一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法
【专利摘要】本发明涉及计算机智能信息处理中的大数据处理技术，具体涉及一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法，对监狱信息系统中服刑人员的信息实施高效采集、抽取，获得服刑人员行为特征基础数据，并采用代价敏感多阶段半监督分类方法，对服刑人员危险性倾向进行分析判别并预警。本发明的有益效果在于：1、本发明能充分利用现有系统提供的大量的服刑人员监测数据，自动发现异常的服刑人员潜在的行为特征和行为模式，该系统构造成本较小，可行性强。2、该方法考虑了预警系统误判的代价问题，最大程度地降低预警误判造成的影响，符合实际需求。3、本发明提出的方法具有更强的自适应能力，建立的预警系统预警准确度更高，误判造成的影响小。
【专利说明】一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机智能信息处理中的大数据处理技术，具体涉及一种监狱服刑人 员危险性倾向的智能分析预警方法。
【背景技术】
[0002] 随着监狱信息化的发展，建设了包括罪犯狱政管理系统、刑法执行系统、生活卫生 系统、亲情电话系统、会见管理系统、心理咨询系统等一大批罪犯管理业务系统；包括视频 监控系统、门禁系统、报警系统、数字电网、外来车辆人员进出管理系统、应急指挥辅助决策 系统等一大批安全防范系统。这些系统的建设为监狱狱情的收集、分析、研判提供了大量 的、有效的基础性数据。
[0003] 在监狱狱情分析过程中，有一项关键的任务是对服刑人员可能发生的极端行为 (如逃脱、自杀、施暴、破坏等）进行分析预警，但对这些系统产生的信息还没有进行有效的 处理和分析，目前在监狱管理中只是提出罪犯分类的方法，根据刑期去对服刑人员做简单 分类，但在实际操作中现有方法在对服刑人员可能发生的极端行为进行分析预警时还存在 很多不足之处，且准确度较低。
[0004] 现有方法的不足表现在：首先，现有的方法对服刑人员进行分类时没有考虑对不 同行为误判造成的代价不同，将行为正常的服刑人员错误预警为有极端行为倾向时相对代 价较小；如果对有极端行为倾向的服刑人员造成误判，而没有及时预警，将造成的后果将非 常严重。其次，已有方法对服刑人员进行分类时没有细分到该人员可能存在的不同类型的 极端行为倾向，对此进行分析能够更有针对性的采取措施，以防范极端行为的发生。再次， 已有方法对服刑人员的分类严重依赖人工设计的指标，方法的智能化程度还不高，没有充 分利用现有系统产生的大量数据来发现异常的服刑人员行为特征。且在服刑人员中，真正 发生极端行为的属于极少数，所以这种极端行为的数据很少，且获取难度极大，现有的方法 用这极少量的极端行为数据很难构建准确的分类预警模型。
【发明内容】
[0005] 本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种监狱服刑人员危险性倾向的智 能分析预警方法，主要是通过对监狱信息系统收集的大量服刑人员信息建模，利用一种代 价敏感的多阶段半监督分类算法，自动发现服刑人员的行为特征，有效识别存在极端行为 倾向的服刑人员，自动判别该极端行为倾向的类型，并有效降低系统误判造成的影响。
[0006] 本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种监狱服刑人员危险性倾向的智能 分析预警方法，包括以下步骤：
[0007] (1)数据采集分类：
[0008] (1. 1)采集监狱服刑人员的档案信息，将其存入数据中心；
[0009] (1. 2)将监狱各个业务系统，包括会见系统、亲情电话系统、一卡通系统、心理咨询 系统、计分考核系统、狱侦管理系统、点名系统、仿真实训系统、综合评估系统与数据中心进 行连接，将其产生的信息实时传入数据中心；
[0010] (1. 3)数据中心根据改造信息、外部因素、监狱环境、个人状况、狱侦状况、反常信 息进行分类存储；
[0011] (2)数据预处理：
[0012] (2. 1)模型生成与预警处理终端调用数据中心中分类存储的服刑人员信息，构造 用于分析服刑人员极端行为倾向的三大类基础特征，对于这三大类基础特征均进行数值化 预处理，使每个服刑人员均得到一个特征向量；
[0013] (2.2)对有极端行为倾向的服刑人员标记极端行为类别y = {1，2，...N}，N表示 极端行为类型数，每个数代表一种极端行为类型；对无极端行为倾向的服刑人员标记极端 行为类别y = -1 ;
[0014] (3)模型生成与预警处理终端生成第一阶段半监督分类模型，将所有没有标记极 端行为类别的特征向量作为未标记的数据，未标记的数据输入第一阶段半监督分类模型， 得到该服刑人员的极端行为类别y ;
[0015] (4)模型生成与预警处理终端生成第二阶段半监督分类模型，经过步骤（3)判别 存在极端行为倾向的特征向量作为未标记数据，输入第二阶段半监督分类模型，得到相应 服刑人员其极端行为倾向的类型；
