智能綜合管控系統(tǒng)的研究與設(shè)計

莫立山+徐雁飛

摘 要：目前，監(jiān)獄監(jiān)管越來越趨于智能化[1]。針對監(jiān)獄內(nèi)部流動人員活動范圍大，異常動態(tài)不易精確定位以及罪犯獄內(nèi)或離監(jiān)后跟蹤不及時等問題，監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)安全管控系統(tǒng)以全國監(jiān)獄信息化一期工程為基礎(chǔ)，遵循全國監(jiān)獄信息化整體規(guī)劃，建成多方位管控的智能應(yīng)用平臺，保證了區(qū)域間的人員流動控制功能均能滿足通用性、健壯性，降低了警力配備，實現(xiàn)了罪犯多層級、多方面的綜合管控，提升監(jiān)獄各部門對罪犯的管控力度。

關(guān)鍵詞：監(jiān)獄；安全管控；信息化；定位系統(tǒng)

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)安全管控系統(tǒng)，通過完善監(jiān)獄信息化基礎(chǔ)設(shè)施的框架建設(shè)的探索，初步形成一個數(shù)據(jù)中心、兩大核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)（罪犯改造、安全防控）、一個指揮調(diào)度系統(tǒng)、一個統(tǒng)一門戶等的搭建。罪犯區(qū)域管控系統(tǒng)通過實現(xiàn)監(jiān)獄區(qū)域的網(wǎng)格化劃分和管理，實現(xiàn)不同區(qū)域下的罪犯管控精細化，來規(guī)范不同區(qū)域罪犯行為，進一步促進監(jiān)獄的網(wǎng)格化、精細化管理。重點罪犯定位系統(tǒng)[2]通過對罪犯實時位置的偵測和記錄及時發(fā)現(xiàn)高危罪犯的異常行為，通過位置信息聯(lián)動[3]監(jiān)控視頻系統(tǒng)以切實提高相關(guān)安防系統(tǒng)的使用效率。罪犯離監(jiān)定位系統(tǒng)可增加技防手段提升外出押解過程中的安全保障能力，降低警力配備、實現(xiàn)科技強警。

2 罪犯區(qū)域管控系統(tǒng)（District control system of criminal）

2.1 系統(tǒng)目標

通過罪犯區(qū)域管控系統(tǒng)的實施，建立起一套具有罪犯實時區(qū)域管控、流動人員行動跟蹤、異常動態(tài)精確預(yù)警等功能的立體防控體系。監(jiān)獄民警能及時準確地掌握事發(fā)地點、時間、人員等信息資料，為進一步及時控制局勢提供有效數(shù)據(jù)，便于科學(xué)分析，快速做出正確決策。

2.2 系統(tǒng)概述

罪犯區(qū)域管控系統(tǒng)是以罪犯點名為核心，罪犯區(qū)域流動管理為基礎(chǔ)，配合罪犯信息數(shù)據(jù)庫，來實現(xiàn)高效、準確、安全的罪犯點名及區(qū)域管控的電子系統(tǒng)。系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[4]、RFID技術(shù)、人臉識別技術(shù)和傳感器技術(shù)[5]對罪犯點名、出入登記并進行科學(xué)記錄，使管理部門隨時科學(xué)掌握罪犯分布情況。系統(tǒng)可以進行自動統(tǒng)計、匯總，自動生成相關(guān)報表，減少了民警手工記錄，大大提高了工作效率。實現(xiàn)點名、流動自動監(jiān)控，增強職能考核；系統(tǒng)提高管理能力，增強安防系數(shù)。

2.3 系統(tǒng)構(gòu)成

罪犯區(qū)域管控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集層（主要由條碼采集設(shè)備、人臉識別設(shè)備、視頻行為分析設(shè)備、RFID超高頻復(fù)合卡[6]、超高頻卡手持機等設(shè)備組成）數(shù)據(jù)庫層和應(yīng)用層（勞動區(qū)域、監(jiān)舍、重點區(qū)域、功能性區(qū)域、流動區(qū)域等組成），以及接口模塊等構(gòu)成，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)區(qū)域可以分為監(jiān)舍區(qū)域、車間勞動區(qū)域、限制性區(qū)域、結(jié)合部位區(qū)域、通道區(qū)域等組成。系統(tǒng)依照B/S架構(gòu)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，監(jiān)獄各方領(lǐng)導(dǎo)和民警可以實時通過桌面監(jiān)控設(shè)備對現(xiàn)有的罪犯是否在崗情況直接查看和了解。無需數(shù)據(jù)通過硬盤、光盤、U盤各種中間介質(zhì)進行數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出才能查看到現(xiàn)有的情況。

