從公共衛生安全角度重新審視高校智慧校園設計

周 波, 代 鵬, 李麗萍

[同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司, 上海 200092]

0 引 言

新冠疫情從突發事件逐漸轉化為長期性的公共衛生問題,給全社會、各行業都提出了新的公共衛生安全課題。如何在突發或者長期性公共衛生事件時保證高等院校正常的生活、教學、科研秩序是一個重要課題。本文在此背景下,從公共衛生安全的角度研究探討高等院校智慧校園的設計,為保護高校的公共衛生安全提供有益參考。

本文中的公共衛生定義如下:高等院校(包括大中專院校、高職院校等)以預防醫學和心理醫學的理論、觀點和技能為基礎,重點開展疾病預防和控制、食品安全、生活用水安全、心理衛生安全、健康宣傳教育、特殊功能衛生管理(游泳池、試驗室)、體育鍛煉衛生安全、學校環境與設施衛生安全等工作,目的是創造良好的學習、工作、生活環境,保護和提高在校師生身心健康水平[1]。

1 高校建筑主要特點

高等院校按校園基本功能分區及其活動特征,將校園空間分為“兩區兩所”,其分類及主要特點如下。

1.1 教學區

教學區包括公共教學樓、試驗實訓用房、院系及行政辦公等,是師生公共教學、試驗、學術交流、課余學習的主要場所,也是校園里人員最為密集、最容易發生公共衛生安全問題的區域,是校園公共衛生安全防控的重點區域。在教學樓、試驗樓的主要出入口、豎向通道(樓梯、電梯)會出現潮汐性的瞬時人流,容易造成擁堵、聚集。

1.2 生活區

生活區包括學生公寓、食堂餐廳、師生活動中心、學術交流中心、校醫院、生活服務配套和后勤附屬用房等。宿舍是小范圍人員聚集、長時間、密切接觸的空間。食堂餐廳容易較多人員聚集,使用時間相對集中,而且食堂也是口鼻容易暴露,防護難度較大的場所?？爝f中心的特點是人、物接觸頻繁,且是以校園內、外的人、物接觸為主,是主要的外來風險來源。

1.3 高大空間場所

高大空間場所包括圖書館、體育館、會堂、風雨操場等具有高大公共室內空間,是更具開放性和流動性的室內場所。

高大空間通常有聚集性人群或大量流動人群同時使用的情況,由于人員量的增多和交流需要而出現社交距離緊密,在具有傳染性疾病的公共衛生情景下帶來較大的防控風險和潛在風險。

高大空間具有公共性特點,其欄桿扶手、家具、物品(如書籍)和供應設施(如飲水機)等都是使用者經常接觸的公用對象,且高大空間中使用人群通常經常變換并交叉使用,一旦出現具有公共突發傳染性疾病的使用對象,就會因為空間中的相關公共物品交叉接觸快速傳播,形成難以追蹤和控制的狀況,帶來預防風險。

高大空間通常使用中央空調進行換氣和通風,一旦有病毒進入空間內部,尤其是通風設備中,會直接散播進空間,且難以快速排走,形成隱患。

1.4 室外活動場所

室外活動場所泛指室外具有活動功能的各類場所,包括體育場、室外廣場、功能連廊、屋面平臺等。室外場所存在較低的傳染風險,重點需關注室外水體水質等公共衛生情況。

2 基于公共衛生安全的智慧校園設計

2.1 現有智慧校園標準體系

目前,高校智慧校園的設計規范主要是依據JGJ 310—2013《教育建筑電氣設計規范》、GB 50314—2015《智能建筑設計標準》、GB/T 36342—2018《智慧校園總體框架》、《教育信息化2.0行動計劃(2018)》、《高等學校數字校園建設規范(試行)2021》、GB/T 31068—2014《普通高等學校安全技術防范系統要求》等,沒有針對校園公共衛生安全的設計和建設相關標準,因此,本文提出應從公共衛生安全的角度重新審視智慧校園設計和建設,在規劃設計階段就應考慮公共衛生安全的相關設計內容,并提出了相關的具體設計措施。

