数字孪生智慧监狱现场承担着依法对被监管人进行监督教育、治疗和整顿的重要职责，承担着保障刑事诉讼和行政执法活动顺利进行的重要任务，维护被监管人的合法权益[1]。 2018年6月安防监控系统，公安部监狱监管局印发《关于推进智慧监管建设的指导意见》和《智慧监管建设技术指引》，对全国公安防智慧监管，明确智慧监管建设任务。该目标开启了智慧监管工作的新阶段。要求公安监管场所采用稳定可靠的技术，升级、完善、整合被监管人员安全系统和信息系统，建设数字孪生智慧监狱实战平台。监狱实战平台建设要遵循“动态信息引领服务”的思路，实现被监管人员信息的可视化和共享，着力提升监狱风险预警和应急处置能力[2]

企业技术：数字孪生、3DGIS引擎（专利研发）、视频融合（行业领先）、位置智能LI、3D建模等行业相关技术。属于软件供应商。

电话号码：

公司简介：

1，国家高新技术企业，

2、中关村高新技术企业，

3，海淀市大脑联盟发起人，

4，中国科学院创新发展研究所所长单位安防监控系统，

5，依托中国科学院、清华大学、北京航空航天大学等权威科研院所的前沿科研成果。

6。应用3DGIS+视频融合+时空位置智能（LI）技术打造首个“真正的数字孪生”，

7、自主研发的真实世界孪生解决方案、Paas平台、真实世界孪生虚实一体机等产品。

8。参与了多项国家重点项目的建设（保密性质，目前不能透露）。

9、在数字村庄、军工、轨道交通、应急响应、智慧城市/智慧园区等领域积累了丰富的实施经验和实践成果【电话咨询、索取项目技术、案例等】

应用行业：数字村庄、军工、工厂、轨道交通、区域应急、智慧城市、智慧园区、智慧监狱、水利、电力、智慧交通、高速、智慧高铁、雪亮工程、机场管理、采矿厂等和其他数字孪生赋能行业。 【多项目案例索取，电话咨询】

应用行业：数字村庄、军工、工厂、轨道交通、区域应急、智慧城市、智慧园区、智慧监狱、水利、电力、智慧交通、高速、智慧高铁、雪亮工程、机场管理、采矿厂等和其他数字孪生赋能行业。 【多项目案例索取，电话咨询】结合公安监管场所日常业务，安防系统建设涉及的软硬件系统较多，缺乏统一管理和直观可视化，信息孤岛现象严重。具体申请情况如下：

(1）多个感知监控、智能分析等业务系统相互独立，无法形成统一的安全业务可视化应用系统，综合应用价值低。

(2）大量视频监控图像与监控现场高度一致，监控环境相同，人员服装统一等因素，监控图像高度相似，位置信息难以识别。根据视频图像，无法确认现场准确的空间位置，日常监控难度很大。

(3）监狱录像，事发后进行调查取证时，只能单独回放零散的画面，耗时耗力，投入成本高，信息量少利用率，没有充分发挥视频监控的实时性和主动性，无法进行快速有效的追溯分析。

(4）多个监狱区域和监狱房间的视频图像、人员信息、安全动态、警察位置和状态、警员分布等数据的空间感知不清晰，是无法形成宏观的整体观察。快速定位和应急响应。因此，迫切需要一个统一的平台来管理所有软硬件设备和系统，并通过三维数据表达手段，构建准确客观的监管环境，并实现三维直观的所见即所得可视化感知与应用，进而达到减少执法时间、提高工作效率的目的，打造新型智慧监狱实景数字孪生安防实战警务应用平台，真正实现“加强治安夯实基础，减轻警务负担，提高效率”。

数字孪生解决方案

1 现实生活中的双胞胎战斗平台

数字孪生智能监狱现实世界孪生安全作战平台，基于三维地理信息系统（3DGIS，

) 为基础，采用实时感知高科技与空间信息相结合的大数据分析方法，

应用监控视频、物联网感知、智能分析、决策层级耦合等数据实时感知的新系统模型，利用视频

频率融合、数字孪生等技术实现监狱安全和来自多个业务子系统的数据的真实世界一图管理和呈现，

是在传统安全集成平台的基础上，将实时动态数据与空间位置相结合的创新应用。

对监狱范围内的所有元素数据进行360度全方位、直观、有效的管理。在监管现场的三维场景中，可以根据监管现场进行搭建

建筑结构实现分层浏览，实现监控视频、监控信息、报警区域和空间场景的时空统一，实现实时

动态控制目标区域和事件状态，提高事件感知、事件处理和综合监控能力。

2、数字孪生解决方案技术路线

数字孪生智能监狱实景孪生安防实战平台是监狱所有安防子系统的显示、交互、报警功能的集合

可以在一个框架下集成整合，完成相应的设备运行管理，为监狱安全提供统一的三维系统

可视化管控系统[3]。

平台设计的技术路线如下：

现实世界数字孪生安全平台的核心是现实世界数字孪生引擎，它是通过现实世界数字孪生体构建的

活监狱的立体空间场景。通过数据接入服务器平台，实现现有或新建的监控视频、监控报警等多个安防业务子系统的接入和统一处理，用于支持音视频融合、场景视频巡检、人员场景定位在三维空间场景中。 、监控和报警空间感知、视觉控制和事件处理，形成基于监狱真实场景的三维动态实时地图，支撑安全作战平台建设。

