淺談監獄安防集成平臺與電子地圖的融合應用

監獄安全是監獄管理的重中之重。通過監獄安防集成平臺的建設，可以改變傳統的安全防范系統孤立運行的狀況，進一步促進監獄安防系統的智能化、數字化水平，適應監獄現代管理及監獄安防系統智能聯動的管理需求。

監獄安防集成平臺分析

(一)監獄安防集成平臺建設意義

監獄安防集成平臺是實現安全應用智能聯動的基礎。監獄作為高度設防的敏感性區域，利用技防手段實現自動化、智能化的安全屏障是加強監獄整體安全的重要方式。通過視頻監控進行可視化的行為監控記錄、利用各種傳感器進行報警監測、利用RFID（射頻識別，俗稱電子標簽）實現出入口控制管理、利用視頻分析技術實現對物體或人員的行為模式分析，多種技術手段形成了監獄安全管理的基礎單元。監獄面臨的安全隱患和威脅主要有犯人越獄、犯人自殺、毆斗等事件，在對這些事件進行潛在的預防或處理往往需要結合多種技術手段按照不同的時間或空間進行組合運用才能發揮效用。為了形成1+1＞ 2的效果，需要利用安防集成平臺將這些技術應用進行融合，利用符合監獄管理的行為方式對這些應用進行配置、聯動、分析，并能以合理的方式進行展現，為監獄安全工作提供監控、指揮和決策的平臺。

監獄安防集成平臺是構建監獄安全防范體系的核心。監獄的安全防范體系是一個多系統、多層次的管理體系，它不僅是通過技術手段構建信息化的安防基礎平臺，也是監獄對安全進行預防、控制和管理的制度基礎，因此監獄的安防集成平臺即是視音頻、報警、門禁、電網、監聽、對講、廣播、電子巡更、電子地圖、無線（有線）通訊等各個子系統的接入平臺，也承載了監獄安防管理制度、報警協同與報告制度、干警管理制度等各種安全體系的要求。通過監獄安全平臺可以實現對監獄應急指揮、智能監控、罪犯管理、干警管理、系統管理等多方面的掌控，是干警與罪犯、管理者與干警、操作人員與技術系統、監獄主管機關與監獄之間安全應用與信息交換的核心平臺。

監獄安防集成平臺是監獄現代管理方式的需要。基于對政法機關資源共享，實時掌握社會治安動態，進行重大應急事件協同指揮。中央政法委等九部委提出推進政法部門網絡設施共建和信息資源共享的意見，以公安網為依托，政法各機關之間網絡實行橫向、縱向相互貫通，信息共享。司法部將以此依托，首先將監獄安全管理工作放在首要位置，以省（市區）監獄局為基礎，逐步推進監獄大聯網工作，因此建立各級監獄安防集成平臺，是實現對監獄安全工作進行實時、快捷、高效管理的基礎性平臺和基本技術手段，通過把監獄安防集成平臺的視音頻、報警數據、業務數據等系統的交換和調取，更好地實現對監獄安全體系狀態進行指揮、協同、監測、評價與決策。

(二)監獄安防集成平臺應用現狀

全國多數省份的監獄目前安防應用的建設情況，監獄安防集成平臺應用總體來說還處于起步階段，綜合起來有以下幾點：一是接入內容功能單一，只監不控，無法形成堆積效應；二是應用淺層化，底層基礎數據庫缺乏聯動支持，智能化程度低，無法體現平臺體系核心地位；三是應用模式單一，以傳統人工值守為主，負荷高、盲點多，無法可持續應用。

(三)監獄安防集成平臺的發展趨勢

建設政法專網趨勢有利于推動監獄安防集成平臺建設。政法專網建設的基礎是建立在政法各部門信息化建設成果之上的，沒有政法各部門縱向互聯共享，就無從談起政法各部門的互聯互通。因此，必須建立監獄局域網、全省監獄系統廣域網及其監獄安防子系統、業務應用系統和基礎數據庫，是監獄乃至政法網信息化建設基礎性工程。安防集成平臺是基于監獄安防子系統包括視音頻、報警、門禁、電網、監聽、對講、廣播、電子巡更、電子地圖、會見錄音（監聽）、無線（有線）通訊、指揮中心等各個安防子系統建設基礎上，進行應用的智能集成，是監獄安全管理的核心系統，以滿足監獄系統進行高效管理、協同指揮、應急指揮的發展要求。

