监所在押人员定位管理系统

　　1.1. 系统简介

　　监所智能定位管理系统通过应用目前最先进的半有源电子标签，以电子标签作为标识码，将其安装在受控目标上，并且在定位监控区域内，安装联网的无线基站，对电子标签进行识别，由此实现了对受控目标的实时定位和追踪。

　　本系统前端通过基站实时采集电子标签数据，并发送到后台服务器，服务器经过复杂的定位算法计算后，将定位数据和告警数据发送给展现层，系统对外呈现的方式有两种：WEB网页系统、3D模拟客户端系统，其中WEB网页系统主要提供各类信息登记、查询、统计、分析、地图配置等功能，3D模拟客户端系统主要提供人员实时定位、视频联动、告警通知等功能。

　　据实际的应用场景，提供三款电子标签，分别为防拆卸腕带标签、卡型标签、资产标签。标签采用“主动或被动方式”两种模式进行工作，标签主动发射信号或由基站的指令触发后发射信号。分布在各区域的基站一直主动发射电磁波信号，经过信号范围内的电子标签都能够被顺利识别，并获取到该标签的数字编号、基站将该编号以及自身的编号和其它参数通过网络传送到后端服务器。服务器上的智能定位管理系统软件进行相关算法计算处理，根据业务逻辑输出电子标签的位置信息和告警信息等。

　　1.2. 系统特性

　　本系统实施的目标是打造一套适合监所人员定位及监所物品管理的智能化、自动化的综合业务管理平台。本系统具有以下特性：

　　可靠性高：

　　系统所用设备都是按照工业标准设计生产，内核采用高集成度嵌入式系统，后台采用大型数据库技术，主要设备采用防水防潮外壳，完全适应当地使用环境。基站具备自检和心跳包上传、天线断路与短路、掉电自检报警等功能，保证系统各个使用环节都稳定可靠。

　　经济实用：

　　系统建设和维护成本相对低廉，具有运营费用低、设备集成度高、施工快捷、智能化程度高、维护方便、操作简单等特点，是一套务实的综合性系统。

　　系统先进：

　　系统采用目前最先进的无线通讯技术、无线智能卡、嵌入式系统、数据库技术、加密等先进技术于一身，是先进技术融合应用的典型案例，是人员定位资产管理系统数字化和智能化的典范工程。

　　方便维护：

　　系统采用模块化设计，一个模块发生故障时只需更换故障的模块，系统就可恢复正常。硬件设备会定期上报自己的工作状态，在节点有故障时后台管理可即时得到系统故障提示，缩短突发故障的发现和处理时间。

　　灵活扩容：

　　模块化的网络架构和无线射频通讯设计使系统具有良好的扩容性能。系统扩容时只需要增加相应的网络终端和无线读卡系统硬件，可按需灵活部署，新加系统硬件会快速并入现有网络，无需再对硬件进行复杂的调试作业。

　　开放的系统：

　　作为一套综合性的应用系统，其开放性是系统扩容、新业务加载与未来新增系统对接的重要条件。本系统从底层硬件数据信号到软件后台数据接口全部为开放式结构，可方便与系统其它软硬件系统进行对接。

　　1.3. 综合优势

　　n 软件基于云架构设计，系统稳定可靠，无单点故障，系统冗余设计，负载分担、支持大规模应用，至少支持1000个基站设备和10000枚标签接入。

　　n 国内唯一采用全3D仿真展示的定位软件系统。

　　n 提供WEB网页展示、3D客户端展示。

　　n 系统运行环境适应性强，可在WINXP/WIN2008/WIN7等WINDOWS系列系统上运行，也可在主流的LINUX系统上运行

　　n 数据存储应用集群设计，扩展能力强。

　　二、 技术架构

　　2.1. 设计原则

　　本系统的设计根据国家、地方相关法规、技术标准规范的要求，结合智能定位系统建设的实际情况，秉着积极借鉴国内外先进经验和技术，安全可靠、节俭实用、易于扩展和便于管理维护的原则进行。本次建设遵循的设计原则如下：

