引言
温州是一个人口多、案件多、社会治安复杂的沿海开放城市，社会治安状况和基础工作状况仍处于一个相对薄弱的状态，流动人口、出租房和电瓶车等治安要素的管控难题一直以来没有得到根本性的突破。为破解难题，提升公安机关对治安要素的信息获取、传输、存储、处理能力，温州市公安局依托物联网传感技术和数据处理技术，在温州全市范围架设了3.2万个物联网感知设备，构筑了一张基于物联网技术的城域治安管控网，实现公安机关基础工作转型升级，走出了一条以物联网技术为核心的社会治安虚拟管控模式的新路子。
本文以温州市公安局物联网治安管控平台建设为核心，通过对“以卡管房”、“以卡管车”、“以卡管物”、“失智老人查找”等业务功能的实现，全面介绍了温州公安城域物联网的建设与应用。
一、整体架构
（一）总体框架
物联网治安管控系统的总体设计可阐述为以下几大部分：一个中心、三大支撑平台、两条链路通道和多业务应用。
1. 一个中心
由于物联网治安管控平台硬件设施分布之广，平台管控牵涉用户之众，平台应用对接业务之多，需要设立一个物联网治安管控平台24小时的运维保障中心，支持24小时不间断的平台运行监测、硬件报障检修、应用技术支持、定期与不定期的巡检与保养等。
2. 三大支撑平台
内外网交换平台是公安内网数据进出的唯一通道，也因此物联网治安管控平台的数据出入必须要满足公安内外网数据交换的规范；警务工作平台是公安业务应用系统的唯一身份认证平台，物联网治安管控平台的用户系统、权限管理、功能等级，必须统一到警务工作平台；大数据平台已确定为唯一的容纳公安各级业务系统数据，提供大数据架构与分析的平台，物联网治安管控平台的数据设计与分布必须满足大数据平台的设计与应用标准。
3. 两条链路通道
视频专网用以电动车数据的出入通道，大部分基站通过视频专网进行接入，其所接收到的电动车相关数据、被盗车辆定位数据，以及来自于平台的被盗车辆信息库，经由视频专网通道进行传输；外网部分，需经由政务网接入。部分电动车基站会经由外网接入，而所有的门禁设备、企业考勤，都是经由外网接入；两条链路，最终都经由内外网交换网闸进入到公安内网。
4. 多业务应用
物联网治安管控平台实现了多个业务应用系统，以卡管房系统通过全市范围内的出租房门禁系统的建设，与企业考勤接入与整合的建设，实现温州地区范围内暂住人口在出租房的出入授权登记与授权注销，在出租房居住地与企业工作地的出入记录等业务；以卡管车系统通过全市范围内的无线基站网建设，对电动车发放有源智能标签，实现在温州地区范围内的电动车信息、被盗车辆甄别与定位、各级销售登记与管理等业务；以卡管物通过对民爆物品、易制毒化学品等的仓储智能管理，将危险品企业的民爆物品、易制毒化学品管理信息集中于物联网平台，实现统一监管和调度，保障危险品的安全管理；失智老人查找系统通过为患阿尔茨海默病等认知能力下降的老人发放走失查找“安心手环”，为老人走失后的视频追踪与现场查找提供了方向指引，解决了以往既浪费人力物力又拖延时间，造成老人身心健康受到影响的问题。
（二）结构模型
物联网治安管控系统在公安业务系统之中，并不是一个独立的系统，除了通信基础设施及计算机网络基础设施外，物联网治安管控系统的支撑平台还包括内外网交互平台、移动警务安全接入平台、PGIS系统、公安视频监控系统、警务工作平台、移动警务系统、大数据平台等，如图2所示。
（三）业务模型
公安物联网管控系统从业务层面可大致划分为三层，即传感层、网络层与业务应用层。系统业务模型如图3所示。
（四）网络拓扑
公安物联网管控平台的网络拓扑如图4所示，其中包括前端采集设备、前端接入设备、公安网接入、内外网交换网闸（内外网交互平台）、公安内部网络，以及业务应用与大数据云存储等几个部分。
