淺談在監(jiān)獄安防信息化領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后全球信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，其技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)引起了世界各國政府、產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界的重視。我國政府也高度重視這一前所未有的歷史機(jī)遇，積極投入物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的研究和發(fā)展，迄今已有200余所大學(xué)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。監(jiān)獄作為國家的刑罰執(zhí)行機(jī)關(guān)，進(jìn)行有效的信息化安防系統(tǒng)建設(shè)勢在必行，隨著信息技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)新型名詞也將更多的和監(jiān)獄安防信息化新發(fā)展聯(lián)系在一起。如何將這項(xiàng)新技術(shù)的紅利確實(shí)分享到大量一線干警身上，提高他們的工作效率，降低工作強(qiáng)度，減少機(jī)械重復(fù)工作,創(chuàng)新管理水平，真正實(shí)現(xiàn)“向科技要警力”，將是擺在我們面前的一個(gè)重大課題。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)被重視起來應(yīng)該就是這幾年的事情，當(dāng)我們討論它的產(chǎn)生根源時(shí)，可能會追溯到1995年比爾?蓋茨的《未來之路》這本書。該書開頭就提出一系列很有遠(yuǎn)瞻性的問題，歹U舉其中的一個(gè)問題:“位于哪里的哪一家商店在明天早晨以最低價(jià)把一個(gè)測量你脈搏的手表送貨上門？”書中這些亟待解決的問題正孕育著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)的英文表達(dá)是“InternetofThings”，它的概念正式被提出是在2005年，當(dāng)時(shí)國際電信聯(lián)盟(ITU)在信息社會世界峰會上發(fā)布了研究報(bào)告，其報(bào)告指出無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)代即將到來，世界上萬事萬物，大到飛機(jī)、大橋，小到手表、手機(jī)，只要嵌入微型的傳感器芯片和RFID芯片，就能形成一個(gè)無所不在的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)的所有物體能夠?qū)崿F(xiàn)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的信息交互,從而最終實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的溝通連接。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上是通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它利用感知技術(shù)與智能裝置對物理世界進(jìn)行感知，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進(jìn)行計(jì)算、處理和知識挖掘，使人類對客觀世界具有更透徹的感知能力、更全面的認(rèn)知能力、更為智慧的處理能力，實(shí)現(xiàn)信息世界和物理世界的深度融合。物聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算模式在提高人類的生產(chǎn)力、效率、效益的同時(shí)，能進(jìn)一步改善人類社會發(fā)展與地球生態(tài)的和諧與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在監(jiān)獄安防信息化中的應(yīng)用探索

2.1智能人員管理

由于監(jiān)獄的特殊性，出入監(jiān)獄的人員形形色色，對這些人群采取佩戴不同類型RFID標(biāo)簽的管理方式，將大大提高人員管理的智能化水平。

監(jiān)獄工作人員管理。監(jiān)獄工作人員一般包括民警和職工兩種，對于其不同的分工類型和特點(diǎn)，在RFID標(biāo)簽上寫入各自基本信息，并授予相應(yīng)的工作提醒與權(quán)限。

臨時(shí)進(jìn)出人員管理。錄入外來人員的信息、陪同人員信息、進(jìn)監(jiān)事由，并設(shè)定標(biāo)簽的活動區(qū)域及有效時(shí)限，有效時(shí)限臨近時(shí)自動提醒，離開時(shí)自動提醒交回標(biāo)簽。

服刑人員管理。詳細(xì)錄入服刑人員各自的信息，包括姓名、年齡、犯罪信息、性格特點(diǎn)、身體狀況、處遇等級、改造情況等，并按具體情況劃定活動范圍和提醒事項(xiàng)。

探監(jiān)人員管理。錄入探監(jiān)人員身份信息、探監(jiān)對象，并設(shè)定陪同探監(jiān)的民警信息，離開時(shí)自動提醒交回標(biāo)簽。

