监狱人员定位系统应用解决方案

　　目前，监狱安防涉及的领域非常广泛，除了视频监控，还涵盖围界、高压电网、报警、巡更、门禁、对讲、公共广播等其他方面。但在实际应用中，这些安防手段还不能满足监狱管理的要求。为加强对监狱人员管理的实时性和主动性，实现对监狱内在押人员、警务人员的定位、跟踪、和移动路线回放，还可以在第一时间对诸如袭警或违规等事件做出快速反应，还能及时提供事件发生时的准确位置、被袭警员以及在场人员，和袭击后的现场人员的移动去向等资料，大大提高意外情况下的处理效率和管理水平。基于物联网技术的监狱人员实时定位系统解决方案，主要解决对在押人员的实时管理，同时对警力部署情况实时掌握，包含对人员信息资料管理，对人员越界报警、非法聚集，进入禁区，非法靠近等异常情况进行即时报警，将大幅度的提升监狱内部的安全性和管理效率,降低管理人员的工作强度，同时还可以与现有的系统有效的集成并进行多方面扩展功能,实现门禁和人员位置的联动，视频和人员位置的联动，完善整个监控管理系统的功能，有效地增强系统的安全性，真正意义上实现管理信息化。

　　系统描述

　　监狱人员定位系统是采用目前最先进的无线识别技术，针对监狱人员情况分区管理与监控的需求，专门设计开发的一套软硬件结合的应用系统。该系统可使管理人员实时掌握监狱内各个受控区域在押人员的详细信息及数目，有效防止在押人员的出逃，减少罪犯结党闹事的机率，秘密监控高危在押人员，追查及跟进暴力事件的发生，最大限度的保障管理人员和在押人员的人身安全。另外，系统还能实现自动点算指定区域内人数及周边执勤干警信息，大大降低监狱管理人员的工作强度，在遇到突发事件时能够迅速定位执勤干警的所在位置。

　　通过在囚犯手腕或其他位置绑定终端设备，感知囚犯所在位置，判断是否出现非法聚集、非法靠近、出入禁区、靠近周界等异常行为并及时发出告警。为保持终端设备和其他网络设备的可靠、稳定运行，需要时时采集设备工作状态例如是否人为损坏、电源过低、通讯故障等，并在出现故障时及时上报。

　　设备分为定位标签设备、定位基站、定位激发器，上位机和管理主机(图1)。标签设备又分为两类：警用(Officer)和囚犯用(Inmate)。两类标签设备与定位基站之间采用无线通信。定位器部署在特定区域，例如监舍、食堂等，一个区域可以部署多个定位器。定位激发器部署在关键位置，用于有效提高定位精度。定位器逐级汇接至上位机，上位机主要作用是负责终端设备漫游切换，以及与上层应用系统的通信。在管理主机上部署应用管理软件。

　　工作原理

　　整个系统分为两个子系统：目标定位子系统和数据服务子系统。如(图2)所示。

　　目标定位子系统：由人员身上带着的终端智能身份电子标签(标签或卡)和定位器，终端收发器构成，主要功能是通过无线射频通信与电子标签和定位器通讯，从而得知电子标签在哪个定位器的覆盖范围之内，定位出这个电子标签的位置范围。根据每个定位器获取的标签信号功率值，可以精确判断标签所处的位置，如(图3)所示。

　　数据服务子系统：定位器中的数据汇聚器与终端收发器通讯，将收到的电子标签信息通过网络路由将其发送到服务器。服务器根据设定的策略进行相应的处理。[nextpage]

　　系统组成

　　监狱人员定位系统构架如(图4)所示。

　　如(图4)所示，监狱人员定位系统主要由数据采集层、传输层、数据处理层和客户应用层四部分组成。

　　数据采集层作为无线数据采集模块佩戴在人员身上或物品上，系统通过对标签的跟踪实现对人员的跟踪定位。人员标签可以根据需要设计不同的外形，标签、胸卡等以适应不同需求。

　　传输层采用以太网技术，可以较好的利用监狱现有的网络环境。及时采集标签的信息，传输到后端的监控中心，对定位标签进行控制管理。

　　数据处理层对前端传来的标签数据进行实时数据分析和融合处理，对前端标签的心跳，归属，漫游等关键信息进行处理。

　　客户应用层与监狱的数据库系统、报警管理系统、报表管理系统、安防管理系统等密切融合，在监狱地图上显示人员实时定位监控。根据多种场景的处理预案(越狱、袭警、斗殴、合法外出等)，在条件触发时做出应急处理。

　　方案实施

　　监狱人员定位系统布线涉及网络通讯和RTLS定位。设计可以根据监区变化灵活扩展，参照监狱环境的平面图，结合实际应用需求，最终为监狱提供一个开放、灵活、先进的可扩展的系统。同时需要根据各监区的差异性，在做布点时要有所侧重和针对性。

　　在确定具体节点数量和位置之前，首先要从定位的需求考虑，确定需要定位区域和具体房间信息，需要考虑每个位置点的终端数量峰值，以及每个AP的吞吐能力。根据AP的功率，判断AP的有效信号所能覆盖范围，保证覆盖范围内的任何一个定位点所收到的AP信号中，至少有一个AP的RSSI值要大于-50，根据实际的地理环境合理的安装AP，具体布局因地而异。

　　定位基站安装

　　定位系统中，需要将所有的定位数据汇总传输至定位服务器，因此，为了确保数据的稳定性和安全性，需要将所有的通讯AP通过线缆的方式连接。并且尽量不要采取级联方式连接，以避免因其中某一AP故障导致，导致同一线缆所有数据全部无法回传的故障。