2.2 基于公共衛生安全的智慧校園設計措施

2.2.1 信息網絡系統

信息網絡系統是智慧校園建設的最重要的基礎設施之一,其組網方式主要有兩種方式:無源光局域網(POL)和傳統分組交換局域網。傳統分組交換局域網與POL比較如表1所示[2]。

表1 傳統分組交換局域網與POL比較

智慧校園建設中,需要校園網絡滿足以下要求:能夠有力地支撐數據、語音、視頻、無線等多種業務;在開展跨區域校區間遠程教學、教學云桌面服務時,能夠提供較高的安全性和可靠性;能夠平滑應對教學、科研、校園生活中各末端帶寬快速增長的需求;同時要求系統易部署、故障率低、日常管理維護便捷。因此,相比傳統分組交換局域網絡,本文推薦在智慧校園網絡建設中采用無源光局域網系統[2]。

2.2.2 智能安防系統

智能安防系統主要利用視頻監控、出入口控制、入侵報警、電子巡更、違禁品安檢、實體防護等技術手段防范應對各類風險和挑戰,構建立體化智慧校園防控體系,維護校園安全及穩定。

系統應可以實現基于人像的人員管控、人臉考勤、人臉軌跡分析、人臉布控等,且具備以下功能:

(1) 事件回溯功能。通過采集校園的人臉底圖、校園一卡通、門禁、道閘、消費、感知設備等數據,利用智能分析對校園內人員活動軌跡進行全過程實時管理和歷史軌跡追溯,輔助學校管理決策。

(2) 訪客管理功能。為校園來訪人員提供從預約、登記到訪、簽離的全流程智慧化管理和服務,減少訪客拜訪流程,提高訪客登記效率,加強訪客全過程監管,為校園安全保駕護航。

(3) 自動“巡邏”、智能告警功能。通過覆蓋園區的攝像機,管理平臺可以進行分鐘級的自動“巡邏”,視頻分析、跟蹤、排查校園內人員及群體活動。通過提前配置一定的告警規則,聯動人員布控系統、周界告警系統、視頻監控系統等,通過智能分析算法,實現黑名單闖入、非法入侵、人員聚集、人員離崗、人員徘徊、人員密集場所未戴口罩等智能告警,并將告警信息實時上報到監控中心大屏,輔助安保人員進行快速處理,降低安全風險。

(4) 互聯網+明廚亮灶功能。將學生和家長從“餐廳”請入“廚房”,通過視頻清晰了解食品各個加工環節的狀況。將操作間、分餐間、儲藏間等衛生狀況從“后臺”請到“前臺”,直接面對學生、家長和監管部門的監督。

2.2.3 校園健康數據采集及管理系統

(1) 出入口無感快速測溫。

在校園出入口、行政辦公、教學樓、食堂、宿舍出入口等較多人員進出處,設置人臉識別+測溫技術的攝像信息化裝置,可動態識別,無須特意配合,避免聚集排隊逐個檢測,提高通信效率。

設備主要功能應包括:出入口高密度人流通行時體溫發熱篩查,實時報警;在公共衛生突發事件期間出入人員不戴口罩自動識別,實時報警;自動分類體溫異常人群,并在人臉庫內人群自動識別,非人臉庫人群抓取人臉實時回傳。

(2) 師生健康數據動態監測。

通過學校APP、微信小程序等及時更新每一名學生、教師、職工(含門衛、廚師、保潔人員、食品配送人員等)、校園內小區住戶人員的健康動態數據。測量、統計、分析、研判師生員工體溫及健康情況,如有異常立刻上報。

2.2.4 出入口控制&訪客管理

利用人臉識別、刷卡、電子通行證等方式對校內外往來人員進行嚴格的身份識別與進出管控,未報備返校人員不予通過,嚴防外來輸入,為高校公共衛生防控筑牢第一道防線。

校園電子通行證依托學校統一身份認證平臺,將人臉大數據及移動端信息系統相結合,使全校師生在公共衛生突發事件防控期間,可憑學校電子通行證進出校門。主要出入口保安配備移動手持機,支持師生刷卡、掃碼、輸入卡號進行認證,并與網上辦事大廳聯動,臨時入校人員可從網上提交個人相關資料進行入校申請,線上審核,審核通過后生成入?？ㄌ柌⑼扑椭列@進出管控系統,同時將入?？ㄌ栆远绦诺男问桨l送給申請人,方便來校人員進出管理。

