摘 要:針對公安工作移動性、突發(fā)性、緊急性等特點，以GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)為依托，開發(fā)設(shè)計了一套實時與公安系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心進行數(shù)據(jù)交換的公安交警移動警務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)整合多項業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，能夠安全快速與公安內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)和圖像信息進行無線查詢和傳輸，并現(xiàn)場通過藍牙打印機打印所需的罰單和相關(guān)信息。在Nokia N72實物環(huán)境下驗證了系統(tǒng)的功能和性能要求。

關(guān)鍵詞:GPRS; 移動警務(wù)系統(tǒng); J2ME; 藍牙

中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)10-0052-03

Design and Implementation of Wireless Mobile Traffic Police Office System Based on GPRS

WANG Dong

(School of Mathematics and Computational Science， Guilin University of Electronic Technology， Guilin 541004，China)

Abstract:A mobile traffic police office system based on GPRS wireless transmission network is developed， which can exchange data with the data center of public security system real-timly， according to the characteristics of mobility，burstiness and urgency of the public security. The system can integrate many datas， and inquiry and transfer the data and image safely and quickly in Intranet with eachother， print the required ticket and information by Bluetooth. The function and performance of the system are verified in Nokia N72 environment.

Keywords:GPRS; mobile police office system; J2ME; bluetooth

隨著我國城市建設(shè)規(guī)模的擴大，車輛日益增多，交通運輸?shù)慕?jīng)營管理和合理調(diào)度，警用車輛的指揮和安全管理，違章車輛實時處罰已成為公安、交通系統(tǒng)中的一個重要問題。以前的交通警務(wù)管理系統(tǒng)將車輛管理，駕駛員違章，事故積分等信息現(xiàn)場由交警進行記錄，由交警將每天的工作上報到所在公安局，再錄入到公安交警綜合處理系統(tǒng)中，這樣一種工作方式只能實現(xiàn)靜態(tài)數(shù)據(jù)的處理，將車輛的管理工作人為分開，增加工作量，遠遠不能適應(yīng)交警工作的移動性，突發(fā)性，實時性的特點。因此基于各種架構(gòu)與技術(shù)的公安移動警務(wù)系統(tǒng)被提出并設(shè)計出來[1-8]。本文以GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)為依托，借助J2ME技術(shù)與Oracle 9i數(shù)據(jù)庫設(shè)計開發(fā)了一套實時與公安系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心進行數(shù)據(jù)交換的公安交警移動警務(wù)系統(tǒng)，最終通過手機終端進行了測試，該系統(tǒng)的使用將極大地提高一線交警管理和辦案工作效率。

1 GPRS在公安警務(wù)工作的應(yīng)用分析

GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱，是在現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展起來的一種新的承載業(yè)務(wù)。主要是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中增加一些節(jié)點:網(wǎng)關(guān)GPSRS支持節(jié)點GGSN，服務(wù)GPRS支持節(jié)點SGSN。GPRS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了多時隙捆綁、數(shù)據(jù)壓縮等各種有利于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。其主要網(wǎng)絡(luò)單元功能分為以下幾個部分:

(1) 分組控制單元(PCU) :主要用于完成無線數(shù)據(jù)塊的轉(zhuǎn)換，把分組業(yè)務(wù)送往SGSN，把話音業(yè)務(wù)送往MSC(移動交換中心);

(2) SGSN: 執(zhí)行移動性管理、安全功能、接入控制和路由選擇等功能;

(3) GGSN: 負責提供GPRS PLMN(公用陸上移動通信網(wǎng)) 與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的接口，并提供必要的網(wǎng)間安全機制(如防火墻);

(4) 邊界網(wǎng)關(guān)(BG):邊界網(wǎng)關(guān)用于PLMN 間GPRS 骨干網(wǎng)的互聯(lián)，它應(yīng)具有基本的安全功能;

(5) 計費網(wǎng)關(guān)(CG):通過與GPRS 網(wǎng)絡(luò)中的計費實體通信，用于收集各GSN(GPRS 服務(wù)支持節(jié)點)發(fā)送的計費數(shù)據(jù)記錄;