　　先进性

　　采用先进成熟的技术和设备，确保整个系统在一段时期内保持技术上的先进性，既满足当前需求，也兼顾未来发展。

　　可扩展性

　　平台采用模块化结构，系统扩容或增加功能只需增配相应模块，无需对系统作额外改动。

　　兼容性

　　兼容国内主流设备和协议，解决不同品牌与新旧设备之间兼容对接问题。

　　稳定性

　　系统能够保持长时间稳定运行。系统平台具有完善的智能网管功能，如故障自动检测、系统自动恢复等功能，方便管理维护人员及时了解设备状况，及早发现、消除系统隐患。

　　安全性

　　对系统平台采取必要的安全保护措施，防止病毒感染、黑客攻击，具有高度的安全和保密性。

　　实用性

　　整个系统以实用、操作方便、简洁、高效为原则，既具备快速反应的特点，又能满足相关人员的功能业务需求。

　　2.2. 系统架构

　　系统设计时采用标准化的硬件和软件接口，采用标准化的编解码技术，实现硬件、软件的无缝对接和集成，为未来软硬件平台扩展、上层应用系统开发奠定开放的软硬件基础。

　　图2 系统架构图

　　2.3. 技术架构

　　系统的开放性是用户投资的根本保证，采用目前最先进的构建大型网络系统的J2EE平台架构，采用微核心+插件技术、支持从PC、服务器到小型机的迁移，支持操作系统移植，支持服务器CLUSTER技术，可以随着系统的规模不断扩大，通过简单的调整服务器的部署可以轻松实现多层次的纵向延伸和多区域联网的横向扩展，全网中的层级数没有限制，设计上没有系统容量的限制，可满足上千台阅读器/触发器，及上万个电子标签的联网要求而无需更换版本和产品升级，而这种扩展，丝毫不影响系统的原有稳定性。

　　1)采用J2EE三层软件设计架构

　　J2EE提供了一个企业级的计算模型和运行环境，用于开发和部署多层体系结构的应用,它通过提供企业级组织计算环境所必需的各种服务，使得部署在J2EE平台上的多层应用可以实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性。

　　2)知识工程方法的应用

　　通过对物联网信息数据进行析取，建立统一的数据库，对各类数据进行统一储存，统一管理，统一发布，提供统一的数据平台。

　　3)采用优秀的软件环境

　　管理服务器使用Linux系统，该系统源码开放、系统稳定、抗病毒、内核精干、效率高，不易受到网络攻击，所以能够确保管理服务器运行的稳定性和安全性。

　　图3 系统架构图

　　2.4. 架构特性

　　2.4.1.系统性能

　　系统总体性能指标满足如下：

　　(1)应用系统具有7*24小时稳定运行的能力，全年在线率为99.9%;

　　(2)系统应支持不少于500用户，在线用户数不低于100，并发用户数不低于30用户/秒;

　　(3)系统页面响应通常不大于1秒;复杂页面响应小于5秒;复杂业务实现生成操作小于8秒，特殊操作可适当延长;

　　(4)系统支持同时在线的3D客户端大于5个;

　　(5)系统最大的定位基站接入数量大于1000个;

　　(6)系统最大的标签接入数量大于10000个。

　　(7)服务器系统时间与标准时间应实现同步。

　　2.4.2.系统可靠性

　　系统全部基于LINUX操作平台，系统稳定、抗病毒、内核精干、效率高，不易受到网络攻击，并能够在WINDOWS系统上进行显示，避免了WINDOWS平台本身所具有的不稳定性。

　　服务器集群：在可用性要求高的场景下，系统设计采用服务器集群的服务机制，当组件、服务器或网络故障时，能够自动替换，持续的不间断的提供应用服务，避免了业务的中断，保证系统连续稳定运行。

　　对不可控因素的控制：对可控性因素的控制容易把握，但对如网络质量、运行硬件平台等影响稳定性的不可控的因素的控制，是稳定性设计的难题。通过设计进程监视、故障弱化和故障恢复等技术来加以弥补。