2.2.5 校園人員軌跡追蹤與溯源系統

通過在各大重點場所換裝或加裝“智能感知融合設備”,“人員軌跡追蹤與溯源系統”實現人員“人—車—電子特征碼—時間—地點”信息的無感采集和關聯。

校園內人員感知是智慧校園的基礎服務。校園人員感知方法主要有:① 基于視頻監控的人員感知;② 基于一卡通信息的人員感知;③ 基于無線網絡的人員感知。通過精確、實時的人員流動和聚集感知,在公共衛生突發事件期間,可以實現實時的人員流動和聚集監控,能夠對人員聚集發出告警,并能快速定位目標人員,并建立相關人員的軌跡數據和接觸人員關系圖譜,生成一張“智能關系圖譜”。

2.2.6 非接觸措施

限制公共衛生感染風險的首要建議是盡量減少或避免直接性接觸、間接性接觸,所以采用非接觸式技術是減少感染傳播的重要一步。非接觸措施主要包括以下幾種。

(1) 非接觸式門禁。

高校校園內有較多的門禁設備,出入口門禁識別建議采用智能卡、NFC卡、人臉識別等形式,開門控制建議采用感應式或人臉識別。人臉識別應能支持戴口罩進行人臉識別,在公共衛生突發事件情況下進出無須摘口罩。

(2) 非接觸式電梯。

電梯廳、電梯轎廂是豎向交通的主要通道,其內、外的控制面板建議采用非接觸式?？刹捎每山换タ罩谐上窦夹g,在不干擾常規電梯系統的前提下,無縫接入,可將電梯操作界面于空中直接成像,不依賴其他實體顯示介質,使用者只需點擊空中的“數字按鈕”或“升降按鈕”即可操控電梯,實現全程無接觸通行,有效避免人-物-人交叉感染風險。

(3) 非接觸式醫療自助機。

在校醫院環境中,建議采用非接觸式醫療自助機,可采用可交互空中成像技術,提供全新的空中成像人機交互方式,讓用戶在不接觸實物的情況下,點擊空中成像,就能完成掛號、預約、繳費等多功能自助服務的一系列操控,有效避免人-物-人交叉感染風險。

(4) 非接觸式衛生間。

非接觸式衛生間主要配置感應水龍頭、感應皂液器、感應便池,有條件的可以設置感應自動門,盡可能減少間接性接觸。如建議采用智能馬桶蓋,實現坐墊自動更換、一人一換,有效避免人-物-人交叉感染風險。

(5) 智能照明系統。

圖書館閱覽室和學習室、體育場館、學生活動中心、報告廳、走道、電梯廳、門廳等人員密集場所設置智能照明控制,采用集中控制、按場景或時間自動控制。樓梯間采用延時自熄幵關或帶人體紅外感應自動幵關控制。有效避免人-物-人交叉感染風險。

(6) 線上支付。

針對學生繳費,可簡化報名及繳費手續,充分利用微信、支付寶、網銀等線上支付形式。

校內商店應以校園一卡通、遠程服務、各種移動支付方式等多種模式開展經營,盡量避免線下接觸。

建設智慧食堂,就餐者刷卡/刷臉綁定餐盤后就可以自助取餐,取餐結束移走餐盤,即可完成支付。實現無感支付。

(7) 無接觸智能快遞柜。

因常態化疫情防控的需要,建議學校分區域集中設置無接觸智能快遞柜,降低人與人之間接觸的概率,大大降低病毒傳播風險。

2.2.7 校園信息發布

宣傳部門利用校園信息發布和廣播系統,通過電子屏、宣傳欄校園、廣播、公眾號、校園APP、短視頻號等進行公共衛生事件信息的及時公示、公共衛生培訓和健康教育。

利用校內信息發布系統,通過官網、官微等途徑,及時準確地向廣大師生推送權威的公共衛生信息、國家防控政策和校內防控措施,廣泛宣傳公共衛生防控知識,統一思想,形成合力,堅持正確輿論導向,做到應知盡知,消除恐慌,科學有效防控。

