武潔　吳剡青　蘆國慶　唐海騰　劉小琳

摘要：近年來媒體經(jīng)常曝出監(jiān)獄犯人越獄、脫逃、自殺等負(fù)面信息，這些案件對社會和監(jiān)獄造成了巨大的負(fù)面效應(yīng)，同時也給監(jiān)獄防范安全事件敲起了警鐘。監(jiān)獄安防的重要基礎(chǔ)就是視頻監(jiān)控，此文章就此總結(jié)了監(jiān)獄視頻監(jiān)控落后的現(xiàn)狀，并對這一情況的原因從主觀與客觀兩個方面進(jìn)行了科學(xué)地分析。創(chuàng)新地提出了要建立一套先進(jìn)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過建立數(shù)據(jù)庫，更新識別技術(shù)，對人體行為建模，劃分安全等級等一系列技術(shù)手段，對可能發(fā)生安全問題進(jìn)行預(yù)測，有效預(yù)防各類安防問題的產(chǎn)生。這為減少監(jiān)獄安全事件的發(fā)生，促進(jìn)監(jiān)獄內(nèi)安防技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，推動監(jiān)獄信息化的建設(shè)提供借鑒和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞 ：智能；監(jiān)控；安全；預(yù)防

中圖分類號：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0220-03

監(jiān)獄的作用是關(guān)押、改造服刑人員，是重要的國家機(jī)器。而監(jiān)獄的安全則關(guān)系著社會和穩(wěn)定、安寧。監(jiān)獄在完善人防、物防的同時，技防作為輔助防范的手段也是必不可少的一部分。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)、智能監(jiān)控技術(shù)日新月異。當(dāng)視頻監(jiān)控作為整個監(jiān)獄安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)，監(jiān)獄為了加強(qiáng)對在押犯的管理，及時反映監(jiān)區(qū)情況，加強(qiáng)安全保障，就要實現(xiàn)監(jiān)獄智能視頻監(jiān)控設(shè)備的全方位的監(jiān)控?，F(xiàn)代化管理、人性化管理以及數(shù)字化的管理，將實現(xiàn)各個監(jiān)區(qū)的無盲區(qū)監(jiān)控，并能及時反映現(xiàn)場情況。

經(jīng)調(diào)查，目前監(jiān)獄已經(jīng)實現(xiàn)了監(jiān)獄視頻監(jiān)控的全面覆蓋，但是傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式，主要依靠專人值守，進(jìn)行預(yù)警，并且大多數(shù)監(jiān)控往往作為事后的偵查取證和研究案例的用途，很難起到預(yù)防和預(yù)警的作用，而且數(shù)據(jù)的定期刪除，數(shù)據(jù)量大這些特點為監(jiān)獄偵查帶來了極大地不便，從而降低工作效率。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式不能實現(xiàn)對獄內(nèi)犯罪的有效預(yù)防，也不能對事先發(fā)現(xiàn)服刑人員的異常行為，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施。同時當(dāng)前監(jiān)獄普遍對監(jiān)獄視頻信息化、情報化、警務(wù)化的應(yīng)用缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。因此發(fā)展智能視頻技術(shù)有很強(qiáng)的實踐意義。

1 監(jiān)獄視頻監(jiān)控應(yīng)用的現(xiàn)狀

視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常是整個監(jiān)獄安全控制系統(tǒng)的核心部分，建立完備的監(jiān)管安全防范體系，搭建和完善覆蓋面廣、資源共享、綜合應(yīng)用的功能強(qiáng)大監(jiān)控系統(tǒng)，為監(jiān)獄安全防范設(shè)置一道無形屏障，是我們監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的首要目標(biāo)。

