三種角色[3]。其中系統操作用戶是系統各項安全管理功能模塊的主要操作者，根據高校實訓室安全管理工作任務量以及實際情況確定系統操作用戶數量；系統最高權限用戶是系統開發者，可以對系統進行設置，包括設置用戶權限、對系統維護與更新、增加或者刪除系統用戶等。

1.2 系統硬件選型與設計

結合系統架構對系統硬件進行設計，系統硬件結構主要由數據采集器與報警器組成，數據采集器采用RFID，是一種非接觸式識別技術，通過射頻信號識別與感知對象數據，設備組成如圖1所示。

圖1 數據采集器組成圖

圖1中，系統用戶經由電腦對RFID發送實訓室環境安全信息感知指令，RFID接收指令后，經由天線將無線射頻訊號發射出去[4]。RFID讀寫器在工作狀態下，通過接收到的標簽回傳的信息，解調、譯碼標簽上的特定信息，并將譯碼結果發送到后臺控制端，實現對具有電子標簽的實訓室人員與設備信息讀取。

實訓室環境安全信息經過人工智能技術處理與分析后，對實訓室安全危險進行量化與識別，將識別結果發送到報警器，報警器對實訓室安全風險進行報警響應[5]。根據需求此次選擇型號為IYFA-A4F87報警器，將報警器安裝在實訓室墻上，當識別到實訓室存在安全風險時，報警器自動亮起紅色信號燈。

2 基于人工智能技術的高職院校實訓室

安全管理系統軟件設計

2.1 實訓室安全信息數據庫設計

數據庫模型采用數據表格，對于實訓室安全信息存儲對象包括實訓室編號，名稱、設備、人數、面積以及危險源和危險等級，采用表格的方式對以上幾類數據加以存儲，如表1所示。

2.2 基于人工智能技術的安全風險識別及應

急管理

實訓室安全風險主要由實訓室設施安全、電氣安全、設備安全、人員安全等因素組成，因此將以上四個指標作為實訓室安全風險量化指標，從數據庫中抽取相應的指標數據信息，考慮到原始數據類別、數值范圍等方面存在差異，為保證實訓室安全風險智能識別精度，采用標準化方法對原始信息進行處理，公式為：

（1）

式中，表示標準化處理后的實訓室安全數據；表示原始數據；表示實訓室安全數據最小值；表示實訓室安全數據最大值[6]。對標準化處理后的綜合分析，智能量化實訓室安全風險系數，其計算公式為：

（2）

式中，表示實訓室安全風險系數；表示第個指標權重系數[7]。根據實訓室安全風險智能量化結果，確定危險等級與管理對策。

3 實驗論證

3.1 實驗準備與設計

以某高職院校實訓室為實驗環境，該實訓室包含5臺電氣設備、10臺訓練設備，實訓室面積為156.24 m2，容納實訓人員共50人。采用SQL Server數據庫，系統Web端采用MOD平臺開發，采用Net Framework開發平臺。實訓室內安裝1臺RFID以及1臺報警器，共采集1.26 GB實訓室環境安全數據。

3.2 實驗結果與討論

將系統與基于無線傳感網絡的管理系統和基于物聯網的管理系統對比。隨機選取8個危險樣本，測算針對每個危險樣本系統應急管理決策響應時間，結果如表2所示。

由表2數據可以看出，本文設計系統對于實驗室安全管理決策響應時間未超過1 s，可實現對安全風險應急管理決策實時響應；而兩種主流系統應急管理決策平均響應時間分別為6.35 s、11.24 s。通過與主流系統對比，證明了設計系統在響應性能方面具有絕對的優勢，具有良好的實訓室安全管理效果。

4 結束語

在人工智能技術不斷發展和應用的背景下，高職院校實訓室安全管理系統設計具有重要的意義。通過引入人工智能技術，實訓室可以更有效地進行安全管理，提高實訓室的使用效率，保障師生的安全。該系統能夠實現自動化監控、預警和報警等功能，提高實訓室的安全性和可靠性。同時，該系統還可以根據不同的需求進行定制和擴展，滿足不同實訓室的需求。總之，基于人工智能技術的高職院校實訓室安全管理系統具有較大的應用價值和市場前景。

參考文獻

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