基于物联网科技助力公安智慧法制“七点四面”一体化建设及应用

■ 文/浙江宏森科技有限公司 吴菊龙

关键字：UWB定位技术 物联网RFID识别技术 视频技术

1 引言

2016年9月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于深化公安执法规范化建设的意见》，提出构建完备的执法制度体系、规范的执法办案体系、系统的执法管理体系、实战的执法培训体系、有力的执法保障体系，实现执法队伍专业化、执法行为标准化、执法管理系统化、执法流程信息化，保障执法质量和执法公信力不断提高，全面建设法治公安，努力让人民群众在每一项执法活动、每一起案件办理中都能感受到社会公平正义。

2 建设目标

以“科技强警，智慧公安”为支点，基于物联网技术，信息化技术，实现七个点要素“人、案、物、证、装备、档案、场所”和四个层面“管理、监督、保障、训练”，努力构建“顶层+基层、硬件+软件”，做到一体化解决存在多年的不规范、不标准、不统一的现状，真正达到基层民警减负增效，规范执法。实现公安机关紧紧抓住执法质量“生命线”和人民群众的“期盼值”，促进执法办案工作向标准化、流程化、精细化、实战化和智慧化方向发展。

3 物联网关键技术分析

3.1 UWB定位技术

平台管控系统，采用UWB(Ultra-Wideband)超宽带技术。UWB（UltraWideband）是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率，时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信的方式。

其性能特点为：

（1）抗干扰性能强、稳定。UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益，与IEEE802.11a、IEEE802.11b和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性，传输速率高。UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，高于蓝牙100倍，也可以高于IEEE802.11a和IEEE802.11b。

（2）带宽非常宽。UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和窄带通信系统同时工作而互不干扰。

（3）电能消耗小。通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小。

（4）安全保密性好。UWB保密性表现在两方面。一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。

该技术应用是在室内安装定位基站，并且在每个嫌疑人手上佩戴有源电子腕带。实现目的是嫌疑人被押入所内，警员录入基本信息并和电子腕带绑定，警员佩戴警员卡，嫌疑人手戴电子腕带，基站通过UWB定位算法和腕带、警员卡实时交互。

3.2 RFID技术

案卷/物证/装备流转管理建设采用RFID超高频识别技术，射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。该系统最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒。

其性能特点为：

（1）扫描快速。可同时辨识读取多个RFID标签，在读取上不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。

（2）抗污染能力和耐久性。由于标签是附于案卷袋或警用装备上，所以特别容易受到折损，RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。

（3）可重复使用。RFID标签可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新，重复使用。

（4）穿透性和无屏障阅读。RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信，用在被覆盖的情况下效果非常好。

（5）数据的记忆容量大。传统的一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大的容量可储存2至3000字符，RFID最大的容量则有数MegaBytes，可读取更大的数据容量。

（6）安全性。由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

技术原理：案卷/物证/装备流转管理建设采用RFID超高频识别技术，是由阅读器、电子标签、RFID天线及应用软件系统四个部分所组成。其原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量，用以驱动电路将内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。当RFID标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成工作单元。阅读器和应答器之间采用半双工通信方式进行信息交换，同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。应答器是RFID系统的信息载体，应答器由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元工作。

3.3 信息融合技术

（1）SOA信息平台统一管理。系统全站采用B/S和C/S两种架构同时进行开发设计,其中数据库支持采用MYSQL或者ORACLE的关系数据库，功能模块的开发基于SOA的J2EE技术，采用开源技术的实现方式。

系统平台软件的开发采用面向服务的SOA架构的思想方法，符合国家电子政务系统的体系结构标准要求。系统开发是采用基于 J2EE开发体系的B/S和C/S架构实现，是基于面向安防应用组件构成的。基础支撑平台进行行业化应用开发，以“高内聚、松耦合”的设计原则和顶层模块化设计的思想组织应用系统的内部结构，确保系统符合信息技术发展的趋势并适应未来应用动态升级的需要。系统支持主流操作系统、 Web中间件、数据库产品以及其它第三方标准中间产品的开发和运行环境，具有很强的环境适应能力。通过良好的分层结构，统一的接口服务，可以有效的降低系统构建的复杂度。

（2）UWB定位技术和视频技术，信息技术融合。以定位基站作为支点，警员卡、电子腕带作为移动单元，基站根据信号通讯交互确定最精准的位置反馈给后台，通过服务器后端通讯的方式和视频监控联动，通过值班室大屏显示方式，做到执法过程的全程跟踪和执法业务流程相融合。

（3）RFID技术和视频技术，信息技术融合。以超高频RFID作为识别手段，案卷柜、卷宗、装备上的RFID标签为信息载体，通过阅读器，收发器，天线和后台服务器交互信息，当警员拿取，归还物品时，通过后台调动视频监控全程跟踪记录，做到事后可分析，可追溯。

