基于物联网技术和云计算架构的智慧监狱综合应用平台

　　背景

　　“十二五”期间，我国将围绕城市智能运转、企业智能运营、生活智能便捷、政府智能服务等若干方面，全面启动“智慧城市”建设工程。“智慧城市”的建设立足建立更为智能、人性、安全、敏捷的信息化基础设施和管理工具，使城市自主运行的效率因智能化大大提高，实现城市管理智能化。

　　“智慧城市”建设的核心是充分运用物联网、云计算等智慧信息技术，以智能感知、互联互通、协同共享为原则，建设和完善城市管理的各信息系统，获取更为全面的各项关键信息，进行有效集成、智能处理，建立城市运行监测分析和决策支持体系。

　　“智慧监狱”综合应用平台建设理念

　　“智慧监狱”综合应用平台秉承“智慧城市”的建设理念：

　　智能：更深入的数字智能化、更智慧的创新理念；

　　互联：更全面的互联互通、物联网技术的应用；

　　协同：更有效的协同管理与服务、信息的充分交换与共享。

　　综合应用平台从横向上以监控图像资源和报警信息为核心，实现周界报警、高压电网、紧急报警、巡更、门禁、对讲、会见录音等各类安防信息以及狱政管理、教育改造、劳动改造、狱内侦查、生活卫生、综合治理等业务信息的全面集成、整合、联动，实现各子系统间的资源共享和信息互通；在纵向上以“三级警戒架构”为核心，打造“指挥室——分控中心——指挥中心”三级管理、应用平台，可做到各类资源协同共享、应急指挥、综合信息研判和辅助决策。

　　基于“云计算”和物联网技术的平台架构

　　众所周知，“云计算”的基本原理就是用户端的简单化，仅负责数据输入和读取，而将庞杂的处理工作交给“云”，也就是联网的计算机群和数据中心来处理。“云计算”架构的核心是将存储、计算、软件、管理、网络、信息等各类资源以服务的形式实现虚拟化、即时定制、面向领域、灵活的相互组合，直接满足用户的各种现实需求，真正实现信息服务的透明化。

　　“智慧监狱”综合应用平台基于物联网技术，通过安防系统建设的监控、报警、门禁、巡更等信息点位，可实现“实时感知、准确定位、有效控制”，使监狱的安全监管能在任意时间、任意地点对人的安全行为、物的安全状态及环境、管理状况进行有效监控。

　　平台采用 “云计算”的开放性架构，以“云计算”、“云存储”、“云服务”为支撑，紧密结合目前监狱各安防系统、业务系统、指挥系统建设现状和监狱各部门实战应用需求，不仅可实现异构系统、设备的无缝接入，同时全面整合系统网络和硬件设备资源，包括交换机、服务器、存储设备、应用终端等，通过虚拟化方式共享资源，实现计算和存储的按需动态部署、动态优化、动态收回，满足监狱犯人管理、通讯调度、应急指挥、信息综合研判和辅助决策的实战应用需要。

　　平台还借助“云计算”集群的技术特点，能对不同系统的运算进行均衡负载，保证系统的高可用性。平台通过集群系统的部署后，当集群内某台服务器出现故障，平台可以把出现故障的服务器上负载的资源动态分配到其他服务器中，做到业务在线接管，保障系统的持续、高可靠运行。此外，当多个用户对大量数据进行检索时，运算可以通过均衡的方式放在不同服务器进行运算，避免出现运算瓶颈，从而大幅提升平台的承载能力。

　　“智慧监狱”综合应用平台特色功能

　　基于物联网技术的人员定位

　　我们知道，物联网是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，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概念。

　　“智慧监狱”综合应用平台支持RFID等物联网技术的应用，可对监狱在押人员和干警准确定位，实现对在押人员的实时、动态管理，同时对警力部署情况实时掌握，从而大幅度提升监狱的安全性和管理效率。

　　平台人员定位功能可基于监狱GIS地图，提供人员实时定位、活动轨迹回放、标签破坏报警、非法越界报警、出入关口报警、非法聚集报警、信号丢失报警等多种功能，从而实时掌握监狱内各监区、劳动场所等区域在押人员的详细数目，有效防止在押人员的出逃，减少罪犯结党闹事的几率，监控重点及高危人员，追查暴力事件，最大限度的保障干警和在押人员的人身安全。

