基于GPRS 的公安交警移動警務系統設計與實現

摘 要:針對公安工作移動性、突發性、緊急性等特點，以GPRS無線傳輸網絡為依托，開發設計了一套實時與公安系統數據中心進行數據交換的公安交警移動警務系統。該系統整合多項業務數據，能夠安全快速與公安內網的數據和圖像信息進行無線查詢和傳輸，并現場通過藍牙打印機打印所需的罰單和相關信息。在Nokia N72實物環境下驗證了系統的功能和性能要求。

關鍵詞:GPRS; 移動警務系統; J2ME; 藍牙

中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)10-0052-03

Design and Implementation of Wireless Mobile Traffic Police Office System Based on GPRS

WANG Dong

(School of Mathematics and Computational Science， Guilin University of Electronic Technology， Guilin 541004，China)

Abstract:A mobile traffic police office system based on GPRS wireless transmission network is developed， which can exchange data with the data center of public security system real-timly， according to the characteristics of mobility，burstiness and urgency of the public security. The system can integrate many datas， and inquiry and transfer the data and image safely and quickly in Intranet with eachother， print the required ticket and information by Bluetooth. The function and performance of the system are verified in Nokia N72 environment.

Keywords:GPRS; mobile police office system; J2ME; bluetooth

隨著我國城市建設規模的擴大，車輛日益增多，交通運輸的經營管理和合理調度，警用車輛的指揮和安全管理，違章車輛實時處罰已成為公安、交通系統中的一個重要問題。以前的交通警務管理系統將車輛管理，駕駛員違章，事故積分等信息現場由交警進行記錄，由交警將每天的工作上報到所在公安局，再錄入到公安交警綜合處理系統中，這樣一種工作方式只能實現靜態數據的處理，將車輛的管理工作人為分開，增加工作量，遠遠不能適應交警工作的移動性，突發性，實時性的特點。因此基于各種架構與技術的公安移動警務系統被提出并設計出來[1-8]。本文以GPRS無線傳輸網絡為依托，借助J2ME技術與Oracle 9i數據庫設計開發了一套實時與公安系統數據中心進行數據交換的公安交警移動警務系統，最終通過手機終端進行了測試，該系統的使用將極大地提高一線交警管理和辦案工作效率。

1 GPRS在公安警務工作的應用分析

GPRS是通用分組無線業務的簡稱，是在現有的GSM系統上發展起來的一種新的承載業務。主要是在現有的GSM網絡中增加一些節點:網關GPSRS支持節點GGSN，服務GPRS支持節點SGSN。GPRS網絡實現了多時隙捆綁、數據壓縮等各種有利于高速數據傳輸的功能。其主要網絡單元功能分為以下幾個部分:

(1) 分組控制單元(PCU) :主要用于完成無線數據塊的轉換，把分組業務送往SGSN，把話音業務送往MSC(移動交換中心);

(2) SGSN: 執行移動性管理、安全功能、接入控制和路由選擇等功能;

(3) GGSN: 負責提供GPRS PLMN(公用陸上移動通信網) 與外部分組數據網的接口，并提供必要的網間安全機制(如防火墻);

(4) 邊界網關(BG):邊界網關用于PLMN 間GPRS 骨干網的互聯，它應具有基本的安全功能;

(5) 計費網關(CG):通過與GPRS 網絡中的計費實體通信，用于收集各GSN(GPRS 服務支持節點)發送的計費數據記錄;

(6)域名服務器(DNS): 負責提供GPRS 網內部SGSN，GGSN 等網絡節點的域名解析以及APN(訪問接入點) 的解析。

它在公安警務工作的應用特點主要體現在以下幾個方面:

(1) 網絡覆蓋范圍廣:GPRS支持Internet上最廣泛使用的IP協議和X.25協議，能夠提供Internet和其他網絡的隨時隨地全球無縫接入，真正實現公安人員移動辦公。

(2) 資源利用率高:移動警務系統網絡選擇上，如果通過公安系統單獨建立專用網絡通道則成本過高。GPRS是在原有的GSM網絡的基礎上發展起來，引入分組交換的傳輸方式，使用者只有在發送或接收數據期間才占有資源，按實際通信的數據流量為計費標準，提高資源利用率。

(3) 數據帶寬:采用內部的無線對講網絡不能滿足網絡的帶寬要求，GPRS的數據傳輸速度可達57.6 Kb/s，最高可達171 Kb/s，能很好滿足公安工作實時性和突發性要求。

