浅谈AI行为识别预警技术在智慧司法监狱的应用

2019年1月11日至12日，司法部在浙江杭州召开了“智慧监狱”建设工作推进会。司法部相关领导和全国31个省（区、市）监狱管理局、新疆生产建设兵团，燕城监狱监狱长、等100余人参会。2019年被业内称之为智慧监狱建设的开局之年。国内掀起了全面建设智慧监狱的热潮，一批高科技智能化企业纷纷摩拳擦掌，欲将在智慧监狱建设中大展拳脚。

“智慧监狱”源于“智慧城市”理论和相关实践。

“智”是指智能，即将大数据、云计算、物联网、互联网+、人工智能等新一代信息技术应用到城市运行管理中，实现城市智能化运行；“慧”是指依托于这些新技术，建设“城市大脑”，实现城市运行自行探测、自行分析、自行修正，不断提升城市治理、公共服务等能力。

智慧监狱中的这些智慧元素包括智慧办公系统、智慧改造系统（智慧安防系统、智慧教育矫正系统、阳光执法系统、基于大数据的帮教系统和狱务公开系统等）、智慧工厂系统（智慧生产系统、劳动技能培训系统、智能劳动报酬系统等）。

现就AI人体行为识别预警系统（智能监控）技术在监狱中的应用作详细描述：

监狱是关押、改造犯人的场所，是重要的国家机器之一。监狱的安全防范工作关系着社会的稳定、国家的安宁。特别是在“构建和谐社会”的大环境下，构建好监狱的安全防范体系就显得格外重要。因此，在公安、司法部门，针对监所管理工作上，“向科技要警力”已经成为一种趋势。

视频监控是整个监狱安防系统的基础，它既保证了在押人员的所有活动都在监所值班干警的视线范围之内，同时又保证了出现事故后有视频录像文件可供事后查证。因此，监狱视频监控系统是提高监狱安防、技防水平的重要工具，它对于监督犯人的改造、防范监狱内突发事件的发生都起到了不可替代的作用。

一、现状及需求分析：缺乏提前预警机制

传统的视频监控模式，在大多时候只能用于事后取证，无法起到预防、预警的作用。由于是将人类作为监控者自身，从而在监控能力上存在很多局限，这些限制因素使视频监控系统或多或少的存在报警度差、误报和漏报现象多、报警响应时间长、录像数据分析困难等缺陷，进而导致整个系统安全性和实用性的降低，因此无法满足监狱系统这类安全级别要求非常高的场所。

智能视频监控技术的出现，实现了监控方式由被动到主动的转变，能够实现全天候不间断地对视频进行检测，自动发现监控画面中的异常情况，从而能够更加有效的协助安全人员处理危机，并且大限度的降低误报和漏报现象，能够满足监狱安防系统对于安全的要求。

二、AI人体行为识别预警系统（智能监控）

1、概述：AI人体行为分析智能预警系统，是一款基于AI神经网络的深度学习算法，通过实时分析视频流，从视频流中勾勒出人体骨架结构，根据人的姿态特征和肢体运动轨迹，计算出各种人的异常动作行为，然后通过活体算法、动作序列计算等二次判断目标是人，确认无误后立即调用同步视频流弹屏预警，并同步调用事件前后的视频流，通过人脸识别算法、人体识别算法等技术，提取出整段视频中最清晰的一张人脸兼人体图，人脸图用于比对身份，人体图用于提取特征，分析出触发预警的当事人身份或详细信息。

2、涉及算法：AI神经网络的深度学习算法、视频结构化技术、人脸识别算法、人脸比对算法、人体识别算法、物体识别算法、活体算法、3D画面矫正算法、移动侦测算法、图像比对算法、物体轨迹算法、人体跟踪算法。

3、神经网络算法示意图：

系统在触发预警后，会自动存储事件的相关信息，包括事件截图、事件录像、抓拍截图等基础信息，并通过对这些基础信息的统计和分析，提供风险指数、防控能力、应急处置等指标供用户参考。