(1） Twin Base- Twin解决方案

实景孪生引擎基础是三维地理信息系统的核心基础，用于承载多源感知数据，构建安全防护实景孪生图。通过加载监狱内的遥感影像、数字高程、电子地图、3D模型等数据，为监狱安防平台提供3D场景渲染、数据检索、空间融合感知等各种可视化应用服务。

(2）3D模型构建

3D 建模是现实孪生应用的基础。根据监管点覆盖情况，构建室内外3D模型，还原监管点3D空间环境。室外3D建模一般通过斜摄或人工建模实现，室内3D建模一般通过人工建模实现。人工建模是根据CAD图纸、现场测量和当前照片建立数字表面模型，并通过实际照片映射来描述真实的纹理信息。三维模型构建的实现，兼顾构建速度和场景保真度，是目前的室内三维模型。最常见的构造方式。

(3）数据访问转发服务

数据访问和转发服务，主要完成与各系统统一的数据访问任务和标准化的应用服务。流程为数据录入，对连接的数据进行清洗、过滤、统一、数据转发等服务。在数据访问方面，支持国标协议、HTTP访问、服务通信、MQ消息对接列表模式、SDK集成接口

导入方式、FTP文件共享服务、中间数据库、JMS等多种集成方式

(4）多个安全业务子系统

各个安防业务子系统，可重复利用或新建，用于支撑安防实战平台业务功能的建设，最终实现三地精准定位的集中展示、控制和联动监管现场立体场景。

主要系统和功能包括：

1）以摄像机为主要硬件终端的视频监控平台，包括实时视频浏览、视频点播、球机云台控制。

2）以门禁控制器和读卡器为主要硬件终端的门禁系统，包括监狱区域、监狱房间、AB门等的门禁。

3）以报警设备为终端连接的综合报警系统，包括电子周界报警系统、监控区域红外探测报警系统、紧急报警系统。

4）以广电为终端的点播系统，包括视频点播、音频播放、视音频节目编排、插播等功能。

5）基于RFID、UWB等设备的人员定位系统，包括对在押人员、工作人员等的实时定位和显示功能、历史轨迹回放和检索、异常行为报警等功能。

6）对讲广播系统实现监控中心与监室双向对讲和语音通话功能。

7）视频分析系统实现对监区在押人员异常行为的实时分析、实时报警和报警处理过程。

8）人事信息、案例信息等业务系统会实时显示各个小区的人员状态。

3 现实生活中的双胞胎安全实用创新应用

数字孪生智能监狱实时孪生安防平台基于综合安防管理，实现展示和应用三方面

3D 可视化的突破。以三维地理信息技术为核心，根据真实准确的经度、纬度、海拔等空间坐标位置，整合监控视频、智能分析数据、物联网感知数据等非结构化大数据，构建智能监狱动态实时地图。响应“智慧监狱”对实战平台建设的要求，还可以为一线人员减负增效。

数字孪生解决方案的主要现实世界孪生应用如下：

（1）视频融合监控

结合视频监控系统，通过视频融合技术，构建动态立体实景环境。实现将监房、周边等重点区域的单个和部分分散的视频还原为真实的整体三维动态虚实融合场景，实现实时视频图像的统一浏览和动态控制，建筑结构和地理环境空间。解决一线人员手动操作频繁的问题，节省人员成本，减少人脑分析的过程，所见即所得。在视频播放过程中，实现了视频图像与3D场景的时空融合播放，从而可以在宏观整体场景中直观判断事件，对所有场景进行快进慢进等播放控制可以进行统一时间线的视频，提高事件查询和判断的效率。 .

(2）实时音频监控

在真实监狱的三维场景中，结合音频监控系统，实现对监狱环境的实时音频监控以及拾音器监控位置的精准定位。支持音频异常监测和报警、录音检索和回放功能。当音频超过检测标准时，会自动弹出，3D场景定位到报警位置，可以快速查询违规位置，并与视频监控画面联动。通过视频和场景融合的应用，可以实现监狱场景、视频图像和监控音频的同时感知，将场景、视觉和听觉的时间和空间掌握在一体。

(3）实时视频检查

在真实监狱的三维场景中，实现基于场景的视频巡查，主要用于巡查区的日常巡查。支持360度多视角实时场景浏览，支持倾斜旋转、自动飞行浏览和漫游浏览，并可根据监管场地的建筑结构进行分层浏览，透明切换显示。巡视路线可设置自动实现3D实景直观浏览和路线调度，以上帝视角实时显示各监室的视频监控情况，可同时显示人员信息、人员状态、是否或没有监狱房间在押等信息。被监管人员的实时动态控制。支持前进、后退、加速、减速控制检测过程。如果发现异常情况，可以进入违规处理流程。具有对违规行为进行处理和保存违规证据的功能。视频巡检时，平面图路径中会随机弹出一个圆点图标，电脑前的观众需要点击圆点来记录观看过程。标记信息自动记录在查看者注册名下，实现标记存储和检查监督。在线视频直播巡检方式，大大减轻了一线人员的现场巡查工作，真正做到减负增效。

