李 悅

（甘肅警察職業(yè)學(xué)院法律系 甘肅 蘭州 730046）

1 引言

目前，數(shù)據(jù)資源已經(jīng)成為重要的公安戰(zhàn)斗力要素，公安信息化建設(shè)的迅猛發(fā)展，使得公安領(lǐng)域迅速產(chǎn)生了海量的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，包括視頻監(jiān)控信息、軌跡運(yùn)行信息、人口場所信息等。傳統(tǒng)的單機(jī)處理模式早已無法滿足公安大數(shù)據(jù)深度應(yīng)用要求，在這種情勢(shì)下，各級(jí)各地公安機(jī)關(guān)加快構(gòu)建警務(wù)云平臺(tái)以期解決目前面臨的數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)。云計(jì)算的引入在公安海量數(shù)據(jù)的處理上的確有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，然而存在對(duì)大數(shù)據(jù)的智能化運(yùn)用水平偏低、數(shù)據(jù)密集型計(jì)算能力偏低的問題。具體表現(xiàn)在：對(duì)數(shù)據(jù)信息處理能力上欠佳，數(shù)據(jù)分析方法過于滯后無法挖掘海量數(shù)據(jù)潛在價(jià)值和規(guī)律，對(duì)犯罪數(shù)據(jù)的預(yù)警模型構(gòu)建方面上尚處于空白狀態(tài)。在識(shí)別分析異常特征數(shù)據(jù)、視頻信息分析比對(duì)、數(shù)據(jù)模擬可視化、目標(biāo)檢索速度等方面也無法滿足公安信息化發(fā)展的深度要求，在警務(wù)工作中仍以被動(dòng)應(yīng)對(duì)為主，在主動(dòng)預(yù)防、扁平化管理等方面不夠深入。而這些問題化解需要探索引入公安高性能計(jì)算平臺(tái)加以解決。平臺(tái)的探索與構(gòu)建將輔助公安機(jī)關(guān)提高對(duì)犯罪和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)能力，同時(shí)基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、高性能計(jì)算形成公安大數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)圈，為打造智慧警務(wù)提供有效解決方案。

2 高性能計(jì)算與云計(jì)算的比較

高性能計(jì)算（HPC）泛指快速、量大和高性能的一類并行計(jì)算，是高性能計(jì)算機(jī)連同有效應(yīng)用，諸如向量計(jì)算、并行與分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等，需要大量計(jì)算能力和強(qiáng)大的計(jì)算設(shè)施在很短的時(shí)間周期內(nèi)完成的計(jì)算[1]。迄今為止，我國HPC技術(shù)發(fā)展已經(jīng)獲得了顯著的成就，由國內(nèi)科研人員獨(dú)立研發(fā)并制造的高性能計(jì)算機(jī)神威·太湖之光摘得全球超算500強(qiáng)（2017年）桂冠。

縱觀計(jì)算技術(shù)的演變歷程，云計(jì)算只是高性能計(jì)算的發(fā)展新形態(tài)，其實(shí)質(zhì)是“資源虛擬化+并行計(jì)算”。云計(jì)算體現(xiàn)的是對(duì)傳統(tǒng)的高性能計(jì)算的延伸。目前的云計(jì)算尚不能支持HPC服務(wù)，因而讓HPC用戶使用云計(jì)算被形象比喻為如同F(xiàn)1賽車手搭乘公交車一般，一個(gè)追求頂尖速度，一個(gè)追求彈性的空間。換言之，HPC追求的是計(jì)算力并行的緊耦合，把一個(gè)任務(wù)做到極致；云計(jì)算追求的是計(jì)算力分布的松耦合，把池化資源的平均利用率做到最高。但是，如果將云計(jì)算和高性能計(jì)算結(jié)合在一起，形成“高性能計(jì)算云”則可以彌補(bǔ)單一使用云計(jì)算所帶來的不足，滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)密集型計(jì)算所需的大容量、低延遲和高帶寬等要求。

3 平臺(tái)建設(shè)的可行性

3.1 政策環(huán)境的可行性

國家973計(jì)劃和863計(jì)劃均有對(duì)高性能計(jì)算方面的大量投入，如“天河2號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是國家 863 計(jì)劃重大專項(xiàng)的標(biāo)志性成果。國家863計(jì)劃中連續(xù)10年支持了3期圍繞高性能計(jì)算的研發(fā)項(xiàng)目。以北上廣為牽頭的超級(jí)計(jì)算機(jī)中心已經(jīng)成為國家信息化建設(shè)的重要組成。2017年7月國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確提到要讓人工智能促使智能社會(huì)建設(shè)取得積極進(jìn)展。

