基于PGIS的警用設備與特種社會車輛聯動系統應用研究

◆王靖亞 張秋萍 趙弘楊

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基于PGIS的警用設備與特種社會車輛聯動系統應用研究

◆王靖亞1張秋萍2趙弘楊1

（1.中國人民公安大學 北京 100038；2.中華人民共和國公安部 北京 100741）

隨著經濟的發(fā)展和社會的進步，人民生活水平不斷提高，城市機動車數量猛增，由此帶來的各類問題也日益突出，特別是與出租車、武裝押運車、渣土車、校車等特種車輛相關的案件層出不窮，機動車事故具有后果嚴重、事發(fā)突然等特點，往往會給人民群眾的安全感和幸福感帶來極大威脅。PGIS技術的普及，使得公安機關對特種車輛的實時有效管理成為可能。本文研究了基于PGIS的警用設備與特種社會車輛聯動方法，從管理和應用兩個方面展開，管理方面，總結了整合社會資源的過程中可能遇到的問題，介紹了行之有效的解決方案。從應用方面，探討了基于PGIS的警用設備與特種社會車輛聯動系統的應用場景和實戰(zhàn)價值。

PGIS；特種車輛；警力布控；應急處突；案件還原

0 引言

警用設備是指裝有GPS定位系統的警車、警務通等。特種車輛包括裝有GPS定位系統的出租車、武裝押運車、渣土車、校車等。

警務通是公安民警進行移動警務活動時所需的裝備，具有定位功能，可以在警務通上加載各類信息系統，適用于交警、巡警、刑警、治安警等各類警務人員。

出租車是一種位于公共交通和私家車之間的交通工具。相比其他市內公共交通工具，出租車具有巡游線路和運營時間靈活的特點，無論是從巡游線路上還是從運營時間上，都可以為乘客量身定做提供服務。相比私家車，出租車與乘客之間的對應關系具有不固定性，并且大部分為單次服務[2]。

警用地理信息系統PGIS（Police Geographic Information System，PGIS）是由公安部組織推廣的部、省、市三級分布式平臺，各部門和各警種可以在此基礎上利用其提供的“工具集”和“業(yè)務應用模塊”進行二次開發(fā)。在該平臺上，可以集成各類GPS信息和地址信息，可以將各警種的MIS應用對接到該平臺上。{1}

從原理上說，出租車、武裝押運車、校車的信息處理都類似，因此，本文后面的敘述都以出租車為例，特別以山東日照出租車管理為例進行闡述。

1 來自多方出租車信息資源整合

系統實現的一個難點在于將來自社會各公司的數據進行收集和整合，如何在保證各方隱私和不傷害各方利益的前提下，協調各方關系，使各方各得其所，是管理者必須思考的問題。

（1）出租車管理模式

出租車分為三種運營模式：以北京為代表的“承包經營制”，以溫州為代表的“個體經營制”和以上海為代表的“公車公營制”[2]。“承包經營制”是出租車公司從政府獲得出租車經營權，公司統一購買車輛，司機通過向出租車公司上交管理費或者出租車的運營權，是一種政府—出租車公司—司機的三層樹狀結構的經營模式。“個體經營制”是指政府將出租車的經營權出售給個體司機，是一種政府—司機的兩層樹狀管理模式。“公車公營制”是指經營企業(yè)完全擁有出租車的產權和經營權。是政府—經營企業(yè)—司機的樹狀結構的管理模式。日照屬于“承包經營制”模式，出租車數據分散在十多家出租車公司，各家公司，有些公司研發(fā)了基于GIS的車輛定位查詢系統，有些公司只是對出租車進行簡單的管理。

其中，“承包經營制”模式中，出租車數據分散在各個出租車公司，“個體經營制”模式中，出租車數據集中存放在政府部門，“公車公營制”模式中，出租車數據存放在經營企業(yè)中，三者相比，“承包經營制”模式的數據收集與整合難度最大。

（2）資源整合的必要性

“承包經營制”的出租車管理模式中，車輛信息及GPS信息均散落在各個出租車公司里，武裝押運車信息保存在保安公司，校車信息存儲在相關的校車運營公司中，雖然各公司均有自己的管理系統，但是僅限于對自己公司的車輛進行監(jiān)控，不能夠做到全局掌控。當突發(fā)事件發(fā)生時，公安機關不能在第一時間進行全局監(jiān)控和指揮調度，對于與出租車相關的案件的偵破，公安機關也需要到各公司調取數據進行比對和分析，大大增加了辦案的難度，延長了辦案時間。因此將散落社會各單位的重要信息進行收集和整合，對于快速應對突發(fā)事件，實現扁平化的指揮調度，是一個必須具備的條件。

