2015-09-17 09:42:38
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1系統簡介
智能押運管控平臺涉及GPS(北斗)定位技術、移動計算技術、計算機軟件、數據庫、數字通訊等技術。因此，在設計方案時，除了考慮其功能外，在穩定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護等方面也必須充分考慮。系統應利用現有成熟的無線、有線通訊網絡作為主傳輸平臺，相應的終端、電子手銬手持終端等設備與系統掛接，通過智能定位管控平臺與主系統標準的專用數據庫進行后臺數據交換，從而使押運指揮車和監獄兩級指揮中心實現對監控目標的跟蹤定位和安全管理。
智能押運定位系統主要是對在押人員外出、保外就醫，針對臨時外出區域、就醫及行駛車輛內部區域采取的一種遠程RFID監控定位跟蹤點名的方式實現向科技要警力的模式。
警員只需攜帶一臺移動智能定位監管設備，該移動智能定位監管設備能夠監管特定的人員及物品，可以設定電子圍欄，當人員或物品觸發電子圍欄，該定位設備即發出聲光報警，同時將監控信息通過GPRS網絡實時傳回到監獄信息中心。
見下圖：
智能定位管控系統，是一種區域性的定位系統，就是利用高頻2.4G和低頻125K的RFID技術，對人和物的自動識別和區域性定位，實現對人和物的管理，如：人員考勤、人員和物品查找、人員和物品的區域點名、人員統計、視頻聯動、歷史軌跡查詢、重點區域管理等等。
在保外就醫、外區勞動途時，讀寫器會實時將罪犯數量信息、身份信息、獄警信息等情況及時傳遞到監獄信息中心，以便信息中心隨時了解罪犯動向;
在外勞動需首先通過警車設計邊界，當勞動改造人員接近周界時，系統告警，同時在車內終端進行顯示，并將相關信息傳送回監獄信息中心;
勞動改造人員需在設定區域內工作，系統定時回報位置信息;
獄警遇到緊急情況及時發送求助信號，信號通過GPRS網絡傳到后臺，防發生意外事故;
系統按間隔區域設置定位器，定位器采用電池供電，可移動靈活的配置。
2系統需求分析
2.1業務功能需求
1.實時定位管控:實現通過網絡的實時進行跟蹤定位管控。可以在遠程通過帳號和密碼登錄系統實時監控。瀏覽客戶端可采用B/S 或C/S 架構，并定期更換密鑰。
2.定位：支持GPS(北斗)定位信息轉發，并在地圖上顯示終端軌跡(時間，經度，緯度，速度)，歷史軌跡調用回放功能，可動態回放終端軌跡。
3.報警與聯動：可以接收前端上報的多種報警，并且根據各種事先設定好的預案進行聯動動作，可以聯動錄像、通知用戶等。
4.其它需求：支持H.264視頻壓縮技術。終端必須采用H.264數字編碼技術，高編碼效率(相同的重建圖像質量，碼率較 MPEG-4節約30%左右)，靈活的編碼策略，適應不同應用和不同網絡帶寬。
5.視頻回放：提供方便的錄像檢索、查詢手段，可根據時間、地點和報警類型等信息檢索并回放圖像，回放時可實現播放、快放、慢放、單幀放、拖曳、暫停等功能，可選擇實現多路圖像同步回放功能。
6.行車路徑及電子圍欄的設定：系統可以設置車輛的運行軌道，一旦偏離將立刻報警，還可以設置電子圍欄，設定那些地方可去，那些地方禁止。
7.前端設備：干警監控系統要求前端設備將音視頻信號采集、編解碼以及無線傳輸、存儲等功能集成于一體，需內置攝像頭、顯示屏配合藍牙耳機實現基本監控需求，以保證便攜性、可靠性。系統需包括音視頻信號采集單元、編解碼及存儲單元、無線傳輸及GPS(北斗)定位單元等部分。
8.主機采用可靠的防水、防塵連接器件進行連接。
9.內置鋰電池供電，電池易于拆卸和更換，且可通過充電器對電池進行充電。能夠自動切換節電模式，延長電池工作時間。