(6)域名服務(wù)器(DNS): 負責提供GPRS 網(wǎng)內(nèi)部SGSN，GGSN 等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的域名解析以及APN(訪問接入點) 的解析。

它在公安警務(wù)工作的應(yīng)用特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1) 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣:GPRS支持Internet上最廣泛使用的IP協(xié)議和X.25協(xié)議，能夠提供Internet和其他網(wǎng)絡(luò)的隨時隨地全球無縫接入，真正實現(xiàn)公安人員移動辦公。

(2) 資源利用率高:移動警務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)選擇上，如果通過公安系統(tǒng)單獨建立專用網(wǎng)絡(luò)通道則成本過高。GPRS是在原有的GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，引入分組交換的傳輸方式，使用者只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占有資源，按實際通信的數(shù)據(jù)流量為計費標準，提高資源利用率。

(3) 數(shù)據(jù)帶寬:采用內(nèi)部的無線對講網(wǎng)絡(luò)不能滿足網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求，GPRS的數(shù)據(jù)傳輸速度可達57.6 Kb/s，最高可達171 Kb/s，能很好滿足公安工作實時性和突發(fā)性要求。

(4) 傳輸安全可靠:數(shù)據(jù)傳輸過程中，IP數(shù)據(jù)包通過分組交換技術(shù)被分成若干片段，通過不同的路由以存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式傳送到目的端，再組成完整的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包可連續(xù)發(fā)送，從而能夠保證公安工作實時傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2 系統(tǒng)設(shè)計

公安交警移動系統(tǒng)功能主要分為以下部分:

違章處罰系統(tǒng) 登記駕駛員違章信息及處罰信息，主要有罰款、記分、吊扣、拘留、撤銷和強制措施等處罰管理，完全適應(yīng)違章當場處罰程序和一般處罰程序以及強制措施的處理程序。

手機拍照違章 根據(jù)違章信息，對車輛及個人進行拍照存儲，記錄其違章信息，通報對應(yīng)違章車主，同時給予對應(yīng)車輛駕駛員相應(yīng)處罰，其處罰數(shù)據(jù)進入違章處罰系統(tǒng)中，實時打印罰單。

對帳系統(tǒng) 將收款點交款和處罰存根罰款進行自動比對，已準確、迅速統(tǒng)計出違章交款情況;通過應(yīng)交款統(tǒng)計、實交款統(tǒng)計及兩者差值，方便對交款點的監(jiān)督。

2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)

公安交警移動警務(wù)通系統(tǒng)，基于跨無線移動平臺，采用內(nèi)外網(wǎng)分離架構(gòu)，多通道內(nèi)外網(wǎng)隔離技術(shù)，在數(shù)據(jù)高速傳遞的同時保證公安專網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全性。系統(tǒng)由移動終端，移動通信網(wǎng)絡(luò)，無線系統(tǒng)隔離局域網(wǎng)，公安內(nèi)網(wǎng)4大部分組成:

移動終端 具備一定計算、存儲、傳輸功能的手機，PDA和移動設(shè)備，公安交警通過安裝在移動終端的軟件系統(tǒng)進行信息的采集、查詢、比對。

移動通訊網(wǎng)絡(luò) 負責移動終端和無線系統(tǒng)隔離局域網(wǎng)之間的通信。移動終端發(fā)起無線請求，來自移動終端的數(shù)據(jù)經(jīng)過基站后分流，通過SGSN完成移動臺和GPRS骨干網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。GGSN在GPRS網(wǎng)絡(luò)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)之間起關(guān)口的作用，通過它與Internet網(wǎng)進行連接。再通過防火墻過濾進入公安外網(wǎng)。