2.2.8 校園預約平臺

公共浴室、校醫院就醫、圖書館、體育館、外來人員來訪等應通過校園APP、微信小程序等進行提前預約。

圖書館、體育館均采用預約平臺授權進出權限,分功能區、分時段限制使用人數。公共浴室通過預約實現分時分批次洗浴,各院系分時段統籌安排洗浴工作,避免不同院系的學生接觸。外來人員來訪,通過預約平臺提前預約,發二維碼,界定來訪時間段。

2.2.9 網上教學

在公共衛生事件突發狀態下,利用網絡平臺積極開展教育教學活動,做到“停課不停教、停課不停學”。如網絡與系統負載壓力過大,可采取校內課程平臺與校外云教育平臺相結合、直播與錄播相結合、視頻與文字資源相結合等方式開展網絡教學,鼓勵使用已有的慕課和精品課程資源,充分進行資源共享和再利用。同時,配套制定線上督教、督學方案,開展線上輔導工作,保證教學過程合規、教學質量達標。

2.2.10 遠程辦公與線上協作

暢通線上溝通渠道,可申請開通云視頻會議服務,連通實體會議室與手機、平板等移動終端,打破物理空間限制,開展線上會議,避免人員聚集和近距離接觸。同時,利用網上一站式服務大廳等平臺,積極開展自助辦、掌上辦等辦公形式,實現電子化審批和無實物流轉,減少疫情的傳播途徑,積極推進疫情期間各項工作的平穩、有序開展。

2.2.11 環境自動消殺

(1) 紫外線消毒集中管理。為防止紫外線燈誤操作,設置集中管理系統;檢測紫外線消毒時間,保證消毒效果,統計燈的使用時間,方便燈管維護或更換。

(2) 電梯和衛生間自動定時消毒。電梯轎廂、衛生間內裝設空氣消毒裝置,應能自動、定時進行消毒。

(3) 人員密集場所消毒機器人。利用消毒機器人持續開展對人員密集場所的清潔、消殺,增加消毒頻次,且無須人工接觸,降低了交叉感染可能性;消毒機器人可以自動導航避障,智能規劃路徑,自動回樁充電。工作人員既可以通過手機下載APP遠程遙控作業,也可設置定時自動巡回消毒模式,在人口聚集區以及建筑死角還可以設置自動延長消殺時間,提高噴霧濃度。

2.2.12 水質監測系統

(1) 生活用水監測。在生活泵房、生活水箱間、主要生活水檢修井等位置設置水質在線監控系統,設置多參數水質監測儀,根據客戶需求靈活配置參數、實時監測動態水質,并可將監控數據實時反饋至值班控制室?？蛇x配參數包括電導率、溶解氧、濁度值、余氯、pH、溫度等。

(2) 室外水體水質監測。在室外水體,設置地表水多參數水質監測儀,可根據需求靈活配置參數、實時監測動態水質,并可將監控數據實時反饋至值班控制室?？蛇x配參數包括ORP、余氯、濁度、電導率、懸浮物、葉綠素、水中油、COD、BOD、氨氮、總磷、總氮等。通過監測,可以及時檢測水質狀況,并及時做出處理,保證水質清潔,進而減少蚊蟲滋生,減少公共衛生細菌或病毒的傳播路徑。

3 設計實例

在安徽某高校新建校區項目(項目整體建設90萬m2,其中一期建設55萬m2)的智慧校園設計中,參照了本文的公共衛生安全理念以及智慧校園設計措施,包括全網光、智能安防、非接觸、訪客管理、水質監測等措施,得到了使用方的好評。

4 結 語

本文構建了一套基于公共衛生安全的高等院校智慧校園設計理念,并在具體的實際項目中進行了應用,達到了預期的效果,可為保證高等院校的公共衛生安全、智慧校園的設計提供參考。