基于物联网的基层派出所智能管理体系架构设计

黄东晖，杭庆稳，虢运德，甘正男，陈 聪

（1.无锡市公安局，江苏 无锡 214002；2.中电海康集团研究院，浙江 杭州 310012）

0 引言

派出所是社会治安管理的重要力量，为社会的稳定和谐提供了有力保障。针对日渐复杂的治安形势，派出所的管理工作面临新的挑战。在2019年全国公安工作会议上，习近平总书记指出：“坚持打防结合、整体防控、专群结合、群防群治，要把‘枫桥经验’坚持好、发展好、落实好，把党的群众路线坚持好、贯彻好、执行好，充分发动群众、组织群众、依靠群众、推进基层社会治理创新，努力建设更高水平的平安中国。”这为当前现代警务发展路线指明了方向[1]。派出所作为最基础的警务管理单元，必须抢抓基层公安智慧管理的重要机遇，大力推动物联科技与基层警务管理的深度融合，为辖区内的治安管理工作提供有力支撑，最大程度地提升平安城市建设成效[2]，并努力为决战脱贫攻坚和全面建成小康社会提供重要的保障。

物联网产业的快速发展给基层警务管理创新提供了新方法与新思维。本文结合目前已建设完成的试点项目，以物联感知、人工智能等技术提出基层派出所物联网体系的总体架构，并讨论基层派出所内部管理场景的融合应用。

1 基层派出所现状与需求

长期以来，基层管理工作难，公安干警工作苦是不争的事实。然而，对照“大整合、高共享、深应用”的工作目标，数字警务应用依然有较大的提升空间。特别是针对基层派出所而言，系统内“人、物、事”的数据全集体系尚未全面建成，未能在基层派出所的日常工作中形成相关的工作规范和标准，未能完全打破层级、警种、业务的传统界限，未能将人员基础类、重点关注类、核心轨迹类信息汇集、清洗、梳理到位[3]。在执法办案方面，当前主要依靠审讯视频监控，通过人工查看的方式进行规范审查，违规事件、突发事件的处理时效落后；在装备、物证管理方面，主要通过纸质台账、人工盘点的方式进行审核监管，所内文员工作负担较重；在人员管理方面，主要通过现场询问和后期审查进行身份确认，缺乏统一识别手段。总之，相关物联感知技术在派出所管理业务中的应用仍比较单一，感知数据分析不够有力，缺乏规范的数据质量标准，难以满足精准化防控、主动化预警、流程化管理的实战要求。

基层派出所目前亟需完成从单一视频监控、人工监管到多元化智能管理的转变，减轻一线民警工作负担，提高内部管理工作效能，推动基层公安工作向标准化、流程化、精细化、实战化、智慧化的方向发展。经过细致调研，目前派出所警务管理主要有以下核心需求：

（1）丰富所区智能感知手段

加强和丰富派出所各场景的感知手段。改变当前视频监控为主的审查模式，通过室内定位、人脸识别、射频识别等方式，对所内“人、事、物”等要素进行全面的动态感知，取代手动记录台账工作，通过信息化手段进行各项要素和流程的追溯与管理。通过物联数据的统一整合，创新所区管理模式，实现“数据看板”式的感知平台。

（2）支撑所区管理实战应用

通过感知数据的融合应用，为派出所的人员管理、办案管理、装备管理、物证管理等业务提供高效可靠的实战应用。因地制宜优化部署，统筹整合优势资源，以智能化、自动化的在线流程取代手动化、人工化的传统方法，减少人为因素的不确定性，提升基层派出所的信息化水平，通过各项应用子系统的构建，提高实战业务的规范化程度。

（3）统一感知网络数据标准

对多维感知数据的接入、处理与共享，提供统一的数据支撑能力，并根据实际业务需求，构建适用于基层派出所的物联感知网络，充分发挥先行实践优势，统一所区感知数据的标准对接模式和数据格式，为实现“市局、分局、派出所”的三层数据共享架构预留可扩展渠道。

2 信息感知和智能管理体系架构设计

基层派出所感知体系以多场景、多手段的前端设备和采集系统构建物联感知网络，覆盖审讯办案、出入管控、指挥调度、物品管理等多个场景，融合视频、音频、定位、人脸、射频等数据，通过场景化的上层应用构建，实现智能化管理，通过实时数据分析与实景地图展现为派出所的日常管理提供决策依据。

