可穿戴技术在单警装备中的应用模式研究

李胜广 谭林 周千里2

1．公安部第一研究所 2．北京市公安局 3．警务物联网应用技术公安部重点实验室

谷歌眼镜集声控搜索、摄影、录像、导航、通讯等多种功能于一体，在诸多人眼中俨然是当今最科幻的电子产品。可穿戴式智能设备如雨后春笋般现身，苹果、三星、小米、百度等科技厂商均提前布局可穿戴电子设备领域。可穿戴计算机给人们提供了一种全新的人机交互模式，以使用者的身体为物理支撑环境，通过眼镜、手表、腕带、纽扣、背包、背心、皮带等形式穿戴在使用者身上。可穿戴性是其区别于其它计算系统（传统PC、PDA等）最显著的特征之一，既包括穿戴在人体的舒适性，又包括用户与可穿戴装备之间的交互关系。

一、可穿戴装备现状与发展

（一）可穿戴装备的现状

目前已经问世和即将问世的可穿戴装备基本包括四大类：

（1）运动和健康辅助的Jawbone Up、Nike+Fuelband、Fitbit Flex，以及百度的咕咚手环、大麦计步器等；

（2）可以不依附于智能手机的独立智能设备iWatch，以及即将面世的果壳智能手表；

（3）作为互联网辅助产品的谷歌眼镜、百度Eye类产品；

（4）与物联网密切相关的加拿大Thalmic Labs的体感设备MYO等。

谷歌眼镜：具有智能手机、声音控制拍照、视频通话、GPS定位、上网、文字信息处理和电子邮件等功能。

索尼Smart watch MN2：安卓系统、支持多点触控、与手机通过蓝牙连接，可查看通讯录、接收短信、查找手机、快捷回复短信、安装APP等功能。

百度咕咚手环：用户可以在官网上进行数据承载、展示，并可在社交网站上进行分享。当处于运动模式时，该手环能24小时记录佩戴者的活动情况，包括行走的里程、步数和消耗的卡路里；当处于睡眠模式时，能监测睡眠质量和睡眠深浅状态。

小米手环：每天记录全天活动，计算行走距离及热量消耗，30天超长续航，并且价格仅为79元。

Nike+ FuelBand 2.0手环：用户可以为自己设定每日活跃程度目标，以及他们希望达成多少。FuelBand 2.0手环通过20个LED彩灯进行记录。FuelBand内置的USB接口可以与Nike+网站相同步，或通过蓝牙与免费的iPhone应用同步，从而记录并跟踪每一天的活动和进展。

（二）可穿戴装备的发展

据艾媒咨询（iiMedia Research）数据显示，2012年中国可穿戴装备市场各种设备出货量达到230万部，预计到2015年，中国可穿戴装备市场出货量将超过4000万部。艾媒咨询分析认为，随着全球可穿戴装备市场的逐渐兴起，中国可穿戴装备市场也将迎来高速增长，而中国市场将逐渐成为全球可穿戴装备市场的核心。不同形态的各种可穿戴装备也将从各个方面进入人们的生活，成为未来市场的热点。

美国咨询公司高德纳（Gartner）的预计更为乐观，认为2016年可穿戴智能设备的全球市场规模将达到100亿美元。美国科技博客Business Insider也有文章指出，到2018年，这一领域的全球市场规模将突破120亿美元。

二、单警装备和可穿戴技术的融合

为什么研究可穿戴技术在单警装备中的应用模式，主要有以下几个原因：

（一）情报主导警务的要求

情报主导警务，狭义上说是把公安情报工作置于基础、先导的位置，以构建全方位、多层次的情报信息网和情报信息系统为基础，进行公安情报的搜集整理、分析研判工作，根据分析研判得出的情报信息，把握社会动态特点与规律，为公安决策提供依据，引导警务工作重点，有针对性地采取“打、防、管、控”措施，先发、精确打击各类违法犯罪活动，实现公安工作的主动性。以智能眼镜为例，可穿戴单警装备将情报的搜索与警务工作紧密结合起来，不仅能够实时实地获取信息，而且前端智能可穿戴装备具有某些重点人员的人脸识别等功能，实现了警员执勤过程中情报的获取。