通過后臺系統(tǒng)對上述常見的人員進(jìn)行分類管理，可以隨時(shí)掌握獄內(nèi)人員的分布和構(gòu)成情況，對于超越授權(quán)范圍的人員，后臺管理軟件將自動報(bào)警，并通過RFID標(biāo)簽自動將報(bào)警信息及時(shí)發(fā)給相關(guān)人員，屆時(shí)將大大提高監(jiān)獄民警的工作效率，提升監(jiān)獄安全系數(shù)。

2.2智能醫(yī)院管理

監(jiān)獄醫(yī)院作為保障服刑人員身體健康的重要部門，常由于資源條件的限制，往往在服刑病人遇到突發(fā)身體狀況后難以應(yīng)付。在引入監(jiān)獄智能醫(yī)院信息系統(tǒng)后，將以監(jiān)內(nèi)病人中心,以服刑患者基本信息、治療過程、醫(yī)療物資管理為主線，通過覆蓋全監(jiān)獄的醫(yī)療管理信息系統(tǒng)，同時(shí)接入獄外對口醫(yī)療單位、區(qū)域智能醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)平臺，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、在線醫(yī)療咨詢與預(yù)約服務(wù)，更及時(shí)高效地為監(jiān)內(nèi)服刑人員服務(wù)。整體設(shè)想的流程是：通過監(jiān)內(nèi)服刑病人或者正常人隨身攜帶的RFID標(biāo)簽或者身體傳感器，隨時(shí)監(jiān)測這部分人體的各項(xiàng)生理參數(shù)（體溫、脈搏等），并將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到醫(yī)院后臺服務(wù)中心，后臺系統(tǒng)將根據(jù)傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析比對，對可能引發(fā)的疾病危險(xiǎn)實(shí)施自動報(bào)警，將緊急信息發(fā)送到當(dāng)天值班醫(yī)生的RFID標(biāo)簽上，并能通過自動分析結(jié)果推薦治療的藥物,值班醫(yī)生能通過RFID標(biāo)簽定位系統(tǒng)迅速定位到病人具體位置，并可攜帶后臺中心系統(tǒng)推薦的藥物迅速趕到現(xiàn)場實(shí)施最及時(shí)的救治。對于需要出監(jiān)治療的緊急情況，醫(yī)生通過后臺中心系統(tǒng)接入智能網(wǎng)絡(luò)平臺，預(yù)約專家或者申請遠(yuǎn)程醫(yī)療。監(jiān)獄智能醫(yī)院的最大優(yōu)勢就在于，能預(yù)防疾病的發(fā)生，在疾病發(fā)生的第一時(shí)間了解病情，并實(shí)施最準(zhǔn)確及時(shí)的治療。

2.3智能設(shè)施設(shè)備管控

監(jiān)獄中有眾多設(shè)施設(shè)備，大到圍墻、電網(wǎng)、監(jiān)控、門禁等,小到錘子、剪刀等生產(chǎn)工具，這些看似獨(dú)立的個(gè)體，其實(shí)都關(guān)系到監(jiān)獄的安全。對于這些紛繁復(fù)雜的個(gè)體，我們設(shè)想通過引入大量的各種類型的傳感器，對整個(gè)相對靜態(tài)或動態(tài)的個(gè)體實(shí)施深入的環(huán)境感知，通過傳感器的參數(shù)監(jiān)控，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)全面的在線監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備可能出現(xiàn)的故障和風(fēng)險(xiǎn)，快速處理，消除安全事故。對可能出現(xiàn)的潛在危險(xiǎn)或突發(fā)事件，快速預(yù)判，消除安全隱患。例如：可以在監(jiān)獄內(nèi)的圍欄上安裝若干個(gè)復(fù)合類傳感器，用于檢測圍欄周界的安全。如有不法份子采用工具破壞或者試圖攀越圍欄時(shí)，圍欄上的復(fù)合傳感器會檢測到異常震動信號，經(jīng)過匹配分析，以及智能識別和定位，發(fā)出預(yù)警信息至監(jiān)獄指揮中心。監(jiān)獄指揮中心根據(jù)傳感器的預(yù)警信號提示位置，通過區(qū)域附近的視頻監(jiān)控確認(rèn)，以圍界前端燈光、喇叭發(fā)出警報(bào)，同時(shí)視情況啟動相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。如有不法份子在圍欄附近挖掘時(shí)，地下的地理傳感器感受到異常震動，通過綜合分析，確定事件發(fā)生位置，發(fā)出預(yù)警信號至監(jiān)獄指揮中心，監(jiān)獄指揮中心也隨即啟動相應(yīng)方案。