2.4 功能設(shè)計

根據(jù)監(jiān)獄工作特點，系統(tǒng)暫時將所有管理區(qū)域分為勞動區(qū)域、生活區(qū)域、重點區(qū)域、開放區(qū)域四類。這四類區(qū)域互補共存、各有特點又互相銜接，基本涵蓋了獄內(nèi)所有空間。當未來隨著工作模式發(fā)生變化導(dǎo)致區(qū)域類型發(fā)生變化，則可對區(qū)域進行重新分類，以適應(yīng)形勢的發(fā)展。同時考慮到各監(jiān)區(qū)的管理特點各有不同，因此為了降低實現(xiàn)成本、提高實施效率，延長產(chǎn)品生命周期，必須使用“模塊化設(shè)置”的思路進行實現(xiàn)。從而保證無論區(qū)域怎么劃分、區(qū)域內(nèi)管理模式如何變化，區(qū)域間的人員流動控制功能均能滿足通用性、健壯性。

（1）區(qū)域分類

勞動區(qū)域：所謂“勞動區(qū)域”是指車間、工地等罪犯勞動改造的場所。在一定條件下，還可包括教室、會議室等場所。

生活區(qū)域：生活區(qū)域是指罪犯休息、學(xué)習(xí)、就醫(yī)等場所。

重點區(qū)域：重點區(qū)域是指獄內(nèi)容易發(fā)生安全事故、產(chǎn)生安全隱患、需要重點布防的區(qū)域。一般包括廁所、浴室、庫房等。

開放區(qū)域：開放區(qū)域是指上述各大區(qū)塊內(nèi)部或之間的非封閉區(qū)域。常見的建筑間空曠地帶均可被定義為“開放區(qū)域”。

（2）區(qū)域管理

根據(jù)模塊化設(shè)計思想，系統(tǒng)將上述四類（或更多）區(qū)域內(nèi)、區(qū)域之間人員流動的行為特征進行抽象統(tǒng)一，最終歸并為“外出管理”“進入管理”“區(qū)域內(nèi)管理”三大流程，不同類型的區(qū)域的管理流程一致，但在內(nèi)部管理手段及界面展示上會根據(jù)用戶現(xiàn)場特點進行個性化設(shè)置。

（3）工間點名

工間點名的主要作用是通過手持機、條碼槍等設(shè)備，對罪犯攜帶的高頻卡、條碼等標識物進行身份識別，以實現(xiàn)工間自動點名的功能。同時，本模塊還可對工間點名過程中的異常情況進行人工處理，并提供歷史數(shù)據(jù)的查詢功能。

（4）查詢統(tǒng)計

查詢統(tǒng)計主要實現(xiàn)管理所需的各類查詢、統(tǒng)計的功能，以協(xié)助民警進行有效分析，并自動生成各類臺賬報表?？勺鳛楠z內(nèi)偵查、安全排查等獄內(nèi)常見管理工作的輔助分析手段。

3 重點罪犯定位系統(tǒng)（Positioning system of key prisoner）

3.1 系統(tǒng)目標

重點罪犯定位系統(tǒng)建設(shè)目標是：實現(xiàn)對重點罪犯的獄內(nèi)實時定位；實現(xiàn)對高戒備監(jiān)區(qū)民警的值班情況進行審計；建設(shè)民警、罪犯無線報警系統(tǒng)，健全監(jiān)獄緊急報警體系；為民警工作量化考核提供依據(jù)；為應(yīng)急指揮提供數(shù)據(jù)支撐；與監(jiān)獄管理業(yè)務(wù)流程相結(jié)合，提供更智能化的管理服務(wù)；為監(jiān)獄大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2 系統(tǒng)概述

系統(tǒng)主要應(yīng)用于監(jiān)獄重點人員的管理，系統(tǒng)將借助技術(shù)手段對重點罪犯實施24小時不間斷的定位管理。通過每名罪犯的位置變化情況智能化的分析出可能存在的異常行為并將分析結(jié)果以報警和信息提示的方式通知到民警，將有限的警力用于對異常情況的進一步評判和處置上，從而確保高戒備監(jiān)區(qū)的安全穩(wěn)定。

