基于北斗系統(tǒng)的城市智能安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張雪東 河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院

基于北斗系統(tǒng)的城市智能安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張雪東 河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院

目前許多城市，以市中心商圈和重大活動(dòng)場館所在地為中心的地區(qū)呈現(xiàn)出了建筑物密集，人員流動(dòng)大，城市空間布局復(fù)雜化的特征。這對城市日常安保、消防、重大事件處理等工作造成了一定的困難。以GPS為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)安全保障系統(tǒng)已經(jīng)明顯滿足不了一線城市熱點(diǎn)區(qū)域和未來大中城市發(fā)展的需要。為此，本案在基于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)之外還欲結(jié)合計(jì)算機(jī)智能學(xué)習(xí)，從而使安保系統(tǒng)兼?zhèn)涠喾N功能和后期再擴(kuò)展能力。本案還提出現(xiàn)實(shí)建設(shè)原則—分區(qū)建設(shè)、分類運(yùn)行、聯(lián)合監(jiān)控、自主強(qiáng)化。具有廣泛的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。

北斗導(dǎo)航系統(tǒng) 城市復(fù)雜區(qū)域定位 智能安全保障系統(tǒng)

1 引言

本方案旨在提出一種現(xiàn)代化城市安全保障系統(tǒng)。本系統(tǒng)基于北斗二代系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)前已有的基于北斗的室內(nèi)外融合定位技術(shù)和正在大力研發(fā)中的北斗室內(nèi)定位高精度芯片以此提供城市復(fù)雜區(qū)域內(nèi)安全保障系統(tǒng)所需要的高精度快速定位的要求，并且欲意將定位信息空間化、數(shù)字化、整合化，從而形成基本四維空間信息。同時(shí)結(jié)合當(dāng)前的熱門領(lǐng)域—大數(shù)據(jù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)模擬及云存儲(chǔ)，使得城市安全保障系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)模擬，情景分析，智能學(xué)習(xí)，應(yīng)急處理的功能。

2 核心功能與創(chuàng)新點(diǎn)

復(fù)雜區(qū)域高精度定位，動(dòng)態(tài)解算四維空間數(shù)據(jù)?，F(xiàn)代城市中，高樓大廈密布、許多城市密集區(qū)域空間復(fù)雜、商業(yè)圈布局復(fù)雜。本系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)既可以單點(diǎn)提取進(jìn)行分析，并以時(shí)間為線儲(chǔ)存信息。后期云處理，針對安全事件的時(shí)間進(jìn)行分段分析，總結(jié)特點(diǎn)，便于學(xué)習(xí)。

數(shù)據(jù)模擬，動(dòng)態(tài)模型再現(xiàn)。本系統(tǒng)加入快速數(shù)據(jù)建模分析功能，結(jié)合原始空間數(shù)據(jù)，可以應(yīng)用于救援現(xiàn)場，例如：針對手中有危險(xiǎn)武器的犯罪分子，特警可以將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳回指揮部，通過快速建模，選擇出最佳營救點(diǎn)，最佳槍斃罪犯點(diǎn)供特警人員選擇。

數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)與云儲(chǔ)存相結(jié)合。云儲(chǔ)存不僅可以儲(chǔ)存更多數(shù)據(jù)，而且共享性更強(qiáng)，便于各個(gè)城市間共享。但是這一選擇帶來的后果是需要提升一部分云儲(chǔ)存的安全性。以防止數(shù)據(jù)被人攔截竊取，非法利用。通過庫的建立，為本系統(tǒng)智能學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，同時(shí)也可以為不同城市所用，極大提高了分析效率和處理速度。

智能學(xué)習(xí)，緊急情況應(yīng)對，隱患問題處理。本系統(tǒng)在采用云儲(chǔ)存建庫的基礎(chǔ)上，引入智能學(xué)習(xí)，通過后期發(fā)展拓展不斷完善。

3 現(xiàn)實(shí)技術(shù)支撐與詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 北斗接收機(jī)分系統(tǒng)

