警用倉(cāng)庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警信息監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張俊霖，王俊修，王元虎，姜軍

（公安部第一研究所，北京100044）

0 引言

警用倉(cāng)庫(kù)承擔(dān)著儲(chǔ)存警用裝備，為公安機(jī)關(guān)行使權(quán)利和職責(zé)提供物資保障。我國(guó)部級(jí)省級(jí)市級(jí)甚至縣縣都有自己的警用倉(cāng)庫(kù)，而倉(cāng)庫(kù)的管理需要大量人手。為滿足當(dāng)前社會(huì)安定的需求，倉(cāng)庫(kù)管理人員還要負(fù)責(zé)其他公安事務(wù)，造成人力緊張的局面。公安部發(fā)文指出，要“以機(jī)器換人力，以智能增效能，最大限度的釋放警力，提高公安機(jī)關(guān)核心戰(zhàn)斗力”。因此，如何在倉(cāng)庫(kù)管理人員不足的情況下，提高倉(cāng)庫(kù)的管理水品，成為了公安科技人員開(kāi)展創(chuàng)新工作的新動(dòng)力。

1 公安倉(cāng)庫(kù)管理現(xiàn)狀與問(wèn)題

我國(guó)處于改革發(fā)展的轉(zhuǎn)型期。這也是問(wèn)題矛盾凸顯的高發(fā)期。不僅治安問(wèn)題多樣，數(shù)量也增多。這對(duì)我國(guó)民警造成一定考驗(yàn)，這不僅僅要讓民警承擔(dān)更多的工作量，同時(shí)也要應(yīng)對(duì)各種多發(fā)問(wèn)題。兵馬未動(dòng)，糧草先行。物資的安全保障尤為重要，也為物資保障能力提出了更高的要求。

我國(guó)警用倉(cāng)庫(kù)遍布全國(guó)，部級(jí)、省級(jí)、市級(jí)甚至縣都有分布，是我國(guó)公安系統(tǒng)的物資保障和后盾?，F(xiàn)在倉(cāng)庫(kù)管理人員面臨人員老化，人員少，職責(zé)繁重等問(wèn)題。而自然災(zāi)害的增多，國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的提高，人民對(duì)生活品質(zhì)要求的提高，對(duì)當(dāng)前治安更高的要求。這又進(jìn)一步加劇了警力緊張的矛盾。且倉(cāng)庫(kù)管理人員的計(jì)算機(jī)遂平較低，年齡較大，學(xué)習(xí)能力較弱，難以利用操作繁瑣的系統(tǒng)對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行管理。

2 警用倉(cāng)庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警信息監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)概念的警用倉(cāng)庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警信息監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)是集三維信息呈現(xiàn)，多方位信息感知，報(bào)警聯(lián)動(dòng)等技術(shù)于一體的全方位信息呈現(xiàn)系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)接，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)物資環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并對(duì)異常問(wèn)題進(jìn)行定位提示，實(shí)現(xiàn)從對(duì)倉(cāng)庫(kù)從物資信息到安防監(jiān)控全方位的信息呈現(xiàn)。

警用倉(cāng)庫(kù)物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警信息監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是建立一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的三維信息可視化的信息展示平臺(tái)。將離散的信息以三維系統(tǒng)建模為基礎(chǔ)，多層次、多維度、多方位直觀地展示出來(lái)。并對(duì)視頻監(jiān)控信息進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，快速定位問(wèn)題所在，查看問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)應(yīng)對(duì)險(xiǎn)情的決策提供依據(jù)。

三維倉(cāng)庫(kù)仿真場(chǎng)景的建立能夠全方位、更直觀地提供倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的各種信息，并可以實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)漫游，感受與真實(shí)倉(cāng)庫(kù)相似的體驗(yàn)。三維倉(cāng)庫(kù)仿真場(chǎng)景可以實(shí)現(xiàn)多層次，區(qū)域切換，任意漫游，放大縮小旋轉(zhuǎn)等立體三維方式查看和瀏覽倉(cāng)庫(kù)信息，并能快速定位問(wèn)題的原因和位置。