2.1 派出所物联感知网络

基层派出所物联感知网络，重点关注“人、事、物”三类管理要素，支撑常态化、实时化、系统化的内务管理和办公体系，构建“高效、智能、安全”的工作模式。

派出所感知体系基础设施构建如图1所示。该体系以各实战场景的应用需求为准则，通过统筹布建视频监控、人脸抓拍、智能门禁，重点区域布建录音录像、定位基站、智能柜体等感知设备，构建多维立体的物联感知网络，全面采集“人、事、物”的动态信息。相关数据经整合分析，主要以执法办案、涉案物品、警员装备、出入口四个场景为重点感知范畴，实现了“横向覆盖、纵向深入”的整体架构。重点应用感知手段如下：

图1 基层派出所感知体系Figure 1 Perception system of grassroots police station

（1）室内定位

人员定位由定位引擎服务器、定位微基站、地埋式低频激活器、定位腕带及电子胸卡等设备组成，如图2所示，实现精准定位的监管要求。通过手环、卡片等定位标签的发放与人员的关联绑定，实现所内人员的实时位置确定；通过与监控结合，实现区内人员定位的视频联动，便于实时跟踪查看办案区内犯罪嫌疑人的运动轨迹，辅助实现人员在地图上的精准定位以及可视化展现。

图2 人员定位示意图Figure 2 Schematic diagram of personnel positioning

（2）射频感知

应用射频识别技术，实现涉案财物、警用装备的智能化管理。利用抗金属标签与实际物品的粘合，并构建内置RFID阅读天线的智能柜体，部署如图3所示。各物品存贮情况以标签读取结果为基准，实现物品在柜自动盘点、出入库自动记录以及存取回溯查询功能，满足精细化、智能化管理需求，确保物品存放安全规范。

图3 装备射频感知示意图Figure 3 Schematic diagram of equipment RF sensing

（3）人脸识别

在所区出入口、办案区出入口、重要房间出入口部署人脸识别抓拍相机、人脸识别门禁、出入道闸等设备，对外来人员进行人脸抓拍、特征提取分析，所区出入口部署如图4所示。人脸抓拍结果将进行实时比对、鉴别验证，完成服务大厅人员、初步抓捕人员的自动身份核验。

图4 人脸识别出入感知示意图Figure 4 Schematic diagram of face recognition access perception

（4）音视频监控

对所区现有视频监控网络进行补点完善，提高监控密度，并在询问、讯问等执法办案房间部署对角高清摄像头、多方位拾音器、智能审讯主机，对办案主要流程进行音视频全方位采集，并实现实时记录、自动存档、同步监控等智能化需求。

（5）车辆道闸与定位

对警用车辆统一安装GPS定位模块，与所区出入车辆道闸相结合，形成车辆的进出记录以及在外行驶路径，自动记录警车的出警日志，并监控车辆行驶轨迹，进行可视化展现，实现警用车辆的统一管理和调配。

2.2 派出所管理应用架构

在感知网络基础上，基层派出所的业务应用整体架构如图5所示。

图5 系统应用架构示意图Figure 5 Schematic diagram of application architecture

（1）感知层

感知层以物联网技术为核心，通过射频识别、定位、视频监控等感知手段对派出所范围内人员、财物、视频、射频、智能柜体等各类信息进行采集、识别和监测，是整体架构的底层支撑，负责对派出所各区域动态的实时采集。

（2）传输层

传输层是体系架构中的信息传输通道，由大容量、高可靠的局域网及相应的无线通信网络组成，将汇聚于其他业务系统、感知网络的各类数据接入平台层。

（3）平台层

平台层作为应用的“服务中台”，是整体架构的核心，其主要负责接入感知层的各类数据资源，通过关联分析，对上层应用提供支撑。同时，平台层也构建了数据接入、处理、共享、分发的统一扩展组件，为今后其他警用平台的业务交互以及数据流转提供兼容保障。

（4）应用层

根据实战业务的应用需求，应用层可构建各类独立子系统。根据派出所具体需求，目前已构建执法办案规范化管理、涉案财物管理、警用装备管理、出入口管理等四大业务子系统。

3 基层“物联网”派出所应用实例

创新社会治理是推进国家治理体系和治理能力现代化的重要内容。社会管理向社会治理的转变，要求基层警务的服务能力与社会治理防御能力双提升[4]。针对这些实际需求，应用示范选择的内部管理任务较为繁杂的典型派出所进行试点，通过前端设备、感知网络、管理应用的构建，支撑派出所日常业务。该试点项目已申请通过公安部应用创新计划，并于2020年6月完成验收，获得专家高度认可。