高精度定位技術(shù)支撐方面，本案有兩種技術(shù)選擇方向。第一種是正在研發(fā)的北斗芯片，這個(gè)芯片課題現(xiàn)開展順利，完全可以應(yīng)用于本系統(tǒng)建設(shè)之中。另一種是北斗/wifi雙模運(yùn)行進(jìn)制，與北斗室內(nèi)定位芯片相比，當(dāng)前基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的室內(nèi)外融合定位技術(shù)已經(jīng)可以達(dá)到平均定位精度在2．28m左右。同時(shí)，基于當(dāng)前各大城市內(nèi)密集的wifi網(wǎng)絡(luò)，這種方案的精度已經(jīng)能達(dá)到米級甚至更高。城市安全保障人員北斗接收機(jī)分系統(tǒng)包括：移動(dòng)供電子系統(tǒng)、信息儲(chǔ)存及發(fā)送子系統(tǒng)、保障人員端信息處理子系統(tǒng)。

3.2 大數(shù)據(jù)云與智能學(xué)習(xí)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)云設(shè)計(jì)前期主要形成信息儲(chǔ)存庫。隨著上傳文件數(shù)據(jù)不斷增多，可采用對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合化，分類化處理，形成云事件庫。這一措施一來是具有儲(chǔ)存功能，二來是便于分享，三是可以作為人工智能的實(shí)現(xiàn)基石。

智能學(xué)習(xí)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用分期開發(fā)方式，先針對現(xiàn)在已經(jīng)相對成熟的部分進(jìn)行建設(shè)探索。隨著前期各部分開發(fā)的不斷完成，可再進(jìn)一步深入發(fā)展建設(shè)。

3.3 城市智能安全保障系統(tǒng)中心指揮系統(tǒng)

城市智能安全保障系統(tǒng)指揮中心總體有五大模塊。分別為中央大屏幕、指揮調(diào)度系統(tǒng)、任務(wù)分析平臺、通訊服務(wù)器、數(shù)據(jù)模擬處理模塊。

中央大屏幕將對整個(gè)城市的總體安全情況進(jìn)行現(xiàn)實(shí)，針對各地區(qū)出現(xiàn)的問題，中央大屏幕都有特殊顏色顯示。如針對公安部門，中央大屏幕可以顯示各區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的搶劫盜竊案件發(fā)生地，針對一些流竄、連續(xù)作案的犯罪分子，大屏幕立即可以顯示其的犯罪路線、行動(dòng)軌跡。

4 應(yīng)用前景

現(xiàn)代化智能安全保障系統(tǒng)乃大勢所趨。在科技不斷飛躍進(jìn)步的今天，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的精準(zhǔn)定位能力、大數(shù)據(jù)云、智能學(xué)習(xí)、空間化信息處理等科學(xué)技術(shù)不斷成熟。借助這些技術(shù)開發(fā)出一套智能安全保障系統(tǒng)順應(yīng)新形勢，可以高效、快速、精準(zhǔn)的解決城市越來越多的問題。

系統(tǒng)化、空間化有利于進(jìn)一步拓展。本案強(qiáng)調(diào)對定位信息進(jìn)行系統(tǒng)化、空間化的處理。一是可以使信息的儲(chǔ)存更具邏輯，二來通過系統(tǒng)化、空間化的處理，便于數(shù)據(jù)的挖掘利用。

具有巨大社會(huì)價(jià)值和發(fā)展空間。我國已經(jīng)進(jìn)入城市發(fā)展的新階段。在這個(gè)階段，我國的許多城市的人口激增、城市空間復(fù)雜化。我國的幾大特大城市都急需這樣一個(gè)系統(tǒng)。

5 總結(jié)

隨著我國城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，城市安全保障系統(tǒng)的開發(fā)迫在眉睫。當(dāng)前，我國北斗產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速，其服務(wù)精度、可靠性、安全性符合我國需要。以其為基礎(chǔ)的城市智能安全保障系統(tǒng)一定可以在未來城市安保中起到中流砥柱的作用。

[1]李衛(wèi)斌，李俊軍，岳麗娜.基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的室內(nèi)外融合定位技術(shù)[J]

[2]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的進(jìn)展、貢獻(xiàn)與挑戰(zhàn)[J].楊元喜.測繪學(xué)報(bào).2010(01)