面向管理對象的應用管理模式。傳統的安防集成平臺應用以系統作為基礎，如視頻操作以攝像機為基礎單元進行操作，報警以報警點作為基礎單元，對于大規模的應用系統，各種終端設備數量可能是數以萬計，這種導向的應用模式將越來越難以滿足監獄的高效率要求。需要采用面向每個管理對象的精確管理模式，如對某一監區或某一犯人，可以自動顯示相應系統的數據或視頻，更加符合監獄管理的應用方式。

智能分析帶動安全智能。以視頻模式分析技術、圖形分析技術為代表的智能分析應用在滿足可靠性、高識別率的情況下可以提高監獄安全智能化水平，如利用犯人的行為分析預防犯人違法行為和預防自殺行為，利用公共區域的群體行為分析提高處突反應效率。同時也需要更多學科領域的智能分析技術，特別是可以針對監獄特殊需求的分析系統，如誤報警可靠性分析、數據挖掘分析應用進入監獄進行應用。

更加人性化和符合監獄管理的人機接口應用。界面設計方面應符合應用習慣、視覺美觀、操作簡便等要求。

電子地圖應用分析

(一)電子地圖在監獄的應用現狀

以圖片標記為形式的傳統電子地圖應用為主。電子地圖應用在監獄內的使用比較普遍，但多數采用的是建筑圖片進行標記和聯接的方式對系統進行展現，屬于較為傳統的應用模式。具有操作簡單的優點，但是無法直觀反應監獄整體結構，沒有圖層管理難以實現具體電子地圖的數據應用，并且沒有GIS支持，無法支持GPS等應用系統。

難以普及二維電子地圖。由于監獄屬于敏感區域沒有公開的矢量電子地圖數據，加上價格與技術復雜程度的原因，矢量電子地圖只在少數監獄得到了應用，但從根本上也未脫離傳統電子地圖的應用模式，主要的作用就是圖層標記與聯接顯示，并沒有真正發揮GIS系統在計算上的功能優勢。這也是制約矢量電子地圖在監獄應用的重要原因。

地圖可整合業務內容單一。目前，大多數已使用電子地圖的監獄，已經整合的業務系統主要是攝像機、報警點、門禁點等應用系統。采用傳統分層式建筑圖則難以反應所有業務系統分布間的關系，二維矢量電子地圖則無法反應不同高度的應用系統分布，存在著各自的應用瓶頸。

(二)電子地圖應用發展趨勢

安防集成平臺大聯網促進監獄電子地圖應用。安防集成平臺大聯網是全省監獄聯網工作的重點，為了能夠統攬全省監獄各項執法工作的整體，同時為了適應監獄的應急指揮部署的需求，需要采用整合了電子地圖的安防大平臺，可以實現對監獄及周邊地形地貌及交通道路進行顯示。

使用多維電子地圖全面反映監獄內外區域地理要素。為了充分發揮二維圖片與矢量地圖的優點，需要進行結合應用，即可以發揮二維圖片的成本優點，也要發揮矢量地圖在細節與數據上的優點，可以全面反映監獄內與監獄外的地圖要素，同時也可以使用結合二維圖片與矢量地圖的優點的三維電子地圖，可以真正地結合應用起來，更直觀地反映監獄的三維建筑結構與地圖。

以電子地圖為主要入口的安防集成平臺管理模式。使用電子地圖結合面向每個管理對象的精確管理應用模式，以電子地圖作為安防集成平臺的主管理入口，可以讓領導或干警簡便快捷直接可視監獄的區域或對象，無需記憶攝像機的編號、門禁終端等系統的編號，那種傳統繁鎖的方式才能看到所想看到的內容，大大節省時間，提高工作效率。

應急指揮在電子地圖的應用。結合GIS應用實現的警員定位，利用電子巡更、警務通等手持設備可以加強在應急指揮的應用手段。結合電子地圖實現警戒線控制、警員分布、重點部位監測，并實現與社會視頻、治安視頻的接入，可以充分為應急指揮提供實時監測的可視化效果。

