大学生安全管理危机调控系统研究

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摘要：在人才培养模式下，大学生安全管理危机调控受到了各高校的重视，但现有的危机调控系统在登录拥挤时，其吞吐量无法满足系统的正常运行。为此，提出人才培养模式下大学生安全管理危机调控系统优化设计。在原有硬件基础上，选择合适的协调器主控芯片，使其能够自由切换不同的运行模式，扩展射频识别卡，避免读写器与射频卡片之间的接触；在硬件基础上，将需求转化为后端设计，确立安全责任制考核，采用量化考核理念，监督基层管理人员，增加加密保护措施，维护学生隐私，实现人才培养模式下大学生安全管理危机调控系统设计。利用对照实验，测试所设计系统性能，实验结果表明，经过优化设计的系统数据吞吐量最高能够达到600000B/s，能够保障在登录拥挤时系统的正常运行。

关键词：大学生安全管理；危机调控；人才培养；信息加密；系统设计；对照实验

人才培养模式是一种相对稳定的课程教学体系，利用规定的管理方法与评估体系，将大学生培养成为社会所需要的人才。在1998年，教育部首次召开了全国普通高校教学工作会议，并在会议当中确定了人才培养模式的具体定义，实际上就是人才的培养目标和培养规格以及实现这些培养目标的方法或手段[1⁃3]。我国各高校现有的人才培养理念已经无法满足社会的发展需求，身处在科技发展迅速的当今社会，信息流动较快，各高校需要对学生管理模式做出相应调整，保证学生的全面健康发展，以人为本，利用互联网技术，将学校工作、学生的日常生活及学习一体化，打造出安全便捷的生活环境，为师生提供多种多样的校园服务[4⁃6]。校园当中的人员流量较大，存在一定的安全风险问题；且国内的综合型高校理工科偏多，涉及到的实验场所环境复杂，若使用不当，极有可能造成学生与教职工的财产损失甚至人身伤害，为此需要建立安全管理危机调控平台，加强高校对于学生安全的管理工作，避免意外事故的发生[7]。

1大学生安全管理危机调控系统硬件设计

1.1总体结构优化。大学生安全管理危机调控系统的设计，需要围绕校园中可能发生的安全隐患，以及对学生人身安全的影响，全面监管校园中所产生的突发情况。在现有硬件结构的基础上，增加其可扩充性，为系统的稳定运行提供保障，其具体物理框架结构如图1所示。1中，采用星型拓扑结构，利用终端节点负责校园中各突发情况信息的采集，同时控制与之相关的相关联动设备；利用协调器将所采集到的有效信息归纳汇总；通过通信接口传输至嵌入式网关模块，完成监控服务器所发出的控制指令[8⁃10]。这一系列操作的顺利运行，需要得到协调器节点的支持，其选型是十分重要的。1.2协调器主控芯片选择。安全管理危机调控网络参数的设定，信息数据的管理与维护，都需要协调器的支持，通过协调器的辅助，建立应用层与安全层之间的联系，其具体情况如图2所示。公司的SoC芯片CC2530，其内部集成了增强型8051微控制器以及符合IEEE802.15.4标准的RF收发器，以此满足高校校园当中的无线传感需求[11]。该芯片能够自由切换不同的运行模式，以此降低功耗，在发送端结束数据信号的编码调制后，将其转换成为RF信号输送至天线，发送到调控终端。1.3射频识别卡扩展。在选取了合适的协调器主控芯片后，将射频识别卡扩展优化，使其能够更好地作用于电子标签的双向通信以及控制指令的传达接收，校园中教学楼以及实验室等地可以采用支持⁃ISO/IEC14443⁃A协议的读卡器，完成协作，其具体实物如图3所示。将射频标签附着在所需要识别的设备上，实现设备信息的提取，可以在图书馆的书籍借阅，食堂的饭卡以及宿舍出入门卡中广泛应用，其具体内部结构如图4所示。由于读写器与射频卡片之间不存在接触，为此减小了两者由于接触而产生的故障，在射频识别卡中加入防冲功能，使读写器能够在同一时间分辨出不同卡片，使卡与卡之间互不干扰，以此提高应用的稳定性及系统工作速度[12]。在结束硬件部分的优化设计后，参考现如今的人才培养模式，设计大学生安全管理危机调控系统软件部分。

