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智能办案中心定位系统方案

2018年11月07日

  第一章 前 言

  物联网就是物物相连的互联网,这就是说物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,另外其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网于20世纪末出现,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、感应器、定位系统、扫描器、传感器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。物联网现在也只能说它处在起步发展阶段。 互联网是人与人之间沟通的需求,而物联网体现的是物与物之间沟通的需求,也就是说我们人现在互相之间沟通能够很好的通过互联网的技术,将来要靠物联网推动。物联网的信息传输方式、协议,信息量、接入量、沟通方式都跟现在人与人用互联网沟通的方式有一些区别的,更多的它是通过传感器把这些设备互相连接在一起,收集这些设备数据,包括实时反应,也就是说我们怎么样反向控制这些设备。预计2025年会有将近5000亿的设备接入到互联网,也就是在物联网这个层面,每年会产生将近5000万亿的数据量,这是真正的大数据时代的到来。

  我国在2010年中央政府工作报告中做出了中国的物联网定义:“通过传感设备按照约定的协议,把各种网络连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。”

  随着物联网技术在国内的的发展,现已经逐渐应用于公共安全、城市管理、能源环保、交通运输、公共事业、农业服务、医疗卫生、教育文化、旅游等多个领域,未来几年仍将保持快速发展。随着RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展,近年来其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施等领域。同时在物联网关键技术上具有领先优势。

  近年来,执法规范化建设的不断深入,对公安行业机关办案功能区等方面的执法硬件设施提出了更高、更细的要求。为从源头上遏制和预防刑讯逼供等事件的发生,排除非法证据,进一步规范公安行业机关执法行为。也是呼应了十八届四中全会决定的要求,通过完善法治规范、实施、监督、保障体系,让执法安全事故“零发生”。各地都按照“精品化、高标准”的理念,有力提升了公安行业机关的执法形象和执法公信力。

  为进一步完善办案场所管理使用制度,公安行业局出台了各项制度,明确执法办案场所管理使用标准,强化民警工作职责,标准化、流程化规范民警的具体执法行为。定期组织相关部门对办案场所规章及“四个一律”执行情况进行检查评议、专项督察、定期通报,强制“入轨”,提升制度执行力。

  但是光有这些硬件和制度是不能完全保证办案中心规范精细化管理的,为此,我们引入了物联网精确定位保障办案中心精细化规范化得以实施。办案中心智能管控平台,利用世界领先的物联网RFID精确定位技术,定位精度可达30cm,结合目前办案中心业务所面临的超期羁押,单人审讯,未按流程,脱岗睡岗等难题,既能防止涉案人员非正常事件的发生;又能涉案物品和涉案财物的规范化保管,达到“来有出处,走有去向”;还有就是督查报备和执法台账的规范化;第四就是防止涉案人员超期限滞留和案件超时积压问题的发生。

  第二章 系统简介

  北京昊天同泰科技办案中心智能办公办案平台室内定位技术、移动计算技术、计算机软件、数据库。因此,在设计方案时,除了考虑其功能外,在稳定性、可靠性、抗干扰能力、容错能力及异常保护等方面也必须充分考虑。系统应利用现有成熟的无线、有线通讯网络作为主传输平台,相应的终端、防拆卸腕带持终端等设备与系统挂接,通过北京昊天同泰科智能定位管控平台与主系统标准的专用数据库进行后台数据交换,从而使定位平台可以轻松的接入其他系统。

  从物联网的体系架构当中可以看出,人们使用RFID、传感器,从物理世界当中获取各种各样的信息,这些信息又通过网络最后传到用户或者服务器端,为用户提供各种各样的服务,所有采集的信息必须和传感器的具体位置信息相关联,否则这个信息就没有任何意义,可以说传感器的定位技术是物联网一个重要的基础。从物联网要实现任何时间、任何事物、任何地点之间的连接其中必须有定位技术的支持,而且在任何地方的连接里面本身就包含着物体之间的位置信息。