（五）中心平台框架
中心平台是整个公安物联网管控平台的核心，为整个公安物联网管控平台的数据、设备与应用的交互调度、身份验证、负载均衡、设备与应用维护等的管理中心。它为前端采集设备与后端公安应用建立起一个调度平台，具体架构如图5所示。
二、关键技术
（一）整合通信与数据处理技术，搭建高效、稳定、安全的采集、传输与数据处理网络
有效保证了前端无源RFID射频识别近场采集、有源RFID射频传感长距离采集的稳定性与可靠性，解决了前端冗余轨迹信息的智能识别与过滤问题；实现了前端3.2万个采集设备、每日平均6000万条轨迹信息通过无线移动网、公安内网、公安视频专网、互联网等大型异构网络的数据传输与汇聚；通过在互联网与公安内网两个数据汇聚端服务器全面“云化”和大数据技术应用，保证了流动人口、电动车、出租房、失智老人、易制毒化学品等千万数量级的各类治安要素基本信息与330余亿条轨迹信息的存储、查询与关联应用。在确保安全性、可靠性的同时，实现了高度可扩展性。
（二）采用低成本、低功耗与高可靠性、高性能芯片，满足大规模应用需求
采用综合超低功耗技术（MCU、传感器、射频及电池等多维度技术整合），实现设备使用寿命达到3年以上。选用840MHz/920MHz扩频，该频率信号强、传输距离长，穿透、绕射能力强，传输过程衰减较小，同时避免与民用频率及通信运营商频率重合，防止干扰，并通过无线电管理部门的审核。通过对物联网智慧网关设备和防盗装置收发频次、功率以及通信协议的反复调试、修改，实现了物联网智慧网关侦测范围100米以上、时速60公里以内轨迹捕获率99%以上的指标要求。且产品经过了防潮、防盐雾、防震、抗击打等多种测试，为最大限度地防破坏和拆卸，外壳材料及胶水采用创新设计。
（三）采用定位技术，实现现场精准追踪
通过“物联网智慧网关+手持搜索机”模式，实现了物联网智慧网关配置信息采集、动态信息采集、性能信息采集、消息采集、日志采集、报警监控、信息呈现以及智能感知变化等。首先利用固定的物联网智慧网关信号发现追踪对象的大致范围，并结合经纬度和电子地图进行定位，然后根据手持搜索机进行锁定、查找方位、追踪，能够在120米范围内判断防盗装置发射信号的方向和强弱，实现建筑物、狭窄小巷和停车场内被盗车辆的精确搜索定位，精确度达到1米范围以内。通过手机MAC信息、有源RFID设备信息及无源RFID身份识别信息等多维数据的综合采集与时空交叉比对分析，为视频追踪技术的应用提供了精准的时间与空间维度，并为综合判定追踪对象的真实身份、锁定去向和下落提供了多维度的信息支撑。
三、应用成效
（一）物联感知设备立体化、无盲区布网
全市共建成3.2万余个感应感知终端，其中物联网智慧网关6399个，门禁（含考勤系统）23361套，危化品与易制毒化学品智能计数器1800余个。同时，建立了前端设备的在线监测机制，及时做好运维和故障排除工作，确保系统正常运行。
（二）各类治安要素在线实时管控
通过RIFD标签识别与数据采集绑定，实现了2.3万间20人以上的出租房与企业员工宿舍、150余万居住在出租房与用工企业员工宿舍的流动人口、190余万辆电动车、5000余名失智老人、1350余家易制毒化学品与危险化学品生产销售企业，600余吨盐酸、800余吨硫酸等易制毒危险化学品原料的轨迹在线采集与动态实时管控，获取各类轨迹信息326亿条。
（三）各类数据的实战化研判与预警指令实时化推送的综合应用