3.2 技術(shù)的可行性

目前高性能計(jì)算無論從硬件平臺(tái)還是軟件系統(tǒng)技術(shù)都基本成熟，穩(wěn)定性和安全性能夠得到有效的保障。為解決高性能計(jì)算機(jī)成本高昂，占用空間大的問題，目前以深圳大學(xué)和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)為牽頭的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)下，已經(jīng)成功研發(fā)出面向個(gè)人應(yīng)用的高性能計(jì)算機(jī)。解決了高性能計(jì)算機(jī)體積由大變小的問題，解決了個(gè)人PC機(jī)計(jì)算能力由小到大的轉(zhuǎn)變，做到了高性能計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)和系統(tǒng)軟件的協(xié)同優(yōu)化，使得國產(chǎn)高性能計(jì)算機(jī)逐步具備了低功耗、小型化和高安全性等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

3.3 人工智能應(yīng)用的緊迫性

隨著人工智能技術(shù)的興起，智慧城市是未來城市發(fā)展的重要趨勢(shì)，智慧城市就是感知社會(huì)中發(fā)生的一切，而感知就是通過數(shù)據(jù)收集，分析大數(shù)據(jù)的過程。人工智能技術(shù)的實(shí)現(xiàn)首先需要通過強(qiáng)大的計(jì)算能力作為支撐保證。當(dāng)前人工智能技術(shù)的的實(shí)現(xiàn)主要依靠3種途徑：高性能計(jì)算、神經(jīng)擬態(tài)計(jì)算和量子計(jì)算。由于后兩種技術(shù)尚未成熟，可以說高性能計(jì)算是目前唯一可商業(yè)化為人工智能應(yīng)用的技術(shù)?？梢姡磥碇腔劬瘎?wù)模式的快速轉(zhuǎn)變離不開人工智能技術(shù)，而人工智能技術(shù)目前的核心關(guān)鍵正是高性能計(jì)算。要實(shí)現(xiàn)從海量公安大數(shù)據(jù)中提取、挖掘、整合、掌控有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，做到對(duì)敏感的犯罪信息的提前預(yù)警和掌握[2]，必須依托高性能計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的分析計(jì)算能力。

4 平臺(tái)構(gòu)建的技術(shù)路徑

目前，基于國家超算中心和北上廣深等具有代表性的超算中心已初具規(guī)模，關(guān)于公安高性能計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建路徑可選擇：一是公安部門應(yīng)該結(jié)合自身實(shí)際與高性能領(lǐng)域具備資質(zhì)的中心平臺(tái)合作接洽（比如國家超級(jí)計(jì)算廣州中心、國家超級(jí)計(jì)算深圳中心、國家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心等），借助中心的高性能計(jì)算平臺(tái)達(dá)成靈活多樣適用于公安機(jī)關(guān)自身業(yè)務(wù)需求的合作方式。二是由公安部科技信息業(yè)務(wù)部門牽頭，對(duì)相關(guān)技術(shù)研發(fā)公司進(jìn)行咨詢、論證達(dá)成平臺(tái)搭建協(xié)議，購置適合自身需求和應(yīng)用的高性能計(jì)算機(jī)群，完成超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)的預(yù)研、架構(gòu)、測(cè)評(píng)、超級(jí)計(jì)算中心運(yùn)維服務(wù)體系及運(yùn)維平臺(tái)的建立。

4.1 平臺(tái)架構(gòu)

公安高性能計(jì)算平臺(tái)著力打造集警務(wù)數(shù)據(jù)分析、智能二次開發(fā)工具、高密度計(jì)算等能力于一體的智慧警務(wù)平臺(tái)。在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化前提下，平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)可以提高公安機(jī)關(guān)海量大數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值利用率，提高公安信息化業(yè)務(wù)處理效益。公安高性能計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 公安高性能計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)圖

