实时定位系统在监狱看守所的设计应用

1　监狱监管的需求概述

　　1.1   监狱监管的背景

　　随着公安、司法机关维护社会秩序和打击刑事犯罪的任务日益严重，各种监管场所的拘押、收教、强制戒毒等违法犯罪人员数量持续不减，以及其他业务部门对实现公、检、法信息共享的呼声越来越高，落后的管理模式已经不能适应现实斗争需要。为提高管理工作水平，各级领导对建立监狱管理信息系统的重要性已达成广泛共识，统一规划和建设各级监狱管理信息系统已成必然趋势。

　　在监狱这样一种特殊的环境里，运用一种安全、可靠的信息采集系统来区分、识别在押人员，将信息系统中每个人的信息和现实中的每一个人真正的联系起来，真正充分发挥监狱信息系统的作用。

　　同时，在建立罪犯信息资料管理的基础上，利用现代化的技术手段结合监狱管理的实际情况，建立一整套完备的具有智能监控管理、越界报警、在押罪犯的实时定位、 追踪等功能的智能监狱实时监管系统，必将大幅度的提升监狱内部的安全性和管理效率, 降低监狱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,完善整个监控管理系统的功能，有效地增强系统的安全性，真正意义上实现监狱管理信息化，实现“向科技要警力”的途径。

　　1.2   RTLS在监狱监管应用的可行性

　　随着信息化建设的进一步发展，贯彻“科技强警”的战略方针，在监狱这个特殊的环境里，依靠传统的视频监控系统或报警系统或门禁系统在错综复杂的现场显得独立难支。即使是多个系统同时应用，在很多功能的联动结合上不能做到无缝接合，因为监控镜头过多，有限的警力无法同时监控每一个镜头的即时状态。致使一些安全隐患凸显出来。利用现代化的技术手段结合监狱管理的实际情况，建立一套实现：具有视频监 控、服刑人员的实时定位、越界（危险区域）报警、实时统计，定时点名、进出监舍统计、重点人员行动跟踪、轨迹回放、干警巡更、警力分布、干警狱内超时报警定位、干警进出监狱所有门的控制及外来人员（车 辆）在规定的区域内定位等功能的多功能能监狱实时监管系统。 

　　网频科技的Wi-Fi 实时定位系统利用Wi-Fi 网络为基础，实现实时定位、语音、视频、通讯、越界告警、警界区域告警、运行轨迹回放等多项功能，网络采用目前世界最先进的加密方式，Web 形式的可视化中文软件管理界面，更易于操作管理，是监狱管理的最新系统化、全面化、智能化的管理系统。实时定位系统结合管理系统大大提高了监狱的安全环境，并且极大程度地降低管理成本。系统可结合监狱、看守所的安防系统，更好地实现门禁管理，出入口控制、视频监控、越界报警、监舍对讲等管理功能。

2　监狱实时定位监管系统设计

　　2.1   方案设计理念

　　监狱是关押管理犯罪人员的场所，在押人员为各类犯罪分子，关押与管理难度较大，安全是首要保障的因素。安全保障既要保障社会的安全，也要保障监狱管理人员的安全，以及罪犯的合法人身安全。利用先进的监控安防设备，可以有效地加强对服刑人员的管理，直观及时地反映重要地点的现场情况，提高安全保障的力度及效率，是监狱现代化管理的有力工具。

　　2.2   设计原则

　　技术先进：整个系统选型，软硬件设备的配置均应符合高新技术的潮流，采用全世界最新的Wi-Fi RTLS技术及RFID技术。

　　架构合理：采用先进、成熟的技术来架构各个子系统，能使其安全平稳的运行，有效的消除各系统可能产生的瓶颈并通过合适的设备保证各子系统具备良好的扩展性。稳定性和安全性是我们最关心的问题，只有稳定可靠的系统才能确保各设备的正常运行。系统基于稳定、安全、保密的大型数据库，以保证系统运行正常。具有良好的数据共享，实时故障修复，实时备份等完善的管理体系。 

　　产品主流：在设备选型时，主要依据监狱的实际情况结合目前市场上的各类产品选择具有最优性能价格比和扩充能力的产品。 

　　低成本、低维护量：所采用的产品应该是简单，易操作，易维护。系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好一个系统的条件，我们的方案集中了已有的丰富的网络设计、施工经验，以及在数字化图像、语音和数据综合传输领域强大的产品优势，实现所需的设计需求。 

　　兼容性：各系统均为相对开放的系统，不同产品间具有标准接口，并提供多种通讯标准协议，可以便于第三方设备的接入。 

　　模块化：组建各分系统，直到总系统，均严格履行模块化结构方式，以满足系统功能扩充、运行设备的替换、维护，确保系统的高效可靠运行。 

　　扩充性：采用面向对象和模块化的开发技术，可随时根据需要扩充具有其它功能的软硬件模块，具有良好的扩充性。 

　　集中管理：远端现场设备，各分系统集中于中心统一控制，实施对所有远端设备的控制、设置，以保证系统的高效、有序、可靠的发挥其管理职能。 

3　无线局域网实时定位技术介绍

　　Wi-Fi RTLS系统由以下三部分组成：RTLS定位标签（Wi-Fi Tag/RFID Tag）、无线接入点（Access Point或RTLS读写器）、定位服务器（Locating Server）。