10.無線傳輸及GPS(北斗)定位單元：內置無線網絡傳輸模塊，可通過無線網絡將音視頻傳輸至指揮中心或后端平臺。支持GPS(北斗)定位，遠程指揮中心可以實時定位相關人員，或回放其歷史軌跡。
2.2定位管控平臺功能要求
在監獄內建設1套智能押運定位管控平臺，管理監獄的遠程移動監控設備。
1.系統主界面
系統界面應美觀、友好，為方便用戶使用，系統登陸后主顯界面為常用功能選項及主要信息顯示欄，方便用戶快捷操作。
2.系統地圖
定位管理系統采用在線式電子地圖，可實時更新地圖信息。
3.實時監控
通過定位監控平臺，可以隨時了解服刑人員押運車輛的實時軌跡。點擊某一在線設備信息即可顯示詳細信息。
4.實時位置查詢
可以自由選擇要顯示的押運任務，即可在電子地圖上顯示所有選中任務的實時位置，點擊終端可顯示押運過程的詳細信息(包括實時監控視頻)。
5.軌跡回放功能
可以在電子地圖上回放押運選定時間內的活動歷史軌跡。當發生需要處理的事件時，可以根據押運的歷史軌跡來分析了解事件全部過程。
6.電子手銬功能
“電子手銬”是一種利用標簽和押解干警進行綁定、約束罪犯的現代科技手段。借助這種電子監控手段，可以確定罪犯所在的位置。在外出押運的過程中每個罪犯佩戴一只手銬式標簽，一個押解干警攜帶電子手銬手持終端，當罪犯離開押解干警達到一定范圍時。
7.人員告警
終端和電子手銬手持終端要求能夠實現報警功能，當遇有緊急情況時，終端所持人員可根據實際情況發出報警信息，指揮中心收到報警信息后，可以通過定位系統定位報警位置。同時可以通過開啟視頻監控和語音功能，即時了解事故現場狀況，并通過視頻監控系統現場指揮處理事故。
8.監控設置
通過管理平臺可以對系統操作人員進行角色設置、用戶信息設置、單位分組設置、設備設置等信息的管理。
9.視頻采集
通過攜帶終端在對車輛進行定位顯示或即時位置跟蹤的同時，可以實時采集車輛內部及外部周邊環境的視頻圖像，并通過3G無線網絡(要求配置聯通3G模塊或電信3G模塊，可根據采購人當地3G網絡實際情況擇其一)實時傳輸到定位平臺及指揮中心。視頻采集采用H.264壓縮編碼技術，支持D1/CIF圖像格式的視頻傳輸。
10.語音監聽
終端在進行視頻采集的同時，可至少實現一對一進行語音監聽。出現緊急事件，可以直接利用定位系統和音視頻同步傳輸實現在指揮中心直接對現場進行指揮調度。
2.3系統其他要求
1.GPS(北斗)定位精度10-20米內
2.實現實時自動報警功能。
3.實時追蹤、即時定位，形成真實軌跡，能夠實現連續軌跡回放。
4.實現終端按鍵報警功能。
5.用戶可在軟件界面，實時監控管理定位信息，如人員實時位置、最后一個位置信息的時間記錄、位置移動記錄和事件管理等。
6.管理系統為B/S架構和C/S混合結構。客戶根據權限不同通過瀏覽器登陸系統，通過互聯網完成對人員的實時定位管理以及歷史記錄的查詢和事件管理等功能。
7.最大并發用戶數>=2000
9.簡單頁面響應時間<1秒，復雜頁面響應時間<3秒。
2.4系統平臺參數
1.系統架構
要求系統平臺結構合理，功能模塊化，管理功能強大，使用方便。
具有如報警管理，電子地圖，角色管理、用戶管理、人員管理、設備管理、信息修改、歷史數據查詢及軌跡回放、查詢統計等模塊
2.可實現遠程維護及設置
3.電子地圖
系統采用高德、谷哥等主流在線式電子地圖，保證數據實時更新
4.快捷操作
操作簡便，可通過設備ID或GPS(北斗)位置，實時觀看需要監控的押運任務。
5.視音頻文件自動存儲
當前端采集設備通過3G網絡與系統連接并確認上線后，系統自動在后臺對前端采集設備回傳的視音頻文件進行存儲。
6.語音監聽
實現一對一語音監聽。
