监狱安防集成平台与电子地图的融合应用

监狱安全是监狱管理的重中之重。通过监狱安防集成平台的建设，可以改变传统的安全防范系统孤立运行的状况，进一步促进监狱安防系统的智能化、数字化水平，适应监狱现代管理及监狱安防系统智能联动的管理需求。

监狱安防集成平台分析

(一)监狱安防集成平台建设意义

监狱安防集成平台是实现安全应用智能联动的基础。监狱作为高度设防的敏感性区域，利用技防手段实现自动化、智能化的安全屏障是加强监狱整体安全的重要方式。通过视频监控进行可视化的行为监控记录、利用各种传感器进行报警监测、利用RFID（射频识别，俗称电子标签）实现出入口控制管理、利用视频分析技术实现对物体或人员的行为模式分析，多种技术手段形成了监狱安全管理的基础单元。监狱面临的安全隐患和威胁主要有犯人越狱、犯人自杀、殴斗等事件，在对这些事件进行潜在的预防或处理往往需要结合多种技术手段按照不同的时间或空间进行组合运用才能发挥效用。为了形成1+1＞2的效果，需要利用安防集成平台将这些技术应用进行融合，利用符合监狱管理的行为方式对这些应用进行配置、联动、分析，并能以合理的方式进行展现，为监狱安全工作提供监控、指挥和决策的平台。

监狱安防集成平台是构建监狱安全防范体系的核心。监狱的安全防范体系是一个多系统、多层次的管理体系，它不仅是通过技术手段构建信息化的安防基础平台，也是监狱对安全进行预防、控制和管理的制度基础，因此监狱的安防集成平台即是视音频、报警、门禁、电网、监听、对讲、广播、电子巡更、电子地图、无线（有线）通讯等各个子系统的接入平台，也承载了监狱安防管理制度、报警协同与报告制度、干警管理制度等各种安全体系的要求。通过监狱安全平台可以实现对监狱应急指挥、智能监控、罪犯管理、干警管理、系统管理等多方面的掌控，是干警与罪犯、管理者与干警、操作人员与技术系统、监狱主管机关与监狱之间安全应用与信息交换的核心平台。

监狱安防集成平台是监狱现代管理方式的需要。基于对政法机关资源共享，实时掌握社会治安动态，进行重大应急事件协同指挥。中央政法委等九部委提出推进政法部门网络设施共建和信息资源共享的意见，以公安网为依托，政法各机关之间网络实行横向、纵向相互贯通，信息共享。司法部将以此依托，首先将监狱安全管理工作放在首要位置，以省（市区）监狱局为基础，逐步推进监狱大联网工作，因此建立各级监狱安防集成平台，是实现对监狱安全工作进行实时、快捷、高效管理的基础性平台和基本技术手段，通过把监狱安防集成平台的视音频、报警数据、业务数据等系统的交换和调取，更好地实现对监狱安全体系状态进行指挥、协同、监测、评价与决策。

(二)监狱安防集成平台应用现状

全国多数省份的监狱目前安防应用的建设情况，监狱安防集成平台应用总体来说还处于起步阶段，综合起来有以下几点：一是接入内容功能单一，只监不控，无法形成堆积效应；二是应用浅层化，底层基础数据库缺乏联动支持，智能化程度低，无法体现平台体系核心地位；三是应用模式单一，以传统人工值守为主，负荷高、盲点多，无法可持续应用。

(三)监狱安防集成平台的发展趋势

建设政法专网趋势有利于推动监狱安防集成平台建设。政法专网建设的基础是建立在政法各部门信息化建设成果之上的，没有政法各部门纵向互联共享，就无从谈起政法各部门的互联互通。因此，必须建立监狱局域网、全省监狱系统广域网及其监狱安防子系统、业务应用系统和基础数据库，是监狱乃至政法网信息化建设基础性工程。安防集成平台是基于监狱安防子系统包括视音频、报警、门禁、电网、监听、对讲、广播、电子巡更、电子地图、会见录音（监听）、无线（有线）通讯、指挥中心等各个安防子系统建设基础上，进行应用的智能集成，是监狱安全管理的核心系统，以满足监狱系统进行高效管理、协同指挥、应急指挥的发展要求。