(4) 傳輸安全可靠:數據傳輸過程中，IP數據包通過分組交換技術被分成若干片段，通過不同的路由以存儲轉發的方式傳送到目的端，再組成完整的數據。數據包可連續發送，從而能夠保證公安工作實時傳輸的可靠性。

2 系統設計

公安交警移動系統功能主要分為以下部分:

違章處罰系統 登記駕駛員違章信息及處罰信息，主要有罰款、記分、吊扣、拘留、撤銷和強制措施等處罰管理，完全適應違章當場處罰程序和一般處罰程序以及強制措施的處理程序。

手機拍照違章 根據違章信息，對車輛及個人進行拍照存儲，記錄其違章信息，通報對應違章車主，同時給予對應車輛駕駛員相應處罰，其處罰數據進入違章處罰系統中，實時打印罰單。

對帳系統 將收款點交款和處罰存根罰款進行自動比對，已準確、迅速統計出違章交款情況;通過應交款統計、實交款統計及兩者差值，方便對交款點的監督。

2.1 系統網絡拓撲結構設計與實現

公安交警移動警務通系統，基于跨無線移動平臺，采用內外網分離架構，多通道內外網隔離技術，在數據高速傳遞的同時保證公安專網數據的安全性。系統由移動終端，移動通信網絡，無線系統隔離局域網，公安內網4大部分組成:

移動終端 具備一定計算、存儲、傳輸功能的手機，PDA和移動設備，公安交警通過安裝在移動終端的軟件系統進行信息的采集、查詢、比對。

移動通訊網絡 負責移動終端和無線系統隔離局域網之間的通信。移動終端發起無線請求，來自移動終端的數據經過基站后分流，通過SGSN完成移動臺和GPRS骨干網之間的數據發送和接收。GGSN在GPRS網絡和公用數據網之間起關口的作用，通過它與Internet網進行連接。再通過防火墻過濾進入公安外網。

無線系統隔離局域網 由存儲外網數據庫的外網服務器，認證服務器和隔離/請求轉發器及物理安全網閘構成。通過現有的GPRS網絡和轉發器將移動終端發出的數據請求接入到外網服務器，得到數據請求的結果通過XML數據格式實時返回給移動終端。物理隔離網閘連接公安內網服務器和外網服務器2個系統之間，不存在通信的物理連接，邏輯連接，信息傳輸協議，將外網服務器的數據包進行分解，重組為靜態數據，并對靜態數據進行安全審查，確認為安全的數據進入公安內網服務器。

公安內網 是由公安內部的核心數據庫(車輛信息管理庫，被盜車輛信息庫，三逃/高危人員信息庫，流動人員信息庫，常住人員信息庫)，內網服務器，隔離/請求轉發器及數據接口模塊組成。通過安全隔離網閘，將公安內網的數據庫與外網服務器內的數據庫進行實時單向同步，將核心數據庫信息傳輸到外網服務器，杜絕外部攻擊公安內網的可能性。GPRS網絡拓撲結構如圖1所示。

圖1 GPRS網絡拓撲結構圖

2.2 系統軟件結構設計與實現

移動無線交警系統軟件端由客戶端軟件設計，服務器端軟件設計，模塊管理系統及后臺數據庫組成。

客戶端軟件采用J2ME來設計，J2ME充分利用Java語言的平臺無關性跨平臺運行，支持HTTP， TCP等網絡協議，可以直接訪問Internet。支持高效率的分布式計算，有利于充分利用移動設備上的資源。J2ME提供MIDP 2.0規范，它要求所有的MIDP設備實現HttpConnection接口，這樣所有遵從MIDP規范的設備在HTTP協議下都可以相互通信。通過這個接口，客戶端程序實時與服務端發生通信。為了減少與服務器端的交互，將數據字典信息存儲在客戶端，提高了系統的性能。

客戶端的軟件復雜度較大，界面多，因此需考慮到軟件的重用性，而且目前系統還只是交警版，將來會擴展到火警版，民警版，采用以前簡單的模式設計將有可能導致系統的效率低下。因此，系統的設計模式采用MVC(model view controller)模式，將系統的應用分成3個層即模型層，視圖層和控制層，模型層。模型層封裝了系統的核心數據，系統的功能。視圖層解釋模型層，并將數據及系統的功能通過界面顯示，控制層定義應用程序行為，協調模型和視圖。將這3個層分離，有利于不同模塊的分工負責，提高程序的擴展性和健壯性。

