張雪東 河海大學地球科學與工程學院

基于北斗系統(tǒng)的城市智能安全保障系統(tǒng)設(shè)計

張雪東 河海大學地球科學與工程學院

目前許多城市，以市中心商圈和重大活動場館所在地為中心的地區(qū)呈現(xiàn)出了建筑物密集，人員流動大，城市空間布局復雜化的特征。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，本案在基于北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)之外還欲結(jié)合計算機智能學習，從而使安保系統(tǒng)兼?zhèn)涠喾N功能和后期再擴展能力。本案還提出現(xiàn)實建設(shè)原則—分區(qū)建設(shè)、分類運行、聯(lián)合監(jiān)控、自主強化。具有廣泛的應用前景和商業(yè)價值。

北斗導航系統(tǒng) 城市復雜區(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。同時結(jié)合當前的熱門領(lǐng)域—大數(shù)據(jù)運算，數(shù)據(jù)模擬及云存儲，使得城市安全保障系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)模擬，情景分析，智能學習，應急處理的功能。

2 核心功能與創(chuàng)新點

復雜區(qū)域高精度定位，動態(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)域空間復雜、商業(yè)圈布局復雜。本系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)既可以單點提取進行分析，并以時間為線儲存信息。后期云處理，針對安全事件的時間進行分段分析，總結(jié)特點，便于學習。

數(shù)據(jù)模擬，動態(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)，可以應用于救援現(xiàn)場，例如：針對手中有危險武器的犯罪分子，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，最佳槍斃罪犯點供特警人員選擇。

數(shù)據(jù)庫存儲與云儲存相結(jié)合。云儲存不僅可以儲存更多數(shù)據(jù)，而且共享性更強，便于各個城市間共享。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)智能學習打下基礎(chǔ)，同時也可以為不同城市所用，極大提高了分析效率和處理速度。

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

3 現(xiàn)實技術(shù)支撐與詳細設(shè)計

3.1 北斗接收機分系統(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，這個芯片課題現(xiàn)開展順利，完全可以應用于本系統(tǒng)建設(shè)之中。另一種是北斗/wifi雙模運行進制，與北斗室內(nèi)定位芯片相比，當前基于北斗衛(wèi)星導航的室內(nèi)外融合定位技術(shù)已經(jīng)可以達到平均定位精度在2．28m左右。同時，基于當前各大城市內(nèi)密集的wifi網(wǎng)絡(luò)，這種方案的精度已經(jīng)能達到米級甚至更高。城市安全保障人員北斗接收機分系統(tǒng)包括：移動供電子系統(tǒng)、信息儲存及發(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)云與智能學習分系統(tǒng)設(shè)計

數(shù)據(jù)云設(shè)計前期主要形成信息儲存庫。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存功能，二來是便于分享，三是可以作為人工智能的實現(xiàn)基石。

智能學習子系統(tǒng)設(shè)計采用分期開發(fā)方式，先針對現(xiàn)在已經(jīng)相對成熟的部分進行建設(shè)探索。隨著前期各部分開發(fā)的不斷完成，可再進一步深入發(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城市的總體安全情況進行現(xiàn)實，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、行動軌跡。

4 應用前景

現(xiàn)代化智能安全保障系統(tǒng)乃大勢所趨。在科技不斷飛躍進步的今天，北斗衛(wèi)星導航的精準定位能力、大數(shù)據(jù)云、智能學習、空間化信息處理等科學技術(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)順應新形勢，可以高效、快速、精準的解決城市越來越多的問題。

系統(tǒng)化、空間化有利于進一步拓展。本案強調(diào)對定位信息進行系統(tǒng)化、空間化的處理。一是可以使信息的儲存更具邏輯，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。

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

5 總結(jié)

隨著我國城市化進程不斷推進，城市安全保障系統(tǒng)的開發(fā)迫在眉睫。當前，我國北斗產(chǎn)業(yè)化進程不斷加速，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)星導航的室內(nèi)外融合定位技術(shù)[J]

[2]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的進展、貢獻與挑戰(zhàn)[J].楊元喜.測繪學報.2010(01)