　　视频智能分析

　　视频智能分析是目前视频监控系统智能化应用的热点之一，“智慧监狱”综合应用平台可基于智能视频分析引擎，提供穿越警戒线报警、监舍内在押人员异常行为(如打架)、限高报警、目标快速移动、目标突然聚集报警等功能，并与图像显示系统联动。

　　此外，基于视频智能分析技术还可实现图像质量分析：对各路视频信号进行自动侦测，利用先进的计算机图像处理技术和数据库技术，对视频监控中的图像信号缺失、模糊、偏色、雪花、噪声和云台失控等常见故障作出准确判断，并自动记录侦测结果。

　　视频智能分析技术在视频录像的应用体现在录像特征检索：可通过高性能服务器和智能分析算法，将海量视频录像变成用户感兴趣、带有目标特征的图片和对应前三后五秒的视频流；同时能对感兴趣图片和视频流进行集中存储、智能搜索和分类标注。

　　应急预案管理

　　当监狱发生重大或特别重大的突发应急事件时，日常事件处理已经无法对其进行处理了，需要专门流程进行处理，这就需要提供应急处置预案系统给领导、专家等组成的应急指挥小组应对重大或特别重大的突发应急事件。

　　“智慧监狱”综合应用平台提供应急处置预案管理功能，应急指挥小组可以制定突发应急事件的处理方案并安排应急处置任务，同时对应急资源进行调度；另一方面，可以了解事态的发展情况和任务的完成情况，并对应急资源的调度进行跟踪，同时，可以根据各种辅助决策功能提供的信息，迅速、有效地对处理方案和应急任务进行动态调整。

　　平台具有应急预案分类、分级维护，预案模板维护，预案制定，预案审批，预案修订，预案评估，预案比对，预案展示，预案分发，预案演练，预案关联，预案查询，多媒体预案编辑，预案可视化展示等功能，突发应急事件发生后，平台可为应急指挥小组提供强大的信息支撑和必要的辅助决策手段

　　多系统智能联动

　　“智慧监狱”综合应用平台可实时接收和处理平台管理范围内发生的各类报警信号，包括高压电网报警、禁闭室重点场所空间定位报警、应急按钮报警、中封门禁非法开关报警、红外报警、无线移动报警、一键高音报警、人员定位报警等。监狱的各种报警信息，按照各种等级的不同，分别由“监区分控中心”、“监狱指挥中心”和“监狱管理局指挥中心”处理。

　　发生报警后，可根据监狱应急预案、安全管理的需要，在地图上快速定位，报警点的图标自动闪烁，并通过声、光提示值班人员快速处理；图标闪烁一定时间后，平台自动启动预先设置的联动方案，将部署在该报警点附近的摄像机图像切换至指挥中心电视墙，获取现场有效画面，供调度指挥使用。

　　还可通过门禁系统自动关闭预先设定的通道，只有在指挥中心解除报警才能恢复；同时，关联显示在押罪犯信息、值班干警信息等；显示文字预案：“指挥部领导成员迅速集中，各警察应在最短时间内赶至指挥部指定地点，各组组长根据具体情况迅速组织本组成员进行接警。各押犯单位应相互配合，迅速对押犯进行清点收监，并对押犯做好思想稳定工作……”还可自动拨打值班领导、干警电话等，实现安防、狱政信息的联动。

　　可视化指挥调度

　　“智慧监狱”综合应用平台基于地理信息系统GIS构建，通过GIS地图实现可视化的应用和操作，如发生报警后，GIS地图自动显示报警位置，并联动周边监控图像，关闭附近门禁通道，同时进行报警信息广播等。

　　同时，可进一步利用三维实景地图实现更加形象直观的“可视化指挥调度”。三维实景地图是基于实物拍摄、数据抽象采集技术实现的。它从不同的角度进行全方位的拍摄，通过数据库和地图上每个具体地点联系起来，获得这个区域的实景地图。建立三维实景监狱地图，平台可将所需要的警用设施、警力、关押人员、监控点以及通过RFID将人员的动态位置状态等信息和资料直观、形象地在三维实景地图上以图形或表格的形式显示出来，实现更真实的“可视化”指挥。

　　结语

　　基于物联网技术和“云计算”架构的“智慧监狱”综合应用平台，以智能感知、互联互通、协同共享的建设理念，全面整合监狱安防系统、业务信息系统和指挥应用系统，围绕“指挥室——分控中心——指挥中心”的三级警戒架构，可实现各类资源协同共享，满足监狱日常监管、应急指挥、综合信息研判和辅助决策等综合管理和实战应用需要，全面提升监狱日常精细化管理和突发事件应急处置的水平和能力。