　　2.4.3.系统可扩展性

　　系统支持与已建系统的无缝对接，一方面预留相应的接口以便扩充之用，接口类型可分为数据接口、页面接口等，并可以根据实际业务类型，开发不同的应用服务接口，提供不同的应用服务，实现和其它平台的对接;另一方面控制部件(软、硬件)采用模块式结构，可以方便灵活进行扩充，降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化，以保证未来的适应性。

　　2.5. 信息安全

　　2.5.1.传输安全

　　系统在保障网络传输安全时，主要采用以下技术：

　　1)各设备之间的无线通信采用加密传输方式，防止数据泄露及网络攻击。

　　2)平台对外服务可以通过开启HTTPS的方式保障连接的安全。

　　3)接口服务通过Token(令牌)+数据加密的方式实现。

　　2.5.2.系统安全

　　在系统安全方面，主要采用以下技术：

　　1)操作系统采用Linux系统，漏洞少、安全性高。

　　2)开启防火墙，只开放对外服务的网络接口及接口协议。

　　3)应用程序在非root用户下运行，关闭不必要的其它用户，并设置复杂密码。

　　4)关闭root用户远程登录。

　　5)关闭系统内的其它非必要服务。

　　2.5.3.权限管理

　　系统拥有完善的权限控制功能，通过域管理、用户组管理、用户权限管理的分层分级管理机制实现各自权限范围的系统维护、数据查询、实时定位监控、告警处理等功能。系统具有严格的日志记录功能，任何系统的登录退出、业务操作都会详细进行日志记录，方便后期的审计。

　　二、 系统功能

　　3.1. 功能架构

　　系统采用分层架构方式设计，对外提供WEB网页、3D客户端两种UI管理模式，详细的功能架构如下图所示：

　　图4 功能架构图

　　3.2. 三级周界防范

　　功能说明

　　三级周界防范主要是为了解决在人力防范存在盲区的情况下，通过设置在被保护区周界(或围墙)上的检测装置(如红外收发器、振动传感器、接近感应线等)，对于周界范围内未经授权、超越周界范围等情形来触发报警，实施对周界范围内的封闭式保护。

　　l 原则上以监狱围墙内5米为一级周界防范，劳动现场、监舍外围为二级周界防范，特定区域为三级周界防范。

　　l 一级周界防范为最高级别，需经过最高级别授权，二级为普通级别，只需通过一般警察授权，三级为特殊级别，授权可按照不同区域分别划分。

　　系统界面

　　图5 周界防范说明图

　　3.3. 人员实时定位

　　功能说明

　　人员实时定位是对进入监管场所的每个人员的实时轨迹进行跟踪监控，并绘制行动路线图，也可以调阅其历史时段轨迹路线图。从而及时反应监管情况、加强对服刑人员的管理、加强安全保障措施实时定位人员信息及时发现罪犯异常行为，实现与视频、门禁等自动化监管设施联合动作，提高应急响应速度和事件的处置速度，形成人防、技防、物防、联防四防合一的立体化防范格局，变被动式监管为主动式监管，有效提高监所的管理水平和管理效率。