（3）三方共贏的社會資源整合思路

從理論上說，將出租車信息收集整合，為公安所用，可以從根本上快速處理出租車相關的案件。但是在實踐過程中，數據的集中整合難度往往大于數據處理本身，各公司出于本公司利益的考慮，往往會計算公司的投入產出比，有些地方會通過政府部門的行政管理手段迫使各公司提供數據，但是由于各公司從心理上存在抵觸情緒，后續(xù)的數據維護會受到影響。日照市采取了三方共贏的出租車數據整合思路，具體做法是：由市政府牽頭，出租車公司和公安參與。本市一家出租車公司出資為全市的出租車免費安裝GPS定位和報警設備，條件是各出租車公司提供本公司的出租車GPS數據和其他信息，收集和整合后的信息同時傳送給市公安局指揮中心。出資的公司獲得在出租車身上幾年的免費廣告。通過這種方法，實現了政府零投入、出租車公司零投入、公安局零投入的數據收集和整合，出資公司也由于低價獲得在全市出租車上進行廣告推送的目的，也很有積極性。這是一種多方共贏的數據共享思路，解決了公安由于經費不足而影響其進行數據收集和整合的問題。

2 系統總體思路

系統功能主要分為針對移動重點目標實時報警信號的三級布控、針對重點目標歷史數據的時空篩查、單個重點目標的軌跡回放、針對數據提供方的考核管理等，這些功能的靈活應用，既可以幫助公安機關在警務活動中實現對突發(fā)事件的扁平化指揮，也可以幫助公安機關實現相關案件的軌跡還原。

（1）系統整體架構

來自各出租車公司的出租車GPS數據首先傳送到一個外網服務器上，在外網服務器進行集中整合，然后通過邊界接入平臺進入公安內網服務器中，從而實現了將全市所有的警用設備和特種車輛信息導入PGIS平臺中，系統結構如圖２所示：

圖2 系統體系結構圖

（2）實時報警信號的三級布控

凡是將GPS定位信號上傳到系統中的車輛，都會在PGIS地圖中對應顯示一個相應的圖標，圖3所示為某個區(qū)域中所有警用設備和特種車輛信息的PGIS地圖，密密麻麻的車輛信息，根本不能在實際的警務活動中發(fā)揮作用，要讓這些信息服務警務實戰(zhàn)，就必須針對這些信息進行分圖層現實，以便滿足不同的工作需要。

圖3 加載了車輛定位信息的PGIS地圖

出租車內設有緊急報警按鈕，當出租車發(fā)生警情，出租車司機可以按下報警按鈕，報警信號將會傳入系統中，地圖上出警車輛的圖標上方將出現紅色的閃爍燈，指揮中心可以快速對其進行定位跟蹤。為了保證對于出事車輛的無遺漏追蹤，指揮中心可以根據情況設置三重包圍圈，例如：可以以報警車輛為中心，劃分距離報警車輛1公里、3公里、5公里的三級布控圈，并自動篩選出三級布控區(qū)域內的巡邏警用設備，并且給出列表，供指揮員進行直接調度指揮，調度信號會以短信的方式直接發(fā)給巡邏車上的警員，實現從指揮中心直接到警員的扁平化指揮。

圖4 實時報警車輛的三級布控

（3）對移動重點目標的智能化圍堵

在實戰(zhàn)過程中，重點目標的情況比較復雜，有的是出租車司機主動報警，這種情況下，司機往往為了配合警方的營救，會停車或者有意識的放慢車速，警車比較容易形成對重點車輛的圍追堵截。但是也有出租車司機傷害乘客，乘客按下報警信號的，這種情況下司機往往會加快車速，企圖逃離視頻信號覆蓋區(qū)。這種情況下，不適合警車對目標車輛進行追蹤，但是可以采取“守株待兔”的方式，在目標車輛可能經過的路口進行“守候”。在有視頻信號覆蓋的區(qū)域，系統采用了最小閉環(huán)【3】的思想進行了視頻信號的智能調度。即當指揮中心收到車輛的實時報警信號后，系統會立即以報警車輛為中心，在屏幕上打開對報警對象形成最小閉環(huán)的若干個視頻監(jiān)控探頭，并且隨著報警對象的移動，切換最小閉環(huán)的視頻探頭，從而形成對于報警車輛的無遺漏的連續(xù)視頻跟蹤。在沒有視頻覆蓋的區(qū)域，系統采用優(yōu)化的“凸包”算法，實現了對于目標車輛的最小代價圍堵。關于目標車輛的最小代價圍堵技術，將在另外一篇論文中進行討論。