整個(gè)系統(tǒng)采用B/S 模式，分為三層：數(shù)據(jù)層，服務(wù)層，應(yīng)用層。數(shù)據(jù)層主要負(fù)責(zé)通過(guò)傳感器等傳感設(shè)備收集倉(cāng)庫(kù)的信息資料和對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。采用Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。服務(wù)層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并調(diào)用外部系統(tǒng)。應(yīng)用層負(fù)責(zé)對(duì)倉(cāng)庫(kù)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行三維展示，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定位和報(bào)警，以利于使用者快速掌握問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)情況。系統(tǒng)整體層次圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)整體層次圖

3 倉(cāng)庫(kù)信息三維呈現(xiàn)

倉(cāng)庫(kù)空間是三維的，二維界面無(wú)法描繪三維的問(wèn)題。因此信息的呈現(xiàn)方式采用三維的方式進(jìn)行呈現(xiàn)。在三維建模的基礎(chǔ)上，對(duì)警用倉(cāng)庫(kù)的安防狀態(tài)，環(huán)境信息，物資信息進(jìn)行展示。管理人員能夠?qū)}(cāng)庫(kù)的信息一目了然，即減少了去倉(cāng)庫(kù)巡查的麻煩，又能對(duì)倉(cāng)庫(kù)信息有一個(gè)直觀的感受。倉(cāng)庫(kù)的瀏覽分為兩種模式，一種是觀察者模式，另一種是漫游模式。觀察者模式可實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景的自由旋轉(zhuǎn)，放大縮小，翻滾和異動(dòng)用戶視角。觀察者模式有三個(gè)視角：整體倉(cāng)庫(kù)視角、建筑內(nèi)視角、樓層視角。整體倉(cāng)庫(kù)視角是對(duì)當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)的外圍查看視角，看查看倉(cāng)庫(kù)內(nèi)都有什么建筑物，在室外有什么陳設(shè)，如圖2 所示。建筑內(nèi)視角是對(duì)一個(gè)建筑物內(nèi)的查看視角，查看當(dāng)前建筑內(nèi)的樓層框架，如圖3 所示。樓層視角是查看建筑內(nèi)的某一層信息如圖4 所示。而漫游模式則是提供人在倉(cāng)庫(kù)中的視角，如同身臨其境一般在倉(cāng)庫(kù)里行走，對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物資和設(shè)備信息進(jìn)行查看，其效果圖如圖5 所示。系統(tǒng)采用B/S 的設(shè)計(jì)架構(gòu)。WebGL 在B/S 的三維建模上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此采用WebGL 技術(shù)進(jìn)行建模[1]。

圖2 整體倉(cāng)庫(kù)視角圖

圖3 建筑內(nèi)視角圖

圖4 樓層視角圖

圖5 漫游模式效果圖

WebGL 是Khronos 提出的一種繪圖技術(shù)，用于在Web 瀏覽器創(chuàng)建三維圖形的API。它基于OpenGL ES 2.0 標(biāo)準(zhǔn)，并使用OpenGL 的著色語(yǔ)言GLSL，而且還提供了類似于OpenGL 的API。WebGL 具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）WebGL 運(yùn)行環(huán)境安裝簡(jiǎn)單，是通過(guò)JavaScript來(lái)制作網(wǎng)絡(luò)交互式三維動(dòng)畫(huà)，基于此技術(shù)，客戶端不需要安裝插件即可支持三維圖形展示；

（2）WebGL 可移植性強(qiáng)。WebGL 是開(kāi)源的同時(shí)，HTML5 的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)也破除了硬件和系統(tǒng)的限制，且支持輕量級(jí)3D 應(yīng)用，降低了對(duì)硬件的要求；

（3）WebGL 效果豐富。因引用了OpenGL ES 2.0的可編程處理器，利用了底層的圖形硬件加速功能進(jìn)行圖形渲染，同時(shí)還能創(chuàng)建復(fù)雜的導(dǎo)航和數(shù)據(jù)可視化效果，豐富界面的效果[2]。

4 加密傳輸

為了保持界面的友好性，我們采用AJAX 技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)前端跟后臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸?shù)母袷讲捎贸Ｓ玫腏SON 格式。JSON 是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，易于閱讀和編寫(xiě)，同時(shí)也易于機(jī)器解析和生成。因此JSON 成為理想的數(shù)據(jù)交換語(yǔ)言。