無線系統(tǒng)隔離局域網(wǎng) 由存儲外網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的外網(wǎng)服務(wù)器，認證服務(wù)器和隔離/請求轉(zhuǎn)發(fā)器及物理安全網(wǎng)閘構(gòu)成。通過現(xiàn)有的GPRS網(wǎng)絡(luò)和轉(zhuǎn)發(fā)器將移動終端發(fā)出的數(shù)據(jù)請求接入到外網(wǎng)服務(wù)器，得到數(shù)據(jù)請求的結(jié)果通過XML數(shù)據(jù)格式實時返回給移動終端。物理隔離網(wǎng)閘連接公安內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器和外網(wǎng)服務(wù)器2個系統(tǒng)之間，不存在通信的物理連接，邏輯連接，信息傳輸協(xié)議，將外網(wǎng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)包進行分解，重組為靜態(tài)數(shù)據(jù)，并對靜態(tài)數(shù)據(jù)進行安全審查，確認為安全的數(shù)據(jù)進入公安內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器。

公安內(nèi)網(wǎng) 是由公安內(nèi)部的核心數(shù)據(jù)庫(車輛信息管理庫，被盜車輛信息庫，三逃/高危人員信息庫，流動人員信息庫，常住人員信息庫)，內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器，隔離/請求轉(zhuǎn)發(fā)器及數(shù)據(jù)接口模塊組成。通過安全隔離網(wǎng)閘，將公安內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫與外網(wǎng)服務(wù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫進行實時單向同步，將核心數(shù)據(jù)庫信息傳輸?shù)酵饩W(wǎng)服務(wù)器，杜絕外部攻擊公安內(nèi)網(wǎng)的可能性。GPRS網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 GPRS網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)

移動無線交警系統(tǒng)軟件端由客戶端軟件設(shè)計，服務(wù)器端軟件設(shè)計，模塊管理系統(tǒng)及后臺數(shù)據(jù)庫組成。

客戶端軟件采用J2ME來設(shè)計，J2ME充分利用Java語言的平臺無關(guān)性跨平臺運行，支持HTTP， TCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以直接訪問Internet。支持高效率的分布式計算，有利于充分利用移動設(shè)備上的資源。J2ME提供MIDP 2.0規(guī)范，它要求所有的MIDP設(shè)備實現(xiàn)HttpConnection接口，這樣所有遵從MIDP規(guī)范的設(shè)備在HTTP協(xié)議下都可以相互通信。通過這個接口，客戶端程序?qū)崟r與服務(wù)端發(fā)生通信。為了減少與服務(wù)器端的交互，將數(shù)據(jù)字典信息存儲在客戶端，提高了系統(tǒng)的性能。

客戶端的軟件復(fù)雜度較大，界面多，因此需考慮到軟件的重用性，而且目前系統(tǒng)還只是交警版，將來會擴展到火警版，民警版，采用以前簡單的模式設(shè)計將有可能導(dǎo)致系統(tǒng)的效率低下。因此，系統(tǒng)的設(shè)計模式采用MVC(model view controller)模式，將系統(tǒng)的應(yīng)用分成3個層即模型層，視圖層和控制層，模型層。模型層封裝了系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的功能。視圖層解釋模型層，并將數(shù)據(jù)及系統(tǒng)的功能通過界面顯示，控制層定義應(yīng)用程序行為，協(xié)調(diào)模型和視圖。將這3個層分離，有利于不同模塊的分工負責，提高程序的擴展性和健壯性。

服務(wù)器端程序的開發(fā)選擇選擇Servlet，JavaBean。Servlet通過HTTP建立起與客戶端基于主求與回應(yīng)的動態(tài)模式?？蛻舳送ㄟ^GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)端發(fā)送HTTP請求，服務(wù)器端接收請求響應(yīng)調(diào)用相應(yīng)的JavaBean業(yè)務(wù)邏輯模塊，通過JDBC訪問移動交警后臺數(shù)據(jù)庫，并將查詢處理結(jié)果通過Servlet返回給客戶端顯示。

移動交警系統(tǒng)客戶端頻繁請求數(shù)據(jù)庫連接，不但占用系統(tǒng)資源，而且有可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，因此，服務(wù)器端建立了數(shù)據(jù)庫連接池，將一定數(shù)量的連接預(yù)先放入，需要時從連接池中取，這樣實現(xiàn)多個請求共享資源，提高數(shù)據(jù)庫的訪問效率。