平臺(tái)采用分層、分模塊的設(shè)計(jì)原則，有利于系統(tǒng)的運(yùn)維和實(shí)現(xiàn)，由下到上共分為5層：

數(shù)據(jù)來源層：數(shù)據(jù)來源層是平臺(tái)的建設(shè)基礎(chǔ)，功能在于數(shù)據(jù)的接入、存儲(chǔ)和訪問，整合處理公安內(nèi)外部所有為高性能計(jì)算所利用的數(shù)據(jù)資源。內(nèi)部資源包括PGIS、人口、車輛、視頻、地址等關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)警務(wù)數(shù)據(jù)庫資源。其中人口庫包括常住人口、流動(dòng)人口、寄宿人口、外籍人口的登記住址；車輛庫包括車駕管庫、盜搶庫、布控車輛庫、涉案車輛庫等；標(biāo)準(zhǔn)地址庫包括門牌、建筑物、房屋地理位置信息；公安管理機(jī)構(gòu)庫包括各級(jí)各地公安局、派出所、警務(wù)站、轄區(qū)檢查站等位置；視頻庫包括車輛卡口、電子警察、治安監(jiān)控、道路監(jiān)控等。外部資源包括社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)、國土地形數(shù)據(jù)、社會(huì)資源數(shù)據(jù)等。在數(shù)據(jù)接入方面，采用Kafka流處理接收多源軌跡類數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上，采用Oracle方式進(jìn)行存放，數(shù)據(jù)通過Kafka接入后，傳入至Spark平臺(tái)，用于數(shù)據(jù)分析比對(duì)，通過MapReduce進(jìn)行處理。

基礎(chǔ)設(shè)施層：基礎(chǔ)設(shè)施層主要有機(jī)房、機(jī)柜、供配電、空調(diào)、消防報(bào)警、視頻監(jiān)控、溫濕度調(diào)控設(shè)備等組成，為上層應(yīng)用提供硬件支撐。高性能計(jì)算集群系統(tǒng)布局圖，如圖2所示。

圖2 高性能計(jì)算集群系統(tǒng)布局圖

硬件資源層：高性能計(jì)算平臺(tái)配置有高性能的硬件架構(gòu)資源，可以滿足不同的計(jì)算要求。平臺(tái)由CPU集群、GPU集群、交換機(jī)、胖節(jié)點(diǎn)、SMP大型機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、用戶賬號(hào)系統(tǒng)、作業(yè)管理系統(tǒng)等構(gòu)成，集群存有上百個(gè)節(jié)點(diǎn)，需要專業(yè)的運(yùn)維技術(shù)控制。平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，如圖3所示。

圖3 平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

基礎(chǔ)軟件層：建立豐富、完備的軟件資源可以迅速提高平臺(tái)使用效率，為用戶提供方便、友好的平臺(tái)使用環(huán)境。平臺(tái)除了安裝了高性能計(jì)算必需的編譯器、數(shù)學(xué)庫、并行庫以外，還應(yīng)該把能夠適合公安領(lǐng)域用戶使用的開源、商用軟件分類部署到集群系統(tǒng)中[3]。按照公安信息化業(yè)務(wù)需求，建議部署安裝基礎(chǔ)軟件，如表所示。

平臺(tái)基礎(chǔ)軟件安裝配置表

應(yīng)用服務(wù)層：將平臺(tái)處理的數(shù)據(jù)結(jié)果和服務(wù)以特色應(yīng)用方式進(jìn)行展現(xiàn)，體現(xiàn)平臺(tái)所具備的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)模型定制、數(shù)據(jù)可視化等功能。平臺(tái)的定位不是簡單的系統(tǒng)查詢，而是綜合應(yīng)用平臺(tái)，為辦案民警提供大數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)模塊，通過組合靈活運(yùn)用。同時(shí)整合了平臺(tái)的外部訪問，提供統(tǒng)一的用戶登錄管理模式，考慮到日后與警務(wù)云平臺(tái)的對(duì)接，可以融合對(duì)接其他應(yīng)用系統(tǒng)。

4.2 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵

4.2.1 平臺(tái)運(yùn)維和服務(wù)