面向管理对象的应用管理模式。传统的安防集成平台应用以系统作为基础，如视频操作以摄像机为基础单元进行操作，报警以报警点作为基础单元，对于大规模的应用系统，各种终端设备数量可能是数以万计，这种导向的应用模式将越来越难以满足监狱的高效率要求。需要采用面向每个管理对象的精确管理模式，如对某一监区或某一犯人，可以自动显示相应系统的数据或视频，更加符合监狱管理的应用方式。

智能分析带动安全智能。以视频模式分析技术、图形分析技术为代表的智能分析应用在满足可靠性、高识别率的情况下可以提高监狱安全智能化水平，如利用犯人的行为分析预防犯人违法行为和预防自杀行为，利用公共区域的群体行为分析提高处突反应效率。同时也需要更多学科领域的智能分析技术，特别是可以针对监狱特殊需求的分析系统，如误报警可靠性分析、数据挖掘分析应用进入监狱进行应用。

更加人性化和符合监狱管理的人机接口应用。界面设计方面应符合应用习惯、视觉美观、操作简便等要求。

电子地图应用分析

(一)电子地图在监狱的应用现状

以图片标记为形式的传统电子地图应用为主。电子地图应用在监狱内的使用比较普遍，但多数采用的是建筑图片进行标记和联接的方式对系统进行展现，属于较为传统的应用模式。具有操作简单的优点，但是无法直观反应监狱整体结构，没有图层管理难以实现具体电子地图的数据应用，并且没有GIS支持，无法支持GPS等应用系统。

难以普及二维电子地图。由于监狱属于敏感区域没有公开的矢量电子地图数据，加上价格与技术复杂程度的原因，矢量电子地图只在少数监狱得到了应用，但从根本上也未脱离传统电子地图的应用模式，主要的作用就是图层标记与联接显示，并没有真正发挥GIS系统在计算上的功能优势。这也是制约矢量电子地图在监狱应用的重要原因。

地图可整合业务内容单一。目前，大多数已使用电子地图的监狱，已经整合的业务系统主要是摄像机、报警点、门禁点等应用系统。采用传统分层式建筑图则难以反应所有业务系统分布间的关系，二维矢量电子地图则无法反应不同高度的应用系统分布，存在着各自的应用瓶颈。

(二)电子地图应用发展趋势

安防集成平台大联网促进监狱电子地图应用。安防集成平台大联网是全省监狱联网工作的重点，为了能够统揽全省监狱各项执法工作的整体，同时为了适应监狱的应急指挥部署的需求，需要采用整合了电子地图的安防大平台，可以实现对监狱及周边地形地貌及交通道路进行显示。

使用多维电子地图全面反映监狱内外区域地理要素。为了充分发挥二维图片与矢量地图的优点，需要进行结合应用，即可以发挥二维图片的成本优点，也要发挥矢量地图在细节与数据上的优点，可以全面反映监狱内与监狱外的地图要素，同时也可以使用结合二维图片与矢量地图的优点的三维电子地图，可以真正地结合应用起来，更直观地反映监狱的三维建筑结构与地图。

以电子地图为主要入口的安防集成平台管理模式。使用电子地图结合面向每个管理对象的精确管理应用模式，以电子地图作为安防集成平台的主管理入口，可以让领导或干警简便快捷直接可视监狱的区域或对象，无需记忆摄像机的编号、门禁终端等系统的编号，那种传统繁锁的方式才能看到所想看到的内容，大大节省时间，提高工作效率。

应急指挥在电子地图的应用。结合GIS应用实现的警员定位，利用电子巡更、警务通等手持设备可以加强在应急指挥的应用手段。结合电子地图实现警戒线控制、警员分布、重点部位监测，并实现与社会视频、治安视频的接入，可以充分为应急指挥提供实时监测的可视化效果。

