公共交通安全分析預警系統(tǒng)設計與開發(fā)

文/柴智 沈小林

公共交通是城市日常出行的主要選擇出行方式，公交車為廣大市民出行帶來極大的便利。但是公交車內部的安全問題一直是個大難題。由于乘坐公交車簡單、便捷、隨性，車內狹窄的小環(huán)境、乘客身份的不確定、人群結構復雜、攜帶物品方便等都給犯罪分子提供了有利的作案條件，對公共社會安全帶來隱患。

伴隨著經濟的快速發(fā)展，人員在不同地域之間頻繁的流動，對公共安全管理的需求迅速增加。但是目前大部分公交車的監(jiān)控系統(tǒng)只能拍照并儲存，在事發(fā)后調取圖像資料進行信息比對，工作效率低，且無 法提前預警，造成很多不必要的損失。鑒于以上問題，本文介紹了以Java+MySQL數據庫開發(fā)的基于C/S架構模式下的公共交通安全分析預警系統(tǒng)。通過在公交車上安裝人臉抓拍機，對在該區(qū)域內出現的特殊社會人群進行實時人臉抓拍，上傳到中央數據庫，利用人工智能技術進行對比，檢測到可疑人員時，可以實現報警信息實時推送、圖像存儲等功能，便于公安部門第一時間掌握該區(qū)域的社會敏感人群出現的實時狀況，并能及時對可疑人員進行快速、準確地取證和處置，達到實時監(jiān)控管理、震懾犯罪以及事后取證等治安監(jiān)控目的。

1 公共交通安全分析預警系統(tǒng)設計

1.1 總體架構

圖1：系統(tǒng)總體架構示意圖

圖2：公共交通安全分析預測平臺技術架構示意圖

系統(tǒng)硬件包括車載主機、人臉抓拍機和人臉結構化處理系統(tǒng)，軟件包含公共安全交通分析預測平臺和移動客戶端。人臉抓拍機、車載主機安裝在公交車上進行實時人臉抓拍，車載主機通過4G通信向后臺設備傳輸視頻、人臉圖片、GPS定位等信息，人臉結構化處理系統(tǒng)計算人臉結構化數據并完成人臉比對，得到黑白名單比對結果后，將需要告警的信息推送給應用單位及移動客戶端。圖像數據存儲在機房，公共安全交通分析預測平臺布控在業(yè)務服務器上，數據存儲和業(yè)務服務器依托公安部門現有設備，系統(tǒng)示意如圖 1所示。

1.2 硬件設備

硬件設備經過各方方面比較后，選用珠海芯橋公司生產的車載主機和高清攝像頭，性價比合理，滿足任務需求。人臉結構化處理系統(tǒng)采用Master-Node架構模式，穩(wěn)定性高、可靠性強，支持大規(guī)模分布式、集群式部署，可根據需要自由擴展。

圖3：公共交通安全分析預警系統(tǒng)功能分布圖

圖4：實時預警比對信息圖

圖5：手機客戶端預警信息接收、查看圖

1.3 公共交通安全分析預測平臺

公共交通安全分析預測平臺采用層次化的設計思路，技術體系架構從下向上依次包括基礎支撐層、數據存儲層、服務協(xié)議層、分析處理層、展現接入層5個層次，如圖 2所示。

1.4 移動客戶端

系統(tǒng)進行移動客戶端開發(fā)時，選擇基于Android操作系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境，采用hybrid（混合）模式開發(fā)。移動客戶端主要實現實時報警推送，報警信息管理等功能，還可以查看歷史信息。

1.5 功能模塊

公共交通安全分析預測平臺所有功能模塊采用分布式基礎系統(tǒng)框架構建，通過組播協(xié)議與域內其他服務模塊建立點對多點鏈接，為系統(tǒng)各模塊提供授權管理，支持云+端應用及云+端能力服務管理，提供人臉圖像信息管理、前端設備應用管理、移動客戶端管理、基礎信息管理、系統(tǒng)管理等功能，如圖 3所示。