(三)安防應用在電子地圖的主要功能

通過在電子地圖上對不同的安防應用系統的當前分布、應用情況進行顯示可以使用一個入口掌握監獄當前整體運行情況，為工作處理提供實時和有效的依據。電子地圖整合監獄安防應用系統及功能主要有：

安全集成系統。實現在電子地圖上對各應用系統間聯動關系進行標記和顯示。對顯示報警點與聯動視頻的攝像機間的距離與角度關系，顯示報警點與其它關聯攝像機的地理關系。

應急指揮系統。實現在電子地圖上顯示監獄周邊10至30公里范圍的警戒線配置并自動顯示警戒線內警員實現分布，并可利用電子圍欄實現對干警執勤考勤或區域警力查詢等功能。實現搜捕對象的坐標標記與智能分析。

運維管理系統。實現所有系統設備安裝位標記及顯示當前運行狀態，利用電子地圖區域顏色區分設備工作及完好狀態。

視頻監控系統。可實現基于三維界面上的交互視頻操作，獲取視頻監控系統的實時視頻流、實時存儲流，可以對前端攝像機設備進行控制，并可以回放、錄制、下載相應的存儲視頻，與聯動服務相關聯，可實現攝像機的主動及被動聯動應用功能。

周界報警系統。獲取周界報警系統的報警信息，并在電子地圖上通過顏色標記進行提示或通知，可與聯動系統進行關聯，實現智能視頻聯動功能。

門禁管理系統。可實現基于三維界面上的門禁數據實時監測，并對非法出入進行報警顯示通知。

緊急報警系統。獲取緊急報警系統的報警信息，并通過聲光、語音方式進行提示或通知，可與聯動系統進行關聯。

高壓電網報警系統。實現在電子地圖上顯示高壓電網分布及各區間的運行狀態及報警顯示。

信息發布系統。實現在電子地圖上顯示各聯網LED屏分布及LED前工作狀態及顯示內容，并可聯接到LED內容編輯功能。

公共廣播系統。實現在電子地圖上顯示公共廣播系統各擴音設備分布。

車輛管理系統。實現在電子地圖上顯示車輛出入口分布，并可獲取各主要車輛出入口當前狀態，可以點擊電子地圖顯示出入口進出數據、出入口設備工作狀態、車輛進出視頻及圖像查詢等信息。

公共機電監控。實現在電子地圖上各主要機電設備的分布，并獲取和在電子地圖上顯示主要電氣設備、周界探照燈明等系統的實時監測數據，并可在電子地圖上對前端設備進行控制。

對講監聽系統。實現對講設備的分布顯示，可與對講報警系統關聯，可實現對雙向對講及視頻顯示及聯動功能等功能。

定位跟蹤系統。實現對園區內帶有GPS或WIFI（Wi-Fi是一種可以將單人佩戴設備，如警務通等終端以無線方式互相連接的技術。）區域定位裝置的移動物體、車輛、人員進行定位跟蹤及相關聯動控制管理。

追逃信息系統。實現對監獄所有犯人家庭地址、作案地址的標記，實現對監獄周邊主要交通樞紐的標記與聯系方式顯示、搜索。

獄政管理系統。實現對監倉犯人信息與電子地圖的聯動顯示，可以在電子地圖上看到各監倉犯人信息與床位分布。

干警管理系統。實現對干警值勤備勤分布情況顯示及統計。

視頻會議系統。實現對視頻會議各方在電子地圖位置上的標記，并可點擊顯示進行會議邀請。

(四)安防電子地圖的產生與意義

綜合電子地圖在監獄的應用可以看到傳統電子地圖的功能已經有了極大的延伸，并產生了許多與其他行業不同的應用特點，如交通、國土等。在電子地圖的表現形式上，既有室內也有室外，既有監獄區域內也有區域外的地理信息，在整合內容上，即有軟件也有硬件。由此，有必要形成專用的安防電子地圖（SEM，Security of electronic map）以更好滿足監獄對電子地圖的應用需求，通過安防電子地圖可以實現：

不同應用系統與電子地圖的接口標準化。為了在電子地圖上顯示不同應用系統的內容并且實現對系統的控制操作，必須在對應用系統充分分析的基礎上，形成相對統一的專用圖層、系統接口，并能夠作為標準延續下來方便今后的整合。

