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物联网在监狱智能化管理中的应用解决方案

监狱是一个特殊的场所,环境与建筑配置都有其特定的方式与规则,同时监狱也是司法机关重要管制场所,将物联网技术运用到监狱管理系统中,可以为监狱形成一个全方位、多层次的管理,防止恶性事件的发生,减轻狱警的风险和压力,提高监狱的安全性,完善监狱的管理...
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  经过改革开放以来20多年的发展,我国的监狱管理制度的改革和发展已经取得了令人瞩目的进步。然而由于观念和体制的原因,我国的监狱管理制度与发达国家相比还比较落后,目前的监狱人员管理现状,多数还停留在以狱警巡查加摄像机监视报警的阶段,人工作业仍占绝大比重,信息化程度比较低。信息采集仍然只是单纯依靠手工输入,无法将信息系统和在押人员真正的关联起来。

  由于目前监狱管理水平所限,不断导致一系列恶性越狱事件的发生,如:陕西汉中、安徽界首、呼和浩特、湖南常德、防城港、阜阳市等等越狱事件,给社会造成极大危害,为防止越狱事件的再次发生,防止犯罪分子再次危害社会,监狱的智能化建设变得异常迫切。

  物联网与监狱安防

  物联网是指通过各种信息传感设备,如传感器、射频识别(RFID)技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人,所有的物品与网络的连接,方便识别、管理和控制。

  物联网技术在司法监狱系统中应用主要体现在主动预防方面。国内监狱已经完成的信息化建设一般包括音视频监控系统、门禁控制系统、周界高压电网管理系统、对讲监听系统、监狱广播系统、和电子政务管理系统等,主要在整套狱政管理中起到“事前预防,应急指挥,事后调查”。国外已经有一些厂家在监狱管理中成功导入了在押犯人跟踪系统,经过几年的更新完善,很大程度上帮助狱政管理提高了工作效率。但在具体的应用实施过程中,需要对于现场很多方面做综合考虑(监狱管理部门要求和现场建筑结构),所以对于设备提供商的要求还是比较高的。本文主要集中介绍在押罪犯根据系统,系统主要采用国际先进的Zigbee通讯技术结合智能标签、传感器和嵌入式系统,搭建一个基于公安专网的特殊应用平台,在监狱这个特殊环境对于在押罪犯的特殊人群做全天候在线跟踪监测。让监狱管理部门以较低的成本运用定位技术及GIS技术对在押罪犯进行定位跟踪管理,并对定位信息资源进行管理,同时为监狱各级管理部门提供查询窗口。

  系统整体设计

  上海某监狱主要收押被判处有期徒刑的成年罪犯,为了提高信息化改造和推广物联网在司法系统的试点应用,以达到监狱方对押犯人的实时跟踪,对于干警发出的报警信息及时反馈并定位。由监狱主管领导和监狱信息科划出一个分管区作为试点区域。

  分管区包括J4、J5监室楼、超市、炊场和户外活动区域。在项目中使用采用Zigbee通讯技术的WBEE无线自组网络协议栈和WLBS区域无线定位引擎。整体系统由四部分组成:终端智能身份电子标签(腕带、卡)、定位读写系统(定位器、人员定位)、无线数传系统、后台管理平台(图1)。

       无线电子腕带

  在押犯人佩戴无线电子腕带在受控区域活动,佩戴的电子腕带为有源标签,主动发生自身ID信息和RSSI值。腕带采用医用聚碳酸酯材质保证,在押人犯的正常生产劳动过程中对人体没有伤害,具备防拆,低电压,按键多种报警方式、IP65(生活防水)。

  定位读写系统

  定位读写系统采集受控人员状态,通过无线数传系统传给监控指挥中心;监控指挥中心存储、处理系统传来的数据。同时监控中心提供丰富的图形操作界面,接受指挥人员操作指令。

  在室内外犯人活动区域采用多个定位节点做数据分析源来做信号覆盖,在整个定位网络中定位节点作为参考点。[nextpage]

