基于機(jī)器學(xué)習(xí)的警情研判與預(yù)測(cè)系統(tǒng)

夏子陽(yáng) 阮可 劉博涵 陳亮直 王雪巧

摘? 要：隨著信息化成為當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的大趨勢(shì)，警務(wù)信息化建設(shè)愈發(fā)變得重要起來(lái)。本文通過(guò)MVC框架搭建了一個(gè)警務(wù)管理信息系統(tǒng)，使之能滿(mǎn)足警務(wù)人員處理日常業(yè)務(wù)的需要。同時(shí)利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建模，將數(shù)據(jù)庫(kù)中大量警情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的決策信息，使警務(wù)工作者能掌握更多信息，提高工作效率，并有效促進(jìn)智能警務(wù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：MVC;管理信息系統(tǒng);機(jī)器學(xué)習(xí);ARIMA模型

Abstract：With the development of information technology becoming the trend of the times，the construction of police informatization has become more and more important. This paper builds a police management information system through the MVC framework，so that it can meet the needs of police officers to handle daily business. At the same time，it also uses machine learning algorithm modeling to transform a large amount of alarm data in the database into useful decision information，so that police workers can grasp more information，improve work efficiency，and effectively promote the development of intelligent policing.

Keywords：MVC;management information system;machine learning;ARIMA model

1? 緒論

1.1? 研究背景

近些年來(lái)我國(guó)汽車(chē)保有量呈井噴式爆發(fā)。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2018年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，截至2018年末，我國(guó)民用汽車(chē)保有量高達(dá)2.4億輛。如此龐大的數(shù)量給我們的日常出行帶來(lái)了巨大壓力，同時(shí)蘊(yùn)藏著嚴(yán)重的交通隱患。如何提高道路交通安全，改善人民的出行體驗(yàn)和出行效率一直以來(lái)都是民生熱點(diǎn)問(wèn)題。

李克強(qiáng)總理在2015年3月的政府工作報(bào)告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，我國(guó)信息化發(fā)展自此步入新時(shí)代，傳統(tǒng)行政管理與互聯(lián)網(wǎng)深入融合為公安管理工作帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。對(duì)于公安系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)的警務(wù)模式無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)信息化發(fā)展的需求，因此為了提高警務(wù)工作效率和保障交通安全，警務(wù)信息化建設(shè)的重要性日益突顯。

1.2? 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.2.1? 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)的公安信息化建設(shè)起步較晚，20世紀(jì)90年代公安部才開(kāi)始加強(qiáng)信息化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。近幾年來(lái)，面對(duì)以大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一輪科技革命浪潮，為了實(shí)現(xiàn)更高水平的公安工作信息化、智能化，公安部黨委將“科技興警”作為重大戰(zhàn)略部署強(qiáng)力推進(jìn)。2013年，引入云計(jì)算技術(shù)建設(shè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施，顛覆了傳統(tǒng)信息化技術(shù)架構(gòu)。2014年，探索應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)實(shí)戰(zhàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)向公安各業(yè)務(wù)領(lǐng)域全方位滲透。2015年，主推信息共享，突破信息共享瓶頸，建成信息資源服務(wù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)成為戰(zhàn)略資源。

2018年，“首屆中國(guó)警務(wù)信息化建設(shè)成果”推介研討會(huì)在北京舉行，會(huì)上就警務(wù)地理時(shí)空定位系統(tǒng)、公安大數(shù)據(jù)智能應(yīng)用、人工智能賦能公共安全、移動(dòng)警務(wù)應(yīng)用與創(chuàng)新等公安信息化領(lǐng)域的熱門(mén)話(huà)題進(jìn)行了案例分享、經(jīng)驗(yàn)介紹與業(yè)務(wù)研討，提出了很多建設(shè)性意見(jiàn)。