形成標準化的行業性電子地圖應用。行業性的安防電子地圖可以充分汲取行業性特點并滿足特定范圍用戶的需求，也更加符合監獄應用特點和操作形式，從而進一步形成標準化后利于在監獄系統內進行推廣。

可以推廣到其他安防行業領域。安防電子地圖在監獄的應用技術模式，其主要方式具有其他行業應用的相似性，可以按照這一技術方式，結合行業性特點進行改進，推廣到如看守所、勞教所甚至企業、校園等存在安防應用需求的行業中。

安防電子地圖設計

(一)安防電子地圖應用體系結構

安防電子地圖總體上分為以下幾個邏輯層。

表現層。表現層為用戶提供對應用程序的訪問，它是根據業務需求進行功能的組合和展現的界面。主要由設備、聯動、應用、多媒體、數據等不同應用層基于GIS 業務整合。表現層的具體表示形式可以采用二維圖片結合矢量地圖的混合形式或三維電子地圖。

業務處理層。包含業務規則和業務邏輯的實現。如面向報警與視頻的聯動關系顯示、智能數據搜索與統計等功能。

業務支撐層。是地理信息資源服務平臺對外的接口，為業務處理層提供地理信息資源服務。各應用系統也可通過該接口訪問地理信息資源服務平臺提供的服務。業務支撐層提供的空間信息服務主要包括：位置定位、空間分析、專題圖制作、數據共享交換等。根據業務需要，空間信息服務可進行定制和擴充。

平臺管理層。是地理信息平臺的核心部分，負責對其下層的存儲的空間信息進行管理和維護，保證業務支撐層對空間信息的需求。平臺管理層還包括平臺運行管理功能，如用戶和權限的管理，日志管理、系統監控等。

數據存儲層。由地理信息數據庫組成，是地理信息平臺的基礎部分，為城市綜合管理提供數據支持。

硬件網絡層。為系統提供基礎平臺和通信服務。

(二)安防電子地圖的類別

混合電子地圖。混合電子地圖采用二維圖片結合矢量地圖的表現形式，即可以顯示多層建筑的結構和設備、數據的分布，也可顯示大范圍地理信息。

三維安防電子地圖。采用矢量三維模型結合GIS應用實現基于全三維場景的漫游形式，可以展示監獄各建筑及周邊情況也可顯示建筑內情況。

(三)安防電子地圖應用范圍

安防集成平臺可以部署在省監獄管理局、監獄及相關管理單位實現多級管理。因此，安防電子地圖應可以適應不同管理層級單位的應用需求，監獄對安防電子地圖的主要需求是常態化的安全聯動與事件分析，省級管理單位的主要應用需求是日常管理監督和緊急狀態下的應急指揮。從需求角度決定了不同用戶層次安防電子地圖的結構體系與應用模式的不同。

(四)安防電子地圖的數據管理

安防電子地圖的數據采用RDBMS（關系型數據庫管理系統），如ORCLE或Microsoft SQL Sever進行存儲和調用，數據的內容包括時空數據；業務數據；非空間屬性數據和非結構化描述數據。

(五)安防電子地圖引擎

安防電子地圖處理引擎應負責對所有業務數據的處理及數據顯示和操作，主要的功能應有：后臺計算，實現對各業務系統GIS運算、統計運算、地圖要素運算。電子圍欄；實現地圖電子圍欄的設置及運算。搜索引擎，實現對地圖數據的搜索。聯動分析，實現對各業務系統聯動運算。地圖顯示，實現對地圖數據的顯示與操作。

(六)安防電子地圖圖層要求

基礎數據圖層：實現對基本地理位置的標注。

設備圖層：實現對設備資產的標注及狀態顯示。

多媒體圖層：實現對視頻及音頻等多媒體信息的顯示。

事件圖層：實現對報警事件、設備事件的狀態顯示。

聯動圖層：實現對業務系統聯動關系的標注與顯示。

應用圖層：實現對各業務系統的標注及狀態顯示。

數據圖層：實現對分析數據的顯示及狀態圖顯示。

安防電子地圖主要功能

(一)地理信息資源管理和維護

地理信息資源管理和維護主要實現空間地理數據、專題數據和業務數據的管理與維護，包括了數據從采集、轉換、入庫到更新全過程的管理，為用戶提供實時準確的基礎數據。主要有以下功能：