(三)安防应用在电子地图的主要功能

通过在电子地图上对不同的安防应用系统的当前分布、应用情况进行显示可以使用一个入口掌握监狱当前整体运行情况，为工作处理提供实时和有效的依据。电子地图整合监狱安防应用系统及功能主要有：

安全集成系统。实现在电子地图上对各应用系统间联动关系进行标记和显示。对显示报警点与联动视频的摄像机间的距离与角度关系，显示报警点与其它关联摄像机的地理关系。

应急指挥系统。实现在电子地图上显示监狱周边10至30公里范围的警戒线配置并自动显示警戒线内警员实现分布，并可利用电子围栏实现对干警执勤考勤或区域警力查询等功能。实现搜捕对象的坐标标记与智能分析。

运维管理系统。实现所有系统设备安装位标记及显示当前运行状态，利用电子地图区域颜色区分设备工作及完好状态。

视频监控系统。可实现基于三维界面上的交互视频操作，获取视频监控系统的实时视频流、实时存储流，可以对前端摄像机设备进行控制，并可以回放、录制、下载相应的存储视频，与联动服务相关联，可实现摄像机的主动及被动联动应用功能。

周界报警系统。获取周界报警系统的报警信息，并在电子地图上通过颜色标记进行提示或通知，可与联动系统进行关联，实现智能视频联动功能。

门禁管理系统。可实现基于三维界面上的门禁数据实时监测，并对非法出入进行报警显示通知。

紧急报警系统。获取紧急报警系统的报警信息，并通过声光、语音方式进行提示或通知，可与联动系统进行关联。

高压电网报警系统。实现在电子地图上显示高压电网分布及各区间的运行状态及报警显示。

信息发布系统。实现在电子地图上显示各联网LED屏分布及LED前工作状态及显示内容，并可联接到LED内容编辑功能。

公共广播系统。实现在电子地图上显示公共广播系统各扩音设备分布。

车辆管理系统。实现在电子地图上显示车辆出入口分布，并可获取各主要车辆出入口当前状态，可以点击电子地图显示出入口进出数据、出入口设备工作状态、车辆进出视频及图像查询等信息。

公共机电监控。实现在电子地图上各主要机电设备的分布，并获取和在电子地图上显示主要电气设备、周界探照灯明等系统的实时监测数据，并可在电子地图上对前端设备进行控制。

对讲监听系统。实现对讲设备的分布显示，可与对讲报警系统关联，可实现对双向对讲及视频显示及联动功能等功能。

定位跟踪系统。实现对园区内带有GPS或WIFI（Wi-Fi是一种可以将单人佩戴设备，如警务通等终端以无线方式互相连接的技术。）区域定位装置的移动物体、车辆、人员进行定位跟踪及相关联动控制管理。

追逃信息系统。实现对监狱所有犯人家庭地址、作案地址的标记，实现对监狱周边主要交通枢纽的标记与联系方式显示、搜索。

狱政管理系统。实现对监仓犯人信息与电子地图的联动显示，可以在电子地图上看到各监仓犯人信息与床位分布。

干警管理系统。实现对干警值勤备勤分布情况显示及统计。

视频会议系统。实现对视频会议各方在电子地图位置上的标记，并可点击显示进行会议邀请。

(四)安防电子地图的产生与意义

综合电子地图在监狱的应用可以看到传统电子地图的功能已经有了极大的延伸，并产生了许多与其他行业不同的应用特点，如交通、国土等。在电子地图的表现形式上，既有室内也有室外，既有监狱区域内也有区域外的地理信息，在整合内容上，即有软件也有硬件。由此，有必要形成专用的安防电子地图（SEM，Securityofelectronicmap）以更好满足监狱对电子地图的应用需求，通过安防电子地图可以实现：

不同应用系统与电子地图的接口标准化。为了在电子地图上显示不同应用系统的内容并且实现对系统的控制操作，必须在对应用系统充分分析的基础上，形成相对统一的专用图层、系统接口，并能够作为标准延续下来方便今后的整合。