監(jiān)獄視頻雖然實現(xiàn)了全面覆蓋，但是監(jiān)獄監(jiān)控系統(tǒng)的水平參差不齊，由于數(shù)字視頻監(jiān)控、模擬視頻監(jiān)控、高清視頻監(jiān)控及智能視頻監(jiān)控都沒有實現(xiàn)統(tǒng)一，因而視頻監(jiān)控沒有實現(xiàn)全國資源共享；監(jiān)獄安全防范系統(tǒng)雖然領(lǐng)域廣，子系統(tǒng)比較多，但是相對獨立，不同的子系統(tǒng)之間不能相互聯(lián)通，無法做到信息共享，會形成信息孤島[1]的現(xiàn)象。視頻監(jiān)控的存儲時間、監(jiān)獄各監(jiān)控點監(jiān)控數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一在一個平臺上、監(jiān)控系統(tǒng)之間存在不兼容、各監(jiān)控數(shù)據(jù)沒有實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，更沒有實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中分析、視頻監(jiān)控的作用更大是起到一種威懾作用，出現(xiàn)安全事件后也只能通過人工查找近一個月內(nèi)的視頻。而服刑人員有犯罪經(jīng)驗，獄內(nèi)犯罪具有長期性和潛伏性。突發(fā)事件發(fā)生之后也沒有辦法統(tǒng)一核對及查找信息之間的相關(guān)性，并且因為需要投入大量的人力、物力、財力，在管理效率往往效率低下。所以視頻監(jiān)控的作用沒有有效發(fā)揮，它的預(yù)防和預(yù)警也很難體現(xiàn)，技防還在初級階段。因而不能高效的發(fā)揮安全預(yù)警和安全防范的作用。當(dāng)前，國內(nèi)監(jiān)獄廣泛使用數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，它存在著圖像分辨率低、監(jiān)控范圍小和擴(kuò)展應(yīng)用能力差等缺點，并且現(xiàn)在監(jiān)獄廣泛使用的是閉路監(jiān)控系統(tǒng)，采用矩陳主機(jī)[2]控制，干警使用電視墻進(jìn)行對前段監(jiān)控畫面的人為監(jiān)控，同時這套系統(tǒng)采用長延時模擬錄像進(jìn)行錄像和回放，由于此類視頻監(jiān)控系統(tǒng)是將人作為監(jiān)控者本身，因此在監(jiān)控能力上存在許多局限，導(dǎo)致在大多時候只能用于事后取證，無法起到預(yù)警、報警的作用。如此一來就降低了整個監(jiān)獄安防系統(tǒng)的安全性和實用性，無法滿足監(jiān)獄這類安全性要求高的場所的需要。通過智能視頻監(jiān)控技術(shù)可以使傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足得到解決。

2 監(jiān)獄視頻監(jiān)控現(xiàn)狀的原因分析

目前監(jiān)獄系統(tǒng)主要依靠專人值守，對視頻顯示器進(jìn)行人工監(jiān)視，監(jiān)視范圍大，當(dāng)攝像頭數(shù)以萬計時，且專職人員的數(shù)量不足，專職人員在監(jiān)控室中枯燥無味地盯著屏幕，很難時刻提高警惕，長時間的視覺疲勞會導(dǎo)致注意力下降，并且視頻監(jiān)控系統(tǒng)自帶的報警精確度差，會出現(xiàn)誤報、漏報的現(xiàn)象、報警時間不準(zhǔn)確。如果要對錄像數(shù)據(jù)分析進(jìn)行就會困難重重，從而使整個系統(tǒng)的安全性和實用性降低，因此無法滿足監(jiān)獄這類需要非常高的安全級別的場所。原有的系統(tǒng)既浪費(fèi)了人力、物力、財力，又沒有起到預(yù)防的作用，并且造成報警不準(zhǔn)確、不及時甚至出現(xiàn)錯誤、漏報的現(xiàn)象，沒有起到預(yù)防的作用，并且造成報警不準(zhǔn)確、不及時甚至出現(xiàn)錯誤、漏報的現(xiàn)象，沒有起到預(yù)防的作用，監(jiān)獄安全問題沒有減少。

其次智能視頻監(jiān)控技術(shù)人仍然處于初級階段，技術(shù)不太成熟，沒有形成完善的系統(tǒng)；干警的技術(shù)不夠熟練，沒有專職的人員最大化得利用視頻監(jiān)控的優(yōu)勢，從而降低了利用率，因而沒有起到預(yù)防的作用；由于各子系統(tǒng)之間沒有進(jìn)行聯(lián)動，資源不能共享，面對在押犯的脫逃，不能及時的控制監(jiān)區(qū)情況和其他人員，對于逃犯的去向不能進(jìn)行跟蹤，從而增加了脫逃的頻率。