系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計，通過可穿戴設(shè)備將被管理人員轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀幌到y(tǒng)識別的信息點，再通過對相關(guān)人員的位置進行實時、精確的偵測，進而通過管理策略的設(shè)定對違規(guī)行為進行初步的分析。系統(tǒng)使用了目前尖端的TDOA[7]（到達時差）定位技術(shù)，使定位精度由傳統(tǒng)定位系統(tǒng)的3—5米提高到1米以內(nèi)，大大提高了管理的準確性，也使得本系統(tǒng)能夠真正發(fā)揮出“向科技要警力”的作用。

3.3 系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)主要由系統(tǒng)主要部件、定位工具及配套系統(tǒng)軟件等部分構(gòu)成，詳細如下：

（1）系統(tǒng)主要部件

定位終端：指由被定位人員佩戴的定位腕帶、和定位胸牌設(shè)備。依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)約定的時序和協(xié)議完成與無線定位基站的空口通訊。無線定位基站：根據(jù)管理需求與建筑布局部署于各定位區(qū)域。接收移動點發(fā)射的無線電信號，并傳輸至數(shù)據(jù)集中器。數(shù)據(jù)集中器：用于匯集無線定位基站傳回的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行整理后同步給主控制器；主控制器：用于匯集各數(shù)據(jù)集中器上傳的數(shù)據(jù)并向各數(shù)據(jù)集中器下達時間同步指令；定位服務(wù)器及定位服務(wù)軟件：定位服務(wù)軟件包括：網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)軟件、系統(tǒng)資源服務(wù)軟件、定位引擎軟件。三套軟件與定位服務(wù)器一同構(gòu)成系統(tǒng)硬件配置、管理的核心；應(yīng)用服務(wù)器及應(yīng)用管理軟件：應(yīng)用管理軟件主要用于根據(jù)用戶需求配置應(yīng)用管理策略并將硬件與管理策略進行綁定。同時，該軟件還提供用戶UI界面，使用戶可以通過該軟件實現(xiàn)管理目標。

（2）定位工具

罪犯定位工具—電子腕表

適宜長期佩帶：電子腕帶采用抗過敏硅膠材料，長期與皮膚接觸不會導(dǎo)致過敏。同時，較柔軟的質(zhì)地可以避免罪犯長期佩帶而產(chǎn)生的不適感。嚴密防水處理：由于罪犯日常勞作、生活中不可避免的要接觸到水，為防止內(nèi)部電路受潮而引起的損壞，腕帶。防私拆設(shè)計：電子腕帶采用獨特的防脫設(shè)計，沒有專用工具罪犯無法私自將腕帶脫下。同時，罪犯如果強行剪斷、破壞電子腕帶，電子腕帶會自動發(fā)出報警信號。低功耗：電子腕帶采用獨特設(shè)計的數(shù)據(jù)交互機制，腕帶電池使用壽命超過10個月。低電量提醒：電子腕帶電量低至警戒值時，系統(tǒng)主動提示電量不足信息。一卡通融合：電子腕帶中可以附屬一張IC卡，在卡上可以存儲部分罪犯相關(guān)信息，結(jié)合大帳消費、親情電話等系統(tǒng)為實現(xiàn)罪犯一卡通管理提供硬件基礎(chǔ)。

民警定位工具—定位胸牌

易佩戴：定位胸牌采用一般身份牌樣式，可以方便的佩戴和摘下。可連續(xù)長期使用：為了保證定位胸牌在較長時間內(nèi)連續(xù)使用，胸牌內(nèi)置了可充式鋰電池。同時，背面設(shè)置了充電接口，并配套了充電器為胸牌充電。民警一證通融合：定位胸牌可內(nèi)嵌標準IC/ID卡，將門禁、就餐等管理系統(tǒng)與無線定位系統(tǒng)相融合，為實現(xiàn)監(jiān)獄民警一證通管理提供硬件支撐。

