公安、纪委、海关办案中心人员定位技术选型方案

公安、纪委、海关办案中心人员定位技术选型方案

广州拙进通信技术有限公司

1、应用场景需求

      公安、纪委、海关办案中心人员定位主要实现如下场景：

      人员房间级定位。包括对干警与管控对象的定位。

      区域人数限制。主要指对单人审讯、禁止特定人员同时出现在同一区域等情况做预警。

      人员轨迹。特定人员轨迹回放或实时追踪。

      敏感区域告警。特定人去到特定区域告警。

      结合心率、血压等体征测量参数对管控对象身体状况做预警。

      结合办案中心运行流程，实现全流程管控。

2、前期试点技术路线与试点结果

     近几年办案中心人员定位应用实施了较多的项目案例，主流技术路线为有源RFID与UWB两种，都有专业厂家力推，其它如蓝牙BLE、ZigBee之类技术也有试点，尚未见成功试点报道。

     下图是典型的办案中心建筑物平面图。本文讨论基于此建筑物模型进行。

        采用有源RFID技术实现的人员定位通常思路是在房间门口部署125K低频信号发射装置，在房间部署2.4G或者433M信号接收装置，通过125K低频信号标记房间位置，通过2.4G信号或者433M信号的信号强度或者其它参量来判断房间内外以及定位，通常号称的定位精度在0.3-1m。

        采用UWB人员定位技术实现人员定位通常思路是基于标准UWB定位技术模型，在房间、走道、大厅部署不同数量的UWB基站，实现一维、二维、三维精准定位。

       从定位技术原理而言，UWB技术基于宽频通信技术，可以实现精准定位，原理上可以实现10cm的定位精度。有源RFID技术采用的125K低频信号标定位置，但低频信号的覆盖范围有限，且信号覆盖模型是球状覆盖，在房间通常是方型的情况下，很难通过125K信号去区分房间内外，而2.4G或者433M通信技术都受多径效应的影响，不能实现高精度的定位，反应在用户体验上就是信号会漂，人员会漂出室外。

      从前期各地实际项目试点情况看，UWB与有源RFID技术在建设维护成本与用户体验上各有优缺点。UWB技术的优点是可以实现精准的定位，不足是建设与维护成本高（要部署较多的UWB基站、光纤组网、较高的服务器处理资源需求），手环耗电大，续航时间短，UWB技术续航时间短也是其技术原理决定的，UWB信号在发射状态下，其工作电流较大。RFID技术建设与维护成本相对低一些，手环使用时间长，不足之处就是定位不准，信号会漂。当RFID技术号称可以精准定位，UWB技术可以长时间续航时，用户的期望与现实之间的落差就更大了。

核心用户体验需求

     根据前期试点反馈，公安纪委办案中心人员定位应用核心用户体验如下：

     手环续航时间长。手环续航时间短的话，对手环的维护将是比较大的负担。

     定位准确，即无误告警。

     施工维护简单

3、拙进通信的探索

      分析办案中心人员定位需求场景，可以得到如下几个结论：

      定位需求是房间级的，即主要的定位功能只要能识别人员在房间就可以了，特定情况下才需要对人员在房间的具体位置进行精准定位。

      人员定位属于慢速、低并发的定位需求。即对人员的实时密集连续定位需求并不是必需，单个房间里也不需要同时实现成百上千人员的定位。连续快速定位只发生在个体特殊情况时才有需求。

      基于上述分析，拙进通信根据公安办案中心客户成本与用户体验兼顾的考虑，提供多频RFID方案与UWB两种技术解决方案。两种方案互相兼容，以满足不同层次的客户需求。

多频有源RFID方案

      多频有源RFID方案主要针对对成本比较敏感，对精准定位要求不高，只需要实现房间级定位的用户。重点解决手环续航时间，只实现房间级的人员区域位置识别，满足区域人员限制、敏感区域限制、人员轨迹等区域位置识别功能需求，不提供精准定位能力。

      多频有源RFID方案在办案中心的设备部署实例如下：

       在每个门口部署定标阅读器（图中红色部分），无需现场调试，上电即工作。定标阅读器可以单独组网，也可以就近接入办案中心网络，实现与业务系统平台的数据传输。

此种部署方式可以实现如下功能与性能：

       人员房间级位置识别。无相邻房间误判。

       区域人数限制。稳定实现对单人审讯、禁止特定人员同时出现在同一区域等情况的预警。

       人员轨迹。特定人员轨迹回放或实时追踪。

       敏感区域告警。特定人去到特定区域告警。

       结合心率、血压等体征测量参数对管控对象身体状况做预警。

       只实现位置识别的情况下手环连续使用时间可以达到5年以上。（具备心率，体温，血压采集功能的手环续航时间取决于采集的频度）。

       如上，拙进通信多频有源RFID方案可以有效满足办案中心对手环续航时间以及位置管理功能需求，系统建设成本低，维护简单。

多模UWB方案

       针对精准定位要求较高的客户，拙进通信提供多模UWB解决方案，以在实现用户精准定位要求的前提下，有效解决建设与维护成本以及手环续航时间短等问题。

拙进通信多模UWB解决方案在监所部署如下图示：

       房间门口部署定标阅读器，实现房间级位置识别，房间内与通道按照定位精度需求部署1-3个定位基站。定标阅读器可以单独组网，也可以就近接入办案中心网络，实现与业务系统平台的数据传输，定位基站无需组网。

此种部署方式实现如下功能与性能：

       精准人员定位。无相邻房间误判。无内外误判。

       区域人数限制。稳定实现对单人审讯、禁止特定人员同时出现在同一区域等情况的预警。

       人员轨迹。特定人员轨迹回放或实时追踪。

       敏感区域告警。特定人去到特定区域告警。

       结合心率、血压等体征测量参数对管控对象身体状况做预警。

       正常使用情况下，手环使用时间大于9个月。（具备心率，体温，血压采集功能的手环续航时间取决于采集的频度）。

       建设成本只需传统UWB定位方案的1/2。

       如上，多模UWB技术方案可以有效满足用户区域位置识别与精准定位需求，同时大幅提高手环续航时间，大幅降低建设与维护成本。