7.視頻采集功能
通過3G無線網絡實時傳輸到定位平臺及指揮中心。視頻采集采用H.264壓縮編碼技術，支持D1/CIF圖像格式的視頻傳輸。
8.服務器和存儲容量配置
應配置中高端品牌服務器，內存4G以上，顯示器23英寸以上，存儲硬盤容量應滿足44路終端視頻存儲30天(以每天平均錄像10小時計算)的要求。
9.網絡
管理平臺應良好兼容電信和聯通兩種3G無線網絡接入。
3解決方案
3.1系統總體設計
1.實現監控目標的有效識別和實時監測，使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”。
2.為管理人員提供人員實時跟蹤、超距報警、安全監控等多方面的管理信息，一旦有突發事件，通過該系統立刻可以知道受控目標的位置或回溯運動歷史軌跡情況，保證安全管理工作的高效運作。
3.系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。
4.以C/S模式展現和以 B/S 結構聯網，實現更靈活的監控展現和更廣闊地域聯網監控相統一。
5.通過系統搭建的網絡管理平臺，實現對本系統各監測設備統一管理，顯示系統運行狀態和監測參數等功能。
智能押運管控平臺通過GPS(北斗)技術的應用，終端內置GPS(北斗)(全球定位系統)模塊和移動通信模塊，用于將GPS(北斗)模塊獲得的定位數據通過2G/3G網絡將數據發送至服務器，從而實現信息中心平臺上查詢、監控和管理終端。工作時，管理人員通過聯網的系統平臺進行追蹤和定位目標。
系統應充分融合3G、RFID、GPS(北斗)定位等IT領域的高新技術，對押解全過程實現軌跡定位、實時視頻監控、雙向語音指揮、多級信息存儲、聯動報警等多項功能。
3.2項目的實施內容
1. 在監獄內建設一套智能押運定位管控平臺，實現系統的管理功能。
2.實時監控押解過程中，根據服刑人員與干警之間的有效安全防范距離，配置RFID服刑人員管理系統，數據通過車載定位基站與監控中心通過3G網絡進行連接，干警配置電子手銬手持終端，服刑人員佩戴電子手銬，進行實時監控，當罪犯離開干警一定范圍時，手持機自動發出告警，并把報警信息通過手持機實時回傳至中心平臺(應設置開關，由監獄決定是否由手持機自動上傳報警信號)。
3.實時監控押解過程中，為干警配備3G定位設備無線傳輸設備，可通過定位設備攝像機以及語音設備把現場采集到的音視頻信號實時回傳至中心平臺。一旦出現突發情況，可通過終端及時報警，中心平臺可通過語音對講實現遠程調度，實現GPS(北斗)實時定位查看。
4.3G車載定位設備采集到的音視頻信號、GPS(北斗)定位信息以及電子手銬手持終端產生的告警信息都通過3G網絡(在電子手銬手持終端上是2G網絡)實時傳輸到中心平臺，主要為四種報警功能(終端主動報警、手持機主動報警、破壞手銬報警、脫離警戒范圍報警)，通過中心軟件實現視頻實時預覽控制、錄像文件回放、電子地圖顯示、報警管理以及軌跡回放等功能。可配置向多個平臺傳送，并可實時接入省局應急指揮中心。
GPS(北斗)定位：對現場值勤干警的位置信息，能實時獲取，顯示在警用電子地圖上;能夠在電子地圖上，直接點擊獲取對應定位設備的現場畫面，能夠通過框選(電子地圖選定定位設備)、勾選(樹形結構挑選定位設備)。
本地回放：終端需具備本地回放視頻錄像的功能，用戶查看現場錄制的視音頻信息。
高清圖片抓拍：終端需具備高清圖片抓拍功能，取證過程中，需要高清晰度的照片作為證據。
定制需求：終端供應商需能滿足該項目后期針對終端的軟、硬件定制。
3.3系統實現
