公安物联网移动应用初步研究

摘 要：公安物联网已成为我国物联网发展的重要方向之一。公安物联网移动应用是移动互联网在公安安全领域的具体应用，在公安物联网发展中占据了非常重要的地位。文中对公安物联网移动应用业务、总体架构、发展所涉及的三项关键技术（基于位置的应用、终端安全技术和集群通信技术）进行了阐述，并对公安物联网移动应用的公安数字化单兵系统进行了介绍，以期为了解、发展和推进公安物联网及应用起到一定的作用。

关键词：公共安全；物联网 ；移动互联网；数字单兵；位置服务

中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）10-0070-03

0 引 言

物联网技术的日新月异，成为推动我国经济社会快速发展的重要引擎。发展面向公共安全的物联网，对于公安机关提高打击与预防犯罪，提高服务社会的能力具有重要的作用。公安物联网以公安机关关心的“人、车、物、事件”等为感知对象，通过各类传感器设备和公安信息化的信息、网络资源，对相关信息进行全天候的自动采集、跨地域的全面共享，以及数据的融合、挖掘和处理，来实现自动化的识别、定位、跟踪、监控和管理[1]。

公安部门的工作具有突发性、移动性、紧迫性等特点，广大民警在外出执法及侦破案件、抓捕逃犯、核查车辆及打击和预防犯罪时，利用移动警务设备实时采集、核实及综合处理嫌疑人身份证件、人脸图像、指纹、位置等信息，及时地访问公安部门内部的警务信息来辅助破案和执行公务，极大地提高公安干警的高科技办案水准和效率。因此，公安物联网移动应用对于实现在任何时间、任何地点发生的任何公共安全事件进行有效感知，进而进行决策处理具有突出的作用，已成为公安工作的核心应用方向之一。

近年来，飞速发展的移动互联网对公安物联网移动应用产生巨大的牵引与推动作用。根据百度公司2013年一季度的研究数据，移动互联网人均上网时间已超过个人电脑上网时间，这种趋势还在逐渐扩大。移动互联网应用主要集中在社交、浏览、搜索、影音、地图、网购支付等方面[2]。公安物联网移动应用是移动互联网在公共安全行业的具体应用，移动互联网的快速发展将催生大量的共性技术及应用模式，移植推广到公安移动物联网中加以运用。由于移动警务应用涉及行业敏感数据，必须与移动国际互联网进行安全隔离，保证移动警务应用系统及数据安全。

公安数字化单兵系统（PDD）是公安物联网移动应用的典型系统，其发展需要积聚与整合大量新兴信息产业关键技术。该系统的发展对于实现传统单警装备向数字化时代转型应用，提高广大一线干警的执法效率与水平，提升服务社会的能力具有重要的作用。

1 公安物联网移动应用业务体系

公共安全涵盖面非常之广，涉及交通、治安、户籍、刑事侦查、出入境管理、预防打击经济犯罪、网络安全监控、查缉、监狱管理等等，各个警种之间移动业务既有相同之处，更多的是自己的特色。公共物联网移动应用模型既要体现共性，又要呈现各警种个性。

广义上的公安物联网移动应用应包括运用各种无线通信网络为公安机关提供数据采集、处理、传输及业务应用，包括应用电信运营商的移动通信设施、公安数字集群的数据业务应用、应用卫星通信以及应急通信设施进行视频采集传输等等。目前，公安机关常用的移动应用主要基于电信运营商的GSM/GPRS/ TD-SCDMA/WCDMA移动通信设施，应用安全边界接入控制技术，接入公安专网实现，也可称为狭义上的公安物联网移动应用，在公安机关内部一般称之为移动警务，即警用移动通信终端+移动通信网络+公安安全边界接入控制+公安信息网。移动警务业务体系主要包括：话音通信；移动电子警务，包括浏览、查询、搜索等；现场执法，包括现场取证，如录音、摄像、照相、采集识别各类证件，现场打印罚单，移动罚单支付；移动定位、地图及导航服务；移动视频采集与实时传输；移动指挥调度、移动任务分配、任务控制等。公安物联网移动应用业务体系模型如图1所示。