服務器端程序的開發選擇選擇Servlet，JavaBean。Servlet通過HTTP建立起與客戶端基于主求與回應的動態模式。客戶端通過GPRS無線通信網絡向服務端發送HTTP請求，服務器端接收請求響應調用相應的JavaBean業務邏輯模塊，通過JDBC訪問移動交警后臺數據庫，并將查詢處理結果通過Servlet返回給客戶端顯示。

移動交警系統客戶端頻繁請求數據庫連接，不但占用系統資源，而且有可能導致系統崩潰，因此，服務器端建立了數據庫連接池，將一定數量的連接預先放入，需要時從連接池中取，這樣實現多個請求共享資源，提高數據庫的訪問效率。

人物照片和車輛照片的采集和比對是公安工作重要的一環，服務器端對客戶端發過來的圖片以大對象(Blob)類型存儲在數據庫相應的字段，并在服務器端對圖像進行相應的增強處理，公安民警根據需要可以現場通過藍牙打印機打印車主證件，罰單信息，及查詢和比對人物車輛照片，適應公安交警實時性，移動性的要求。

2.3 模塊管理系統及后臺數據庫

模塊管理系統包括警員權限管理系統和系統更新模塊，警員權限管理授予不同的警員對系統訪問的不同權限。系統更新模塊是當系統有模塊功能改變，或增加新的功能時，通過此模塊不同的警員可以實時下載不同的更新版本。

后臺數據庫采用Oracle 9i數據庫，Oracle 9i是一種引入面向對象的數據庫系統，采用對象/關系模型，不僅處理傳統的表結構信息，而且支持其他多媒體數據類型，如文本，視頻，圖形等。采用高級網絡技術和分布式結構，可將數據和應用駐留在多臺計算機上，同時保證計算機之間的通信是透明的。提供了自動備份和恢復功能，提高了良好的安全性。

2.4 系統實現

系統通過中國移動的GPRS 網絡在Nokia N72進行了現場實測， 并與有線模擬器進行對比， 結果如表1所示。

表1 實測時間記錄表

實測項目時間(Nokia N72+GPRS)

車主基本信息查詢 3 s

車主基本信息錄入(28字段)8 min

車輛及照片信息查詢 8 s

被盜車輛查詢 3 s

違章處理及罰單打印 4 min

由實測結果可知， 系統運行速度在可接受的范圍內，可滿足公安業務的功能需求，與原有的人工方式相比，省時又省力。使用界面友好，便于用戶使用和對后期系統的維護升級，提高了公安交警與中心數據交換的效率

3 結 語

本文所描述的移動警務系統在Nokia N72機型上通過測試。系統綜合利用無線移動存儲技術，嵌入式數據庫技術，網絡安全技術等。該系統具有實時查詢車輛信息，被盜車輛查詢，車主信息采集和查詢，實時打印車主信息及罰單，交警管理等功能，系統提高了公安交警的工作效率。隨著第三代移動通信(3G)的全面推廣，網絡傳輸速率將大大提高，系統的應用前景將十分廣闊。

參考文獻

[1]閆茂德，吳清云，紀志強，等.基于WAP的無線移動警務系統的研究與實現[J].計算機應用與軟件，2007(3):122-125.

[2]王荃，張永智，駱崇.公安無線移動警務系統[J].現代電子技術，2004，27(14):26-27.

[3]閻茂德，紀志強，吳青云，等.基于C/S結構的公安交警無線移動警務系統的設計與實現[J].微電子學與計算機，2006(3):129-130.

[4]單榮彬.公安交通移動警務管理系統的設計與實現[J].黑龍江科技信息，2009(2):82-82.

[5]陳偉，李永明.公安無線警務系統框架設計[J].電腦學習，2009(2):52-54.

[6]石淼，胡昌平，楊光年.基于GPRS無線通信平臺的高可靠通信管理軟件設計[J].科技創新導報，2008(21):25-27.

[7]紀志強，閆茂德，賀昱曜.公安無線移動警務交通管理系統的設計與實現[J].計算機應用與軟件，2007(11):114-116.

[8]康利剛， 常朝穩， 李平.基于PDA的移動警務罰單打印的設計與實現[J].微計算機信息，2007，23(18):161-16.

[9]喬德.Symbian OS J2ME編程指南——移動開發系列叢書[M].詹建飛，譯.北京:人民郵電出版社，2005.

[10] 凱特.Oracle 9i10g 編程藝術:深入數據庫體系結構[M].蘇金國，譯.北京:人民郵電出版社，2006.