　　系统工作原理：

　　定位标签或者无线设备周期性地发出无线信号。

　　接入点接收到信号后，将信号传送给定位服务器。

　　定位服务器根据信号的强弱或信号到达时差判断出标签或无线设备所处位置，并通过电子地图显示其具体位置。

　　3.1   无线局域网实时定位系统特点

　　RTLS技术系统特性：

　　1)  基于无线局域网：无须再重新搭建其他网络或设施，安装方便简单，且极大降低了成本。

　　2)  远距离：可以实现几百米范围内的识别、追踪，并准确查找到物体或人员所处位置。

　　3)  极高的系统容量：采用多种防冲突方案，可同时识别几百个以上标识。

　　4)  高速移动：支持高速度移动物体或人员数据的读取。

　　5)  双向数据交换：电子标签与可视软件平台间可实现双向高速数据交换。

　　6)  超低低功耗：可更换电池，寿命可达到10年以上

　　定位服务器特性：

　　1)  支持多种定位模式

　　实时定位，确定目标对象具体位置（精确到5米)

　　基点定位，检测目标对象是否曾经过某一点

　　区域定位，检测目标对象是否曾进入或离开过某特定区域

　　2) 电子地图功能：在地图上显示资产和人员的位置和移动轨迹；显示报警态；显示环境状态

　　3) 实现对各种资产和人员以及无线设备的追踪定位

　　定位系统基于标准的无线局域网，可以实现对整个局域网内所有带有定位标签的资产、人员以及无线设备（如：掌上电脑、笔记本、扫描仪等）的追踪定位。

　　3.2   监狱看守所RTLS系统设计

　　3.2.1   RTLS系统组成

　　RTLS智能监狱管理系统包括电子标签、定位器/读写器、定位服务器软件系统、网络、服务器、工作站计算机六部分组成，网络及计算机部分可以共用现有的设备，根据实际情况而定。

　　电子标签：

　　根据狱警和犯人的不同使用身份和需求，设计了不同的标签。

　　犯人标签： 腕带式标签，需要专业工具完成佩戴或者摘下。腕带的橡胶圈采用微电流设计，可以做到剪断、扯断告警，防水、防摔、防尘，适合各种恶劣的环境下工作。 电池使用寿命长达1年，标签的使用寿命长达5年以上。

　　狱警标签：狱警标签一般为卡状，佩戴在颈部，也可根据需要做成其他形状。 卡上有按钮报警，用于狱警触发求救告警。标签配备可充电锂电池，带有标准USB充电接口，使用便捷，外观精致小巧。

　　可视化软件平台 

　　整合企业现有的软件，通过一个图形化的操作界面，在显示资产分布或人员移动区域地图上能够迅速检测、找寻到目标对象，操作清晰简单。 

　　定位器/读写器  

　　可以集合实时定位、语音、视频和数据传输为一体。

　　3.2.2   RTLS系统特性：

　　基于标准的无线局域网

　　无线局域网非常普及，容易搭建和管理操作；覆盖范围广，室内100米，室有效距离可达800米。无线局域网还可以用于无线上网等其他用途。

　　主动式监控

　　所有腕带电子标签每隔一定时间向外主动发出信息，确保每个人员都处于相应的监控区域内，为人员的监管提供最大程度的现代化高效手段。

　　实时定位

　　无论在房间中还是在室外活动区域，都可以实现对每个无线腕带的定位，定位精度可到房间或空旷区域中的3到5米范围。

　　动态点名：具体呈现应到人数、已到人数、未到人数。

　　防破坏设计

　　腕带内置导电材料形成回路从而有效防止破坏，一旦腕带被切断，系统立即报警。

　　历史跟踪

　　通过记录腕带标签的位置，就可以实现对跟踪人员的活动路线回放，轻松实现对犯人行踪的实时控制。

　　多腕带防冲突设计

　　无线局域网接入点可同时识别对监视范围中数以百计的无线腕带标签，标签之间不会发生冲突而造成遗漏。

　　警察紧急报警功能

　　警察佩戴的无线腕带标签上有报警按钮，可主动报警。警察佩戴的此标签在出警戒线或受到破坏时有报警功能。

　　和现有系统集成

　　无线腕带标签可以与一卡通服务相结合，可以管理罪犯现金使用，购买物品等。无缝接入到现有的监狱门禁系统中，并可实现和视频监控系统的联动。

　　人性化设计

　　无线腕带可按人体工程学设计，无过敏反应，不伤害皮肤，并同时满足防水需求。

　　WEB主要功能：

　　实时监控人员位置信息：通过电子地图或列表显示，可搜索。

　　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。