3.4 功能設(shè)計

系統(tǒng)功能設(shè)計主要從罪犯應(yīng)用功能、民警應(yīng)用功能兩個方面進行了相關(guān)設(shè)計。

（1）罪犯應(yīng)用功能設(shè)計

電子點名的應(yīng)用：通過本系統(tǒng)對系統(tǒng)建設(shè)區(qū)域內(nèi)的罪犯按區(qū)域進行定時或臨時點名[8]。系統(tǒng)依托罪犯的位置信息實現(xiàn)了高頻率電子點名，同時同罪犯管教信息系統(tǒng)進行同步數(shù)據(jù)比較，將點名結(jié)果自動記錄。一旦與罪犯信息庫數(shù)據(jù)比較出現(xiàn)異常將自動報警提醒，既極大的降低了罪犯脫逃風(fēng)險又大幅度降低了民警身體與心理上的實質(zhì)壓力。

無線報警的應(yīng)用：罪犯電子腕帶表面嵌入緊急報警按鈕，一旦罪犯遇到傷害或緊急事件，可以快速按下報警按鈕向民警發(fā)出報警信號。報警信號可以聯(lián)動報警位置及周邊的視頻監(jiān)控圖像便于民警快速判斷報警原因。從而為保障罪犯人身安全提供有效技術(shù)手段。

設(shè)備強拆報警：設(shè)備強拆報警是指當腕帶受到強行拆卸時發(fā)生的報警。當腕帶受到破壞時系統(tǒng)服務(wù)會收到設(shè)備發(fā)送來的強拆報警信號，當系統(tǒng)收到此信號后會計算出報警時在哪個區(qū)域是哪個人在使用，并在頁面左下角彈出報警頁面和報警聲音，提示哪個設(shè)備在哪個地方受到毀壞，如果正在實時監(jiān)控，系統(tǒng)會自動定位到發(fā)生報警的樓層，并關(guān)聯(lián)報警地點的視頻（如果報警點在視頻監(jiān)控區(qū)域）。

此外，還存在異常位置信息報警、小崗巡邏管理、視頻跟蹤管理等功能設(shè)計。

（2）民警應(yīng)用功能設(shè)計

警力分布應(yīng)用：通過民警的位置信息結(jié)合監(jiān)獄實景地圖，我們可以直觀的看到當前監(jiān)區(qū)內(nèi)民警數(shù)量和所在位置，為我們應(yīng)急處突提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

無線報警的應(yīng)用：民警定位胸牌表面嵌入緊急報警按鈕，一旦民警遇到突發(fā)情況，可以隱蔽的按下報警按鈕，實現(xiàn)報警信息的及時發(fā)送，從而結(jié)合監(jiān)獄已建設(shè)的有線報警系統(tǒng)，形成一整套安全、可靠的有線、無線報警相結(jié)合的報警體系。

在崗在位統(tǒng)計：對于特定需要有人值守的崗位，當該人員脫離崗位區(qū)域達到規(guī)定時間后，系統(tǒng)即自動生成脫崗記錄。

4 罪犯離監(jiān)定位跟蹤系統(tǒng)（Location tracking system of offender）

4.1 系統(tǒng)目標

目前，在監(jiān)獄日常管理中，罪犯因病或其他原因需要臨時離開監(jiān)獄時，相對于獄內(nèi)嚴密的安全保障體系，外出押解存在著物防能力有限、技防手段有限和警力配備相對有限等不足，存在較大的安全隱患。罪犯在外出過程中存有與外界接觸的機會和一些可能發(fā)生的意外事件更增大了外出押解過程中的風(fēng)險。通過本系統(tǒng)的建設(shè)，以增加技防手段提升外出押解過程中的安全保障能力，降低警力配備、實現(xiàn)科技強警、向科技要警力的建設(shè)目標。

4.2 系統(tǒng)概述

罪犯離監(jiān)定位跟蹤子系統(tǒng)是結(jié)合監(jiān)所的現(xiàn)實需要[9]，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于外出押解管理中，通過對押解民警與被押解罪犯之間的距離變化實時發(fā)出超距報警，使現(xiàn)場押解民警和監(jiān)獄及時發(fā)現(xiàn)被押解罪犯脫逃的意圖并可以立即進行處置的系統(tǒng)。同時系統(tǒng)運用室內(nèi)外定位技術(shù)結(jié)合電子地圖對押解勤務(wù)小組或脫逃罪犯的當前位置和歷史移動情況進行跟蹤，幫助監(jiān)獄提高對押解全過程實施有效管控。