公安高性能計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建是在深化公安信息改革浪潮中為提高大數(shù)據(jù)價(jià)值性服務(wù)的重要戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施。為提升平臺(tái)的高效運(yùn)維和服務(wù)管理能力，擬建設(shè)下列組織機(jī)構(gòu)：①籌建公安高性能計(jì)算中心?；I建公安高性能計(jì)算中心是作為公安高性能計(jì)算平臺(tái)的管理和運(yùn)維部門。其職能制定高性能計(jì)算集群軟件、硬件實(shí)施計(jì)劃，提出新建、擴(kuò)建、改建計(jì)劃和實(shí)施方案；負(fù)責(zé)高性能計(jì)算集群的日常管理和運(yùn)行維護(hù)；提供高性能計(jì)算咨詢服務(wù)，解決公安終端用戶在使用中遇到的各類問題；負(fù)責(zé)公安高性能計(jì)算用戶賬號(hào)管理及運(yùn)營成本管理；開展與高性能計(jì)算相關(guān)、解決公安信息化實(shí)際瓶頸問題的科研活動(dòng)，用戶培訓(xùn)、技術(shù)交流和對(duì)外合作；負(fù)責(zé)公安高性能計(jì)算門戶網(wǎng)站的建設(shè)與管理，研發(fā)適用于公安實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)的高性能計(jì)算軟件，提供資源下載與更新。②籌建高性能計(jì)算專家委員會(huì)。由公安部牽頭，會(huì)同高性能計(jì)算領(lǐng)域相關(guān)專家學(xué)者組成，對(duì)高性能計(jì)算環(huán)境建設(shè)的技術(shù)路線、方案和產(chǎn)品選型等重點(diǎn)技術(shù)問題進(jìn)行咨詢、評(píng)估、論證和指導(dǎo)；協(xié)調(diào)、組織高性能計(jì)算領(lǐng)域技術(shù)合作、技術(shù)交流及人才培養(yǎng)工作等。

科學(xué)的平臺(tái)管理和監(jiān)控機(jī)制是平臺(tái)建設(shè)和發(fā)展的核心要?jiǎng)?wù)。一是機(jī)制創(chuàng)新。首先要注重提高計(jì)算資源的使用效益，注重設(shè)備使用效率和質(zhì)量，鼓勵(lì)和優(yōu)先支持公安信息科技當(dāng)前急需的業(yè)務(wù)發(fā)展項(xiàng)目，獲得與投入相稱的高水平科研成果。同時(shí)考慮到平臺(tái)設(shè)備更新速度相對(duì)較快的問題，要合理有序的擴(kuò)充平臺(tái)計(jì)算資源，發(fā)揮平臺(tái)應(yīng)有的價(jià)值，以公安機(jī)關(guān)根本需求為導(dǎo)向，分步建設(shè)，實(shí)行資源和需求的同步化配置，避免計(jì)算資源的浪費(fèi)。二是分層設(shè)置準(zhǔn)入優(yōu)先權(quán)限。為保障計(jì)算資源被合理高效的使用，提高用戶的使用積極性，平臺(tái)的使用應(yīng)當(dāng)預(yù)設(shè)條件，合理的解決途徑就是設(shè)置準(zhǔn)入優(yōu)先級(jí)、高優(yōu)先級(jí)的用戶擁有平臺(tái)準(zhǔn)入的高級(jí)權(quán)限，建議高優(yōu)先級(jí)用戶為部、省、市、區(qū)4級(jí)公安信息化部門主要負(fù)責(zé)人及高級(jí)技術(shù)人員，他們對(duì)平臺(tái)計(jì)算資源的需求更高、更迫切，其登錄平臺(tái)使用資源的時(shí)間更長、涵蓋軟件使用范圍更廣、數(shù)據(jù)庫資源提供量更深。低優(yōu)先級(jí)的用戶擁有平臺(tái)準(zhǔn)入的一般權(quán)限，建議設(shè)置為不常使用計(jì)算資源的用戶，低優(yōu)先級(jí)用戶被限制權(quán)限，使用資源時(shí)間較高優(yōu)先級(jí)用戶更短、涵蓋軟件使用范圍更少、數(shù)據(jù)資源提供量更淺。平臺(tái)建成后要考慮運(yùn)維成本，公安實(shí)戰(zhàn)要求，綜合劃定平臺(tái)準(zhǔn)入優(yōu)先權(quán)限。嘗試給出參考優(yōu)先級(jí)劃分因子α：α=上一年用戶利用平臺(tái)偵辦案件成果數(shù)量/上一年該用戶使用平臺(tái)的時(shí)間。三是優(yōu)化平臺(tái)的智能監(jiān)控系統(tǒng)。集群硬件設(shè)備配有監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)，能夠保證集群24h不間斷正常服務(wù)，同時(shí)為方便集群硬件資源合理分配，集群配置Gridview管理工具和LSF作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)。Gridview集群管理軟件對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行的各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理，有助于管理人員掌控集群整體作業(yè)狀態(tài)。LSF系統(tǒng)可以自動(dòng)選擇當(dāng)前資源中利用率較低的節(jié)點(diǎn)分配作業(yè)，對(duì)沒有被調(diào)度的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)休眠，降低系統(tǒng)能耗[4]。