此外，管控系統(tǒng)還可引入物聯(lián)網(wǎng)多模塊集成技術(shù)和云計(jì)算理念，實(shí)現(xiàn)周界報(bào)警、視頻監(jiān)控、門禁管理、勞動工具等信息在一個(gè)平臺上集中管理維護(hù)，從而形成管控一體化的智能設(shè)施設(shè)備防范系統(tǒng)，改變個(gè)體之間孤立運(yùn)行的局面，使得各項(xiàng)信息能夠全面有效進(jìn)行交互，方便管理人員通過數(shù)據(jù)挖掘與智能信息處理，從大量的云計(jì)算平臺數(shù)據(jù)中提取有效信息,對整個(gè)監(jiān)獄所有設(shè)施設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一管控。

3監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成

3.1監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)感知層

監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)感知層是監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，是監(jiān)獄物理世界和信息世界的重要紐帶。它由大量具有感知、通信、識別能力的智能物體與感知網(wǎng)絡(luò)組成。在服刑人員手腕上的每一個(gè)RFID手環(huán)，在勞動工具上貼的每一個(gè)RFID標(biāo)簽，在圍墻、護(hù)欄周圍分布的每一個(gè)震動傳感器，在監(jiān)內(nèi)服刑病人身上攜帶的檢測身體參數(shù)的身體傳感器，在大門、圍墻周界安裝的每一個(gè)光學(xué)傳感器一一視頻攝像頭等，這些都作為一個(gè)個(gè)感知節(jié)點(diǎn)，隨時(shí)監(jiān)控監(jiān)獄物理世界里的一舉一動。為了保證感知層獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，建設(shè)過程中應(yīng)考慮盡可能增加感知節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍，通過若干感知節(jié)點(diǎn)信息的分析比對，得到盡可能準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。而其中無線傳感器節(jié)點(diǎn)與RFID標(biāo)簽節(jié)點(diǎn)都屬于微小型的嵌入式系統(tǒng)，其單體生存能力的強(qiáng)弱，以及體積的大小、功耗的多少、造價(jià)低廉與否等都是作為選擇感知節(jié)點(diǎn)的必備條件，作為監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)感知層，生存能力強(qiáng)、體積小、功耗少、造價(jià)低的感知節(jié)點(diǎn)必定更受歡迎。