同時監(jiān)獄視頻很難進(jìn)行分析、檢測和預(yù)警，不能從繁雜無序的圖像信息中造出重要的線索和情報，由于在技術(shù)上的難點以及現(xiàn)實生活中的存在的種種不確定因素導(dǎo)致智能視頻監(jiān)控的分析運(yùn)用存在很大的局限性，不能對特殊的行為進(jìn)行篩選、分析，對輸入的圖像進(jìn)行邏輯抽象以此形成視頻的索引，這樣就提高了視頻檢索的效率等功能。

并且監(jiān)控錄像的儲存采用DVR前端儲存，錄像安全性不高，如果一方面的磁盤故障，整塊盤上的錄像內(nèi)容將無法恢復(fù)，此外對于視頻的儲存地方隨意，有犯人進(jìn)入的可能，可能造成內(nèi)容的丟失和刪除，以致難以作為線索幫助破案。

3 預(yù)防監(jiān)獄安全事件的措施

監(jiān)獄視頻監(jiān)控室是整個駕馭安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它是監(jiān)獄安防、技防水平的重要工具，它對監(jiān)督犯人改造、對犯人的震懾、防范突發(fā)事件起到了不可替代的作用。為了減少安全事件的發(fā)生，要完善監(jiān)獄視頻監(jiān)控在監(jiān)獄中的作用包括對大數(shù)據(jù)的處理、完善視頻智能分析技術(shù)、電子警戒線等技術(shù)。這個高科技手段能及時辨別出犯人做出異常行為，通過視頻直觀地看出干警在監(jiān)獄中的部署情況。以此有效的彌補(bǔ)警力不足而造成在空間和時間上的對犯人脫管，提前防范各類安全隱患，在最大限度的情況下降低誤報和漏報的現(xiàn)象，從而更有效的協(xié)助干警預(yù)防并處理危機(jī)。如圖1所示。

3.1數(shù)據(jù)庫的建立

現(xiàn)代監(jiān)獄的信息化建設(shè)，無論是整個安防系統(tǒng)還是各個監(jiān)區(qū)的視頻監(jiān)控、電子門禁、電子巡邏等多重安防系統(tǒng)，這些都沒有和監(jiān)獄工作聯(lián)系在一起。作為獨立的安防系統(tǒng)，只有相互聯(lián)系在一起形成一個擁有一個公共的統(tǒng)一的平臺才有利于監(jiān)獄安全事件的預(yù)防。通過視頻監(jiān)控對服刑人員正常行為的數(shù)據(jù)的搜集進(jìn)行歸類建立數(shù)據(jù)庫，通過計算機(jī)不斷完善該數(shù)據(jù)庫，提高報警的準(zhǔn)確度。在秉持著前端內(nèi)置[3]分析構(gòu)架理念的同時，能為監(jiān)獄提供一站式服務(wù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

通過收集歸納整理不同年齡、不同性別、不同刑種服刑人員的正常行為和非正常行為的數(shù)據(jù)，建立服刑人員正常行為數(shù)據(jù)庫和非正常行為數(shù)據(jù)庫，對規(guī)定時間內(nèi)犯人應(yīng)該在哪個區(qū)域有怎么樣的動作進(jìn)行設(shè)定，并將數(shù)據(jù)庫和智能視頻監(jiān)控的系統(tǒng)通過計算機(jī)進(jìn)行連接，形成智能監(jiān)控體系。由于在特定的情況下服刑人員的正常行為和非正常行為的屬性會相互轉(zhuǎn)換，所以需要使數(shù)據(jù)庫進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，對不同年齡、不同刑種、不同性別的服刑人員進(jìn)行分析，逐步添加未出現(xiàn)的或者改變屬性的正常行為特征，根據(jù)不同的監(jiān)獄、不同的生活環(huán)境不斷完善數(shù)據(jù)庫，避免出現(xiàn)監(jiān)控的漏洞。一旦視頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，就會自動報警提示跟蹤并且自動剪切畫面保存；對犯人活動的路線、時間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，例如晚上熄燈后人起來去廁所如果不是按照正常路線行走、在廁所附近逗留時間過長、和其他犯人同行，觸碰紅外警戒線都會發(fā)出報警，提醒值班干警。如此一來就能在犯人做出犯罪行為之前將其制止。

