公安、紀委、海關辦案中心人員定位技術選型方案

廣州拙進通信技術有限公司

1、應用場景需求

      公安、紀委、海關辦案中心人員定位主要實現如下場景：

      人員房間級定位。包括對干警與管控對象的定位。

      區域人數限制。主要指對單人審訊、禁止特定人員同時出現在同一區域等情況做預警。

      人員軌跡。特定人員軌跡回放或實時追蹤。

      敏感區域告警。特定人去到特定區域告警。

      結合心率、血壓等體征測量參數對管控對象身體狀況做預警。

      結合辦案中心運行流程，實現全流程管控。

2、前期試點技術路線與試點結果

     近幾年辦案中心人員定位應用實施了較多的項目案例，主流技術路線為有源RFID與UWB兩種，都有專業廠家力推，其它如藍牙BLE、ZigBee之類技術也有試點，尚未見成功試點報道。

     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行。

        采用有源RFID技術實現的人員定位通常思路是在房間門口部署125K低頻信號發射裝置，在房間部署2.4G或者433M信號接收裝置，通過125K低頻信號標記房間位置，通過2.4G信號或者433M信號的信號強度或者其它參量來判斷房間內外以及定位，通常號稱的定位精度在0.3-1m。

        采用UWB人員定位技術實現人員定位通常思路是基于標準UWB定位技術模型，在房間、走道、大廳部署不同數量的UWB基站，實現一維、二維、三維精準定位。

       從定位技術原理而言，UWB技術基于寬頻通信技術，可以實現精準定位，原理上可以實現10cm的定位精度。有源RFID技術采用的125K低頻信號標定位置，但低頻信號的覆蓋范圍有限，且信號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125K信號去區分房間內外，而2.4G或者433M通信技術都受多徑效應的影響，不能實現高精度的定位，反應在用戶體驗上就是信號會漂，人員會漂出室外。

      從前期各地實際項目試點情況看，UWB與有源RFID技術在建設維護成本與用戶體驗上各有優缺點。UWB技術的優點是可以實現精準的定位，不足是建設與維護成本高（要部署較多的UWB基站、光纖組網、較高的服務器處理資源需求），手環耗電大，續航時間短，UWB技術續航時間短也是其技術原理決定的，UWB信號在發射狀態下，其工作電流較大。RFID技術建設與維護成本相對低一些，手環使用時間長，不足之處就是定位不準，信號會漂。當RFID技術號稱可以精準定位，UWB技術可以長時間續航時，用戶的期望與現實之間的落差就更大了。

核心用戶體驗需求

     根據前期試點反饋，公安紀委辦案中心人員定位應用核心用戶體驗如下：

     手環續航時間長。手環續航時間短的話，對手環的維護將是比較大的負擔。

     定位準確，即無誤告警。

     施工維護簡單

3、拙進通信的探索

      分析辦案中心人員定位需求場景，可以得到如下幾個結論：

      定位需求是房間級的，即主要的定位功能只要能識別人員在房間就可以了，特定情況下才需要對人員在房間的具體位置進行精準定位。

      人員定位屬于慢速、低并發的定位需求。即對人員的實時密集連續定位需求并不是必需，單個房間里也不需要同時實現成百上千人員的定位。連續快速定位只發生在個體特殊情況時才有需求。

      基于上述分析，拙進通信根據公安辦案中心客戶成本與用戶體驗兼顧的考慮，提供多頻RFID方案與UWB兩種技術解決方案。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方案主要針對對成本比較敏感，對精準定位要求不高，只需要實現房間級定位的用戶。重點解決手環續航時間，只實現房間級的人員區域位置識別，滿足區域人員限制、敏感區域限制、人員軌跡等區域位置識別功能需求，不提供精準定位能力。

      多頻有源RFID方案在辦案中心的設備部署實例如下：

       在每個門口部署定標閱讀器（圖中紅色部分），無需現場調試，上電即工作。定標閱讀器可以單獨組網，也可以就近接入辦案中心網絡，實現與業務系統平臺的數據傳輸。

此種部署方式可以實現如下功能與性能：

       人員房間級位置識別。無相鄰房間誤判。

       區域人數限制。穩定實現對單人審訊、禁止特定人員同時出現在同一區域等情況的預警。

       人員軌跡。特定人員軌跡回放或實時追蹤。

       敏感區域告警。特定人去到特定區域告警。

       結合心率、血壓等體征測量參數對管控對象身體狀況做預警。

       只實現位置識別的情況下手環連續使用時間可以達到5年以上。（具備心率，體溫，血壓采集功能的手環續航時間取決于采集的頻度）。

       如上，拙進通信多頻有源RFID方案可以有效滿足辦案中心對手環續航時間以及位置管理功能需求，系統建設成本低，維護簡單。

多模UWB方案

       針對精準定位要求較高的客戶，拙進通信提供多模UWB解決方案，以在實現用戶精準定位要求的前提下，有效解決建設與維護成本以及手環續航時間短等問題。

拙進通信多模UWB解決方案在監所部署如下圖示：

       房間門口部署定標閱讀器，實現房間級位置識別，房間內與通道按照定位精度需求部署1-3個定位基站。定標閱讀器可以單獨組網，也可以就近接入辦案中心網絡，實現與業務系統平臺的數據傳輸，定位基站無需組網。

此種部署方式實現如下功能與性能：

       精準人員定位。無相鄰房間誤判。無內外誤判。

       區域人數限制。穩定實現對單人審訊、禁止特定人員同時出現在同一區域等情況的預警。

       人員軌跡。特定人員軌跡回放或實時追蹤。

       敏感區域告警。特定人去到特定區域告警。

       結合心率、血壓等體征測量參數對管控對象身體狀況做預警。

       正常使用情況下，手環使用時間大于9個月。（具備心率，體溫，血壓采集功能的手環續航時間取決于采集的頻度）。

       建設成本只需傳統UWB定位方案的1/2。

       如上，多模UWB技術方案可以有效滿足用戶區域位置識別與精準定位需求，同時大幅提高手環續航時間，大幅降低建設與維護成本。