智能綜合管控系統的研究與設計

莫立山+徐雁飛

摘 要：目前，監獄監管越來越趨于智能化[1]。針對監獄內部流動人員活動范圍大，異常動態不易精確定位以及罪犯獄內或離監后跟蹤不及時等問題，監獄物聯網安全管控系統以全國監獄信息化一期工程為基礎，遵循全國監獄信息化整體規劃，建成多方位管控的智能應用平臺，保證了區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，實現了罪犯多層級、多方面的綜合管控，提升監獄各部門對罪犯的管控力度。

關鍵詞：監獄；安全管控；信息化；定位系統

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

監獄物聯網安全管控系統，通過完善監獄信息化基礎設施的框架建設的探索，初步形成一個數據中心、兩大核心業務系統（罪犯改造、安全防控）、一個指揮調度系統、一個統一門戶等的搭建。罪犯區域管控系統通過實現監獄區域的網格化劃分和管理，實現不同區域下的罪犯管控精細化，來規范不同區域罪犯行為，進一步促進監獄的網格化、精細化管理。重點罪犯定位系統[2]通過對罪犯實時位置的偵測和記錄及時發現高危罪犯的異常行為，通過位置信息聯動[3]監控視頻系統以切實提高相關安防系統的使用效率。罪犯離監定位系統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、實現科技強警。

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

2.1 系統目標

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

2.2 系統概述

罪犯區域管控系統是以罪犯點名為核心，罪犯區域流動管理為基礎，配合罪犯信息數據庫，來實現高效、準確、安全的罪犯點名及區域管控的電子系統。系統通過物聯網技術[4]、RFID技術、人臉識別技術和傳感器技術[5]對罪犯點名、出入登記并進行科學記錄，使管理部門隨時科學掌握罪犯分布情況。系統可以進行自動統計、匯總，自動生成相關報表，減少了民警手工記錄，大大提高了工作效率。實現點名、流動自動監控，增強職能考核；系統提高管理能力，增強安防系數。

2.3 系統構成

罪犯區域管控系統由數據采集層（主要由條碼采集設備、人臉識別設備、視頻行為分析設備、RFID超高頻復合卡[6]、超高頻卡手持機等設備組成）數據庫層和應用層（勞動區域、監舍、重點區域、功能性區域、流動區域等組成），以及接口模塊等構成，其系統架構如圖1所示。

系統區域可以分為監舍區域、車間勞動區域、限制性區域、結合部位區域、通道區域等組成。系統依照B/S架構的組網結構，監獄各方領導和民警可以實時通過桌面監控設備對現有的罪犯是否在崗情況直接查看和了解。無需數據通過硬盤、光盤、U盤各種中間介質進行數據導入、導出才能查看到現有的情況。

2.4 功能設計

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

（1）區域分類

勞動區域：所謂“勞動區域”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。

生活區域：生活區域是指罪犯休息、學習、就醫等場所。

重點區域：重點區域是指獄內容易發生安全事故、產生安全隱患、需要重點布防的區域。一般包括廁所、浴室、庫房等。

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

（2）區域管理

根據模塊化設計思想，系統將上述四類（或更多）區域內、區域之間人員流動的行為特征進行抽象統一，最終歸并為“外出管理”“進入管理”“區域內管理”三大流程，不同類型的區域的管理流程一致，但在內部管理手段及界面展示上會根據用戶現場特點進行個性化設置。

（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，并提供歷史數據的查詢功能。

（4）查詢統計

查詢統計主要實現管理所需的各類查詢、統計的功能，以協助民警進行有效分析，并自動生成各類臺賬報表。可作為獄內偵查、安全排查等獄內常見管理工作的輔助分析手段。

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

3.1 系統目標

重點罪犯定位系統建設目標是：實現對重點罪犯的獄內實時定位；實現對高戒備監區民警的值班情況進行審計；建設民警、罪犯無線報警系統，健全監獄緊急報警體系；為民警工作量化考核提供依據；為應急指揮提供數據支撐；與監獄管理業務流程相結合，提供更智能化的管理服務；為監獄大數據分析提供數據基礎。

3.2 系統概述

系統主要應用于監獄重點人員的管理，系統將借助技術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，從而確保高戒備監區的安全穩定。

系統基于物聯網技術設計，通過可穿戴設備將被管理人員轉變為可被系統識別的信息點，再通過對相關人員的位置進行實時、精確的偵測，進而通過管理策略的設定對違規行為進行初步的分析。系統使用了目前尖端的TDOA[7]（到達時差）定位技術，使定位精度由傳統定位系統的3—5米提高到1米以內，大大提高了管理的準確性，也使得本系統能夠真正發揮出“向科技要警力”的作用。

