智慧监狱背景下智能感知技术在监狱中的应用研究

中央司法警官学院2023年度学生科研创新能力培养专项项目，项目编号：XYX202312.

摘要：从智慧监狱的现状和存在的问题入手，研究了智能感知技术本身，包括计算机视觉技术，边缘计算技术和5G通信技术等，最后将理论付诸实践，研究了智能化感知技术在监狱中的三种具体应用。本文通过提出智能感知技术的应用具体解决了监狱管理的痛点难点问题，帮助监狱提高安全防范等级和监管效率。

关键词：智慧监狱；智能感知技术；应用

一、智慧监狱及其面临的挑战

（一）智慧监狱的发展

智慧监狱是利用现代信息技术，对监狱的管理、教育、改造等各方面进行智能化改造和管理的新型监狱模式，旨在提高监狱管理水平和效率，实现罪犯改造效果最大化。上世纪90年代末期，随着计算机技术的普及和应用，一些监狱开始引入计算机管理系统，意味着监狱开始转型为数字化监狱。进入21世纪，物联网、大数据、人工智能等技术出现，这些技术与监狱融合，智慧监狱开始出现，近年来，随着技术的不断进步和应用效果的逐渐显现，智慧监狱行业开始进入提升阶段，监狱管理的效率和安全性得到了大幅提升。

（二）智慧监狱建设中面临的挑战

智慧监狱建设在推动监狱管理现代化、提高监管效率、保障罪犯合法权益等方面具有重要意义。然而，在实际建设过程中，智慧监狱面临着多方面的挑战。

1.建设成本高

智慧监狱建设需要大量的资金投入，这主要体现在以下几个方面：第一，智慧监狱需要引入先进的信息技术设备，如物联网传感器、高清摄像头、大数据分析平台等，这些设备的购置和安装成本较高。第二，智慧监狱的建设需要将各种技术设备进行系统集成，确保各系统之间的数据共享和协同工作。同时，系统的后期维护和更新也需要持续的资金投入。

2.人才缺乏

智慧监狱的建设和管理需要高素质的专业人才，但目前面临着人才短缺的问题。智慧监狱的建设需要信息技术方面的专业人才，如软件开发工程师、数据分析师等。然而，这些人才在市场上的供应相对有限，且薪资要求较高。其次，智慧监狱的管理需要既懂技术又懂管理的复合型人才。这些人才需要具备较高的综合素质和较强的组织协调能力，但目前这类人才相对稀缺。

3.标准不统一

智慧监狱建设单位众多，导致技术标准不统一，给智慧监狱的建设和管理带来了困难。目前，智慧监狱建设的技术标准尚未形成统一体系，不同省份和地区在建设中可能采用不同的技术标准。这导致各系统之间的兼容性和互操作性较差，难以实现全国范围内的信息共享和协同工作。

二、智能感知技术概述

智能感知技术是指将物理世界的信号通过摄像头、麦克风或者其他传感器的硬件设备，借助语音识别、图像识别等前沿技术，映射到数字世界，再将这些数字信息进一步提升至可认知的层次。

（一）计算机视觉技术

计算机视觉技术是指用摄影机和计算机代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使数据成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。它以人类视觉系统为模型，利用数字图像处理算法、计算机图形学、模式识别等技术来处理图像或视频，并从中提取有用信息。[1]计算机视觉技术的具体应用主要包括人脸识别和身份验证、物品检测、园区巡逻、行为分析等。

（二）边缘计算技术

边缘计算技术源于云计算技术，相对于云计算的中心化架构，边缘计算将数据处理和存储推向网络边缘，其特点是在网络边缘侧提供计算和IT环境服务，目的是为靠近用户端需要进行数据交换的节点提供算力、存储和网络带宽资源。边缘计算可以在一定程度上解决部分云计算体系下网络延迟高、传输不稳定，以及拥塞的问题。[2]

（三）5G通信技术

5G技术是一种新型的无线通信技术，能够实现更快的数据传输、更低的延迟和更稳定的网络连接。5G技术的主要特点包括更高的频率、更多的带宽、更低的延迟和更高的可靠性，它可以支持更多的设备连接，实现更快的数据传输速度和更稳定的网络连接。能够提供更灵活、高效、安全的网络服务。

三、智能感知技术在监狱的具体应用

（一）应用于罪犯脱逃

1.周界智能感知

利用激光对射、红外传感器等技术手段，对监狱周界进行实时监测。当有非法入侵行为发生时，系统能够立即发出警报，并联动视频监控系统对入侵区域进行监视。比如罪犯脱逃，在不该出现的时间进入不该出现的区域都可以实现快速感知报警、及时处理。

2.脱离指定位置检测（人员管理+区域监控）

实时定位系统（RTLS）：它通过使用无线通信、传感器和数据处理技术，提供物体在三维空间中的准确位置信息。并且还可以在很短的时间内提供物体的位置和运动信息，并通常以实时方式显示在监控系统或用户界面上。用于跟踪罪犯的位置，确保他们在规定区域内行动。

（二）应用于预防罪犯自杀

隐蔽式生命检测系统，实时监测罪犯的生命体征，定量又定性，可对特殊人员进行重点看护，当罪犯发生超过系统预定值的变化、出现异常情况时，设备会自动向管理人员发出报警信息。从而及时响应突发的暴力或猝死等时间，降低意外的发生机率，增加以生命体征监测系统为基础的监管安全保障数据实时采集，采用完全无拘束的监测方式，夜寝时实时不间断监测，并通过数据沉淀构建服刑人员生命体征、活动状况和睡眠状况数据库。

（三）应用于异常行为检测

从原始视频中正确分类人体行为，进而判断测试样本属于哪种类型的异常行为；通过实时重建人体3D骨架，可识别落单、聚群行为，对异常移动情况发出报警信息并逐级上传推送至安装在监舍门口的终端显示、监区分控室和指挥中心端口。值班 民警、罪犯夜岗及时查看核实异常报警情况 ，实现对异常行为的实时侦测报警，并且将数据上传至大平台，所有的民警和罪犯的信息都可以一了然地查到。采用智能化和人力相结合的方式，更好的提升监狱夜岗的工作效率，有效预防和制止值班人员的离岗，睡岗，缺岗问题，为监狱夜间安全保驾护航。[3]

参考文献

[1]朱红蕾;卫鹏娟;徐志刚，基于骨架的人体异常行为识别与检测研究进展，，控制与决策，，1-18，1-18

[2]罗勇.计算机视觉技术在人体行为分析中的研究与应用[J].无线互联科技，2020，17（01）：68-69.

[3]朱明凌，面向智能视频监控系统的运动目标检测与异常行为分析，[D]，中国计量学院，2015，