　　所有通讯AP由接入层交换机由线缆连接至安装位置，安装过程中需要考虑线缆的长度不可超过90M，对于超过极限距离的考虑采用中继等方式。

　　定位激发器安装

　　定位激发器负责扫描在关键区域发送辅助定位信息，部署密度根据现场定位要求确定。

　　系统功能

　　系统主要功能特点如下。

　　实时监控

　　· 人员位置信息：在电子地图实时显示犯人和预警位置;

　　· 人员移动轨迹：通过电子地图实时显示一个或多个人员移动轨迹;

　　· 跟踪指定人员：地图随着标签的移动自动切换，将鼠标移到标签上可以看到标签的当前状态;

　　· 人员报警状态信息：通过电子地图上不同颜色和形状显示人员的报警状态。

　　报警功能

　　按钮报警：狱警标签有报警按钮，一旦发生紧急状况，可以按下报警按钮，监控中心点定位系统将会及时收到报警信息和报警位置，并快速找到事发现场。

　　标签破坏报警：标签戴到犯人手上，犯人就无法自行脱下来，只有剪断，如果犯人将标签弄断，该标签将会不断地向系统发出剪断报警信息。

　　非法区域报警

　　· 越界报警：某些区域属于禁区，未经允许的标签进入将发出报警信息，或某些犯人不能离开某个区域，一旦离开将发出报警信息;

　　· 出入关口报警：在出入某些关口时，可事先设定好哪些标签可以通过，当不符合要求的标签出入关口时将发出报警信息;

　　· 与管理信息系统不符报警：犯人在系统中已经设定好了房间号，一旦犯人进错房间，将及时发出报警信息。

　　非法聚集报警：在指定位置，系统可以设置最大允许人员数量，一旦超过预设数量，将发出报警信息。

　　信号丢失报警：标签消失有多种因素(如电池没电或被破坏、标签越过信号覆盖区域等)，可以设置指定标签的消失报警条件和报警级别，如该标签消失了，将会触发相应的报警。

　　电池低电压报警：可以在系统中设置电量最低界限，一旦标签电量低于这个界限将会发出报警信息。

　　其他报警：按照需求，增加不同的报警方式。

　　· 未按规定路线报警：指定某个标签在某段时间的行走轨迹，一旦发现该标签偏离指定的行走轨迹达一定的时间，发出报警信息;

　　· 无随同人员报警：将犯人标签和警察标签绑定，一对一或多对多进行绑定，当犯人标签的行走轨迹和警察标签的行走轨迹不一致，并达一定时间，发出报警信息。

　　历史纪录查询

　　轨迹回放：以平面GIS图为基础，显示特定区域内的实时活动轨迹;支持按时间范围进行轨迹回放。

　　查询位置历史记录：任何标签的位置变化纪录。

　　查询报警历史记录。

　　查询操作历史记录：关于标签的有关操作。[nextpage]

　　电子地图

　　以2维GIS图呈现监狱的全貌(图6);支持基本的GIS操作，包括Zoom、拖动、距离测量、图层选择、图元查询等;支持图层间导航，即从监狱全貌导航到某个区域例如楼房，进而导航到楼层和房间等;GIS图与业务信息的绑定，包括人员信息、设备信息、告警信息的绑定;支持告警的冒泡显示。

　　管理功能

　　标签管理

　　· 标签发放：将指定的人员信息和其佩戴的标签进行绑定，在系统中显示的标签即代表佩戴该标签的人员;

　　· 标签更换电池;

　　· 人员更换标签;

　　· 标签分组、分类： 标签可以根据实际情况进行分组和分类;

　　· 标签配置： 如定位方式、安全方式、启动和停止配置;

　　· 报警设置： 对不同标签设置不同的报警条件。

　　信息管理

　　· 犯人信息设置： 可在系统中对在押人员的信息进行设置和管理;

　　·警察信息设置： 可在系统中对警察的信息进行设置和管理;

　　· 上下班设置： 可设定一个下班位置点，一旦工作人员标签放到该定位点达到一定的时间则认为已经下班。

　　网络管理

　　定位基站管理功能： 可同时监控上百个定位基站的运行状态，当定位基站网络中断时将会及时发出故障报警信息，并且可以对定位基站进行批量配置。

　　系统管理

　　· 用户管理： 可设定各种用户权限，用户登录系统后根据自己的权限进行相应的操作和浏览符合权限的内容;

　　· 日志管理：提供详细的日志生成，存储，检索等功能。

　　统计报表

　　· 标签警告记录——查看所有标签或指定标签的所有警告记录;

　　· 查看标签报表——查看标签的重要报警，出入区域次数及停留时间统计;

　　· 操作历史记录——查看用户的操作历史记录;

　　· 统计各项工作的执行次数、单人的工作情况和闲置时间、每天各岗位的工作高峰期;

　　· 对各告警事件发生的时间和区域进行统计分析;

　　· 分析标签状态提供闲置警力名单和位置，供所领导参考用警，分析指标由用户自行设置;

　　· 根据用户自定义规则，按时间段统计民警巡逻次数、时间段和间隔时间。

　　结语

　　通过监狱人员定位系统，在发生突发事件时，可以及时准确地掌控事发地点、时间、涉及人员等信息资料，并通过监控联动查看监控录像，为进一步控制局势提供有效分析和数据;通过系统还可以了解警力部署情况，在突发事件时，及时调配警力，迅速处理事异常件。通过与监狱已有的门禁系统、视频监控系统、报警系统之间的联动，可以提高整个监狱安防系统的效率，帮助警力提高监管水平。