2 公安物联网移动应用总体架构

根据物联网的总体架构，公安物联网移动应用总体架构也分为四个层次，分别是传感层、通信网络层、数据层以及应用服务层，如图2所示。

公安物联网主要感知对象为人、车、物、事件。感知的传感器主要有声音、图像、视频、RFID、指纹、位置、震动、速度等，随着传感器处理能力的不断增强，基于异构融合智能传感大大提升了数据采集与信息融合能力。

通信网络层基于的通信网络主要包括基于电信运营商的GSM/GPRS/ TD-SCDMA/WCDMA移动通信设施、公安机关的集群通信数据业务、卫星通信、340M应急无线宽带通信、无线宽带组网设施等，同时逐步实现多种异构通信网络的融合通信能力。

数据层主要基于公安专网实现，利用公安信息数据库、视频数据、地理信息数据、社会共享数据、警情数据等，同时实现用户管理、任务管理及资源管理等功能。

服务层主要实现公安物联网移动业务，主要包括位置应用服务、移动执法、集群数据及音视频服务、扁平化指挥、警情推送等。

3 公安物联网移动应用关键技术

移动互联网的快速发展极大地推动与牵引了公安物联网移动应用，终端平台、海量的移动应用程序以及成熟的商业应用模式，成为公安移动互联网发展可借鉴参考的对象。基于位置的警务服务是公安移动应用关键方向之一，发展安全可信的警用终端是公安移动应用的特殊要求，实现多种异构宽带通信融合是公安移动物联网发展的方向。

3.1 基于位置服务的公安物联网移动应用技术[3]

目前，在公安实战中对移动人员和车辆定位追踪是非常重要的业务需求。在人员精确管控方面，监管、消防、指挥等警务作业中都需要对人员位置的精确定位，尤其是在室内环境下的定位。在车辆定位跟踪方面，需实现车辆的跨地域管理和服务，统一平台在全国范围内实现对盗抢车辆、走私车辆、套牌车辆、非法营运车辆、交通违章车辆等违法车辆的打击，实现车辆运行状态查控及轨迹回溯、重点防范区域的车辆准入管制、黑名单车辆侦查布控、区域通流实时获取与交通预警、全样本车辆信息自动采集与分析、全程交通违规章监管与数字化处罚管理等管理和服务。

公安机关现有的定位手段比较单一，对于多种定位技术融合使用的情况比较薄弱。而公安机关的应用，决定了需要整合室内外的多种定位技术，如卫星定位技术、基站定位技术、WiFi定位技术，RFID定位技术，开展LBS应用。通过整合多种无线定位技术，设计新型索引机制，探索高效不确定信息管理技术，以提供可靠、高效无缝的现代警务LBS服务，解决海量移动数据中存在的数据规模大、用户多、更新频繁、实时性要求高等难题，为公安LBS提供技术支撑。警用位置服务关键技术发展需求如下：

（1）警用位置服务业务需求分析技术。深入研究分析公安位置服务应用的现状、不足及需求，细致分析该领域的技术发展趋势，提出警用位置服务业务需求及趋势。

（2）研究发展海量移动数据的组织技术。移动数据不同于文本数据和关系数据，需要研究有效的移动数据组织模型，进行可信的数据储存表示，运用半结构化的XML数据来组织，分别表示地理数据、相关的位置变化及位置关联等元数据，以一种有组织、易访问的形式进行底层数据表示。

（3）研究新型索引技术。索引技术是影响LBS性能的关键技术，要研究针对移动对象数据的索引技术，尤其是针对不确定数据的索引技术。

（4）研究新型数据分析技术。要研究针对海量移动数据的分析方法，如聚类、数据挖掘等。从而为决策支持系统提供工具支持。

（5）研究无缝化的LBS服务技术。由于各种定位技术差异显著，要研究针对多种定位技术的无缝化切换服务技术，使得场景切换对于用户而言是透明的。

（6）面向LBS的警用移动数据管理支撑平台的开发研制。目前的系统与平台仅支持基于文本的数据储存和简单的文件读取功能，如何对移动对象进行有效的数据服务管理，还是一个空白。要开发实现开放环境下的移动数据服务支撑平台的关键技术，提供可靠的、可用的、可扩展的移动数据服务接口。

3.2 安全可信的警用终端技术[4]