(4）现场人员位置

在真实监狱的立体场景中，结合人员定位系统，实现监狱内警员或在押人员在立体场景中的实时定位和轨迹存储业务应用。警员在监控区域巡逻时，实时动态显示警员位置，实现对巡逻过程的定位记录，形成历史轨迹，实现巡逻监督。针对在押人员的位置，实现了人员在三维监控场所地理信息空间场景中的位置精确定位显示。对于重点犯人，显示身份信息、心率等身体状态信息。不同的颜色可以用来代表不同类型的人员。当在押人员进入禁区时，会发出警报，并提示附近警员的位置信息，以便快速处置。通过指定目标人物和目标时间段，实现在押人员3D场景的轨迹检索和回放，回放与视频回放同步，直观准确。

(5）实时访问控制

在真实监狱的立体场景中，结合门禁系统，可以在立体场景中实时显示各种门的状态。并且可以控制门开关操作，所见即所得。当长时间不关门或多次输入错误密码时，会产生相应的报警。设置报警联动策略，包括关联的视频源和视频源的报警联动策略设置；当门禁发生报警时，会自动跳转到报警点位置，以动画方式显示报警提示，并链接附近的视频，实现实景控制。

(6）实景分析处理

在数字孪生智能监狱的立体场景中，结合视频分析系统，在立体场景中实现打斗、打斗、攀爬的实时展示

高高、半夜起床、走神等智能行为分析报警提示，自动联动3D场景，跳跃至报警点。帮助值班人员及时发现和处理突发事件，直观直观，定位准确，提高快速处理违法违规行为的能力。

(7）对讲直播

在数字孪生智慧监狱的立体场景中，结合对讲广播系统，可以在平台上直接对选定的监房进行广播，

收到来自监狱牢房的对讲请求。对讲广播建立后，3D场景自动跳转到目标小区，自动开启视频融合，实现对讲广播过程实时可视化，简单高效。

（8）真实环境监控

在真实监狱的立体场景中，结合动环监测系统，动态叠加温湿度、防漏水、空调、消防、用水等多源传感数据，并且可以在三维空间的精确位置实现用电，从而实现直观有效的感知。 .

(9）实景周界控制

在真实监狱的立体场景中，结合周界报警系统，可以在监狱场景中以图形方式展示电子围栏周界的防区图，系统设备的工作状态可以实时显示。报警发送时，会自动将3D场景与报警位置的精确位置进行链接，通过语音播报、声光提示、动画提示等方式显示报警点信息，并自动链接到附近的视频监控资源。报警位置、视频图像和地理场景在时间和空间上统一，可高效用于直观控制和事件处理。

4 应用结果 - 数字孪生解决方案

数字孪生智能监狱实景孪生安全平台已在北京第一看守所项目现场全面验证。它集成了视频、音频、门禁、报警、人员定位、雷达等多种物联网子系统，实现了从分散到集中、从碎片到统一、从线下到线上的统一2D和3D一体化管理。改变用户的工作方式和流程。平台提供视频巡查、监控室点名、报警处理、违规处理、应急预案等多个业务模块。通过监控室点名的应用，每天点名时间从240分钟缩短到10分钟，点名准确率提高到100%，大大提高了工作效率；通过视频巡查应用，将日常巡查工作从45分钟缩短到5分钟，既减轻了负担，提高了效率，又实现了巡查工作的数字化记录和考核；通过报警处理的应用，实现任意系统到任意系统的位置关联，报警事件自动关联相关预案，自动显示附近警力部署，自动关联相关设备。 ，实现简单、直观、高效的处置。数字孪生智慧监狱实时孪生安防实战平台，整合动态业务数据，实现立体管控、全面感知、智能联动、可视化处理等服务和应用，实现“动态信息引领服务”，减少规律为提高工作效率，新型沉浸式所见即所得的新型智慧监狱安防和实警应用方式，真正做到了“强安固基，减轻警务负担，提高效率”。

5 个结论

数字孪生智慧监狱实景孪生安保作战平台，通过真实的动态监狱空间场景，进行各类安保业务系统的关联和整合，升级、完善和整合信息系统和平台，打造实景监狱。动态实时地图实现了新型智慧监狱安防和警务实战应用模式，体现了以“全领域智慧防控、全要素智慧管理、全方位智慧服务、全域智慧服务”为核心目标的系统。 ——业务智能引导”架构，推动物联网、大数据、数字孪生可视化、人工智能、数字孪生与公安智慧监狱深度融合，实现整体立体可视化和高效指挥智能监管，将进一步推动智慧监狱安防实际应用新方向的形成。