3.2監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層

監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層是連接感知層和應(yīng)用層的中間層，它的作用是要正確、快速、安全地傳輸感知數(shù)據(jù)和控制指令,實(shí)現(xiàn)廣泛的可靠的互聯(lián)互通。作為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上衍生出來的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層，采用異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)是監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的一個(gè)重要特點(diǎn)，但它依舊要遵循通信協(xié)議中規(guī)定的數(shù)據(jù)編碼方式、包格式與信息交互過程。對于前端感知層節(jié)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)信息，大部分通過移動網(wǎng)絡(luò)，將信息及時(shí)發(fā)送專用的網(wǎng)關(guān)（gateway）,通過網(wǎng)關(guān)的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上能識別的數(shù)據(jù)信息，從而方便中心服務(wù)器綜合分析處理。這里的網(wǎng)關(guān)連接的兩端，一端是IP網(wǎng)，一端可稱為非IP網(wǎng)，網(wǎng)關(guān)的作用就是完成兩種不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)信息的格式變換，實(shí)現(xiàn)感知層和應(yīng)用層信息的順暢互通。當(dāng)然在設(shè)計(jì)監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的同時(shí)，一個(gè)不容忽視的問題就是通信安全性。在一端的IP網(wǎng)，可以考慮通過設(shè)計(jì)專門的監(jiān)獄IP專網(wǎng)，使其專供監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)使用，和其他外部網(wǎng)絡(luò)線路實(shí)現(xiàn)完全意義上的物理隔離，可最大程度降低泄密風(fēng)險(xiǎn)；在另一端非IP網(wǎng)絡(luò)（主要是移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和無線通信網(wǎng)），傳輸途徑主要是通過空中信道傳輸，這里可以通過虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VirtualPrivateNetwork,VPN）和密碼加密等方法，盡可能保證數(shù)據(jù)信息的安全。當(dāng)然新型的監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層最好直接使用IPv6地址，可大大增加地址空間，保證每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點(diǎn)都有其唯一的IPv6地址。

3.3 監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層

監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層作為三層結(jié)構(gòu)里的最高層，是保證人與人、人與物、物與物之間信息有條不紊交換的關(guān)鍵。由于監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點(diǎn)數(shù)量廣，數(shù)據(jù)形式多樣，數(shù)據(jù)信息也實(shí)時(shí)變化，所以在設(shè)計(jì)監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層時(shí)，得著重考慮這些龐大數(shù)據(jù)的存儲以及各種數(shù)據(jù)形式的融合處理問題。因此監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)是否能夠發(fā)揮作用，將取決于是否有一個(gè)龐大的能夠完成超級運(yùn)算的數(shù)據(jù)中心。一切都預(yù)示了監(jiān)獄超級數(shù)據(jù)中心的建設(shè)不可避免，但考慮到成本太過昂貴，更不可能每個(gè)監(jiān)獄都各自建立一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)中心，這時(shí)“云計(jì)算”理念的提出恰恰解決了這個(gè)難題。用一句比較通俗易懂的比喻來形容“云計(jì)算”在物聯(lián)網(wǎng)里的運(yùn)用“：讓未來的計(jì)算資源能像公共設(shè)施（如水、電）一樣被使用”。它使得我們可以直接借用強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)資源，租用龐大的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（Internet Data Center，IDC）。這樣我們只需要支付小部分租金，而不需要花費(fèi)巨額的建設(shè)成本。我們還可以設(shè)想其中的“私有云”是專門為我們監(jiān)獄物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，它不但能夠提供海量的存儲空間和高速的計(jì)算處理能力，關(guān)鍵還有較高的安全保密性能。監(jiān)獄管理者可在“私有云”的幫助下，全面及時(shí)的掌控監(jiān)獄內(nèi)所有人與物的一舉一動，以智慧方式處理一切事務(wù)。

4 結(jié) 語

在監(jiān)獄領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)獄的智能化管理，尤其在監(jiān)獄智能人員管理、智能醫(yī)院管理、智能設(shè)施設(shè)備管控等方面，大大提高了監(jiān)獄管控的安全性，提升了信息化系統(tǒng)智能水平和自動化水平，最大限度地實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，減輕一線民警的工作強(qiáng)度。有利于實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)指揮向智能化指揮的轉(zhuǎn)變、從事后取證向事前防范的轉(zhuǎn)變、從孤立應(yīng)用向綜合集成的轉(zhuǎn)變；有利于推動相關(guān)司法部門間的工作協(xié)同，提升人民群眾對監(jiān)獄機(jī)關(guān)執(zhí)法工作的滿意度，更好地服務(wù)于社會。隨著監(jiān)獄信息化發(fā)展的不斷深入，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對監(jiān)獄機(jī)關(guān)來說，既是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升監(jiān)獄安全防范能力將是監(jiān)獄安全管理模式的一場深刻變革，將有力的推動監(jiān)獄事業(yè)的發(fā)展。

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