（4）基于車輛歷史信息的時空篩查

一般情況下，車輛的運行軌跡信息需要在服務器中保存30天，這些歷史數據對于破獲特種車輛相關的案件具有非常重要的意義。具體來說，當一個與特種車輛相關的案事件發(fā)生時，指揮員通過系統做兩件事，首先是根據案事件發(fā)生的大概時間區(qū)域，以及車輛的起點和終點信息，通過簡單的空間圈選和時間段的設定，進行查詢，這時系統會給出符合條件的車輛列表。然后，逐一檢查列表中各車輛的運行軌跡，確定嫌疑車輛。

圖5是某個車輛的運行軌跡回放，通過對運行軌跡的分析，可以發(fā)現案件的蛛絲馬跡，例如：如果軌跡在某一個位置停止一段時間，則可以結合停止位置的特點，推理可能的停車原因。有一個出租車司機強奸醉酒女乘客的案件，就是通過對報警人描述的時空篩選，確定可能的嫌疑車輛，再通過對嫌疑車輛的軌跡回放，鎖定嫌疑車輛，發(fā)現該車輛在一片莊稼地附近有一段時間停留，最終確定了案發(fā)地。

圖5 車輛軌跡回放

3 數據質量保證措施

在該系統中，數據的完整性、鮮活性非常重要，由于出租車的GPS數據來自各出租車公司，因此在實際的系統運行過程中，如何加強對各出租車公司的數據進行監(jiān)控，保證數據的無遺漏性是保證該系統達到預期效果的重要標志。對此，系統中研發(fā)如下的子系統。

硬件公司業(yè)績考核子系統，對于外網子系統中的異常GPS數據，系統提供了自動語音和短信兩種方式通知GPS硬件維護公司，提醒其對相應設備公司進行設備維護。系統自動判斷該語音是否被接聽，對于沒有接聽的進行二次語音通知。系統根據各硬件公司的設備故障情況及設備維護情況，對各硬件公司進行業(yè)績考核，考核不合格的限期整改，整改不合格的將責令其退出本市場，以后不再采用該公司的產品。

4 結束語

本文以有效收集和整合出租車信息為例，介紹了日照市公安局的一些做法，系統由中國人民公安大學研發(fā)。從系統應用角度看，該系統在以下兩個方面取得了很好的成績。

一是服務民生效果顯著。由于該系統可以根據時間和空間的選定，快速篩選出符合條件的車輛，再結合車輛軌跡回放，找到乘客乘坐的出租車。自該系統應用以來，幾乎每天都會為群眾找回遺失在出租車上的物品，有效地提高了廣大人民群眾的幸福感和滿意度。

二是有效節(jié)省辦案時間。一線公安民警在日常110接處警及辦案抓捕過程中，可以通過該系統的查詢定位功能，及時掌握嫌疑人乘車車輛、行駛軌跡等相關信息，這些信息使得與特種車輛相關案件的破獲率大大提高，破獲時間大大縮短。

由于系統功能都是從一線民警業(yè)務需求出發(fā)制定，因此非常實用和簡捷，系統開發(fā)工具都是采用成熟工具，其中的最小閉環(huán)理論屬于項目組的相關成果，已經在計算機科學雜志發(fā)表，該系統充分體現了從實踐中提煉理論，以理論指導實踐的做法。

[1]陸娟，蔣平，吳偉.PGIS支持下的警務信息地圖位置采集方式探討[J].地理信息世界，2011.

[2]汪滟清.出租車行業(yè)的政府監(jiān)管問題研究[D].吉林大學，2015.

[3]王斌君，邵華，賀瀅睿.圖論中閉環(huán)問題的研究[J].計算機科學，2017.

本文受公安技術交流培訓計劃項目“基于PGIS的警用設備與特種社會車輛聯動方法研究”和公安部科技強警基礎工作專項項目“基于大數據的嫌疑車輛鎖定關鍵技術研究”（2018GABJC03）資助。