公安、紀(jì)委、海關(guān)辦案中心人員定位技術(shù)選型方案

廣州拙進(jìn)通信技術(shù)有限公司

1、應(yīng)用場(chǎng)景需求

      公安、紀(jì)委、海關(guān)辦案中心人員定位主要實(shí)現(xiàn)如下場(chǎng)景：

      人員房間級(jí)定位。包括對(duì)干警與管控對(duì)象的定位。

      區(qū)域人數(shù)限制。主要指對(duì)單人審訊、禁止特定人員同時(shí)出現(xiàn)在同一區(qū)域等情況做預(yù)警。

      人員軌跡。特定人員軌跡回放或?qū)崟r(shí)追蹤。

      敏感區(qū)域告警。特定人去到特定區(qū)域告警。

      結(jié)合心率、血壓等體征測(cè)量參數(shù)對(duì)管控對(duì)象身體狀況做預(yù)警。

      結(jié)合辦案中心運(yùn)行流程，實(shí)現(xiàn)全流程管控。

2、前期試點(diǎn)技術(shù)路線與試點(diǎn)結(jié)果

     近幾年辦案中心人員定位應(yīng)用實(shí)施了較多的項(xiàng)目案例，主流技術(shù)路線為有源RFID與UWB兩種，都有專業(yè)廠家力推，其它如藍(lán)牙BLE、ZigBee之類技術(shù)也有試點(diǎn)，尚未見成功試點(diǎn)報(bào)道。

     下圖是典型的辦案中心建筑物平面圖。本文討論基于此建筑物模型進(jìn)行。

        采用有源RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)的人員定位通常思路是在房間門口部署125K低頻信號(hào)發(fā)射裝置，在房間部署2.4G或者433M信號(hào)接收裝置，通過(guò)125K低頻信號(hào)標(biāo)記房間位置，通過(guò)2.4G信號(hào)或者433M信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度或者其它參量來(lái)判斷房間內(nèi)外以及定位，通常號(hào)稱的定位精度在0.3-1m。

        采用UWB人員定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員定位通常思路是基于標(biāo)準(zhǔn)UWB定位技術(shù)模型，在房間、走道、大廳部署不同數(shù)量的UWB基站，實(shí)現(xiàn)一維、二維、三維精準(zhǔn)定位。

       從定位技術(shù)原理而言，UWB技術(shù)基于寬頻通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，原理上可以實(shí)現(xiàn)10cm的定位精度。有源RFID技術(shù)采用的125K低頻信號(hào)標(biāo)定位置，但低頻信號(hào)的覆蓋范圍有限，且信號(hào)覆蓋模型是球狀覆蓋，在房間通常是方型的情況下，很難通過(guò)125K信號(hào)去區(qū)分房間內(nèi)外，而2.4G或者433M通信技術(shù)都受多徑效應(yīng)的影響，不能實(shí)現(xiàn)高精度的定位，反應(yīng)在用戶體驗(yàn)上就是信號(hào)會(huì)漂，人員會(huì)漂出室外。

      從前期各地實(shí)際項(xiàng)目試點(diǎn)情況看，UWB與有源RFID技術(shù)在建設(shè)維護(hù)成本與用戶體驗(yàn)上各有優(yōu)缺點(diǎn)。UWB技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位，不足是建設(shè)與維護(hù)成本高（要部署較多的UWB基站、光纖組網(wǎng)、較高的服務(wù)器處理資源需求），手環(huán)耗電大，續(xù)航時(shí)間短，UWB技術(shù)續(xù)航時(shí)間短也是其技術(shù)原理決定的，UWB信號(hào)在發(fā)射狀態(tài)下，其工作電流較大。RFID技術(shù)建設(shè)與維護(hù)成本相對(duì)低一些，手環(huán)使用時(shí)間長(zhǎng)，不足之處就是定位不準(zhǔn)，信號(hào)會(huì)漂。當(dāng)RFID技術(shù)號(hào)稱可以精準(zhǔn)定位，UWB技術(shù)可以長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航時(shí)，用戶的期望與現(xiàn)實(shí)之間的落差就更大了。

核心用戶體驗(yàn)需求

     根據(jù)前期試點(diǎn)反饋，公安紀(jì)委辦案中心人員定位應(yīng)用核心用戶體驗(yàn)如下：

     手環(huán)續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)。手環(huán)續(xù)航時(shí)間短的話，對(duì)手環(huán)的維護(hù)將是比較大的負(fù)擔(dān)。

     定位準(zhǔn)確，即無(wú)誤告警。

     施工維護(hù)簡(jiǎn)單

3、拙進(jìn)通信的探索

      分析辦案中心人員定位需求場(chǎng)景，可以得到如下幾個(gè)結(jié)論：

      定位需求是房間級(jí)的，即主要的定位功能只要能識(shí)別人員在房間就可以了，特定情況下才需要對(duì)人員在房間的具體位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