形成标准化的行业性电子地图应用。行业性的安防电子地图可以充分汲取行业性特点并满足特定范围用户的需求，也更加符合监狱应用特点和操作形式，从而进一步形成标准化后利于在监狱系统内进行推广。

可以推广到其他安防行业领域。安防电子地图在监狱的应用技术模式，其主要方式具有其他行业应用的相似性，可以按照这一技术方式，结合行业性特点进行改进，推广到如看守所、劳教所甚至企业、校园等存在安防应用需求的行业中。

安防电子地图设计

(一)安防电子地图应用体系结构

安防电子地图总体上分为以下几个逻辑层。

表现层。表现层为用户提供对应用程序的访问，它是根据业务需求进行功能的组合和展现的界面。主要由设备、联动、应用、多媒体、数据等不同应用层基于GIS业务整合。表现层的具体表示形式可以采用二维图片结合矢量地图的混合形式或三维电子地图。

业务处理层。包含业务规则和业务逻辑的实现。如面向报警与视频的联动关系显示、智能数据搜索与统计等功能。

业务支撑层。是地理信息资源服务平台对外的接口，为业务处理层提供地理信息资源服务。各应用系统也可通过该接口访问地理信息资源服务平台提供的服务。业务支撑层提供的空间信息服务主要包括：位置定位、空间分析、专题图制作、数据共享交换等。根据业务需要，空间信息服务可进行定制和扩充。

平台管理层。是地理信息平台的核心部分，负责对其下层的存储的空间信息进行管理和维护，保证业务支撑层对空间信息的需求。平台管理层还包括平台运行管理功能，如用户和权限的管理，日志管理、系统监控等。

数据存储层。由地理信息数据库组成，是地理信息平台的基础部分，为城市综合管理提供数据支持。

硬件网络层。为系统提供基础平台和通信服务。

(二)安防电子地图的类别

混合电子地图。混合电子地图采用二维图片结合矢量地图的表现形式，即可以显示多层建筑的结构和设备、数据的分布，也可显示大范围地理信息。

基于图形的电子地图

基于矢量数据的电子地图

三维安防电子地图。采用矢量三维模型结合GIS应用实现基于全三维场景的漫游形式，可以展示监狱各建筑及周边情况也可显示建筑内情况。

基于矢量三维模型的电子地图

(三)安防电子地图应用范围

安防集成平台可以部署在省监狱管理局、监狱及相关管理单位实现多级管理。因此，安防电子地图应可以适应不同管理层级单位的应用需求，监狱对安防电子地图的主要需求是常态化的安全联动与事件分析，省级管理单位的主要应用需求是日常管理监督和紧急状态下的应急指挥。从需求角度决定了不同用户层次安防电子地图的结构体系与应用模式的不同。

(四)安防电子地图的数据管理

安防电子地图的数据采用RDBMS（关系型数据库管理系统）,如ORCLE或MicrosoftSQLSever进行存储和调用，数据的内容包括时空数据；业务数据；非空间属性数据和非结构化描述数据。

(五)安防电子地图引擎

安防电子地图处理引擎应负责对所有业务数据的处理及数据显示和操作，主要的功能应有：后台计算，实现对各业务系统GIS运算、统计运算、地图要素运算。电子围栏；实现地图电子围栏的设置及运算。搜索引擎，实现对地图数据的搜索。联动分析，实现对各业务系统联动运算。地图显示，实现对地图数据的显示与操作。

(六)安防电子地图图层要求

基础数据图层：实现对基本地理位置的标注。

设备图层：实现对设备资产的标注及状态显示。

多媒体图层：实现对视频及音频等多媒体信息的显示。

事件图层：实现对报警事件、设备事件的状态显示。

联动图层：实现对业务系统联动关系的标注与显示。

应用图层：实现对各业务系统的标注及状态显示。

数据图层：实现对分析数据的显示及状态图显示。

安防电子地图主要功能

(一)地理信息资源管理和维护

地理信息资源管理和维护主要实现空间地理数据、专题数据和业务数据的管理与维护，包括了数据从采集、转换、入库到更新全过程的管理，为用户提供实时准确的基础数据。主要有以下功能：