2大学生安全管理危机调控系统软件设

2.1调控系统架构。在实现了硬件部分的优化后，确定安全管理危机调控的基本需求与应用范围，将高校的需求通过更加直观的方式展现，并按照需求，设计出相应的数据架构，通过软件平台将需求转化为后端设计，具体如图5所示。虽然该系统是为各高校大学生而服务的，但其平台涉及到的相关人员众多，需要相关的教职工来完成系统的运行与监测。对于各专业学生的基础信息分类管理，预先将所采集的初始信息录入到相关模块，以便教职工完成查询统计工作[13]。在调控系统当中，需要满足系统使用者的实时查询功能，确保教职工能够随时随地查看系统的基础数据，例如校园的基本概况、人群密集程度以及教学楼平面图等。2.2安全责任制考核。在确保校园内部情况能够得到实时监控的前提下，在系统中增加安全责任制考核模块，将网络上签订的安全包保责任书落实到实际当中，建立网格化管理的安全调控体系，采用量化考核理念，监督基层管理人员。将相关人员的职责明确出来，并按照奖惩机制考核管理，利用系统模块对责任书的内容修订编辑[14]。校园安全项目的底层数据信息各自分布在不同的数据库当中，利用系统网络构建数据通道，将来源于校园学生安全项目外的数据信息，同步到危机调控系统的资源池内。将系统自身数据库划分为其他系统交互至当前系统的数据，以及当前系统自身正常运行产生的系统数据，其两者缺一不可，分别承担着同步与运行的重要部分[15]。按照所规定的安全责任制度，对校园的安全防护措施定时检验，模拟突发情况的发生，以便及时发现潜在的不足，并针对该问题采取相应的措施，相关操作界面见图6。图6检查计划设计界面在上述检查计划实施后，若未发现能够威胁学生安全的隐患及不足，可直接在系统当中添加审核记录，并传输到控制终端；若在检查过程中发现了无法当场解决的问题，则需要在检查记录当中标明事故发生原因，以及所需解决的问题，将其传递到整改部门，并重新提交结果，直至通过审核。2.3学生信息加密。由于上述操作当中会涉及到部分学生的数据信息，若在调控过程中使学生信息泄露，则会得不偿失，为此需要在大学生安全管理危机调控系统当中，增加加密保护措施，保护学生的合法权限及隐私。在创建系统文件时，将校职工的操作终端能够对特定进程所产生的数据信息，在写入时完成加密，并在信息被读取时自动解密，在系统信息的编辑存储与传输过程中，对未得到授权的访问请求加以控制。对敏感数据实施瞬态加密，其主体部分分为敏感数据用户与管理敏感数据主体，敏感数据用户包括使用主体与分发主体，管理敏感数据主体分为管理主体与创建主体，用D代表主体集，得到：D={}di|||D_User,D_Transmitter,D_Creator,D_Manager（1）式中：D_User表示敏感数据使用主体；D_Transmitter表示分发主体；D_Creator表示创建主体；D_Manager表示管理主体。而客体是与主体相对应的，代表了授权主体执行权限的对象：P=P_Txt⋃P_App⋃P_Img⋃P_Exe（2）式中：P_Txt表示文本类型；P_App表示可执行应用软件类；P_Img表示图像文件类；P_Exe表示可执行应用程序类资源。学生敏感信息的瞬态加密需要在内核态安全执行环境中对原始内容在特定的密钥管理控制下实行瞬态同步加解密操作，将所保护的敏感信息表达为：B=Package(M)plain,()KE,Crypto,Km,T（3）式中，T={t|}SYN,ASYN，表示受到加密保护后的学生数据，按照异步模式或同步模式而最终实现加密的方式集合。为了保障大学生安全管理危机调控网络环境中信息的透明程度，在控制监视器的辅助作用下，将教职工的系统查阅过程实时监测。

3系统性能测试

系统性能的测试是对所设计成果质量的检测，也是对高校学生安全的负责，设计仿真对照实验，模拟学生在校过程中上述设计的大学生安全管理危机调控系统的运行情况，并将其数据吞吐量与常规系统相对比，分析两者之间的差异，验证所设计系统的应用效果。3.1测试准备过程。由于上述内容是为各高校大学生而设计的，为此将实验地点定在某知名高校的监控实验室中，其实验环境如图7所示。2.1GHz，主板拥有5×PCI⁃E1×PCI扩展槽，能够满足安全管理危机调控系统的运行需求。在该实验平台当中，利用LoadRunner负载测试工具，模拟其运行状态，对系统和数据库施加压力，以此测试系统在多用户并发的条件下的运行情况，其吞吐量情况如图8所示。在实验准备阶段，向数据库当中预先存储大量数据，再利用计算机程序执行代码模拟系统运行情况，其部分关键代码如下：{DateTimestart=DateTime.Now；for（intj=0；<1000；j++）}图8模拟用户压力测试在完成上述模拟后，即可得到实验仿真结果，并将其与原有系统的运行结果相对比。3.2结果对照分析。为保证实验的严谨以及所得结果的准确性，除实验对象外，其他各变量皆保持一致。将并发数统一设置为200，整个测试时长为10min，图9为所得到的实验结果。图9为所设计的安全管理危机调控系统在运行过程中的数据吞吐量与原有系统之间的对比。其中，深色部分为所设计系统的网络数据吞吐情况，与浅色部分的原有系统情况相对照，能够明显看出，所设计系统的数据吞吐量为原有的2倍之多，最高能够达到600000B/s，能够在学生登录拥挤时，保证系统的正常运行。

4结语

除了教授专业知识外，保护学生的人身安全，满足学生的日常生活需求，也是各高校的工作重点之一。为了能够实时监测学生们的身心安全，设计大学生安全管理危机调控系统，在人才培养模式的前提下，利用数字化新型科技，优化原有系统的硬件部分。并在其支持下，提升校园网络环境，建立全面的安全管理考核制度，加密学生的隐私信息数据。但该系统在实际当中的应用程度仍有待提升，需要高校教职工的高度配合，加强相关培训，并与技术部门完成对接，在以后的实际操作当中再次优化及完善。

作者:崔尧 王荔玫 单位:西安财经大学