（二）云端应用模式的推进

随着云计算和物联网技术的发展，传统取证方式已越来越不能适应公安工作的需要。可穿戴单警装备能够提供一种基于物联网的云端取证技术体系架构，通过云端取证工作模式，实现取证工作的跨地域快速响应、远程设备快速调用、分析取证便捷迅速、系统整体部署实现快、即插即用等特点。

（三）大数据链条上的有力补充

目前，警务工作中大数据的获取主要依赖大量固定式的视频监控、各类人工采集数据输入、社会资源数据导入等。部署在地面上的巡警、治安、便衣、交警等各类警察通过可穿戴单警装备所获取的情报资源，如果能够实时连接后台，将为目前的警务大数据提供有力补充。

三、可穿戴装备在公安领域中的应用模式思考

（一）公安单警装备

单警装备是指公安机关各警种单警在巡逻、执法、检查等警务活动中，依据《公安部单警装备配备标准》规定，穿着、携带和使用的装备。单警装备分为“必配”和“选配”两种类型，“必配”是指公安单警完成基本工作任务所必须配备的装备，包括警服、手铐、伸缩警棍、强光手电、催泪喷射器、急救包、多功能腰带、防割手套、对讲机；“选配”是指根据实际工作需要有选择配备的装备，包括枪支、警务通、防刺服、警用制式刀具、警用水壶、警用装备包。

从功能上分，单警装备可以分成三大类：（1）攻击类单警装备，制服违法犯罪分子的装备；（2）防护类单警装备，保护民警自身安全的装备；（3）数字类单警装备，记录执法现场、通讯和远程办公等装备。具体如图3所示。

实际上，移动警务终端的研究和应用已经开展了很多年，各地公安机关也都先后进行了诸多实践和探索，取得了不错的成效，同时存在一定的不足：

（1）从一线民警调研，攻击类、防护类单警装备种类较多，但数字类单警装备种类功能均比较单一。虽然执法仪等装备集成了数码相机、录音笔、GPS定位等功能，警务通集成了手机、对讲机、远程办公系统等功能，但这些装备仍然相对笨重、功能单一、科技感不强。

（2）各警种终端配备多样导致不同业务工作需要配备不同的终端，增加了一线民警负担，给警务信息共享也带来一定的困难。

（3）以电台为主的警务终端能够很好解决语音通信的问题，但由于终端屏幕和网络带宽问题，移动数据应用，特别是无线宽带数据的应用一直是软肋。此外，专用警务终端无法做到7×24小时服务于民警，用户体验和便携性也一直是专用终端的弱项。

（4）特殊情况下需要隐蔽侦查时，专用终端不易于保密和隐藏，可穿戴装备则更方便伪装。

（二）功能需求

可穿戴单警装备通过无线通信，实现低耗、灵活、便捷的数据传输，在民警的执勤过程中随时检测民警的位置信息和状态，监测周围环境和被关注对象，并通过网络传输至监控中心，及时发现可疑情况，实现灵活警力调配和联动指挥。目前的警用执法仪已具有可穿戴装备的雏形，包括录音录像等功能。

目前，可穿戴单警装备应具备以下全部或部分功能：

1．位置服务

可穿戴单警装备应能够获取民警所在的位置。目前，可通过GPS/北斗/AGPS等获得民警当前位置信息。

2．秘拍秘录

目前的执法仪通过一键式操作即可控制拍照、摄像、录音、送话、回放等功能，实现民警在现场的执法记录功能。可穿戴单警装备应具有声音控制拍照、视频通话、数据通信、方向辨明等功能，未来应实现人脸抓拍识别、声音拾取识别、人体步态识别等更智慧的功能。