4.3 系統(tǒng)構(gòu)成

罪犯離監(jiān)定位跟蹤子系統(tǒng)的主要由手持終端、電子腳環(huán)和系統(tǒng)軟件平臺構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

其中，手持終端由民警佩帶，電子腳環(huán)佩戴在被押解罪犯的腳踝上，兩個設(shè)備能以無線通訊的方式進行綁定。系統(tǒng)軟件平臺部署在專用服務(wù)器上，監(jiān)獄只需登錄系統(tǒng)即可使用。

4.4 功能設(shè)計

系統(tǒng)主要功能如下：

（1）實時無線測距：手持終端與電子腳環(huán)能夠?qū)崟r測量距離，測距精度可達米級。測距范圍可在1—20米自由設(shè)定。能夠及時通過民警與被押解罪犯之間距離智能判斷是否存在脫逃的可能或已經(jīng)發(fā)生脫逃。當測距值超過設(shè)定的閾值時，系統(tǒng)即會發(fā)出報警。

（2）分級報警提示：系統(tǒng)報警分為兩級：一級是超距報警、一級是脫逃報警。當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)超距后，首先通過手持終端發(fā)出超距報警。以聲音報警的形式將超距行為提示給押解民警。同時，腳環(huán)發(fā)出蜂鳴聲警示被押解罪犯。當糾正了超距行為后手持終端與腳環(huán)的報警聲自動關(guān)閉。當民警與被押解罪犯的距離超出了押解民警的可控范圍時，系統(tǒng)自動將超距報警升級為脫逃報警。手持終端的報警音從普通提示音轉(zhuǎn)變?yōu)椤白ヌ臃浮钡恼Z音報警。腳環(huán)的報警音由蜂鳴聲轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔沂翘臃浮钡恼Z音報警。同時，系統(tǒng)還會自動向指揮中心發(fā)出脫逃報警的彈窗提示和聲音報警，提醒監(jiān)控民警給予關(guān)注。

（3）多環(huán)境定位：手持終端和電子腳環(huán)均采用了多種定位技術(shù)[10]，無論身處室內(nèi)還是室外，均可以聯(lián)動第三方電子地圖將押解小組的位置顯示出來。當發(fā)生脫逃后，系統(tǒng)還可將民警與脫逃人員的位置分別標示在電子地圖上。

（4）通訊便捷：手持終端自帶電話通訊和號碼存儲功能。押解民警可通過手持終端一鍵撥打指揮中心及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的電話，極大方便了押解民警向監(jiān)獄匯報工作的需要。同時系統(tǒng)軟件界面上能夠顯示每個押解小組的帶隊民警、被押解罪犯的信息，并提供了手持終端設(shè)備的聯(lián)系方式，指揮中心民警不必先查值班表、再查通訊錄而僅需直接撥打這個號碼即可呼叫到押解民警，提供了便捷的通訊方式。

（5）交班信息查詢：手持終端內(nèi)可存儲當前被押解罪犯的基本資料。通過手持終端使交班民警可以及時對被押解罪犯的基本信息進行了解（實現(xiàn)該功能需提前將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至手持機中）。

（6）綜合信息查詢：通過登錄系統(tǒng)軟件平臺，不僅可以查詢當前正在押解的人數(shù)、押解小組所在位置等信息，還可以查看歷史押解紀錄、報警信息。

5 結(jié)論（Conclusion）

罪犯智能綜合管控系統(tǒng)由罪犯區(qū)域管控系統(tǒng)、重點罪犯定位系統(tǒng)及罪犯離監(jiān)定位系統(tǒng)構(gòu)成，通過三個物聯(lián)網(wǎng)安全管控子系統(tǒng)的建設(shè)，建成一個“縱向貫通、橫向集成、運轉(zhuǎn)高效、安全可靠”的監(jiān)獄罪犯智能綜合管控應(yīng)用平臺，體現(xiàn)了“大數(shù)據(jù)、高共享、智能化”的特征，達到全國先進水平。

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作者簡介：

莫立山（1974-），男，碩士，高級工程師.研究領(lǐng)域：計算機網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng).

徐雁飛（1991-），女，碩士生.研究領(lǐng)域：社交網(wǎng)絡(luò).