　　3.3.1.人员实时考勤

　　根据人员在工作考勤地点的进入和离开记录，进行实时考勤。

　　3.3.2. 监控区域维护

　　维护管理各个监管场所基本信息、危险程度、允许最大停留人数等。

　　3.3.3. 人员分布查阅

　　对当前时刻各个区域的人员分布情况进行查询统计。

　　3.3.4. 电子点名

　　对当前时刻各区域人数、归属区进行点名确认。

　　系统界面

　　图6 人员定位说明图

　　3.4. 3D地图

　　功能说明

　　3D 地图展示：定位区域的 3D 模拟实景还原。

　　3D 人物模型展示：3D 人物模型展示。

　　人员实时运动轨迹跟踪：人员的实时位置在 3D 场景中展现。

　　人员实时运动动画展示：通过 3D 人物行走动画方式展示人员位置变化。

　　告警通知：各类告警信息实时通知。

　　视频联动：人员位置与摄像头视频联动。

　　人员信息查看：查询、查看定位区域内的人员信息。

　　告警信息查看：查询、查看告警信息。

　　3D 场景角度旋转：3D 地图视角转换。

　　3D 场景放大缩小：3D 地图放大缩小。

　　3D 场景楼层组合：有多层楼层时，可以整体叠加展示。

　　3D 场景楼层分离：也可分层展示。

　　系统界面

　　图7 3D地图

　　图8 3D地图

　　3.5. 历史轨迹追踪

　　功能说明

　　人员历史轨迹追踪是在人员实时定位的基础上，通过记录下来的人员轨迹数据，来绘制出人员的行动路线图，从而实现运动轨迹回放、轨迹下载、轨迹分析以及相关视频分析、存储。

　　3.5.1. 人员活动分析

　　对进入监管场所的每个人员的行动路线图、区域停留时长、活动时间段进行分析。

　　3.5.2. 人员轨迹追踪

　　对进入监管场所的每个人员的历史轨迹进行跟踪监控，并绘制行动路线图，方便调阅其历史时段轨迹路线图。

　　系统界面

　　图9 轨迹回放说明图

　　3.6. 区域划分

　　功能说明

　　区域划分主要是为了将地图上各个区域的二维坐标系通过自定义绘制的形式来获取，从而与房间相对应;同时还可以通过标记基站、摄像头等，来进行外部辅助定位监控设备的标记。

　　系统界面

　　图10 区域划分说明图

　　3.7. 电子围栏

　　功能说明

　　电子围栏由电子围栏主机和前端探测围栏组成。电子围栏主机是产生和接收高压脉冲信号，并在前端探测围栏处于触网、短路、断路状态时能产生报警信号，并把入侵信号发送到安全报警中心;前端探测围栏由杆及金属导线等构件组成的有形周界。

　　l 电子围栏是一种主动入侵防越围栏，对入侵企图做出反击，击退入侵者，延迟入侵时间，并且不威胁人的性命。

　　l 并且还可以把入侵信号发送到安全部门监控设备上，以保证管理人员能及时了解报警区域的情况，快速的作出处理。

　　系统界面

　　图11 电子围栏说明图

　　3.8. 告警管理

　　功能说明

　　告警管理主要是对于监管场所中的人员定位设备的非正常操作告警(包括脱离告警、非法闯入告警等)和标签本身告警(包括低电压告警等)，并提供给工作人员进行确认操作。

　　主要分硬件侧的告警管理和业务侧的告警管理。具体如下：

　　硬件侧：

　　3.8.1. 标签消失告警

　　可重点监控某些标签，当这些标签离开指定区域或清失时系统发现相应的告警。

　　3.8.2.电子腕带故障告警

　　当电子腕带电池电压低、腕带被破坏或被拆除，系统发出告警，并弹出视频，同时显示在押人员信息(姓名、番号、照片)，并实时推送到指定服务器。

　　3.8.3. 定位设备故障报警

　　当定位设备出现故障时，系统会主动发出告警信息，并实时推送到指定服务器。

　　3.8.4. 求助告警

　　当电子腕带或者警员标签的SOS按钮被按下启用，系统会发出告警，并弹出视频，进行实时轨迹视频跟踪，并在第一时间进行营救。

　　3.8.5. 特殊人员心率异常告警

　　当疑犯在提审并在接受审讯过程中，或者有心脏疾病的犯人发现有心率或快、过慢或者有停止状态时，系统会发出告警，并弹出视频，同时显示在押人员信息(姓名、番号、照片)，并实时推送到指定服务器。

