基于PGIS的警用设备与特种社会车辆联动系统应用研究
◆王靖亚1张秋萍2赵弘杨1
（1.中国人民公安大学 北京 100038；2.中华人民共和国公安部 北京 100741）
摘要：随着经济的发展和社会的进步，人民生活水平不断提高，城市机动车数量猛增，由此带来的各类问题也日益突出，特别是与出租车、武装押运车、渣土车、校车等特种车辆相关的案件层出不穷，机动车事故具有后果严重、事发突然等特点，往往会给人民群众的安全感和幸福感带来极大威胁。PGIS技术的普及，使得公安机关对特种车辆的实时有效管理成为可能。本文研究了基于PGIS的警用设备与特种社会车辆联动方法，从管理和应用两个方面展开，管理方面，总结了整合社会资源的过程中可能遇到的问题，介绍了行之有效的解决方案。从应用方面，探讨了基于PGIS的警用设备与特种社会车辆联动系统的应用场景和实战价值。
关键词：PGIS；特种车辆；警力布控；应急处突；案件还原
0 引言
警用设备是指装有GPS定位系统的警车、警务通等。特种车辆包括装有GPS定位系统的出租车、武装押运车、渣土车、校车等。
警务通是公安民警进行移动警务活动时所需的装备，具有定位功能，可以在警务通上加载各类信息系统，适用于交警、巡警、刑警、治安警等各类警务人员。
出租车是一种位于公共交通和私家车之间的交通工具。相比其他市内公共交通工具，出租车具有巡游线路和运营时间灵活的特点，无论是从巡游线路上还是从运营时间上，都可以为乘客量身定做提供服务。相比私家车，出租车与乘客之间的对应关系具有不固定性，并且大部分为单次服务[2]。
脑卒中诊断符合公认的中、西医诊断标准[9-10]且经CT/MRI确诊为脑血管疾病，同时肩手综合征诊断标准参照依据为《脑卒中的康复评定与治疗》[11]的病人。排除非脑卒中引发肩手综合征的病人。
警用地理信息系统PGIS（Police Geographic Information System，PGIS）是由公安部组织推广的部、省、市三级分布式平台，各部门和各警种可以在此基础上利用其提供的“工具集”和“业务应用模块”进行二次开发。在该平台上，可以集成各类GPS信息和地址信息，可以将各警种的MIS应用对接到该平台上。{1}
出租车内设有紧急报警按钮，当出租车发生警情，出租车司机可以按下报警按钮，报警信号将会传入系统中，地图上出警车辆的图标上方将出现红色的闪烁灯，指挥中心可以快速对其进行定位跟踪。为了保证对于出事车辆的无遗漏追踪，指挥中心可以根据情况设置三重包围圈，例如：可以以报警车辆为中心，划分距离报警车辆1公里、3公里、5公里的三级布控圈，并自动筛选出三级布控区域内的巡逻警用设备，并且给出列表，供指挥员进行直接调度指挥，调度信号会以短信的方式直接发给巡逻车上的警员，实现从指挥中心直接到警员的扁平化指挥。
1 来自多方出租车信息资源整合
4.2.3 尊重场地的线路设计 青山湖绿道的线路设计中，从场地原有地形出发，尊重并灵活利用原有地形与原有道路，采取适宜于自然的线路设计方式，从低碳生态角度出发，青山湖绿道因地制宜地设计了4种慢行道类型：原路改建型、滨湖步道借道型、借道拓宽型和栈道型(图8)。路面的材料选择：透水混凝土约占新建慢行道的50%，其余以沥青路面、混凝土路面以及石材路面为主。
（1）出租车管理模式
出租车分为三种运营模式：以北京为代表的“承包经营制”，以温州为代表的“个体经营制”和以上海为代表的“公车公营制”[2]。“承包经营制”是出租车公司从政府获得出租车经营权，公司统一购买车辆，司机通过向出租车公司上交管理费或者出租车的运营权，是一种政府—出租车公司—司机的三层树状结构的经营模式。“个体经营制”是指政府将出租车的经营权出售给个体司机，是一种政府—司机的两层树状管理模式。“公车公营制”是指经营企业完全拥有出租车的产权和经营权。是政府—经营企业—司机的树状结构的管理模式。日照属于“承包经营制”模式，出租车数据分散在十多家出租车公司，各家公司，有些公司研发了基于GIS的车辆定位查询系统，有些公司只是对出租车进行简单的管理。
文献[1-2]在处理旋转车轮对轮轨力的响应时，用轮轨力的旋转来代替车轮的旋转。换句话说，作者只是计算了相对地面不旋转的车轮在一个沿车轮滚动圆移动的荷载作用下的响应。由于车轮不旋转，因此车轮的响应可以用车轮的振动模态来叠加，而车轮的振动模态由普通的有限元程序计算出来。这种处理方法考虑了荷载的移动效应，但完全排除了车轮旋转时的离心效应和陀螺效应。