  近年来,随着国家安全、公共安全以及生产安全问题的日益突出,各种需求日益迫切。打一个最明显的比方,近年来我们国家煤矿瓦斯爆炸事件频繁发生,很多企业也逐渐开始采用定位系统,对矿工的生产管理进行实时监测。除了日常可以对它进行打卡和管理之外,在紧急情况下可以用实时定位系统,对人员的救助提供帮助,可以提高抢救效率。前一段时间自从内蒙古赤峰发生犯人强行越狱事件之后,我们国家很多的办案中心机构加强了安全管理,其中很重要的措施就是对犯人采用实时定位系统,给犯人佩戴防拆腕带,通过RFID智能定位手段,可以对犯人进行基于位置的实施管控,更可以将位置信息与监所固有的监控、门禁等系统进行联动,真正做到由被动监控到主动监管,由粗放型管理到精细化控制的目的。

  基于上面各种定位应用技术需求,而且目标和应用场景各种各样,对于定位技术的精度和参数要求也不一样。我们在定位技术上做了大量的研究和实验,研发出了基于ZigBee网络,引用2.4G无线通讯和RFID技术的室内精确定位系统。

  公安行业领域是有条件为物联网提供规模应用的领域之一。一方面,在国内安防领域,视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果,我们可以通过物联网智能定位技术和固有的视频监控、门禁系统互动,由以往的被动安防变为主动安防;另一方面,公安行业作为城市安全管理的重要政府部门,通过一系列的平安城市和社会治安监控系统的建设,在物联网规模化应用方面已具备一定的条件,目前我们在嘉兴的新城派出所办案中心和海宁看守所都有基于RFID区域定位和精确定位的很好的应用示范。

  第三章 系统需求分析

  3.1.业务功能需求

  3.1.1.安全管理

  睡岗告警:即看管人员时间处于静止状态,每隔15分钟提醒看管

  防止人员在值班的时候睡觉 ;嫌疑人、值班人员都佩戴腕带,值班人员在睡觉的时,软件系统就会出现提示。

  离岗告警:值班人员私自离岗就一个嫌疑人在审讯室的时候报警。

  涉案人员上厕所未及时跟随告警,这点就是需要民警陪同才属于正常

  单人询(讯)告警:功能需求就是在审讯的时候必须有两个民警在一起这个就需要软件要绑定3个人 。

  警示区域告警:嫌疑人接近围墙、顶网等安全警示区域法区域报警,软件上面有提示并自动弹出摄像头。

  腕带破坏告警(腕带破损、断开)。

  腕带低电量预警。

  设备故障报警。

  3.1.2规范管理

  1)未走规范流程预警(必须先戴标签即腕带,进行人员安全检查,录入信息才能开展下一步工作)。 动画要求:就是人员进入缓冲区就到人身安全检查室进行人员信息录入。

  看管预警,根据人数、性别及时安排看管警力。

  人员分流预警,当嫌疑人进入办案区人员达到预警设定的人数时,发出预警告知分流。

  防串供预警,当涉案嫌疑人出现在同一区域发出预警。

  在嫌疑人录入信息的时候,案件是和同一时间、同一地点、同一案件相同时,有一个嫌疑人已经在一个审讯室了,我们要做到另外一个嫌疑人一到之前关押的嫌疑人就报警。

  未成年(持特殊标签)确保监护人或其他相关人员到场:③ 聋、哑等残疾人。

  羁押超时预警:在涉案人员信息录入时,在涉案人员信息录入时,写明年龄、涉案性质、入所措施等情况,系统发出不同预警。

  外出审批自动预警。

  3.1.3其他动能(效率提升)