3．生命体征监测

包括体温、脉搏/心率、呼吸、血压等指标。

4．人体状态监测

公安民警每天面对杀人、抢劫、强奸等各类罪犯，受到人身攻击的几率较大。通过人体运动模型，实现多传感器协同监测，可以获取包括民警的静止、跌倒、扭打等异常行为信息。

5．运动监测

计算民警每天行走距离及热量消耗，记录全天活动，提供健康监测。

6．高速安全通信

民警的各类信息具有高私密性，在传输过程中应采取措施，实现高速安全的通信。

（三）典型的可穿戴单警装备

从具有可穿戴式雏形的执法仪，到未来的智能眼镜、智能手表、电子腕带、智能戒指、智能警戒、智能衣服、智能腰带、智能手套、智能纽扣、智能背包、智能鞋子，可穿戴式装备将全副武装公安民警。

可穿戴单警装备可实现实时监测警员脉搏、体温等健康体征，实时定位、通信，实时采集音视频、人脸图像抓拍识别，实时监测身体状态（摔倒、打斗、长时间静止）、报警等。

目前，比较典型的可穿戴单警装备在国际上有两个成功案例：

2014年5月，伦敦500名警察配备了Taser Axon Body可穿戴摄像头，散布在首都的10个区内执法。这款可穿戴摄像头拥有130度广角镜头，可轻松固定在警员的制服、太阳镜和帽子上。这些摄像头能够方便警员记录犯罪证据，也可防止有些警员不当执法。有研究表明，警员配备可穿戴摄像头执法，能够大大减少警员在执法过程中使用武力（案例显示减少60%）的情况。与一般可穿戴摄像头不同的是，Taser Axon Body拥有一个云服务平台。Taser产品捕捉到的视频会通过蓝牙传输至智能手机（iOS或Android系统），然后通过移动数据连接上载至Taser的云平台Evidence.com。

另据一名迪拜警方的官员2014年初称，迪拜交警和交通员已经开始测试使用谷歌眼镜。同时，相关部门还开发了两款专门应用，一个用于拍摄和上传违反交规的人的照片，另一个则能够通过车牌号识别车辆。通过迪拜警方开发的应用，警察能够便捷地将违规照片上传至警方数据库，还能够记录下车牌号，了解汽车信息——拍下的车牌号可与数据库中的数据做对照。

（四）可穿戴单警装备的应用限制

可穿戴单警装备涉及的关键技术包括：微传感器低功耗设计、封装技术、可穿戴舒适性研究、抗震性、系统散热、系统续航、交互技术、虚拟现实融合技术等。这些技术的发展瓶颈决定了可穿戴单警装备目前的应用限制。

1．微型传感器技术

新时代的单警装备对可穿戴的微型传感器提出了新的需求，包括IC高性能运算、数据传输、小尺寸、低功耗和封装。

2．电池续航技术

可穿戴单警装备存在的最大问题是电池续航。简单通过提高电池容量根本无法解决这个难题，因为增加电池容量势必增加整体的体积和重量，影响可穿戴性能。通常采用三个方法来提高工作时间：（1）降低系统的功耗；（2）研究发明新的高容量电池，但高容量电池的安全性又需要重点关注；（3）借助人体发电的方式提高续航能力，这种方法需要开发新的装置将人体动能转化为电能。

3．可穿戴性能

可穿戴单警装备的形状系数是一个综合指标，包括可穿戴单警装备的尺寸、重量，直接决定其可穿戴的性能。形状系数越小，可穿戴性能越好。如何进行结构创新，解决体积、性能、散热及续航能力之间的均衡是比较棘手的问题。

4．交互问题

目前更多的可穿戴装备是通过蓝牙4.0与智能手机交互，智能手机提供了人机交互界面，但这种方式势必会导致可穿戴装备对智能手机的依赖。有些可穿戴装备具有小寸屏，与平板电脑、智能手机的触控体验相比，交互起来也比较麻烦。

5．安全问题

可穿戴单警装备需要高度重视安全问题，包括数据的采集、传输和接入最后的公安网，都需要高度关注其安全问题。

四、结束语

可穿戴技术前景广阔，但目前并未像智能手机那样颠覆业界格局和人们的生活习惯，用户对可穿戴装备的依赖性并不强。现阶段可穿戴单警装备同样存在用户体验差、缺乏突破性创新、产品同质化、产品售价过高、个人隐私保护和安全性等多个亟待解决的问题。可穿戴单警装备最终的目标是从“可穿戴”变为“想穿戴”，从“炫技术”成为“顺刚需”。

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