RFID是一種通信技術，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據。本系統中的定位標簽就是一種有源的RFID電子標簽，每個標簽都有一個不重復的編號。
定位標簽每隔一定時間會主動向外周圍發送電磁波，電磁波上載著標簽的編號和其他定位信息。布設在標簽周圍的定位AP會時時的接收標簽通過電磁波發出信息，因為每個定位AP所處的物理位置不同，所接收受到的標簽信息除編號相同外，其他定位信息會有所不同。定位AP接收到標簽信息之后會上傳給定位服務器采集端程序，定位系統就是通過對各個定位AP接收到的標簽定位信息的微小的差異來計算出，定位標簽所處的位置。如下圖：有兩個區，A和B
在上圖中，標簽101可能同時被A區的AP1，和B區的AP2讀到，但是，AP1信號最強，所以標簽被定位到AP1，而AP1安裝在A區，因此標簽被定位在A區。當某個時間AP2信號變得最強時，標簽又會被定位到B區。反之，AP1又變得最強時，標簽又會被定位到A區。
有時會因為外界因素造成信號不穩定，導致系統讓標簽在各個區間來回定位，但實際標簽沒移動過。為了減少這種誤判，可通過在區域的出入口加裝進入判斷激活設備。如下圖：
在上圖中，標簽先被定位在A區，當B區的信號得最強時，標簽不會馬被定位到B區，系統會先判斷標簽有沒有經過雙重區域綁定器3102，(也就標簽有沒有經過到B區的門口)，如果沒有系統就不會把標簽定位到B區，即使AP2讀到標簽的信號強過AP1。
因為系統在運行之初會先建一個標簽編號與人員或物品信息的對應關系表，標簽的位置確定之后，核心程序開始查詢該位置所在區域名稱，并利用該標簽的編號，在標簽與人員或物品的對應關系表查詢，來識別出該標簽的對應的信息;這就實現對人和物品的區域定位。然后核心程序通過以太網把這些結果傳送到系統的展示端程序;展示端程序接收到這些信息后 ，就會在電腦屏幕上。
當需要帶被管控人員外出時，警員可以通過配帶手持終端對外出人員的管控。通過在定位系統下載外出人員信息到手持終端，當外出人員離開警員超過一定距離時，手持終端就會發出告警信息，并顯示消人員姓名。
4系統組成
智能押運定位系統主要由定位設備和定位系統軟件兩大部分組成。
4.1定位設備包括
(1)RFID-2.4GHz定位AP(也叫閱讀器)
定位AP有全向型和定位型兩種，定位AP主要是負責接收標簽發出的信號，并上傳到定位服務器，安裝在定位區域內。
(2)定位標簽
定位標簽主要定時向定位AP發送無線信號，定位標簽分人員定位標簽和物品定位標簽兩種。標簽內置電池，電池可更換，因為標簽的功耗較低，所以人員標簽的一塊電池，正常情況下能用一年以上。人員標簽有腕帶式和卡片式，卡片式上可定制功能按鍵。可用于求且呼叫或位置上報功能。
(3)手持式讀寫器
也叫手持終端，能接收定位標簽發出的無線信號，并在自身屏幕是顯示出配帶標簽的人員簡單信息。
(4)網絡設備
(5)計算機及服務器
(6)定位激活器
4.2定位系統軟件
RFID智能定位系統采用云計算技術，通過云計算的設計可以把大量的數據處理工作通過多臺服務器共同來完成，避免了單臺服務器處理所有的數據帶來的運算壓力，定位軟件由四個部分組成。
1、系統核心程序：主要是負責數據的管理和接收數據采集端發送過來的數據，并對采集端送來的數據進行比對、查詢、統計等等。
2、信息采集程序：主要負責采集定位標簽的數據，并對標簽進行定位計算。
3、展示端程序：負責地圖顯示，人員位置顯示，告警輸出等等。
4、后臺管理：負責對設備管理，人員與物品跟標簽的關聯，人員、物品的檔案管理，定位區域管理，以及各種查詢統計等等。
5系統介紹
5.1系統功能描述
5.1.1人員區域實時定位
能夠實時定位佩帶定位標簽的人員所在區域，并顯示在監控端地圖上。