  实时盘点人数及对应(所领导巡查)。

  电子登记,统计查询,电子表单登记,减少重复劳动,便于统计查询。

  3.1.4看守管理

  区域实时点名功能对看守所不同区域人员定时点名(轨迹倒查)。

  常规性告警:流程超时告警,如上厕所超时,提审超时,会见超时。

  风险点告警:接近非授权区域告警。

  3.1.5其他要求

  警与联动:可以接收前端上报的多种报警,并且根据各种事先设定好的预案进行联动动作,可以联动录像、通知用户等。

  视频回放:提供方便的录像检索、查询手段,可根据时间、地点和报警类型等信息检索并回放图像,回放时可实现播放、快放、慢放、单帧放、拖曳、暂停等功能,可选择实现多路图像同步回放功能。

  内置锂电池供电,电池易于拆卸和更换。

  历史轨迹回放。

  第四章 解决方案

  4.1系统总体设计

  1.实现监控目标的有效识别和实时监测,使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”。

  2.为管理人员提供人员实时跟踪、超距报警、安全监控等多方面的管理信息,一旦有突发事件,通过该系统立刻可以知道受控目标的位置或回溯运动历史轨迹情况,保证安全管理工作的高效运作。

  3.系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。

  4.通过系统搭建的网络管理平台,实现对本系统各监测设备统一管理,显示系统运行状态和监测参数等功能。

  北京昊天同泰科技办案中心智能办公办案平台通过室内定位技术的应用,用于将室内模块获得的定位数据通过以太网网络将数据发送至服务器,从而实现信息中心平台上查询、监控和管理终端。工作时,管理人员通过联网的系统平台进行追踪和定位目标。

  系统应充分融合RFID室内定位等高新技术,对押解全过程实现轨迹定位、实时视频监控、双向语音指挥、多级信息存储、联动报警等多项功能。

  系统整体结构如图1所示:

智能办案中心定位系统方案

图1 办案中心定位系统整体结构图

  4.2办案中心系统设计

  通过在办案中心布置RFID精确定位设备,在每一个流程都能做到精准控制。系统的流程包括:档案录入,人身检查,信息采集,看守待审,询问讯问等。系统可以按照每个涉案人员进行视频联动并录像保存,为视频快速核查提供了技术保证,一旦有问题发生了,整个过程都可以视频回放,而且针对涉案人员的录像点,目前其他技术无法达到,可以保护当事人的合法权益,同时也可以保护民警,防止恶意投诉,最终保证执法规范化。执法场所设有全程录音录像系统、网上视频监控督察系统、执法办案场所管理系统,对犯罪嫌疑人进入场所后报备、进入、安检、随身物品存放、人员活动、休息、饮食全程监控,场所使用进行全程监控、实时监督。对各类执法安全细节全程信息化记录、流程化管理、全方位监督办案中心。

  办案中心设计层次结构如图2所示:

智能办案中心定位系统方案

图2系统层次结构图

  4.3系统实现

  4.3.1系统的组成

  系统由软件和硬件两部分组成软件是北京昊天同泰科技办案中心定位系统。

  北京昊天同泰科技公安局物证管理系统硬件主要由通信链路、RFID标签、物联网无线节点、物联网定向监测器、物联网全向监测器和物联网络中继器、和通信链路组成。

  通信链路分为无线链路和有线链路,无线链路不需要添加其他硬件。它是RFID标签与物联网无线节点之间、RFID标签与物联网定向监测器之间、RFID标签与物联网全向监测器之间;定向监测器或物联网无线节点与物联网络中继器之间,通过射频信号交换和传送信息的链路 。

  4.3.2系统各层工作流程

  4.3.2.1采集层:

  1)RFID标签:每一个或一组证物绑定一个RFID标签,每个RFID具有唯一的ID标识,通过绑定的一维条码与一个或一组证物形成一对一的标识关系。RFID每1s主动地以规定的协议向外发射射频信号,包含标签ID号,标签电量等有效信息。

  2)物联网无线节点:主动的监测周围的射频信号,当收到有效的RFID信号时在协议帧上加上自己的信息,再将信息发出。

  3)物联网定向监测器:工作原理与物联网无线节点相同,但是识别范围比较小,通常放置在门口和空间比较狭小的位置,用于判断是否有证物通过。

  4)物联网全向监测器: 主动的监测周围的射频信号,并且通过以太网或RS485接口将收到的信息以及自身的唯一ID等信息传送到后台应用系统进行分析。是介于采集层和通信层之间的设备。