4、AI人体行为识别预警系统在智慧监狱中的应用：

监狱/看守所的智能视频分析应用按区域分可以分为以下几块：

（1）人员出现侦测：侦测到有人员在设防时间段内突然闯入，出现在设定警戒区域内时，系统产生报警提醒，并保存报警时间，异常事件种类，异常事件图像以及异常事件发生前后设定时长的视频（军械室、财务室、器材库、监控室）。

（2）人员离床侦测：设定有效区域或无效区域，人员在无效区域不会触发报警，当人员进入有效区域时，立即弹屏预警（监舍）。

（3）单人独处侦测：当设定区域中只有一个人，独处时间超过设定时间，立即预警，系统可以设定时间（监舍，车间，监区等）。

（4）人员短时快速聚集侦测：侦测到设定区域内短时快速人员数量或人员密度超出设定值时，系统产生报警提醒，并保存报警时间、异常事件种类、异常事件图像以及异常事件发生前后设定时长的视频（车间，监区）。

（5）人员打架侦测：侦测到设防区域内有人两个人面对面采用双手双臂互相接触，推动拉扯系统应产生报警提醒（车间，监区）。

（6）人员攀高侦测：侦测到设防区域内有人员头肩超过设定的警戒高度（监舍）。

（7）离岗、缺岗侦测：当值班岗位的值班人员离开岗位超过多长时间，立即报警，系统可设定1分钟，5分钟，15分钟，30分钟时间选项（实际环境）。

（8）睡岗侦测：设置当值班岗位的预警区域，当值班人员超过了设定时长值后身体静止状态，立即预警。

（9）求救分析：能检测到当人的双手举起交叉挥手时，立即报警。

（10）倒地分析：能检测到当人半蹲，趴地，坐地，跪地，半躺，全躺等姿势时，立即预警。

（11）逆行分析：能检测到某些出入口只能顺向行走，不能逆行的，一旦有人违反逆行，立即弹屏预警。

（12）入厕超时分析：当人员上厕所超过设定的时间，没有离开区域，则立即报警，系统可设定1分钟、5分钟、10分钟时间段选择。

（13）尾随分析：当设定区域中后方人员跟随前方人员时，立即弹屏预警。

（14）攀爬分析：当有人在设定区域中攀爬动作时，立即弹屏预警。

（15）越线侦测：侦测到有人员在设防时间段内跨越设定的警戒线时，系统应产生报警提醒，若区域分析目标为物体，不会给出报警提示，系统可在三秒内给出响应。

（16）超时滞留/徘徊侦测：侦测到人员在设防时间段内滞留或徘徊时间超过设定时长时，立即弹屏报警。

（17）警戒分析：系统可设定双层警戒区域，当有人进入第一层警戒时，弹屏显示，但系统不预警，当该人继续进入第二层警戒区域时，则立即预警，只识别场景下人的闯入，物体的触发不会影响系统报警。

三、AI人体行为识别预警系统应用优势

本方案根据监狱监控实际需求进行设计，具有以下特点：

预警功能：主动对视频信息进行智能分析，在危险行为发生之前自动识别，并完成预警。

监控功能：7×24全天候视频自动智能分析，无需值班人员监视监视器，只在发生警情情况下通过声音报警及语音提示值班人员完成警情处理。同时还可以通过微信公众号报警。

智能分析：对视频监控中的画面进行实时分析，识别可疑行为，并产生报警事件记录，事后按照事件进行检索查询方便快捷。

易管理：在监控中心通过中心管理平台软件可实现监控系统的统一调度和集中控制管理，可方便地在远端实现对前端智能设备的控制和参数配置，及版本升级。还可以通过客户端软件监控。

可利旧：智能视频监控设备通过同一网络摄像机进行分析，因此无需对原有监控系统和前端设备进行变动，设备安装简单、灵活。

四、微视图灵AI人体行为识别预警系统一级管控平台