　　业务侧：

　　3.8.6. 滞留时间过长告警

　　可设某些特定区域，被定位人员进入这些区域不能超过规定时间，超过规定时间系统告警。

　　3.8.7. 非法离开告警

　　有在押人员经监区大门外出，系统立即告警并弹出视频，同时显示在押人员信息(姓名、番号、照片、出所原因)。

　　3.8.8. 单人滞留告警

　　监舍内、放风场、提审室、会见室有在押人员单人滞留，系统立即报警并弹出视频(禁闭室等特需场所,平台可设置允许单人滞)。

　　3.8.9. 在押人员进错监舍告警

　　在押人员进错监室，系统立即告警并弹出视频，同时显示在押人员信息(姓名、番号、照片)，并实时推送到指定服务器。

　　3.8.10. 协警、访客进入监室告警

　　有协警、访客进监时，系统立即告警，监室以区块色进行显示、并弹出视频。

　　3.8.11. 在押人员跨监谈话告警

　　系统提供监室与谈话室配制功能，非对应在押人员进入谈话室告警并弹出视频，并实时推送到指定服务器。

　　3.8.12. 无陪同告警

　　可以为重点关注罪犯设置无陪同告警，设置完成后该对象一定距离内没有民警陪同则触发告警。

　　l 设定陪同区域: 可以指定关注对象需要陪同的区域，支持全区域。

　　l 设定陪同时间段: 可以指定关注对象需要陪同的时间段，支持全时段。

　　l 设定陪同民警: 可设定指定民警陪同关注对象，也可设为只要有民警陪同即满足陪同条件。

　　系统界面

　　图12 历史告警说明图

　　3.9. 视频联动

　　功能说明

　　在地图上实时展示人员的位置。可以给每个定位设备绑定一个摄像头，通过在监控端的地图上，点击定位设备图调用定位设备所在区域的视频。当有特定的告警时，系统会自动调出发生告警的区域的视频。

　　系统界面

　　图13 视频联动说明图

　　3.10. 视频下载、合并

　　功能说明

　　根据监所方面的业务需求，相关机构可能会要求对某嫌犯在某几个时间段的视频分析并进行下载、合并管理，以便其他业务部门调取，分析。或者在嫌犯经其他部门调取进行审讯时进行 视频录制下载、合并管理，并存档，作为执法公开的相关资料。

　　3.11. 其他相关业务功能

　　3.11.1. 新人入所提醒

　　新入所人员入监，系统立即报警并弹出视频;7日内每半小时弹出视频进行提示同时显示在押人员信息(姓名、番号、照片)。

　　3.11.2. 重点管控人员提示

　　已标为重刑犯、重点关注人员离监，地图标签随时显示场所最近视频及人员信息(姓名、照片，番号及附近在押人员、民警信息)。并以表单方式显示轨迹(列表显示时间、场所)。

　　3.11.3. 出所人员核对

　　对临时出所和办理释放手续出所人员出所，需进行身份确认;出所人员取腕带时比对不正确，系统立即报警并弹出视频，同时显示在押人员信息(姓名、番号、照片)。

　　3.11.4. 出所人员去向提醒

　　以列表方式实时显示出所人员的去向，并统计人数(出所就医、出庭、出所辨认等等)。

　　3.11.5. 一卡通功能

　　警员卡可以实现门禁、巡检、考勤和内部消费功能，在押人员电子腕带可以实现值班确认、预约医生、预约管教民警、律师、以及内部消费等功能(此功能与监所其它子系统进行对接)。(备注：每个看守所情况不一样，需要对接)

　　3.11.6. 与第三方的对接

　　系统产生的告警、标签位置变更等，需要提供上送机制，主动上报到第三方平台;平台产生的所有统计报表，都需要提供接口，供第三方平台对接(查获轨迹记录、视频对应关系、设备信息、标签信息等)。