空间数据管理。提供图层管理、数据浏览、信息查询、数据编辑等功能。

数据入库组件。将经过数据检查后的各类城市综合管理信息数据进行数据入库。

数据采集组件。提供地图（或图纸）的数字化输入、测量数据输入等数据采集录入方法。

数据更新组件。为了保证数据库数据的现势性提供的数据更新的功能。

数据转换组件。为使数据库中的数据的应用面更广，有必要将输出后的数据转换成各个部门、各个系统所需要的数据，数据转换功能正是提供将数据库内输出的数据转换成各种常用格式的数据。数据转换组件主要提供数据格式转换和坐标转换功能，保证所有城市综合管理信息数据都能顺利地转入到确定的GIS空间数据库中。

元数据管理组件。包括：元数据输入、元数据编辑、查询检索、合并与导入、元数据报表输出与发布等功能。

(二)地理信息业务支撑

地理信息业务支撑实现了地理信息资源服务平台对各业务部门的业务支撑、辅助决策功能。主要有以下功能：

基本地图操作服务。用户根据自己的权限可以对基础空间信息进行浏览、查询、检索、下载等。

空间定位服务。空间定位服务可通过地名、建筑名、单位名、道路名、监区名、监仓名等进行指定点的自动定位，使相关数据在电子地图中得到可视化、空间化和地理信息化方面的充分展示。

空间分析服务。空间信息分析完成各类城市综合管理空间信息的分析操作，并产生各类分析数据和专题图，其主要功能有：地图拓扑迭加、空间信息提取、地图拼接和裁剪、地图比例尺变换和投影变换、缓冲区分析、最优路径分析。

专题信息服务。专题信息服务主要完成各种比例尺地图和专题图的绘图输出、各种专题信息的查询检索和输出，满足用户不同业务要求。

统计分析服务。统计分析主要完成各类地图数据的统计，满足用户灵活多样的统计分析要求，其主要功能有：指定空间范围统计专题属性、指定属性条件进行统计、指定属性和空间范围的复合条件进行统计、统计图表输出。

数据共享交换服务。提供了地图注册服务、地图注册服务、地图入库服务、地图发布服务、订阅下载服务。

权限控制。用来实现对地理信息资源服务平台的管理，是整个系统能得以正常运行的基础保障，包括用户管理、安全管理、图例管理、日志管理、角色管理、权限管理等。

(三)视频监控管理

摄像头资料管理。管理摄像头设备厂家、安装时间、工作状态、维护单位等信息。

摄像头分布图。在电子地图上显示摄像头的地理位置，能通过点选任意摄像头，直接观看相关图像。

综上所述，从浙江省监狱规模看，少则一个监狱2000只左右视频探头，多则上万只视频探头，加上报警、监听对讲、门禁、广播等其他安防子系统，单靠人工无法完成无盲点值守，必须通过建设安防智能平台与电子地图的融合应用，实现智能化、集成化的要求，最大限度地发挥安防系统对于保障监狱安全的作用。从当前我省已经试用的监狱实践看，安防集成平台与电子地图的融合应用效果比较明显，虽然还仅仅是一个雏型，许多功能还需要进一步完善，一些安防技术产品还有待于真正成为具有性价比高的市场化的产品，如罪犯电子定位系统等等；但对现有主要子系统集成，如已经广泛应用的视音频监控、门禁、紧急报警、高压电网、监仓对讲、电子巡更、无线（有线）统一通讯等成熟技术子系统的集成联动，已经具有了信号采集、共享处理、信息发布、控制管理等功能，通过对各类基础数据的调用、汇总、处理，为指挥中心分析、决策提供数据支撑，显现出较好的效果，实现了各类安防设备的智能集成、远程调用、集中控制、实时联动和紧急情况自动推送、设备自检等功能，有效地破解了监狱安防体系人工值守存在的负荷高、盲点多等难题，有力地增强了监狱常态化的安全防范和管理监督水平，有效地提升了监狱紧急状况下的应急指挥和处突能力。

(作者单位：浙江省监狱管理局)