图1 出租车管理模式
其中，“承包经营制”模式中，出租车数据分散在各个出租车公司，“个体经营制”模式中，出租车数据集中存放在政府部门，“公车公营制”模式中，出租车数据存放在经营企业中，三者相比，“承包经营制”模式的数据收集与整合难度最大。
（2）资源整合的必要性
“承包经营制”的出租车管理模式中，车辆信息及GPS信息均散落在各个出租车公司里，武装押运车信息保存在保安公司，校车信息存储在相关的校车运营公司中，虽然各公司均有自己的管理系统，但是仅限于对自己公司的车辆进行监控，不能够做到全局掌控。当突发事件发生时，公安机关不能在第一时间进行全局监控和指挥调度，对于与出租车相关的案件的侦破，公安机关也需要到各公司调取数据进行比对和分析，大大增加了办案的难度，延长了办案时间。因此将散落社会各单位的重要信息进行收集和整合，对于快速应对突发事件，实现扁平化的指挥调度，是一个必须具备的条件。
（3）三方共赢的社会资源整合思路
乔木林平均碳密度39.63 t·hm-2，低于李海奎等[3]基于全国第七次森林资源连续清查资料用生物量经验(回归)模型估计法计算的全国乔木林碳密度(42.82 t·hm-2)和云南省乔木林碳密度(51.18 t·hm-2)的水平。
2 系统总体思路
系统功能主要分为针对移动重点目标实时报警信号的三级布控、针对重点目标历史数据的时空筛查、单个重点目标的轨迹回放、针对数据提供方的考核管理等，这些功能的灵活应用，既可以帮助公安机关在警务活动中实现对突发事件的扁平化指挥，也可以帮助公安机关实现相关案件的轨迹还原。
随着国家对对生态环境的日益关注，环保监测设备也显得越来越重要。大气采样器主要是定量采集大气样品，以用来分析气体成分，在环境监测中担当着极其重要的角色，其数据的准确与否，直接影响着环境监测数据的可靠性。本文将针对以膜流量计为主要标准器，对大气采样器在检定过程中所需注意事项及常见的问题进行具体分析。
（1）系统整体架构
在实战过程中，重点目标的情况比较复杂，有的是出租车司机主动报警，这种情况下，司机往往为了配合警方的营救，会停车或者有意识的放慢车速，警车比较容易形成对重点车辆的围追堵截。但是也有出租车司机伤害乘客，乘客按下报警信号的，这种情况下司机往往会加快车速，企图逃离视频信号覆盖区。这种情况下，不适合警车对目标车辆进行追踪，但是可以采取“守株待兔”的方式，在目标车辆可能经过的路口进行“守候”。在有视频信号覆盖的区域，系统采用了最小闭环【3】的思想进行了视频信号的智能调度。即当指挥中心收到车辆的实时报警信号后，系统会立即以报警车辆为中心，在屏幕上打开对报警对象形成最小闭环的若干个视频监控探头，并且随着报警对象的移动，切换最小闭环的视频探头，从而形成对于报警车辆的无遗漏的连续视频跟踪。在没有视频覆盖的区域，系统采用优化的“凸包”算法，实现了对于目标车辆的最小代价围堵。关于目标车辆的最小代价围堵技术，将在另外一篇论文中进行讨论。
从理论上说，将出租车信息收集整合，为公安所用，可以从根本上快速处理出租车相关的案件。但是在实践过程中，数据的集中整合难度往往大于数据处理本身，各公司出于本公司利益的考虑，往往会计算公司的投入产出比，有些地方会通过政府部门的行政管理手段迫使各公司提供数据，但是由于各公司从心理上存在抵触情绪，后续的数据维护会受到影响。日照市采取了三方共赢的出租车数据整合思路，具体做法是：由市政府牵头，出租车公司和公安参与。本市一家出租车公司出资为全市的出租车免费安装GPS定位和报警设备，条件是各出租车公司提供本公司的出租车GPS数据和其他信息，收集和整合后的信息同时传送给市公安局指挥中心。出资的公司获得在出租车身上几年的免费广告。通过这种方法，实现了政府零投入、出租车公司零投入、公安局零投入的数据收集和整合，出资公司也由于低价获得在全市出租车上进行广告推送的目的，也很有积极性。这是一种多方共赢的数据共享思路，解决了公安由于经费不足而影响其进行数据收集和整合的问题。
图2 系统体系结构图
（2）实时报警信号的三级布控
一般情况下，车辆的运行轨迹信息需要在服务器中保存30天，这些历史数据对于破获特种车辆相关的案件具有非常重要的意义。具体来说，当一个与特种车辆相关的案事件发生时，指挥员通过系统做两件事，首先是根据案事件发生的大概时间区域，以及车辆的起点和终点信息，通过简单的空间圈选和时间段的设定，进行查询，这时系统会给出符合条件的车辆列表。然后，逐一检查列表中各车辆的运行轨迹，确定嫌疑车辆。