1.2.2? 國(guó)外研究現(xiàn)狀

西方國(guó)家多采用情報(bào)信息主導(dǎo)警務(wù)模式，其中數(shù)據(jù)分析和犯罪情報(bào)對(duì)客觀的決策機(jī)制來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，所以在信息化建設(shè)中一直在向警務(wù)情報(bào)系統(tǒng)方面發(fā)展。在此方面，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始向警務(wù)情報(bào)模式過(guò)渡，最具有代表性的是英國(guó)的國(guó)家情報(bào)模式（NIM）、美國(guó)情報(bào)信息主導(dǎo)警務(wù)戰(zhàn)略（COMPSTAT）和澳大利亞的情報(bào)分析警務(wù)。

1.2.3? 課題研究的意義

通過(guò)搭建一個(gè)信息系統(tǒng)和利用機(jī)器學(xué)習(xí)的相關(guān)算法，在能滿(mǎn)足警察日常業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)庫(kù)中大量的警情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的決策信息，能夠科學(xué)地對(duì)警情進(jìn)行預(yù)測(cè)，改善機(jī)場(chǎng)區(qū)域周?chē)牡缆方煌ò踩珕?wèn)題，合理分配警力，更高效地出警，推進(jìn)警務(wù)信息化的建設(shè)，促進(jìn)“智能交通”的發(fā)展。

2? 系統(tǒng)分析

本系統(tǒng)主要面向警察，重點(diǎn)在于警察日常的業(yè)務(wù)操作，該系統(tǒng)一共分四個(gè)角色：警員、警司、警督、警監(jiān)。系統(tǒng)的主要功能為：個(gè)人信息管理、網(wǎng)上報(bào)警功能、值班信息管理、常見(jiàn)問(wèn)題管理、處罰申請(qǐng)審批管理、立案申請(qǐng)審批管理、案件轉(zhuǎn)移申請(qǐng)審批管理、歷史警情錄入管理、歷史口供錄入管理等。不同的角色對(duì)應(yīng)不同的功能和權(quán)限。

2.1? 未登錄用戶(hù)功能模塊

（1）網(wǎng)上報(bào)警：在系統(tǒng)上能夠進(jìn)行網(wǎng)上報(bào)警，包括時(shí)間、地點(diǎn)、案件簡(jiǎn)述等。

（2）常見(jiàn)問(wèn)題查詢(xún)：能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)布的常見(jiàn)問(wèn)題的即時(shí)查詢(xún)，提供關(guān)鍵字搜索功能。

2.2? 登錄用戶(hù)功能模塊

2.2.1? 警員功能模塊

（1）個(gè)人信息管理：能夠?qū)€(gè)人信息進(jìn)行增刪改查。

（2）值班信息查詢(xún)：能夠?qū)景l(fā)布的值班信息進(jìn)行查詢(xún)，提供按照值班警員姓名的搜索功能。

（3）歷史警情錄入：對(duì)歷史案件的增刪改查。

（4）歷史口供錄入：對(duì)口供信息的增刪改查。

（5）處罰申請(qǐng)管理：能夠提交處罰申請(qǐng)至警督和警監(jiān)，包括犯罪人基本信息、案件簡(jiǎn)述、給予的懲罰和創(chuàng)建人姓名。

（6）立案申請(qǐng)管理：能夠提交立案申請(qǐng)至警督和警監(jiān)，包括犯罪人基本信息、案件簡(jiǎn)述和創(chuàng)建人姓名。

（7）案件轉(zhuǎn)移申請(qǐng)管理：能夠提交案件轉(zhuǎn)移申請(qǐng)至警督和警監(jiān)，包括案件描述、轉(zhuǎn)移原因說(shuō)明、轉(zhuǎn)移部門(mén)和創(chuàng)建人姓名。

（8）網(wǎng)上報(bào)警管理：能夠?qū)W(wǎng)上報(bào)警信息進(jìn)行審閱。

2.2.2? 警司功能模塊

（1）常見(jiàn)問(wèn)題管理：實(shí)現(xiàn)對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案的增刪改查。