1.6 數據庫設計

在數據庫設計方面，遵循數據庫設計的一般原則，即安全性、完整性、一致性和規(guī)范性。公共交通安全分析預測系統(tǒng)設計了多張表格，有公交線路表、車載主機表、警員信息表、預警記錄明細表、推送消息配置表、手持終端表、同行人信息表等。以推送消息配置表來說，它存儲了用戶手持設備的ID，公交線路編號，對比相似度，可疑人員的人臉圖及其姓名、身份證號等相關信息。數據庫的設計使得系統(tǒng)代碼穩(wěn)定且高效率的運行。

2 系統(tǒng)開發(fā)與實現

2.1 開發(fā)工具

本系統(tǒng)使用Java語言開發(fā)的集成環(huán)境IDEA進行系統(tǒng)開發(fā)，IDEA在業(yè)界被公認為最好的Java開發(fā)工具之一，功能強大，簡單易用。使用Vscode編輯器進行代碼編寫，數據庫使用的是MySQL數據庫，操作系統(tǒng)使用Windows10。

2.2 開發(fā)技術

本系統(tǒng)使用Java圖形化開發(fā)技術，也就是GUI技術。目前在JavaAPI中提供了兩套組件支持用戶編寫圖形用戶界面，包括AWT和Swing。

AWT中文意思是抽象窗口工具包，該包提供了一套與本地圖形界面進行交互的接口，是Java提供的用來建立和設置Java的圖形用戶界面的基本工具。

Swing是一個用于開發(fā)Java應用程序用戶界面的開發(fā)工具包，以抽象窗口工具包(AWT)為基礎使跨平臺應用程序可以使用任何可插拔的外觀風格。

開發(fā)中還用到了緩存技術Spring、流媒體技術和大數據分析。

2.3 系統(tǒng)的實現

公共交通安全分析預警系統(tǒng)在Windows平臺上運行，這里以管理員的身份登錄作為效果展示。管理員可以查看預警信息，并對基礎信息和圖像庫進行查看、上傳和下載，還可以利用系統(tǒng)管理功能對不同的用戶開放對應權限。

登錄公共交通安全分析預警系統(tǒng)后，通過車載設備抓拍的人臉圖像在數據庫中經過人工智能比對，將可疑人員信息上傳，公安部門可以查看實時預警信息比對結果，包括可疑人員的姓名、身份證號、人臉圖、所乘車輛的編號及上車站點等信息，之后公安部門將這些信息整理后發(fā)送給同乘這輛車的所有乘客，達到提前預警，防患于未然的安全保護目的。與以往的公交車記錄系統(tǒng)相比，該分析預警系統(tǒng)在有可能發(fā)生危險之前推送警告信息，使乘客提前做出防范，盡可能的避免危險情況發(fā)生。如圖4所示，為實時預警比對信息圖。

通過實時監(jiān)控，軌跡追蹤，可以準確掌握特定人員的位置信息，更加方便警方工作，節(jié)約時間，提高工作效率。

手機客戶端主要用來接收實時預警信息，并查看歷史消息，實時了解用戶自身所處環(huán)境的變化，方便用戶對危險源提前做出防護，提高公眾出行的安全系數。手機APP效果展示如圖5所示。

3 結語

綜上所述，本文提出的公共交通安全分析預警系統(tǒng)建立了一個針對公交車人臉識別、提前預警、實時監(jiān)控、軌跡搜索、事后分析取證的高性能實時平臺。該系統(tǒng)接入了公交車人臉數據，開展了公交車人臉應用，對可疑人員實現了提前預警、實時監(jiān)控，提高了公交車安防能力，提升了市民出行安全感，基本實現了預期的目的，加強了對城市的精細化管理，為智慧城市的建設做出了貢獻。