人物照片和車輛照片的采集和比對是公安工作重要的一環(huán)，服務(wù)器端對客戶端發(fā)過來的圖片以大對象(Blob)類型存儲在數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的字段，并在服務(wù)器端對圖像進行相應(yīng)的增強處理，公安民警根據(jù)需要可以現(xiàn)場通過藍牙打印機打印車主證件，罰單信息，及查詢和比對人物車輛照片，適應(yīng)公安交警實時性，移動性的要求。

2.3 模塊管理系統(tǒng)及后臺數(shù)據(jù)庫

模塊管理系統(tǒng)包括警員權(quán)限管理系統(tǒng)和系統(tǒng)更新模塊，警員權(quán)限管理授予不同的警員對系統(tǒng)訪問的不同權(quán)限。系統(tǒng)更新模塊是當系統(tǒng)有模塊功能改變，或增加新的功能時，通過此模塊不同的警員可以實時下載不同的更新版本。

后臺數(shù)據(jù)庫采用Oracle 9i數(shù)據(jù)庫，Oracle 9i是一種引入面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)，采用對象/關(guān)系模型，不僅處理傳統(tǒng)的表結(jié)構(gòu)信息，而且支持其他多媒體數(shù)據(jù)類型，如文本，視頻，圖形等。采用高級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布式結(jié)構(gòu)，可將數(shù)據(jù)和應(yīng)用駐留在多臺計算機上，同時保證計算機之間的通信是透明的。提供了自動備份和恢復(fù)功能，提高了良好的安全性。

2.4 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)通過中國移動的GPRS 網(wǎng)絡(luò)在Nokia N72進行了現(xiàn)場實測， 并與有線模擬器進行對比， 結(jié)果如表1所示。

表1 實測時間記錄表

實測項目時間(Nokia N72+GPRS)

車主基本信息查詢 3 s

車主基本信息錄入(28字段)8 min

車輛及照片信息查詢 8 s

被盜車輛查詢 3 s

違章處理及罰單打印 4 min

由實測結(jié)果可知， 系統(tǒng)運行速度在可接受的范圍內(nèi)，可滿足公安業(yè)務(wù)的功能需求，與原有的人工方式相比，省時又省力。使用界面友好，便于用戶使用和對后期系統(tǒng)的維護升級，提高了公安交警與中心數(shù)據(jù)交換的效率

3 結(jié) 語

本文所描述的移動警務(wù)系統(tǒng)在Nokia N72機型上通過測試。系統(tǒng)綜合利用無線移動存儲技術(shù)，嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等。該系統(tǒng)具有實時查詢車輛信息，被盜車輛查詢，車主信息采集和查詢，實時打印車主信息及罰單，交警管理等功能，系統(tǒng)提高了公安交警的工作效率。隨著第三代移動通信(3G)的全面推廣，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率將大大提高，系統(tǒng)的應(yīng)用前景將十分廣闊。

參考文獻

[1]閆茂德，吳清云，紀志強，等.基于WAP的無線移動警務(wù)系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用與軟件，2007(3):122-125.

[2]王荃，張永智，駱崇.公安無線移動警務(wù)系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，27(14):26-27.

[3]閻茂德，紀志強，吳青云，等.基于C/S結(jié)構(gòu)的公安交警無線移動警務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微電子學與計算機，2006(3):129-130.

[4]單榮彬.公安交通移動警務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].黑龍江科技信息，2009(2):82-82.

[5]陳偉，李永明.公安無線警務(wù)系統(tǒng)框架設(shè)計[J].電腦學習，2009(2):52-54.

[6]石淼，胡昌平，楊光年.基于GPRS無線通信平臺的高可靠通信管理軟件設(shè)計[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008(21):25-27.

[7]紀志強，閆茂德，賀昱曜.公安無線移動警務(wù)交通管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用與軟件，2007(11):114-116.

[8]康利剛， 常朝穩(wěn)， 李平.基于PDA的移動警務(wù)罰單打印的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微計算機信息，2007，23(18):161-16.

[9]喬德.Symbian OS J2ME編程指南——移動開發(fā)系列叢書[M].詹建飛，譯.北京:人民郵電出版社，2005.

[10] 凱特.Oracle 9i10g 編程藝術(shù):深入數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)[M].蘇金國，譯.北京:人民郵電出版社，2006.