單JSON 格式也存在諸多問(wèn)題，保密性不高，缺少專用的加密技術(shù)框架，導(dǎo)致JSON 存在泄密的可能。JSON 數(shù)據(jù)和XML 數(shù)據(jù)功能結(jié)構(gòu)的相似性,且有成熟的加密技術(shù)框架。因此，采用XML 的加密傳輸技術(shù)對(duì)JSON 數(shù)據(jù)進(jìn)行出加密傳輸。XML 通常的加密方式是加構(gòu)建在PKI 體系結(jié)構(gòu)上。但PKI 體系存在認(rèn)證效率低，數(shù)字證書(shū)管理復(fù)雜等問(wèn)題[3]。

本文采用基于IBC 體系的加密方案。本方案不需要證書(shū)來(lái)保存公鑰和私鑰的信息，可根據(jù)接收方的任何數(shù)據(jù)發(fā)送方都可以根據(jù)接收方身份信息計(jì)算出相應(yīng)的公鑰，接收方通過(guò)自己的私鑰進(jìn)行解密，獲取密文的對(duì)稱秘鑰。確保了信息安全的同時(shí)也簡(jiǎn)化了安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，解決了數(shù)據(jù)在前端和后臺(tái)之間傳輸泄密的問(wèn)題。

5 報(bào)警聯(lián)動(dòng)

報(bào)警聯(lián)動(dòng)的功能體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

（1）綜合管理：建立報(bào)警聯(lián)動(dòng)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的綜合管理。傳統(tǒng)的信息孤島向管理平臺(tái)的變革的趨勢(shì)已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。通過(guò)建立報(bào)警聯(lián)動(dòng)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)子功能系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接。在系統(tǒng)中稍作配置，即可完成對(duì)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和功能系統(tǒng)的增加。即增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，提高了子系統(tǒng)接入的效率和應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景的能力。

（2）分散控制：所謂的分散控制是報(bào)警聯(lián)動(dòng)管理平臺(tái)兼容市面上主流廠家的產(chǎn)品，各個(gè)子系既能獨(dú)立工作互不干擾。子系統(tǒng)主要包含視頻監(jiān)控、報(bào)警器、玻璃破碎報(bào)警器、紅外探測(cè)、紅外幕簾、水浸傳感器等,這些子系統(tǒng)能夠獨(dú)立進(jìn)行工作，互不干擾。

（3）聯(lián)動(dòng)控制：聯(lián)動(dòng)控制是指各個(gè)子系統(tǒng)可通過(guò)將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到報(bào)警聯(lián)動(dòng)管理平臺(tái)，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理分析判斷后，調(diào)用其他子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的一體化。這樣既能充分發(fā)揮各個(gè)子系統(tǒng)的功能，又能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)一體化的效果，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的互通共享，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)調(diào)用。例如有人員非法入侵倉(cāng)庫(kù)，紅外探測(cè)探測(cè)到險(xiǎn)情，將報(bào)警信息傳輸給報(bào)警聯(lián)動(dòng)平臺(tái)，報(bào)警聯(lián)動(dòng)平臺(tái)調(diào)取險(xiǎn)情發(fā)生地的視頻監(jiān)控予以展示。增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性和問(wèn)題的針對(duì)性，極大的提高了安防水平和效率，為決策提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。

（4）大聯(lián)網(wǎng)：2012 年6 月1 日我國(guó)正式發(fā)布實(shí)施的GB/T28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》為視頻監(jiān)控“大聯(lián)網(wǎng)”提供了標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。視頻大聯(lián)網(wǎng)己經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。在進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作時(shí)需要大聯(lián)網(wǎng)的支持，由信息孤島向大聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)變需要政府主導(dǎo)，將各個(gè)視頻監(jiān)控子系統(tǒng)融合到更大的管理平臺(tái)上[4]。

報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能能夠有效的將各個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的信息共享信息聯(lián)動(dòng)，從而將各個(gè)系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)倉(cāng)庫(kù)管理的一體化和自動(dòng)化，提高了倉(cāng)庫(kù)管理的安放保障管理水平[5]。

6 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)將三維信息呈現(xiàn)、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、加密傳輸?shù)燃夹g(shù)有效的結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)警用倉(cāng)庫(kù)的多層次、多角度、寬領(lǐng)域信息的直觀呈現(xiàn)，并將系統(tǒng)與視頻系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)等有效地連接起來(lái)，進(jìn)一步發(fā)掘倉(cāng)庫(kù)基礎(chǔ)設(shè)施的功能，提高系統(tǒng)利于水平和倉(cāng)庫(kù)的管理水平并減少了人力的參與，可有效解決當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)的管理問(wèn)題。