  无线数传系统

  通过犯人电子腕带与周围定位节点的无线数据交换,无线数据汇聚到物联网网关通过本地局域网数据上报到信息中心服务器电脑(图2)

WLBS区域无线定位引擎通过每个电子腕带与定位节点的RSSI值变化得出当前犯人位置信息并上报到数据库做比对。

  后台管理平台

  管理中心服务器接收数据通过定位算法引擎计算并与数据库内犯人信息进行比对,并把现场人员数量和位置显示到WEB界面。

  监狱管理各级部门可以通过相应权限登录到平台,根据不同搜索条件(时间、区域、人)查询在押人犯活动情况,并可根据条件(时间、区域、人群)设定不同报警规则(禁入、禁出)。

  部分区域布点解析

  内外管门岗

  犯人由生活区至生产区上工或由生产区手工返回生活区,都由队长带队,经过内外管门岗唯一通道进行登记进出。目前采用人工登记和清点人数的方式,狱警工作强度很高. 在生活区与生产区通道安装1~2套人员定位系统,因该通道为所有犯人进入生产区或返回生活区的唯一通道,每天人流量较大,为了系统可靠性更高,可采用双人员定位系统,保证在大密度人员进出人员无漏卡,无阻挡。[nextpage]

  对所有犯人进出的信息(犯人个人信息、数量、出入时间),系统都会自动记录,并可与后台系统规则自动匹配,当不符合通过规则的犯人通过时,值班室立刻进行声光报警,并对违规事件进行记录。

  正门出入口和餐厅入口

  在监舍的一层,正门出入口和餐厅入口安装人员定位系统,所有进出人员信息(个人信息、进出时间)都将被系统记录,对于不属于本监区的犯人,进入监区立刻报警,并在后台系统显示告警区域和违规人员信息;受限时间(例如21:00~6:00),任何犯人不得进出监区,如有违规系统立即告警。

  监舍楼层监控

  监舍楼层的监控,安装两个定位读写器,对整个楼层进行覆盖,所有进入该楼层的犯人信息和时间都会被系统记录下来,当有人离开楼层系统即可告警,并显示违规人员信息和所在监区、楼层。提示狱警及时处理。

  系统功能

  本套在押犯人跟踪系统可对管区内在押犯人做全天候实时监测,具备以下功能。

  · 人员密度功能:系统可对每个区域自动点名,管理人员对各个分管区可以设定人员密度上限,如果现场区域人数超过上限系统立即报警;

  · 禁入禁出功能:可灵活根据时间、区域、人群设定不同规则。禁入:划定区域指定人员授权出入,非授权人员进入报警);禁出:指定区域、指定时间、指定人群禁止离开,离开立即报警;

  · 活动轨迹记录功能:实时记录受控人员活动,可根据多种条件查询回放轨迹,掌握重点监管对象活动规律。

  系统特性

  省电

  使用电池供电支持长达2~3年左右的使用时间(根据发射功率和频率)。

  可靠

  采用了碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;节点模块之间具有自动动态组网的功能,信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输,从而保证了信息传输的可靠性。

  时延短

  针对时延敏感的应用做了优化,通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。

  良好的可扩展性

  系统采用模块化设计,采用集中的数据管理,易于功能扩展。易于接入其他通信系统,实现通信接口扩展。可以随意增加监控终端的数量,易于实现系统容量扩展。

  结语

  本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几率,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,对外出人员进行全程动态监控,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。

  物联网在特种行业应用推广的道路还需要一定时间进行完善,未来可以整合更多的第三方资源(视频监控、门禁管理、人脸识别和一卡通系统),国内具备自主知识产权的公司已经在研发多业务平台的监狱管理系统,相信未来多级多业务大平台也是一种趋势,物联网技术在国内的司法系统的应用也会越来越多。

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