5.1.2押運人員統計及電子點名
統計各區域考勤人數及實到人數，以及特定區域內實到人數，與應到人數對比，確定人員是否到齊。并顯示缺席人員的姓名。
5.1.3人員查找
在監控端可輸入人名或標簽號查找指定人員位置當前所處位置。
5.1.4消失告警
可重點監控某些標簽，當這些標簽離開指定區域或清失時系統發現相應的告警。
5.1.5越界、離開報警
某些區域屬于重要區，未經允許的人員進入將發出報警信息 。也可以在某些區域可以設定某些人員在設定的時間內不準離開，如果離開或消失系統告警 。
5.1.6軌跡回放
可查詢某個標簽指定時間段的移動軌跡，這個時間段這個標簽都去過哪些區域。
5.1.7視頻聯動
可以給每個定位設備綁定一個攝像頭，通過在監控端的地圖上，點擊定位設備圖調用定位設備所在區域的視頻。當有特定的告警時，系統會自動調出發生告警的區域的視頻。
5.1.8人員臨時授權
當某個人員需要暫時進入重要區域或要離開行程安排區域時，可在系統進行臨時授權，準許他進入重要區域或離開工作區一定的時間。
5.1.9電子標簽故障報警
電子標簽的故障，主要是指標簽電池電壓低;佩戴在人員手上的腕帶被破壞或被拆除;
只要佩戴在人員手上的腕帶被脫下來系統都會的提示告警;無論是剪斷，還是用工具正常拆除，系統都會有告警。當標簽的電池電壓過低時系統也會提示，此時需要盡快更換電池。
5.1.10警員求助
卡片式定位標簽上有功能按鍵，當人員遇到危險或其情況需要求助時只需要按下功能鍵系統就會顯示求助的位置 ，并調出附近的攝像機視頻。
5.1.11行程安排
可提前安排人員行程，如：張警官帶犯人去法庭開庭，途徑哪里哪里。
5.2后臺部分功能介紹
5.2.1管理后臺登錄
5.2.2標簽錄入
標簽可以根據實際情況進行分組和分類，有物品類，和人員類，人員類還有管理人員和普通被定位人員 各類別在地圖上以不同的圖標顯示。
5.2.3檔案管理
1、人員信息資料與標簽關聯
可在系統中對在被定位人員的信息進行設置，以及人員與標簽關聯。
2、人員行程安排
給被定位人員和物品制定行程和告警規則，如果物品和人員在定位區域間移動，不符合事先制定的行程系統就會告警
如下圖， 所有被定位人員 星期一到星期六上午8點到12點被安排在二監區勞動，如果，張三8點沒到勞動區，或沒到12點張三就離開勞動區，系統就會報警，提示：張三非法離開二監區。
3、物品信息設置
可在系統中對危險物品的信息進行設置和與定位標簽進行關聯。
5.2.4區域管理
1、地圖管理
增加、查看和修改地圖信息。
2、區域管理
在地圖上進行區域劃分和管理。
3、重要區域白名單，給進入重要區域的人員授權
5.2.5設備管理
對每個定位設備進行設置，添加等，以及對攝像頭的管理
5.2.6系統管理
用戶管理： 可設定各種用戶權限，用戶登錄系統后根據自己的權限進行相應的操作和瀏覽符合權限的內容。
5.2.7統計報表
1、 警告記錄
查看所有標簽或指定標簽的所有警告記錄。
2、查看標簽告警報表
查看告警報表的方式有多種：可以查看所有某個時間段的所有告警記錄，并生成報表;可按報警時間統計報警的數量;可按報警標簽報警時間統計;也可按標簽報警類型統計等
5.3定位系統前端軟件系統截圖
5.3.1客戶端登錄界面
5.3.2系統主界面
此界面圖，用戶自己可更換。
5.3.3人員位置信息顯示
圖上人形圖示代表人員實時位置
5.3.4實時人數統計，電子點名
缺席人員會在顯示在告警列表里，右鍵人員圖標可查看人員詳細信息
5.3.5查看指定人員位置
輸入要查找人員的標簽號，或人名，可查找人員的當前位置
5.3.6非法進入重要區
當有人非法進入重要區域時，系統彈出相應視頻并顯示告警人員信息
5.3.7人員移動軌跡查看