温州市公安局基础管控中心实行全天候运转，通过电动车在线管控系统发布预警指令4158条，追缴电动车2674辆，抓获嫌疑人2312人，电动车被盗案件从2013年的28669起下降到2016年的3702起，下降87.1%；利用出租房管控系统直接破案870起，抓获嫌疑人568人（其中逃犯210人）；1400余吨易制毒化学品与危险化学品无一流失。2016年10月份开始开展“安心手环”工程，通过失智老人轨迹在线查找平台，找回失智老人150人，实现报警的走失老人找回率100%。通过中心各类平台掌握新疆籍流动人口关注对象活动轨迹206人次，电动车、门禁刷卡等各类轨迹近千万条并推送给反恐部门，为维护社会稳定作出了贡献。
（四）为基层民警减负增效
1. 有效节约了出租房管控的警务成本投入
根据平台推送预警信息，民警和户管员就能够有针对性地开展工作，大大提高了基层民警工作效率，减少了工作量。建设了23361套门禁设备，其中居住在出租房、被纳入管控的流动人口达50余万，按照我市协管员按照流动人口1：500的配备标准，相当于有1000个协警实现了对出租房的信息化管理，每人可减少工作量30%以上。
2. 为电动车被盗案件打防工作提供了有力支撑
通过电动车轨迹的实时采集，民警打击盗窃电动车违法犯罪的效能大大提高，在已破获案件中，约有40%的电动车与30%的违法犯罪嫌疑人通过预警指令被派出所值班与路面巡逻警力现场查获；刑侦专业打击民警通过平台提供的轨迹时间与空间信息，极大方便了视频侦查锁定与其他定位手段的应用，使大部分电动车被盗案件的侦破从原来的耗时数天甚至数十天提升到24小时以内。同时，电动车被盗这种量大面广案件的大幅度减少（两年累计同比下降86.7%），也大大减少了基层一线民警受理案件、勘察现场的工作量。相对杭州、宁波而言，温州的电动车发案实现了大幅度下降（详见表1）。
3. 提高了走失老人的查找效率
与以往走失后将警情进行全面通报，动员所有路面警力进行查找，或者投入大量人力与时间逐个查看监控的做法相比，通过“安心手环”能够明确老人的去向轨迹，大大减省了查找过程中人力、时间的投入，提高了工作效率，也降低了老人孤身在外发生意外的风险。目前已戴手环老人走失后报警的找回率达到100%，基本上在1个小时之内找回。
4. 对易制毒化学品与危险化学品实时定量在线管控
通过物联网技术手段的应用，对危险品的生产、运输、存储、使用等环节进行全程闭环式监管，使公安机关足不出户就能够对可能危害公共安全的易制毒化学品与危险化学品进行全过程在线管控，并能及时发现与处置流失的风险，在保证安全性的同时，也节约了大量的现场监管与临时检查的人力、物力投入。
四、结语
在当前“大智移云”的新时代，公安城域物联网建设与应用是将互联网新兴技术融入公安警务的一项新尝试。我们通过技术攻关、资源整合和深度应用，从源头上构筑了一个立体化、全方位、多手段的“基于物联网技术的社会治安技术管控网”。从温州的实践来看，总体投入也不大，一次性投入后，长期可以使用。这一规模可以不断扩大，功能可以不断拓展的生态系统，是可持续发展的。
在已建成的公安城域物联感知网络与应用平台的基础上，可以较为方便地叠加住宅小区安防、商户店铺防盗、精神障碍患者协助看护、社区戒毒、取保候审与监视居住对象的在线管控、沿海船舶与船员的在线管理等应用，并融合视频监控、人像识别、手机信息采集等技术，更有效地增强采集、识别与应用能力，提升打防管控综合水平。
参考文献：
[1]黄玉兰. 物联网：射频识别（RFID）核心技术详解. 北京：人民邮电出版社，2016.
[2]某军队基于 RFID 的车辆管理系统的设计与实现.
[3]杨彦斌. 物联网智能定位技术在公安行业的应用2.0. 2015.
作者：徐正 温剑锋 胡绍耀
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