4 平台技术架构及应用设计

4.1 衔接在线执法信息管理平台

在线执法信息管理平台实现与各个公安厅执法办案系统的对接，获取与执法工作息息相关的“人、案、物、证、档、装备、场所”七要素能够全面掌控。精准把握执法过程中存在的现实问题，自动分析出单位整体或执法个体存在的不足和薄弱环节，监督提高执法能力。建立全局执法人员信息化档案，将各类执法数据通过计算机自动推送的方式归类到执法单位及执法个体，自动产生执法积分，使单位或个人评优评级有据可查。

其实现目的为：

（1）执法管理：完成对执法过程中的人、案、物、证、档、装备等要素的管理。对接各个公安厅执法办案系统，获取已有的人、案、物信息，解决基础信息的重复录入。

（2）执法监督：对人、案、物、装备违规使用情况及时预警，对各项案件进行执法质量评判，并对民警考核自动生成评分。

（3）执法保障：能实时在线掌握押解车动用情况，陪审预约情况、远程提讯情况等具体情况信息，能实时掌握在线押解、在线陪审、在线远程提讯等记录，从而提高民警工作效率。

（4）执法训练：通过游戏模式进行执法训练，减少办案过程中的犯错机率，提高办案熟练程度；通过对大纲以及案例的视频或图片素材进行训练学习，提高民警对案件的分析和把控能力。

图1 平台界面

4.2 派出所办案中心执法流程管控建设

派出所办案中心执法流程管控系统：使用UWB定位技术，实时掌握办案场所内的执法对象的动态信息。对执法流程进行监管，并通过定位轨迹同步视频跟踪拍摄执法的全过程及异常情况系统弹框并音像示警。利用定位技术和视频技术的联动方式解决执法过程中民警未按规范执法的行为，且对单人审讯、睡岗离岗、单人滞留等违规的行为进行及时报警，将事后倒查转变为实时预警。

图2 办案流程

图3 实时预警

4.3 案卷/物证/装备流转管理建设

4.3.1 派出所案件卷宗流转管理

对在办刑事、行政、取保、待查案卷进行标签化管理，打通平台系统与卷宗管理柜系统的链接。按照案件办案时间、进出时间、流转交接时间来定位案卷的去向及分级管理，提醒民警对案件办理进度的掌握，并对超期情况及时预警。

图4 流转管理

4.3.2 派出所物、证流转管理

管控办案单位经手的涉案物品、非涉案物品、临时保管物品。通过物联网识别技术方式关联相对应的人员和案件、规范物、证领用、交接流转手续等并拍照取证，形成出入库记录报表输出，确保不遗失、不遗漏、不失控，实现“人案物”的一致性，并同步流转。

图5 平台界面

4.3.3 派出所警械装备流转管理

对涉警的所有装备安装标签，由采集系统进行流转定位，配合人工检查督查的方式确保装备有效使用，保护公共资产。实时掌握装备的使用情况和流向，规范装备领用报备制度，对使用异常情况进行汇总。

4.4 警用车辆和医院病房人员定位管控建设

警用车辆和医院病房人员定位管控系统的建设是为了保障在押人员外出就医、提审、指认现场等需要外出的情况下，能实时掌握押解车上警员和在押人员的信息。主要对车辆内部和病房内的在押人员进行全程监控，监控中心可实时了解在押途中车内和病房内的人员情况。车内和病房内配置移动人员管控终端，用于实时掌握车内和病房内人数情况以及人员的基本信息，通过移动人员管控终端接收来自警员佩戴的定位卡和在押人员佩戴的电子腕带信息，并利用4G网络传输到监控中心。当车内人员在途中离开车辆或病房时，系统会发出告警信息，监控中心将立刻获取信息，与现场押运警员确认离开原因，防止在押人员脱逃。

可实现的主要目的是：

（1）车辆和病房内人员信息统计。监控中心可以实时掌握押解车辆和病房内的在押人员和警员数量，以及人员基本信息。

（2）中途离车报警。当车辆在中途出现在押人员离开车辆的情况，系统会立刻报警，直至监控中心与现场押解警员确认情况正常后解除报警。

（3）就医监控。当在押人员离开医院病房时系统主动报警。

（4）紧急求助。警员定位卡带紧急求助按钮，当有紧急求助报警时，监控中心会立刻收到紧急求助的车辆信息，以及求助人员信息。

图6 业务逻辑图

5 结语

执法规范化建设是事关整个公安工作全局的系统工程，是一个长期的、循序渐进的工作。随着科技的进步、业务的优化、是不断调整完善动态发展的过程，法规和技术的深度融合是建设的成败关键，以技术手段促进民警有标准可依、有流程可规范、有法规可保障、有工作可评审，在国家提出依法治国的大方略下，可保障服务人民的初心不变，治理一方平安，打造一支人民群众信得过的铁军。