4.2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的目的是將不同性質(zhì)、不同量級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行指數(shù)化處理，調(diào)整到可以類比的范圍，是平臺(tái)使用的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的前期環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享應(yīng)用的前提，可以簡化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、清洗、分析應(yīng)用的流程，讓數(shù)據(jù)分析結(jié)果更加準(zhǔn)確，降低數(shù)據(jù)應(yīng)用、傳輸?shù)某杀尽Ｄ壳?，公安信息資源存在大量的異構(gòu)數(shù)據(jù)，在概念、編碼、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)等存在較大差異化。以甘肅省敦煌市公安局肅州派出所機(jī)構(gòu)代碼為例，同一機(jī)構(gòu)在人訓(xùn)處的標(biāo)識(shí)代碼為“620982980000”，在警務(wù)綜合平臺(tái)上標(biāo)識(shí)代碼為“620982740000”，在治安管理中標(biāo)識(shí)為“620982009000”。組織機(jī)構(gòu)代碼的差異化導(dǎo)致實(shí)時(shí)部署警力的滯后性，延誤偵查戰(zhàn)機(jī)。亟需按照國家和公安業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際需求規(guī)范和完善信息資源描述邏輯，形成全國基本統(tǒng)一的公安數(shù)據(jù)元、標(biāo)準(zhǔn)代碼、資源目錄、數(shù)據(jù)交換等標(biāo)準(zhǔn)，剔除不必要的信息，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，打破信息不共享的壁壘，加速數(shù)據(jù)的處理進(jìn)程。

4.2.3 部省市對(duì)接方案

為加快實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用并結(jié)合當(dāng)下警務(wù)云平臺(tái)建設(shè)的實(shí)際情況，公安高性能計(jì)算平臺(tái)建設(shè)之初應(yīng)著眼于未來打造上下級(jí)聯(lián)、橫向貫通、邏輯順暢的智慧警務(wù)一體化模式。

該模式要實(shí)現(xiàn)由上而下從部、省、市三級(jí)互聯(lián)融通、信息共享。平臺(tái)的三級(jí)對(duì)接方案構(gòu)想：平臺(tái)主體由公安部籌建的高性能計(jì)算中心設(shè)立為一級(jí)單位，省廳信息化中心為二級(jí)單位，各地市局信息化中心為三級(jí)單位。通過架設(shè)服務(wù)總線實(shí)現(xiàn)各級(jí)中心的對(duì)接，服務(wù)總線分別獨(dú)立且又互聯(lián)共通，呈現(xiàn)樹形結(jié)構(gòu)。第一級(jí)服務(wù)總線連接公安部和各省廳信息中心；第二級(jí)服務(wù)總線連接省廳與各地市州市局信息中心；第一級(jí)服務(wù)總線和第二級(jí)服務(wù)總線不完全獨(dú)立，通過接口實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，使公安部和各地市州信息中心在必要時(shí)可以實(shí)現(xiàn)直接數(shù)據(jù)任務(wù)提交與服務(wù)[5]。公安終端用戶無需自購計(jì)算和存儲(chǔ)等硬件設(shè)施，僅需借助公安專用網(wǎng)絡(luò)登錄賬號(hào)，獲取所需服務(wù)。同時(shí)要事先預(yù)留出云平臺(tái)用戶的專用端口，方便日后警務(wù)云平臺(tái)與公安高性能計(jì)算平臺(tái)的對(duì)接。

4.3 平臺(tái)功能在公安實(shí)踐中的體現(xiàn)