图3 加载了车辆定位信息的PGIS地图
从原理上说，出租车、武装押运车、校车的信息处理都类似，因此，本文后面的叙述都以出租车为例，特别以山东日照出租车管理为例进行阐述。
图4 实时报警车辆的三级布控
（3）对移动重点目标的智能化围堵
来自各出租车公司的出租车GPS数据首先传送到一个外网服务器上，在外网服务器进行集中整合，然后通过边界接入平台进入公安内网服务器中，从而实现了将全市所有的警用设备和特种车辆信息导入PGIS平台中，系统结构如图２所示：
4.5 肥大细胞和容量超负荷诱导细胞外基质重构 有研究[40-41]显示，在容量超负荷模型中，肥大细胞能够初始化一系列的分子事件，导致细胞因子的聚集、MMP的激活和持续的细胞外基质的更新。然而，除了肥大细胞以外，其他细胞类型，如心肌细胞和浸润性的中性粒细胞的作用也不能排除。
（4）基于车辆历史信息的时空筛查
凡是将GPS定位信号上传到系统中的车辆，都会在PGIS地图中对应显示一个相应的图标，图3所示为某个区域中所有警用设备和特种车辆信息的PGIS地图，密密麻麻的车辆信息，根本不能在实际的警务活动中发挥作用，要让这些信息服务警务实战，就必须针对这些信息进行分图层现实，以便满足不同的工作需要。
图5是某个车辆的运行轨迹回放，通过对运行轨迹的分析，可以发现案件的蛛丝马迹，例如：如果轨迹在某一个位置停止一段时间，则可以结合停止位置的特点，推理可能的停车原因。有一个出租车司机强奸醉酒女乘客的案件，就是通过对报警人描述的时空筛选，确定可能的嫌疑车辆，再通过对嫌疑车辆的轨迹回放，锁定嫌疑车辆，发现该车辆在一片庄稼地附近有一段时间停留，最终确定了案发地。
系统实现的一个难点在于将来自社会各公司的数据进行收集和整合，如何在保证各方隐私和不伤害各方利益的前提下，协调各方关系，使各方各得其所，是管理者必须思考的问题。
图5 车辆轨迹回放
3 数据质量保证措施
在该系统中，数据的完整性、鲜活性非常重要，由于出租车的GPS数据来自各出租车公司，因此在实际的系统运行过程中，如何加强对各出租车公司的数据进行监控，保证数据的无遗漏性是保证该系统达到预期效果的重要标志。对此，系统中研发如下的子系统。
硬件公司业绩考核子系统，对于外网子系统中的异常GPS数据，系统提供了自动语音和短信两种方式通知GPS硬件维护公司，提醒其对相应设备公司进行设备维护。系统自动判断该语音是否被接听，对于没有接听的进行二次语音通知。系统根据各硬件公司的设备故障情况及设备维护情况，对各硬件公司进行业绩考核，考核不合格的限期整改，整改不合格的将责令其退出本市场，以后不再采用该公司的产品。
4 结束语
本文以有效收集和整合出租车信息为例，介绍了日照市公安局的一些做法，系统由中国人民公安大学研发。从系统应用角度看，该系统在以下两个方面取得了很好的成绩。
一是服务民生效果显著。由于该系统可以根据时间和空间的选定，快速筛选出符合条件的车辆，再结合车辆轨迹回放，找到乘客乘坐的出租车。自该系统应用以来，几乎每天都会为群众找回遗失在出租车上的物品，有效地提高了广大人民群众的幸福感和满意度。
二是有效节省办案时间。一线公安民警在日常110接处警及办案抓捕过程中，可以通过该系统的查询定位功能，及时掌握嫌疑人乘车车辆、行驶轨迹等相关信息，这些信息使得与特种车辆相关案件的破获率大大提高，破获时间大大缩短。
由于系统功能都是从一线民警业务需求出发制定，因此非常实用和简捷，系统开发工具都是采用成熟工具，其中的最小闭环理论属于项目组的相关成果，已经在计算机科学杂志发表，该系统充分体现了从实践中提炼理论，以理论指导实践的做法。
参考文献：
[1]陆娟，蒋平，吴伟.PGIS支持下的警务信息地图位置采集方式探讨[J].地理信息世界，2011.
[2]汪滟清.出租车行业的政府监管问题研究[D].吉林大学，2015.
[3]王斌君，邵华，贺滢睿.图论中闭环问题的研究[J].计算机科学，2017.
项目资助：本文受公安技术交流培训计划项目“基于PGIS的警用设备与特种社会车辆联动方法研究”和公安部科技强警基础工作专项项目“基于大数据的嫌疑车辆锁定关键技术研究”（2018GABJC03）资助。
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