對于監(jiān)獄內(nèi)的所有路線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，比如通往生產(chǎn)車間的路線有幾條，不同監(jiān)區(qū)去往車間的路線不同，進(jìn)行分類；明確紅外警戒線的位置，在屏幕紅線標(biāo)出；如果犯人不按照規(guī)定的路線去往車間或者長時間在紅外警戒線周圍徘徊，那么主機(jī)就下達(dá)指令對攝像機(jī)進(jìn)行云臺旋轉(zhuǎn)和鏡頭算放，鎖定嫌疑目標(biāo)對其警告并自動視頻跟蹤，把嫌疑目標(biāo)在主屏中顯示放大，以便可以更加清晰地看到目標(biāo)特征，以有利的對其即將采取的行為進(jìn)行的判斷，并為事后對照取證留下必要的證據(jù)。

3.2智能識別技術(shù)

監(jiān)獄的周界一直都是是監(jiān)獄安防的重點區(qū)域，也是犯人越獄脫逃的必經(jīng)之路，利用境界線檢測功能，進(jìn)行智能虛擬警戒線報警功能[4]。在圍墻四周通過設(shè)置紅外警戒線進(jìn)行周界報警，如果有人翻越圍墻，馬上就能報警，以便及時阻止在押人員逃脫或者外部侵入。

在監(jiān)獄中的一些特定區(qū)域，比如操場監(jiān)舍，當(dāng)有人或者車輛出現(xiàn)或消失在畫面的某個區(qū)域，就將其認(rèn)定為出現(xiàn)行為或者消失行為。這是主要針對中的特定區(qū)域產(chǎn)生的存在識別分析，當(dāng)事物從外界進(jìn)入到區(qū)域內(nèi)，或者是離開區(qū)域就會進(jìn)行自動進(jìn)行跟蹤便于干警在復(fù)雜環(huán)境中快速找到目標(biāo)。

在監(jiān)獄通道或者其他關(guān)鍵場所，智能視頻監(jiān)控通過上傳數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，進(jìn)行運(yùn)動目標(biāo)逆行檢測[5]，對規(guī)定方向?qū)Ψ捶较蜻\(yùn)動的人、物體和和綜合車輛進(jìn)行檢測，同時在監(jiān)控中產(chǎn)生逆行識別，當(dāng)比對出異常行為，智能視頻監(jiān)控分析系統(tǒng)就會發(fā)出報警通知值班干警和目標(biāo)最近的干警。

智能視頻監(jiān)控分析系統(tǒng)能有效識別滯留物，響應(yīng)速度比普通的監(jiān)控系統(tǒng)更快，可以高效地識別可疑的事物，如在特點場所留下了可疑物品、違禁物品等，或者當(dāng)罪犯長時間停留在敏感區(qū)域時，采取警告。同時在有這些情況發(fā)生時，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動發(fā)出警報以提醒相關(guān)人員密切關(guān)注監(jiān)控畫面，以防意外的危險情況發(fā)生[6]。

智能分析系統(tǒng)采用最新的視頻圖像的分析技術(shù)，識別畫面中的各種物體，包括人體的識別，車輛的識別以及箱子，包等各個物體的識別，如果出現(xiàn)不正常的物品包括箱子的質(zhì)量、材料以及大小，車輛的型號、是否以前出現(xiàn)過、車子中的人員以及行駛速度，人員識別進(jìn)行人臉、指紋以及語音輸入等方法進(jìn)行識別出現(xiàn)異常，智能視頻監(jiān)控立即進(jìn)行報警提醒值班人員并且使用門閘進(jìn)行攔截。

對于進(jìn)出的車輛進(jìn)行自動識別并記錄車牌號碼、出入時間自動區(qū)別是內(nèi)部車還是外來車輛、記錄車輛的進(jìn)出時間和行駛方向，對于模糊車輛進(jìn)行情況查詢，自動鎖住無運(yùn)輸任務(wù)的非內(nèi)部車輛。