4.3.1 高性能數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是深挖海量公安大數(shù)據(jù)價(jià)值的核心環(huán)節(jié)，也是數(shù)據(jù)模型建立和選擇的前提。數(shù)據(jù)深度分析是一個(gè)數(shù)據(jù)建模和大規(guī)模計(jì)算的過程。包括①向公安業(yè)務(wù)各部門進(jìn)行調(diào)研，了解公安實(shí)戰(zhàn)業(yè)務(wù)需要解決的問題，將業(yè)務(wù)問題映射成數(shù)據(jù)分析工作和任務(wù)。②關(guān)聯(lián)提供公安業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)外部數(shù)據(jù)，找到分析需要的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)匯聚到一個(gè)特定的區(qū)域，數(shù)據(jù)集或數(shù)據(jù)倉庫，進(jìn)行初步探索性分析。③數(shù)據(jù)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗，檢查數(shù)據(jù)的一致性，處理異常值和缺失值，刪除重復(fù)數(shù)據(jù)等；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如數(shù)據(jù)分箱，將字符型變量轉(zhuǎn)化為數(shù)字型變量，按照數(shù)據(jù)所需維度進(jìn)行匯總；數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化等。④建立模型[6]，執(zhí)行計(jì)算流程，得到最終的結(jié)果集和基礎(chǔ)庫。按照公安業(yè)務(wù)需求建立數(shù)據(jù)模型，可以組合不同的模型綜合計(jì)算，提高模型輸出值的準(zhǔn)確性。⑤輸出結(jié)果的解釋和評(píng)估。以智能視頻分析為例，智能視頻分析依賴于視頻算法對(duì)視頻內(nèi)容進(jìn)行分析，通過提取視頻中關(guān)鍵信息，進(jìn)行標(biāo)記或者相關(guān)處理，民警可以通過各種屬性描述進(jìn)行快速檢索[7]。智能分析目前主要應(yīng)用在人臉采集識(shí)別、人員特征識(shí)別、區(qū)域入侵檢測(cè)、物品遺留檢測(cè)、人群聚集識(shí)別、自動(dòng)跟蹤等領(lǐng)域。智能視頻分析技術(shù)背后正需要借助高性能計(jì)算機(jī)集群這樣超高計(jì)算性能的硬件設(shè)備來支撐，通過集群化的計(jì)算方式，呈幾何倍數(shù)的快速提升數(shù)據(jù)分析能力。并通過優(yōu)化深度學(xué)習(xí)模型、對(duì)海量視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析，獲取有價(jià)值的信息。

4.3.2 數(shù)據(jù)定制化建模

平臺(tái)提供符合公安實(shí)戰(zhàn)所需的模型個(gè)性化定制功能。數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)模型進(jìn)行處理，生成期望的分析結(jié)果。數(shù)據(jù)模型可以支持“貝葉斯模型”“決策樹”“Logistic回歸模型”“支持向量機(jī)”等算法。數(shù)據(jù)建模的目的圍繞公安實(shí)戰(zhàn)需求建立各類模型對(duì)海量信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)建模流程圖 ，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)建模流程圖

4.3.3 犯罪預(yù)測(cè)功能

深挖公安大數(shù)據(jù)的實(shí)質(zhì)在于通過對(duì)已獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類和劃分，了解和掌握犯罪規(guī)律，為公安工作提供靈活可靠的信息環(huán)境，實(shí)現(xiàn)警力前置，防范在先。犯罪預(yù)測(cè)的方法包括經(jīng)驗(yàn)法和數(shù)理法。傳統(tǒng)犯罪預(yù)測(cè)方法難以落實(shí)蓋因計(jì)算能力的限制，以及犯罪屬于社會(huì)現(xiàn)象數(shù)值化轉(zhuǎn)換較為困難。公安高性能計(jì)算平臺(tái)的設(shè)立可充分發(fā)揮高性能計(jì)算的優(yōu)勢(shì)所在，提高數(shù)據(jù)大規(guī)模計(jì)算和智能分析能力，讓傳統(tǒng)弱化的數(shù)理化預(yù)測(cè)方法真正落實(shí)。