空間數據管理。提供圖層管理、數據瀏覽、信息查詢、數據編輯等功能。

數據入庫組件。將經過數據檢查后的各類城市綜合管理信息數據進行數據入庫。

數據采集組件。提供地圖（或圖紙）的數字化輸入、測量數據輸入等數據采集錄入方法。

數據更新組件。為了保證數據庫數據的現勢性提供的數據更新的功能。

數據轉換組件。為使數據庫中的數據的應用面更廣，有必要將輸出后的數據轉換成各個部門、各個系統所需要的數據，數據轉換功能正是提供將數據庫內輸出的數據轉換成各種常用格式的數據。數據轉換組件主要提供數據格式轉換和坐標轉換功能，保證所有城市綜合管理信息數據都能順利地轉入到確定的GIS 空間數據庫中。

元數據管理組件。包括：元數據輸入、元數據編輯、查詢檢索、合并與導入、元數據報表輸出與發布等功能。

(二)地理信息業務支撐

地理信息業務支撐實現了地理信息資源服務平臺對各業務部門的業務支撐、輔助決策功能。主要有以下功能：

基本地圖操作服務。用戶根據自己的權限可以對基礎空間信息進行瀏覽、查詢、檢索、下載等。

空間定位服務。空間定位服務可通過地名、建筑名、單位名、道路名、監區名、監倉名等進行指定點的自動定位，使相關數據在電子地圖中得到可視化、空間化和地理信息化方面的充分展示。

空間分析服務。空間信息分析完成各類城市綜合管理空間信息的分析操作，并產生各類分析數據和專題圖，其主要功能有：地圖拓撲迭加、空間信息提取、地圖拼接和裁剪、地圖比例尺變換和投影變換、緩沖區分析、最優路徑分析。

專題信息服務。專題信息服務主要完成各種比例尺地圖和專題圖的繪圖輸出、各種專題信息的查詢檢索和輸出，滿足用戶不同業務要求。

統計分析服務。統計分析主要完成各類地圖數據的統計，滿足用戶靈活多樣的統計分析要求，其主要功能有：指定空間范圍統計專題屬性、指定屬性條件進行統計、指定屬性和空間范圍的復合條件進行統計、統計圖表輸出。

數據共享交換服務。提供了地圖注冊服務、地圖注冊服務、地圖入庫服務、地圖發布服務、訂閱下載服務。

權限控制。用來實現對地理信息資源服務平臺的管理，是整個系統能得以正常運行的基礎保障，包括用戶管理、安全管理、圖例管理、日志管理、角色管理、權限管理等。

(三)視頻監控管理

攝像頭資料管理。管理攝像頭設備廠家、安裝時間、工作狀態、維護單位等信息。

攝像頭分布圖。在電子地圖上顯示攝像頭的地理位置，能通過點選任意攝像頭，直接觀看相關圖像。

綜上所述，從浙江省監獄規模看，少則一個監獄2000只左右視頻探頭，多則上萬只視頻探頭，加上報警、監聽對講、門禁、廣播等其他安防子系統，單靠人工無法完成無盲點值守，必須通過建設安防智能平臺與電子地圖的融合應用， 實現智能化、集成化的要求，最大限度地發揮安防系統對于保障監獄安全的作用。從當前我省已經試用的監獄實踐看，安防集成平臺與電子地圖的融合應用效果比較明顯，雖然還僅僅是一個雛型，許多功能還需要進一步完善，一些安防技術產品還有待于真正成為具有性價比高的市場化的產品，如罪犯電子定位系統等等；但對現有主要子系統集成，如已經廣泛應用的視音頻監控、門禁、緊急報警、高壓電網、監倉對講、電子巡更、無線（有線）統一通訊等成熟技術子系統的集成聯動，已經具有了信號采集、共享處理、信息發布、控制管理等功能，通過對各類基礎數據的調用、匯總、處理，為指揮中心分析、決策提供數據支撐，顯現出較好的效果，實現了各類安防設備的智能集成、遠程調用、集中控制、實時聯動和緊急情況自動推送、設備自檢等功能，有效地破解了監獄安防體系人工值守存在的負荷高、盲點多等難題，有力地增強了監獄常態化的安全防范和管理監督水平，有效地提升了監獄緊急狀況下的應急指揮和處突能力。

(作者單位：浙江省監獄管理局)