      人員定位屬于慢速、低并發(fā)的定位需求。即對(duì)人員的實(shí)時(shí)密集連續(xù)定位需求并不是必需，單個(gè)房間里也不需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)成百上千人員的定位。連續(xù)快速定位只發(fā)生在個(gè)體特殊情況時(shí)才有需求。

      基于上述分析，拙進(jìn)通信根據(jù)公安辦案中心客戶成本與用戶體驗(yàn)兼顧的考慮，提供多頻RFID方案與UWB兩種技術(shù)解決方案。兩種方案互相兼容，以滿足不同層次的客戶需求。

多頻有源RFID方案

      多頻有源RFID方案主要針對(duì)對(duì)成本比較敏感，對(duì)精準(zhǔn)定位要求不高，只需要實(shí)現(xiàn)房間級(jí)定位的用戶。重點(diǎn)解決手環(huán)續(xù)航時(shí)間，只實(shí)現(xiàn)房間級(jí)的人員區(qū)域位置識(shí)別，滿足區(qū)域人員限制、敏感區(qū)域限制、人員軌跡等區(qū)域位置識(shí)別功能需求，不提供精準(zhǔn)定位能力。

      多頻有源RFID方案在辦案中心的設(shè)備部署實(shí)例如下：

       在每個(gè)門口部署定標(biāo)閱讀器（圖中紅色部分），無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，上電即工作。定標(biāo)閱讀器可以單獨(dú)組網(wǎng)，也可以就近接入辦案中心網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸。

此種部署方式可以實(shí)現(xiàn)如下功能與性能：

       人員房間級(jí)位置識(shí)別。無(wú)相鄰房間誤判。

       區(qū)域人數(shù)限制。穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)對(duì)單人審訊、禁止特定人員同時(shí)出現(xiàn)在同一區(qū)域等情況的預(yù)警。

       人員軌跡。特定人員軌跡回放或?qū)崟r(shí)追蹤。

       敏感區(qū)域告警。特定人去到特定區(qū)域告警。

       結(jié)合心率、血壓等體征測(cè)量參數(shù)對(duì)管控對(duì)象身體狀況做預(yù)警。

       只實(shí)現(xiàn)位置識(shí)別的情況下手環(huán)連續(xù)使用時(shí)間可以達(dá)到5年以上。（具備心率，體溫，血壓采集功能的手環(huán)續(xù)航時(shí)間取決于采集的頻度）。

       如上，拙進(jìn)通信多頻有源RFID方案可以有效滿足辦案中心對(duì)手環(huán)續(xù)航時(shí)間以及位置管理功能需求，系統(tǒng)建設(shè)成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單。

多模UWB方案

       針對(duì)精準(zhǔn)定位要求較高的客戶，拙進(jìn)通信提供多模UWB解決方案，以在實(shí)現(xiàn)用戶精準(zhǔn)定位要求的前提下，有效解決建設(shè)與維護(hù)成本以及手環(huán)續(xù)航時(shí)間短等問(wèn)題。

拙進(jìn)通信多模UWB解決方案在監(jiān)所部署如下圖示：

       房間門口部署定標(biāo)閱讀器，實(shí)現(xiàn)房間級(jí)位置識(shí)別，房間內(nèi)與通道按照定位精度需求部署1-3個(gè)定位基站。定標(biāo)閱讀器可以單獨(dú)組網(wǎng)，也可以就近接入辦案中心網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸，定位基站無(wú)需組網(wǎng)。

此種部署方式實(shí)現(xiàn)如下功能與性能：

       精準(zhǔn)人員定位。無(wú)相鄰房間誤判。無(wú)內(nèi)外誤判。

       區(qū)域人數(shù)限制。穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)對(duì)單人審訊、禁止特定人員同時(shí)出現(xiàn)在同一區(qū)域等情況的預(yù)警。

       人員軌跡。特定人員軌跡回放或?qū)崟r(shí)追蹤。

       敏感區(qū)域告警。特定人去到特定區(qū)域告警。

       結(jié)合心率、血壓等體征測(cè)量參數(shù)對(duì)管控對(duì)象身體狀況做預(yù)警。

       正常使用情況下，手環(huán)使用時(shí)間大于9個(gè)月。（具備心率，體溫，血壓采集功能的手環(huán)續(xù)航時(shí)間取決于采集的頻度）。

       建設(shè)成本只需傳統(tǒng)UWB定位方案的1/2。

       如上，多模UWB技術(shù)方案可以有效滿足用戶區(qū)域位置識(shí)別與精準(zhǔn)定位需求，同時(shí)大幅提高手環(huán)續(xù)航時(shí)間，大幅降低建設(shè)與維護(hù)成本。