犯罪預(yù)測(cè)模型通常的應(yīng)用領(lǐng)域：一是實(shí)現(xiàn)警力快速動(dòng)態(tài)調(diào)整。決策者改變傳統(tǒng)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)開展被動(dòng)部署，依據(jù)公安高性能計(jì)算平臺(tái)以犯罪時(shí)空條件與特征形成的犯罪熱力圖、人口密度渲染圖對(duì)犯罪事件提前預(yù)警，對(duì)犯罪熱點(diǎn)地區(qū)提前布控警力。二是預(yù)防發(fā)生公共安全危機(jī)。通過預(yù)測(cè)模型可以分析一定時(shí)空范圍內(nèi)犯罪行為的發(fā)生地，受害人類型，引發(fā)犯罪發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)地域環(huán)境因素等，通過主動(dòng)預(yù)測(cè)確定犯罪風(fēng)險(xiǎn)因子，可以有效降低公共安全事件的發(fā)生率。

5 平臺(tái)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

5.1 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模擬可視化

依托公安高性能計(jì)算平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的深度運(yùn)算和應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)社區(qū)的數(shù)字化模擬，幫助公安機(jī)關(guān)定位分析社區(qū)治安近期形勢(shì)；通過對(duì)以往犯罪數(shù)據(jù)的挖掘和統(tǒng)計(jì)分析，依托定制化的公安業(yè)務(wù)專用模型，以可視化的方式直觀掌控該地區(qū)犯罪發(fā)生率、犯罪類型及犯罪的季節(jié)性或短期呈現(xiàn)的態(tài)勢(shì)，改變傳統(tǒng)的“回溯性偵查”模式，讓預(yù)測(cè)型偵查機(jī)制真正落地。同時(shí)為平臺(tái)對(duì)接公安反恐信息數(shù)據(jù)資源，依托高性能計(jì)算能力可助力實(shí)現(xiàn)暴恐情景模擬（定制化的VR實(shí)景模擬），為民警處置暴恐犯罪現(xiàn)場提供前期的全景實(shí)戰(zhàn)化的模擬訓(xùn)練，提高民警實(shí)戰(zhàn)處置暴恐案件的能力，消除不必要的緊張情緒。

5.2 打造大數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)圈

大數(shù)據(jù)時(shí)代，公安工作必然朝向“智慧”的方向發(fā)展，高性能計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)“三位一體”是打造智慧城市、智慧警務(wù)的共同支撐。讓云成為連接高性能計(jì)算和大數(shù)據(jù)之間的紐帶為公安工作邁入智能化時(shí)代提供保障性技術(shù)。把高性能計(jì)算引入到公安領(lǐng)域當(dāng)中，與目前已經(jīng)開展使用的公安云平臺(tái)對(duì)接，為使用者專門制定更加系統(tǒng)化、公開化的技術(shù)規(guī)劃，云計(jì)算同高性能計(jì)算有機(jī)結(jié)合形成公安云超算平臺(tái)將更加適用于公安領(lǐng)域多樣化工作要求，也是警務(wù)云發(fā)展變革中的必然一環(huán)。從源頭上解決當(dāng)下公安數(shù)據(jù)資源不共享，警務(wù)云平臺(tái)構(gòu)建各自為戰(zhàn)，從頂層設(shè)計(jì)上解決數(shù)據(jù)源頭統(tǒng)一的問題，構(gòu)建起公安大數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)圈。對(duì)資源進(jìn)行合理分配，簡化各級(jí)公安信息中心的建設(shè)規(guī)模且在空間運(yùn)營及維護(hù)成本上將最大程度上限縮，如圖5所示。

圖5 公安大數(shù)據(jù)應(yīng)用生態(tài)圈

6 結(jié)語

人工智能的演進(jìn)，給公安工作帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，如何構(gòu)建起公安高性能計(jì)算平臺(tái)與云計(jì)算，解決好智慧警務(wù)中關(guān)于存儲(chǔ)和利用公安海量大數(shù)據(jù)問題，在公安信息化中具有重要的戰(zhàn)略意義。同時(shí)也為日后構(gòu)建云超算平臺(tái)奠定前期基礎(chǔ)，從應(yīng)用需求出發(fā)，未來公安云超算平臺(tái)的建立正是從源頭上打破信息壁壘，解決公安數(shù)據(jù)資源互融互通、地方警務(wù)信息化建設(shè)各自為政，多頭建設(shè)、系統(tǒng)林立等問題。真正實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)入池，大整合高共享，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，才能扎實(shí)推進(jìn)智慧警務(wù)的早日實(shí)現(xiàn)。