（2）個(gè)人信息管理：對(duì)個(gè)人信息的增刪改查。

（3）值班信息管理：對(duì)值班信息的增刪改查。

2.2.3? 警督/警監(jiān)功能模塊

（1）個(gè)人信息管理：對(duì)個(gè)人信息的增刪改查。

（2）處罰申請(qǐng)管理：對(duì)警員提交的處罰申請(qǐng)進(jìn)行審批。

（3）立案申請(qǐng)管理：對(duì)警員提交的立案申請(qǐng)進(jìn)行審批。

（4）案件轉(zhuǎn)移申請(qǐng)管理：對(duì)警員提交的案件轉(zhuǎn)移申請(qǐng)進(jìn)行審批。

2.3? 系統(tǒng)管理員功能模塊

（1）角色管理：設(shè)立業(yè)務(wù)所需的角色，給角色增加不同的權(quán)限。

（2）用戶(hù)管理：可以對(duì)用戶(hù)實(shí)現(xiàn)增刪改，并將角色分配給各個(gè)用戶(hù)。

（2）權(quán)限管理：給系統(tǒng)當(dāng)中不同的角色設(shè)置不同的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。

3? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文在此階段的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)基于MVC的警務(wù)管理信息系統(tǒng)，提高警務(wù)日常工作效率，提供大數(shù)據(jù)預(yù)警功能，促進(jìn)智能警務(wù)的發(fā)展。

3.1? 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)使用Visual Studio 2015來(lái)搭建MVC框架，同時(shí)運(yùn)用Jupyter notebook和Rstudi進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。在數(shù)據(jù)庫(kù)方面，采用SQL Sever存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2? 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)該系統(tǒng)涉及的業(yè)務(wù)功能，可將系統(tǒng)劃分為6個(gè)功能模塊，功能結(jié)構(gòu)模塊如圖1所示。

3.3? 系統(tǒng)工作模式設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用的是B/S即瀏覽器/服務(wù)器模式，該架構(gòu)由表現(xiàn)層、邏輯層、數(shù)據(jù)層組成，Web瀏覽器是客戶(hù)端最主要的應(yīng)用軟件。在這種模式當(dāng)中，客戶(hù)端利用瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)Web服務(wù)器，再由其訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)獲取所需信息。這種模式最大的優(yōu)點(diǎn)在于分布性較強(qiáng)，只要有網(wǎng)絡(luò)和瀏覽器即可隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)。且因其將核心功能集中在服務(wù)器中，使得系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)都較為簡(jiǎn)單方便。具體的架構(gòu)如圖2所示。

4? 結(jié)? 論

本文采用MVC NET技術(shù)，按照系統(tǒng)規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施的“結(jié)構(gòu)化生命周期法”開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有多角色的警務(wù)管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是滿(mǎn)足警務(wù)人員日常業(yè)務(wù)的需求，如網(wǎng)上報(bào)警錄入、歷史警情錄入、口供信息管理等。并且在滿(mǎn)足日常業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，還利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，將數(shù)據(jù)庫(kù)中大量的警情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的決策信息，如機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)算法解決通過(guò)時(shí)間、地點(diǎn)等信息對(duì)交通事故類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)的問(wèn)題等，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)的對(duì)警情進(jìn)行預(yù)測(cè)。

同時(shí)還本系統(tǒng)可以合理改善機(jī)場(chǎng)區(qū)域周?chē)牡缆方煌ㄟ`法、交通擁堵問(wèn)題，合理分配警力，使之能更高效的出警，從而推進(jìn)警務(wù)信息化的建設(shè)，有效促進(jìn)“智能交通”的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：夏子陽(yáng)（1997-），男，漢族，湖南人，學(xué)士學(xué)位，本科在讀，研究方向：商務(wù)智能。