监管场所人员融合定位系统
广州拙进通信技术有限公司
1. 背景
监所人员定位系统通过实时人员位置的感知，与监所门禁、视频监控结合，从传统视频的“被动应对”转为“主动感知、智能预警”，提升监所整体安全防范管理水平。
根据“智慧监所”建设要求，智能化系统在监所的应用应当满足干警科学减负、流程精简适用、管理安全可控的需求。技术上既要满足位置管理准确度100%的要求，也要在日常管理中不增加干警工作负担。只有这样才能实现系统的常态化使用。只有实现了常态化使用，监管场所人员定位系统的建设才有价值与意义。
近几年监狱、戒毒所、看守所、办案中心等监管场所人员定位应用实施了较多的项目案例，主流技术路线为有源RFID、UWB、蓝牙AOA三种，都有专业厂家力推，其它如蓝牙BLE、ZigBee之类技术也有试点，实际上能长期常态化应用的案例非常稀少，原因还是技术上不能满足常态化应用所要达到的数据准确、维护简单、佩戴无感、成本可控的要求。%的要求，也要在日常管理中不增加干警工作负担。只有这样才能实现系统的常态化使用。只有实现了常态化使用，监管场所人员定位系统的建设才有价值与意义。
2. 常态化使用痛点与难点
● 定位数据准确
定位数据准确是人员定位系统的核心要求。定位数据不准，人员该在车间的时候不在车间，人员在监舍定位漂移，不仅起不到安全防范作用，还会给干警带来额外的工作负担。因此，监管场所人员定位必须满足100%准确的要求。这是常态化使用的核心痛点，也是难点。
● 手环佩戴舒适，拆装方便，续航时间长
定位手环因为需要长期佩戴，24小时佩戴，佩戴舒适性是常态化使用的基本条件。
监管场所人员定位手环要解决实现与人员的附着唯一性问题，必须要实现防拆告警功能。防拆告警功能与拆装方便是一对矛盾，要二者兼顾是定位手环常态化使用的难点，也是痛点。
定位手环续航时间短，就必然要求经常充电，充电就又涉及到手环拆装与充电管理，增加干警工作量。实现定位手环的长续航是常态化使用的痛点与难点。
● 设备部署与日常维护简单
监管场所建筑物多，结构复杂，人员定位既要实现室内定位，也要实现室外定位，既要实现车间密集环境定位，也要实现室外大面积场地定位。每个监狱的建筑布局都不一样。设备部署的成本与施工维护都影响定位手环的常态化使用。
3. 功能场景与关键技术指标
按照司法部相关规范，监管场所位置管理需求如下：
结合监管场所日常管理要求，定位手环的功能场景与要求如下：
- 车间(生产劳动区):人员点名与精准定位。
- 监区（生活区）：进出监区自动点名，识别进出方向，监舍定位，楼层定位，监区点名
- 室外区域：位置轨迹，精准定位
- 周界：接近告警。
- 互监组：重要人员互监定位。
- 流动点名：临时流动人员位置轨迹与流动点名
4. 技术难点
● 定位数据准确性难点
监管场所人员定位包括室内与室外定位，每个监管场所的建筑物环境不一样。用户在展会上看到的UWB或者蓝牙AOA精准定位演示，定位精度可以达到5cm-30cm，误认为在实际应用环境里也能达到，因此提出要求做到5-30cm的应用精度。理论上，5cm是UWB定位技术的理论精度，在实际应用环境，受遮挡影响、时钟同步精度以及刷新率、定位功耗、后台数据处理算法等因素的影响，定位数据会出现漂移，严重时甚至会飘出室外，导致误警；蓝牙AOA技术对信号的多径传播敏感，人体或者建筑物遮挡对蓝牙AOA定位精度影响比UWB技术更大。这也是之前试点的UWB定位与蓝牙AOA定位方案不成功的原因。
● 设备部署与维护技术难点
UWB定位要实现高刷新率的精准定位，基站之间需要准确的时间同步、单空间至少需要部署3台基站，系统光纤组网，这导致整个系统设备数量大、组网要求高、成本高。
UWB单次定位功耗较大，当采用高刷新率（比如1hz）定位时，定位手环的功耗较大，手环的续航时间不超过30天，需要经常充电维护，给干警日常管理带来较大的管理负担。蓝牙AOA的定位功耗比UWB更大。
● 佩戴舒适性难点
传统监管人员手环要实现防拆，通常在表带中植入柔性电路FPC或者预埋防拆线等方式，实际应用下来效果都不理想，原因是表带与表体连接结构复杂，表带发硬，佩戴不舒适，拆装不便，表带损耗大，导致日常维护工作量大。
5. 拙进技术方案
基于对监管场所人员定位需求以及室内定位技术的深度理解，拙进监管场所人员定位方案采用自主设计的融合定位与感通一体通信技术，实现对复杂室内场景的大并发人员准确定位，满足监管场所人员定位管理要求，同时满足定位手环长续航时间要求。
5.1. 系统拓扑
系统拓扑图如下：
车间设备部署示例：
监舍设备部署示例：
系统设备包括定标器与定位基站2种类型。定标器只需供电，无需组网；基站需供电与以太组网。设备可以直接接入监管场所局域网，无需单独组网。如上车间与监舍设备部署示例，整个监管场所设备部署数量少，现场调试只需配置网络参数，实施调试简单。
6. 方案亮点
● 基于AI无感场景感知的融合定位技术
针对监管场所定位与管理需求，基于ZOKIN自主设计研发的AI无感场景感知能力，融合区域定位与精准定位，实现不同场景的点名与精准定位需求。
在车间场景，精准实现车间实时人员点名，无漏读，无相邻车间误判，重点人员实时精准定位。
在监舍场景，精准实现监舍人员点名与精准定位，无漏读，无相邻监舍误判。
户外场景， 实现大并发精准定位。
异常情况：实现连续高并发率实时室内外精准定位。
基于AI无感场景感知的融合定位技术，一方面解决了监管场所定位数据准确技术难点，同时也较好的解决了监管人员手环续航时间的技术难点。
● 基于多模感知的软防拆技术
基于ZOKIN自主设计研发的软防拆技术，手环以极低功耗实现防拆检测，无需在表带内置柔性FPC、防拆线等硬防拆部件，表带与表体连接简单，表带可以使用现有消费手环表带材料，较好解决佩戴舒适性问题，表带拆装方便，较好解决了日常手环维护问题。
7. 方案产品
7.1. 人员定位手环
- 定位方式：多模RFID+UWB
- 通信：134.2K+2.45G+5.9G
- 电池容量：800mAh
- 尺寸：35x38x13.5
- 精准定位精度：<50cm
7.2. 定位基站
- 定位方式：多模RFID+UWB
- 通信接口：以太/USB
- 参数配置：BLE\USB\以太