3.3劃分安全等級

對行為特征進(jìn)行分類，設(shè)立不同的安全等級，針對不同的安全等級，并與其他監(jiān)獄安防設(shè)施進(jìn)行聯(lián)動，采取不同的方式的預(yù)警。當(dāng)發(fā)現(xiàn)一些低危害行為比如未按要求著裝、佩戴統(tǒng)一的標(biāo)記；未按時起床等視頻監(jiān)控自動進(jìn)行喇叭播報提醒。當(dāng)發(fā)現(xiàn)一些高危險的行為比如打架斗毆，攜帶車間工具外出，勞動時沒有嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和安全生產(chǎn)規(guī)定、違章作業(yè)、擅自使用絕緣、攀巖、挖掘物品，私藏手機(jī)、現(xiàn)金、毒品、刀具等違禁品，使用監(jiān)獄單警聯(lián)動報警器直接通知在崗獄警，并強(qiáng)制開啟門禁道閘。對于夜晚行動的行為應(yīng)嚴(yán)格要求，尤其是高戒備和集中關(guān)押的重點犯人要密切關(guān)注，通過對視頻分析系統(tǒng)，可以時刻關(guān)注其起床動作，并采用DVR自身移動偵測功能來進(jìn)行分析，根據(jù)移動的速度和像素之間的變化產(chǎn)生報警。

3.4人體行為建模

這一技術(shù)是將人體劃分成由頭、軀干、四肢等不同身體部的小區(qū)域塊利用高斯分布[6]建立人體和場景的模型，通過跟蹤各個小區(qū)域塊來完成整個人的跟蹤。這樣能準(zhǔn)確對人體的行為進(jìn)行分析，對于“打架斗毆”“掃地”“小跑”等行為進(jìn)行報警。首先是利用高效的幀差算法檢測運(yùn)動目標(biāo)區(qū)域，并輸出相應(yīng)的運(yùn)動目標(biāo)圖像，然后對運(yùn)動目標(biāo)圖像進(jìn)行邊緣檢測，從而獲取大致的范圍，運(yùn)用提取人體手臂姿態(tài)信息的紋理特征進(jìn)行計算，將人體手臂區(qū)域的紋理和運(yùn)動特征轉(zhuǎn)化成圖像運(yùn)動值進(jìn)行歸一化的對比，最后綜合歸一化的圖像運(yùn)動量，一定的圖像順序及相關(guān)定時器的信息來判斷是否有打架的發(fā)生，同時系統(tǒng)會及時實施報警聯(lián)動。通過分析人體的模型即手臂的行為，不僅僅能準(zhǔn)確定位是否為打架行為還能徹底杜絕“掃地”“小跑”“劇烈運(yùn)動”等行為。

智能視頻監(jiān)控技術(shù)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了監(jiān)控方式由被動到主動的轉(zhuǎn)變，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候不間斷的對視頻進(jìn)行檢測，自動發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面中的異常情況，從而能夠更加有效的協(xié)助安全人員處理危機(jī)，并且把漏報誤報的現(xiàn)象降到最低，滿足監(jiān)獄安防的最大需求，能夠?qū)τ诒O(jiān)督犯人的改造、防范監(jiān)獄的突發(fā)事件起到了不可替代的作用。

智能視頻監(jiān)控充分體現(xiàn)了全方位、高標(biāo)準(zhǔn)的要求，能做到全方位、全天候的對監(jiān)獄實施現(xiàn)代化的管理，采用一流的數(shù)字監(jiān)控和報警等先進(jìn)設(shè)備，力求實現(xiàn)監(jiān)控、監(jiān)聽、報警、對講、廣播等多種功能為一體的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并以數(shù)字化，高智能化進(jìn)行支持，使其在應(yīng)用上進(jìn)行可行性的操作和使用。

在高新技術(shù)數(shù)字化發(fā)展的今天，數(shù)字，智能，高清，整合是監(jiān)獄系統(tǒng)對視頻監(jiān)控的新要求，實現(xiàn)“向科技要警力”的途徑。而實現(xiàn)科技強(qiáng)警，則是預(yù)防安全事件的發(fā)生的一項重要工作。監(jiān)獄信息現(xiàn)代化建設(shè)，就是加快促進(jìn)獄政管理工作實現(xiàn)現(xiàn)代化、規(guī)范化，是新形勢下現(xiàn)代監(jiān)獄發(fā)展需要。

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