　　3.11.7. 与主系统对接

　　与监所信息管理系统进行对接，实时获取人员基本信息。

　　3.12. 三人互监绑定

　　功能说明

　　任意三至五名罪犯可绑定为一个互监小组，可通过设置三人互监之间允许超过的最大距离或者区域，来限定三人互监行动小组。超过设定的零界值，就会触发报警。

　　l 小组人员绑定: 可以指定任意几人绑定为互监小组。

　　l 距离或区域限制: 可以根据实际需要选择距离或区域为限制条件。

　　系统界面

　　图14 三人互监说明图

　　3.13. 物品定位

　　功能说明

　　物品定位主要是针对监管产所内的重要物品(例如涉案物品)进行实时定位监管，使之都在识别基站的识别范围内，识别基站会自动识别所有物品随身携带的所有ID信息，并实时监管所有物品在位状态。若涉密物品实现未经允许非法带出，系统会随时发送信息给监控中心并触发报警，只有经过授权的合法物品，才能安全带出，从而保证每个固定资产的安全。

　　l 对涉密物品进行防盗安全管理，防止丢失或者泄密事件的发生。

　　l 对涉密贵重物品进行定位、追踪、自动盘点等，使得资产的管理自动化。智能化。

　　l 解放人工成本，节约管理成本，使得管理水平得到很大的提升。

　　3.14. 民警考勤

　　功能说明

　　民警考勤主要是为了对监所人员进行自动考勤。根据上传的数据判断监所人员进出情况(何时进、何时出、都能反映到系统软件中)，使考勤情况一目了然。监所人员将佩戴该系统考勤卡，无须主动刷卡便能实现自动考勤，方便省力、准确度高。

　　系统界面

　　图15 民警考勤说明图

　　3.15. 警员进监室巡查考核

　　主协管民警每日上下午进入监室巡查系统自动记录巡查时间，未按照规定进监的有系统自动产生报表，并实时推送到指定服务器。

　　3.16. 临时撤防

　　功能说明

　　对特定区域特定人员限时解除警戒，可人工操作恢复警戒。

　　l 出监犯人限时解除告警。

　　l 恢复警戒时监控中心消息提示。

　　l 狱警可随时恢复警戒。

　　3.17. 人员管理

　　功能说明

　　人员管理主要是针对监管场所内的所有人员进行各项基础信息数据(包括姓名、证件号码、联系方式、住址等信息)的维护，从而为其他业务模块提供基础信息服务。

　　系统界面

　　图16 人员管理说明图

　　3.18. 物品管理

　　功能说明

　　物品管理主要是针对随身物品和涉案物品进行基础信息(包括名称、数量、联系名称、特征等信息)的维护，以及相关物品标签的绑定，便于对物品进行实时定位监控。

　　系统界面

　　图17 物品管理说明图

　　3.19. 劳动工具收发

　　功能说明

　　对监所内的劳动工具进行系统化的管理，包括劳动工具注册登记，劳动工具发放，劳动工具回收，劳动工具注销等功能。

　　l 提供劳动工具的名称，权限，责任人，所属机构等输入和位置查询。

　　l 物品绑定标签，可对物品进行区域授权。

　　l 物品未经授权带离劳动现场、进入监舍或其他周界防范的区域触发告警。

　　l 物品授权级别默认为服刑人员处周界防范的授权级别。

　　3.20. 统计分析

　　功能说明

　　统计分析主要是针对监管场所各类数据(例如时间维度上的人员、案件等)进行统计分析，形成各类统计图表。便于管理者统筹监管场所维护和各种资源的合理调配管理。

　　系统界面

　　图18 统计分析说明图

　　3.21. 用户权限

　　功能说明

　　用户权限主要是便于系统管理员针对此系统的使用者进行权限分配，即对不同用户使用系统资源(功能菜单项、页面、按钮、输入控件等)的使用或数据访问权限。

　　l 用户分类：系统用户、超级用户、管理员用户、操作员用户、客户用户等。

　　l 系统权限：即对不同用户使用系统资源(功能菜单项、按钮、输入控件等)的使用或访问权限。

　　l 用户：应用系统的具体操作者，用户可以拥有一定范围的权限。

　　l 角色：为了对许多拥有相似权限的用户进行分类管理，定义了角色的概念，例如系统管理员、管理员、用户、访客等角色。

　　l 组：为了更好地管理用户，对用户进行分组归类，简称为用户分组。