3.3 系統構成

本系統主要由系統主要部件、定位工具及配套系統軟件等部分構成，詳細如下：

（1）系統主要部件

定位終端：指由被定位人員佩戴的定位腕帶、和定位胸牌設備。依據系統內約定的時序和協議完成與無線定位基站的空口通訊。無線定位基站：根據管理需求與建筑布局部署于各定位區域。接收移動點發射的無線電信號，并傳輸至數據集中器。數據集中器：用于匯集無線定位基站傳回的數據并對數據進行整理后同步給主控制器；主控制器：用于匯集各數據集中器上傳的數據并向各數據集中器下達時間同步指令；定位服務器及定位服務軟件：定位服務軟件包括：網絡管理服務軟件、系統資源服務軟件、定位引擎軟件。三套軟件與定位服務器一同構成系統硬件配置、管理的核心；應用服務器及應用管理軟件：應用管理軟件主要用于根據用戶需求配置應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致過敏。同時，較柔軟的質地可以避免罪犯長期佩帶而產生的不適感。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，為防止內部電路受潮而引起的損壞，腕帶。防私拆設計：電子腕帶采用獨特的防脫設計，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，電子腕帶會自動發出報警信號。低功耗：電子腕帶采用獨特設計的數據交互機制，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信息，結合大帳消費、親情電話等系統為實現罪犯一卡通管理提供硬件基礎。

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。可連續長期使用：為了保證定位胸牌在較長時間內連續使用，胸牌內置了可充式鋰電池。同時，背面設置了充電接口，并配套了充電器為胸牌充電。民警一證通融合：定位胸牌可內嵌標準IC/ID卡，將門禁、就餐等管理系統與無線定位系統相融合，為實現監獄民警一證通管理提供硬件支撐。

3.4 功能設計

系統功能設計主要從罪犯應用功能、民警應用功能兩個方面進行了相關設計。

（1）罪犯應用功能設計

電子點名的應用：通過本系統對系統建設區域內的罪犯按區域進行定時或臨時點名[8]。系統依托罪犯的位置信息實現了高頻率電子點名，同時同罪犯管教信息系統進行同步數據比較，將點名結果自動記錄。一旦與罪犯信息庫數據比較出現異常將自動報警提醒，既極大的降低了罪犯脫逃風險又大幅度降低了民警身體與心理上的實質壓力。

無線報警的應用：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出報警信號。報警信號可以聯動報警位置及周邊的視頻監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手段。

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

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計。

（2）民警應用功能設計

警力分布應用：通過民警的位置信息結合監獄實景地圖，我們可以直觀的看到當前監區內民警數量和所在位置，為我們應急處突提供基礎數據支撐。

無線報警的應用：民警定位胸牌表面嵌入緊急報警按鈕，一旦民警遇到突發情況，可以隱蔽的按下報警按鈕，實現報警信息的及時發送，從而結合監獄已建設的有線報警系統，形成一整套安全、可靠的有線、無線報警相結合的報警體系。

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

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

4.1 系統目標

目前，在監獄日常管理中，罪犯因病或其他原因需要臨時離開監獄時，相對于獄內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生的意外事件更增大了外出押解過程中的風險。通過本系統的建設，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、實現科技強警、向科技要警力的建設目標。

4.2 系統概述

罪犯離監定位跟蹤子系統是結合監所的現實需要[9]，將物聯網技術應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出超距報警，使現場押解民警和監獄及時發現被押解罪犯脫逃的意圖并可以立即進行處置的系統。同時系統運用室內外定位技術結合電子地圖對押解勤務小組或脫逃罪犯的當前位置和歷史移動情況進行跟蹤，幫助監獄提高對押解全過程實施有效管控。

4.3 系統構成

罪犯離監定位跟蹤子系統的主要由手持終端、電子腳環和系統軟件平臺構成，系統結構圖如圖2所示。

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

4.4 功能設計

系統主要功能如下：

（1）實時無線測距：手持終端與電子腳環能夠實時測量距離，測距精度可達米級。測距范圍可在1—20米自由設定。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發生脫逃。當測距值超過設定的閾值時，系統即會發出報警。

（2）分級報警提示：系統報警分為兩級：一級是超距報警、一級是脫逃報警。當系統發現超距后，首先通過手持終端發出超距報警。以聲音報警的形式將超距行為提示給押解民警。同時，腳環發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的報警聲自動關閉。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變為“抓逃犯”的語音報警。腳環的報警音由蜂鳴聲轉變為“我是逃犯”的語音報警。同時，系統還會自動向指揮中心發出脫逃報警的彈窗提示和聲音報警，提醒監控民警給予關注。

（3）多環境定位：手持終端和電子腳環均采用了多種定位技術[10]，無論身處室內還是室外，均可以聯動第三方電子地圖將押解小組的位置顯示出來。當發生脫逃后，系統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領導的電話，極大方便了押解民警向監獄匯報工作的需要。同時系統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備的聯系方式，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（實現該功能需提前將數據導入至手持機中）。

（6）綜合信息查詢：通過登錄系統軟件平臺，不僅可以查詢當前正在押解的人數、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 結論（Conclusion）

罪犯智能綜合管控系統由罪犯區域管控系統、重點罪犯定位系統及罪犯離監定位系統構成，通過三個物聯網安全管控子系統的建設，建成一個“縱向貫通、橫向集成、運轉高效、安全可靠”的監獄罪犯智能綜合管控應用平臺，體現了“大數據、高共享、智能化”的特征，達到全國先進水平。

參考文獻（References）

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作者簡介：

莫立山（1974-），男，碩士，高級工程師.研究領域：計算機網絡，網絡信息系統.

徐雁飛（1991-），女，碩士生.研究領域：社交網絡.