通過輸入人員標簽號、ID編號、或人員名稱和需要回放的時間段來查看人員或物的移動軌跡。
6系統優勢
6.1技術路線
本定位系統采用云計算方式，云定位服務(CenterService)作為系統的中樞，采用集群式部署，對標簽位置和各類告警信息進行匯總和分發。支持大量的信息采集程序和監控展示程序的并發連接。
系統管理員可以通過管理終端登錄到web后臺管理系統，對檔案資料和系統權限進行管理并存入數據庫;web后臺管理系統同時提供統計報表功能。
云采集軟件(Agent)負責實時接收RFID接收器上報的標簽的位置信息和告警信息，并周期性地對這些信息進行預處理，采用復雜的定位算法將標簽的位置定位到某個接收器上，然后將處理后的定位信息上報給云定位服務。Agent具有智能負載檢測功能，能夠自動地將位置信息上報給負載較低的那個云定位服務。
云定位服務進一步對Agent上報的定位信息進行處理，周期性的統計出每個區域的人數，根據每個人員的每天的行程安排來判斷人員是否非法離開規定區域，是否非法進入關鍵區域。可通過配置將某些嚴重的告警信息通過手機短信的方式發生給相關人員。可以定期將區域的人員統計信息顯示在LED屏幕上。可以將告警信息和標簽的位置信息輸出，與第三方的系統進行信息集成。
系統管理員通過監控展示程序(Monitor)登錄到云定位服務后，可以實時收到標簽的位置信息并通過動畫的方式在界面上展現出來;實時接收到各類告警信息并通過聲光等方式提醒系統管理員。監控展示程序還可以通過硬盤錄像機獲取攝像頭的視頻圖像，對定位現場的情景進行進一步的了解，及時的做出響應。
系統集群式部署圖
6.2技術特點
1、采用云計算技術，系統能夠根據負載情況來增減定位服務器的數量。
2、定位算法完善，采用多種定位器，可以在各種復雜的環境中對標簽進行精確的定位。
3、系統采用先進的中間件技術，采用面向對象的方法進行開發，整個系統具有低耦合、高內聚的特點。采用集中式拓撲結構，同時支持多個采集程序和多個監控終端。
4、系統容量大，能夠支持20000個標簽和1000個接收器進行定位;可以通過添加硬件的方式來實現系統容量的線性擴展。
5、高可用性，定位服務采用集群方式部署，集群具有智能感知功能，支持數據在集群中的服務器之間共享。支持7*24的服務標準。
6、監控終端界面美觀，顯示直觀，交互性強，支持自定義地圖編輯;采用國內首創的模擬3D畫面定位展示。
7、系統的適應性強，可以在WINXP/WIN2008/WIN7等WINDOWS系列系統上運行。
8、海量數據存儲，數據存儲支持SQL SERVER、MySQL等主流數據庫系統，支持海量數據的存儲和信息查詢檢索;數據存儲采用磁盤整列，數據安全性高。
9、系統的安全性高，數據傳輸采用ssl/tls安全傳輸協議，支持RSA/DSA等非對稱加密算法，加密強度符合業界公認的傳輸加密標準;系統支持X509數字證書授權的安全訪問。
10、擴展性、兼性強、外接設備豐富，如：LED顯示設備、短信模塊、身份證讀寫設備等。
11、支技語音交互模式。
12、 支持第三方軟件集成，可以將告警信息和標簽的位置信息通過UDP協議發送出來，與第三方的系統進行信息集成。
13、系統部署靈活，定制能力強。除了基本的定位、告警、人員統計等功能外，還可以根據不同的應用場景來添加一些定制功能，如：向標簽下發蜂鳴和閃爍指令、在學校考勤中給家長發送短信等。
7主要設備性能介紹
7.1定位基站(AP)
7.2物品標簽
7.2.1RW-T815型防盜電子標簽
7.2.2RW-T737型防盜電子標簽
7.3人員標簽
7.3.1RW-RT700
2、GPS(北斗)部分產品技術特性
7.4手持終端