  5)手持终端:自动盘库。

  4.3.2.2传输层

  物联网络中继器:主动监测周围的射频信号,当收到物联网无线节点或物联网定向监测器发出的有效信息经以太网或RS485等传输方式传输至后台应用系统进行分析。

  4.3.2.3应用层

  完成成对采集数据的处理,以及功能实现。

  4.3.4系统定位原理概述

  房间定位:在房间内绑定安装一个物联网无线节点并且在房间门口绑定安装一个物联网定向监测器。由于定向对卡器可接收信号的范围较小,只有在RFID经过门口时才会收到RFID信号。所以当且仅当定与房间绑定的向读卡器接收到了RFID的信号并且与房间绑定的无线物联网无线节点接收到该RFID的信号强度达到了一定的阀值时,认为与该RFID绑定的证物被带进了该房间。反之,当且仅当与房间绑定的物联网定向监测器再次接收到该RFID信号并且与房间绑定的物联网无线节点接收到的该RFID信号强度减小到了一个固定的阀值甚至无法接收到该RFID的信号时,认为与该RFID绑定的证物被带离了该房间。

  走廊定位:根据走廊长度在走廊安装若干个物联网无线节点,参考各物联网无线节点的收到的RFID的信号强度通过一定的算法,定位出该RFID绑定的证物在走廊中大概的位置。

  楼梯口:在楼梯口绑定安装一个物联网定向监测器,当这个物联网定向监测器收到标签信号并且与楼梯口相邻的走廊内的物联网无线节点收不到该RFID信号时,认为与该RFID绑定的证物经此楼梯口被带离。

  建筑出口定位:在建筑出口绑定安装一个物联网定向监测器,当物联网定向监测器读到了RFID信号,就认为与该RFID绑定的证物经过该门口。

  第五章 系统功能

  5.1人员区域实时定位

  能够实时定位佩带定位标签的人员所在区域,并显示在监控端地图上。

  5.2管控人员统计及电子点名

  统计各区域考勤人数及实到人数,以及特定区域内实到人数,与应到人数对比,确定人员是否到齐。并显示缺席人员的姓名。

  5.3人员查找

  在监控端可输入人名或标签号查找指定人员位置当前所处位置。

  5.4未按流程

  涉案人员必须按照既定的流程进行,如果不按照流程,上一流程没有结束就进入下一流程的话,系统就会产生报警,同时区域报警器进行语音提示。

  5.5单人询问、讯问

  涉案人员的询问、讯问必须有两名警察同时完成,如果一名警员进行审讯的话,系统会在指定的时间内报警。

  5. 6脱岗、睡岗

  可监控提醒值班人员,晚上12:00到凌晨7:00,每隔半小时值班干警必须去进行正常的巡视,不然系统将产生声光告警。

  5.7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。

  5.8越界、离开报警

  某些区域属于重要区,未经允许的人员进入将发出报警信息 。也可以在某些区域可以设定某些人员在设定的时间内不准离开,如果离开或消失系统告警 。

  5.9轨迹回放

  可查询某个标签指定时间段的移动轨迹,这个时间段这个标签都去过哪些区域。

  5.10视频联动

  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。

  5. 11人员临时授权

  当某个人员需要暂时进入重要区域或要离开行程安排区域时,可在系统进行临时授权,准许他进入重要区域或离开工作区一定的时间。

  5.12电子标签故障报警

  电子标签的故障,主要是指标签电池电压低;佩戴在人员手上的腕带被破坏或被拆除;

  只要佩戴在人员手上的腕带被脱下来系统都会的提示告警;无论是剪断,还是用工具正常拆除,系统都会有告警。当标签的电池电压过低时系统也会提示,此时需要尽快更换电池。

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