3.1 三维实景地图展示

基于派出所三维实景建模，通过人员精准定位、物品感知、人脸识别数据，实时动态展示当前的涉案人、警员以及告警的确切位置，支持嫌疑人、警员、手环、柜子等动态信息的分类统计，支持折线图、柱状图等多种展现方式，如图6所示。用户可点击涉案人、警员查看目标人员信息，包括人员姓名、性别、所在位置、告警状态等，并可点击地图中摄像头进行实时画面的查看，辅助监管人员了解实际情况。通过拖拽旋转，实景地图可全方位展示当前派出所办案区内部情况，实现办案区要素的立体化和可视化展现。

图6 应用实例3D地图展示效果图Figure 6 3D map display effect diagram of application example

3.2 数据可视化动态监管

依托多维感知数据，对当日进出派出所人数、办案区警员人数、涉案人人数、柜体使用数进行实时盘点，并以日、周、月时间维度分析人、案、物情况，包括成年人比例、男女比例、籍贯分布，一定时间内案件处理时间长短，以及各类告警事件数量，从总体上判断派出所运行情况，并可实现对内部各环节的全程监督管控，如图7所示。除实时数据外，应用平台支持对重点涉案人员的历史轨迹追溯，包括查看该人员的个人信息、区内轨迹、历史告警、物品记录等多种维度感知数据。可通过打包“一人一档”功能，对涉及该人员的历史视频录像进行自动查找、智能裁切与归纳打包，如图8所示，极大便捷了办案民警的结案归档工作。

图7 派出所动态“数据看板”Figure 7 Dynamic“Data Kanban”at the police station

图8 涉案人员“一人一档”Figure 8“One person，one file”involved in the case

3.3 基于实际业务的预警模型

在多种感知数据类型的支撑下，可以通过装备信息、人员信息、行为信息等多种渠道挖掘特定场景的异常情况，预警违规事件，提高派出所管理的规范性。

第一，对办案区人员的行为轨迹、体征状况进行实时追踪，如图9所示，可设置行为轨迹告警模型，包括无人值守、男女同室、单人审讯、羁押超时、非法闯入、非法外出等。通过心率，可初步判断涉案人当前的体征情况，可设置告警模型包括心跳过速、心跳过缓等。

图9 办案区告警事件Figure 9 Alarm event in case handling area

第二，对涉案财物、警用装备等物品进行感知数据分析，设置预警模型和存取规则，对超期未入库、异常出库、超期未还、装备已过期等情况，进行第一时间告警，支撑相关资产管理工作，如图10所示。

图10 物品管理提醒事件Figure 10 Item management reminder event

第三，针对派出所出入人员，在个别重要场景进行人脸识别判断，联动公安各类自有的主题人脸库，进行实时匹配，对在逃人员、重点人员等特殊识别结果，以及相似度超过阈值的情况，进行实时告警，如图11所示。通过数据的融合应用与分析预警，对派出所各类业务的规范性、安全性进行全面审查，有效避免相关违规情况和及时处理突发事件。

图11 出入人员人脸比对信息Figure 11 Face comparison information of entering and exiting personnel

4 示范应用建设成效

“物联网”智能化派出所的示范应用，突破了将物理基础设施和信息基础设施分开建设的传统思维，对于深化公安改革、提高公安管理水平、创新警务模式具有重大意义。

4.1 建立了内部区域管理安全机制

利用先进的物联网感知技术，构建了派出所区域进出人员必留记录、所内行动轨迹必留档案的安全管理机制，可辅助快速甄别危险人员，保证派出所管理有序，提升警员办公、群众办事的安全指数。

4.2 构建了统一数据支撑平台

基于信息基础设施“统一规划、统一建设”思路，构建了感知数据平台，提供了派出所对人、物、事件等数据采集、预警、处理的能力，并保留了未来派出所管理辖区运行状态数据采集的扩展接口，同时充分兼容与利旧已建资源，有效保护历史投资，避免了重复的项目建设与资源浪费。

4.3 可复制推广的基层警务应用典型

该体系应用时下较为成熟的感知技术，设计先进的架构体系，打造了可扩展、可兼容的警务应用系统，为基层警务管理与实战应用信息化提供了可参考的典型，为打破基层警务旧有工作流程模式起到了示范试点效果。

5 结语

做好物联传感基础设施建设工作，是实现信息感知、共享上传以及智能决策的重要前提。在大数据时代下，针对我国基层警务管理工作，基层警务人员应当树立科学管理公共安全环境的新观念与大数据思维意识[5]。基层“物联网”派出所体系架构，即是以多维感知与融合应用为基础，构建服务于一线警务的大数据实战平台，通过全面的物联感知网络建设，推动数字警务应用发展，建立完善的标准数据资源库，为各类警务数据的交互整合创造有利条件。