安全可信是公安移动应用终端的基本要求，其需求主要包括终端操作系统的安全性，用户数据和个人信息的安全性，语音信息的安全性，终端的应用软件安全，终端的位置信息安全。

其中，终端安全技术需要以安全验证系统为核心，配以安全存储、安全传输、安全语音、抗攻击、防骚扰、远程防盗等为基本功能，身份认证、签名认证、安全审计、备份/恢复为基础，结合硬件TF智能卡加解密管理和物理保障等来设计的完整智能终端安全体系架构如图3所示。

3.3 集群数字通信技术[6-9]

公安物联网移动应用的另一种重要技术为集群通信技术，该技术拥有独特的群呼、优先级等丰富的警用功能，是一种最具警察特色的通信手段，具有快速、便捷、可靠、灵活等特点，成为公安工作中不可替代的通信手段。与基于GSM/GPRS/TD-SCDMA/WCDMA警用移动通信技术不同的是，集群通信系统一般由公安部门组织建立，拥有系统的自主使用权。目前，我国警用数字集群系统已从模拟集群系统发展到数字集群系统，网络结构上从相对独立的系统向区域联网发展，并已实现定位、指挥控制等多种数据应用业务。作为数字集群代表的TETRA系统已经在多个直辖市、省会级城市以及沿海发达城市建成使用。目前，我国在建TETRA系统主要供应商都为国外企业，受政治原因影响，这些企业不对中国开放加密接口，因此无法使用具有国密算法的加密设备。由于没有加密，不能保证通信的安全性，虽然是公安无线专网，但因存在安全风险，仍不允许接入公安信息网进行数据通信。因此，基于数字集群的公安物联网移动应用目前尚不广泛。但是，实现数字集群与公安专网的互联互通，是实现公安物联网移动应用的一个努力目标。公安部门已于2008年开始尝试发展具有自主知识产权的数字集群通信技术，期望能安全可信地实现公安信息专网与警用数字集群的互联互通。

4 数字化单兵系统是公安物联网移动应用典型系统

数字化单兵系统就是在公安现有单警装备的基础上，通过增配数字化设备或对现有装备进行数字化改造，使单警装备具有集采集、处理、传输、控制于一体的综合能力，使外出执法办案的干警通过多种无线通信手段，与警务中心及公安信息化平台进行畅通无阻的双向交流，提高警务作业效率，为服务社会、保障公共安全提供更为先进的技术手段。

公安数字化单警系统发展的总体思路是对警察的穿戴及装备进行数字化设计改装，使之具备较强的信息采集、处理、传输及控制等功能。发展具有中国特色的数字化单警系统必需结合中国实际，以公安服务实战为宗旨，逐步改进发展，突破相关关键技术，实现单警装备向数字化方向的更新换代。数字化单警技术由数字共性技术及相关警用专用技术组成。共性技术包括芯片技术、无线通信技术、移动操作系统、材料技术等。专用技术包括数字化单警系统一体化设计技术、数字单兵终端安全操作系统开发、移动环境下高效安全的自组织无线宽带通信技术以及实现基于移动多传感器的融合感知技术等。

5 结 语

公安物联网移动应用目前尚处于初级阶段，尚有较多关键技术需要突破，同时其应用模式也尚在不断地探索创新。本文对公安物联网移动应用发展进行了初步的研究，希望能推广和推进公安物联网移动应用工作，提高服务公安水平。

参 考 文 献

[1]唐前进.物联网总体架构及关键技术研究（协同融合）研究报告[R]. 上海：公安部第三研究所，2013

[2]百度移动·云事业部&百度商业分析部.百度移动互联网发展趋势报告2013Q1[R].北京，2013

[3]刘云浩. 物联网导论[M]. 北京：科学出版社，2010.

[4]董斌. 面向移动互联网的业务网络[M]，北京：人民邮电出版社，2012.

[5]工业和信息化部电信研究院. 移动互联网白皮书（2013）[R]. 2013.2.

[6]谭晃，邓哲，马晓东. 新标准助力公安无线通信事业大发展[J]. 警察技术，2012（3）： 23-26.

[7]蒋庆生.陈研. PDT在公安无线通信“模转数”中的作用[J] 警察技术，2010（6）：23-26.

[8]王林林.基于Android平台的集群通信系统终端软件的设计与实现[D]，成都：西南交通大学，2012.

[9]任齐.基于Android的LBS应用研究[D].上海：华东师范大学，2012.