[0016] (5)根据分类结果，模型生成与预警处理终端对存在极端行为倾向的服刑人员给 出预警信号，指示其可能的极端行为类别。
[0017] 作为优选，所述模型生成与预警处理终端生成第一阶段半监督分类模型的目标函 数为
[0018]
【权利要求】
1. 一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 数据采集分类： (1. 1)采集监狱服刑人员的档案信息，将其存入数据中心； (1.2) 将监狱各个业务系统，包括会见系统、亲情电话系统、一卡通系统、心理咨询系 统、计分考核系统、狱侦管理系统、点名系统、仿真实训系统、综合评估系统与数据中心进行 连接，将其产生的信息实时传入数据中心； (1. 3)数据中心根据改造信息、外部因素、监狱环境、个人状况、狱侦状况、反常信息进 行分类存储； (2) 数据预处理： (2. 1)模型生成与预警处理终端调用数据中心中分类存储的服刑人员信息，构造用于 分析服刑人员极端行为倾向的三大类基础特征，对于这三大类基础特征均进行数值化预处 理，使每个服刑人员均得到一个特征向量； (2.2) 对有极端行为倾向的服刑人员标记极端行为类别y= {1，2，... N}，N表示极端 行为类型数，每个数代表一种极端行为类型；对无极端行为倾向的服刑人员标记极端行为 类别y = -1 ; (3) 模型生成与预警处理终端生成第一阶段半监督分类模型，将所有没有标记极端行 为类别的特征向量作为未标记的数据，未标记的数据输入第一阶段半监督分类模型，得到 该服刑人员的极端行为类别y; (4) 模型生成与预警处理终端生成第二阶段半监督分类模型，经过步骤（3)判别存在 极端行为倾向的特征向量作为未标记数据，输入第二阶段半监督分类模型，得到相应服刑 人员其极端行为倾向的类型； (5) 根据分类结果，模型生成与预警处理终端对存在极端行为倾向的服刑人员给出预 警信号，指示其可能的极端行为类别。
2. 根据权利要求1所述的一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法，其特征 在于，所述模型生成与预警处理终端生成第一阶段半监督分类模型的目标函数为
(1) 其中，f表示预测函数，目标函数包含了三项，第一项ll/t表示函数间隔，表示各个特征 的权重系数；第二项是对有标记数据错分类的损失函数，yi表示真实的标号，1 (·)表示真 实标号与预测值之间的差异，第三项是对未标记数据错分类的损失函数A表示对未标记数 据标号的预估，q和c 2分别是对有标记数据和未标记数据错分的权重，且q又细分为q (+) 和q (-)，表明不同误判情形代价不同，q⑴、Q㈠ 和C2均是用户自己设定的常数；sgn ( ·) 是指示函数；=sgn(/丨= 表示未标记数据的极端行为倾向类别；，η表示有标记 的服刑人员数，S表示无标记的服刑人员数。
3. 根据权利要求1所述的一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法，其特征 在于，所述步骤（4)具体包括以下步骤： (4. 1)将由第一阶段半监督分类模型标记存在极端行为倾向的特征向量作为未标记数 据； (4. 2)根据极端行为类型数N，构建N个半监督分类器，每个半监督分类器都是二分类 模型，将其中一种极端行为倾向作为一类，而其他所有极端行为倾向作为另一类； (4. 3) N个半监督分类器分别根据目标函数，通过数值优化方法对未标记数据进行预 测，得到N个预测函数f\、f2、…、fn; 所述目标函数为：
(2) (4. 4)输出对每一个存在极端行为倾向的服刑人员其极端行为倾向类型。
4. 根据权利要求2所述的一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法，其特征 在于，所述第一阶段半监督分类模型为第一阶段的代价敏感半监督分类器，该分类器包括 基于代价敏感的支持向量机的半监督分类器、基于代价敏感的正则化逻辑回归的半监督分 类器。
5. 根据权利要求3所述的一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法，其特征 在于，所述第二阶段半监督分类模型为第二阶段半监督分类器，该分类器包括基于支持向 量机的多类半监督分类器、基于正则化逻辑回归的多类半监督分类器。
6. 根据权利要求3所述的一种监狱服刑人员危险性倾向的智能分析预警方法，其特征 在于，所述极端行为类型N = 4,极端行为类型包括1.逃脱，2.自杀，3.施暴，4.破坏，即 y = {1，2, 3, 4}。
【文档编号】G06F19/00GK104050361SQ201410245760
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】邹朋成, 金晓东, 黄步添, 王建东, 陈海燕, 方黎明 申请人:杭州华亭科技有限公司