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【成果推介|国家重点研发计划】基于云计算与边缘计算的社会安全事件智慧化立体综合预警与指挥平台

来源:    作者:    发布时间:2023-04-25    阅读量:


【所属领域】

软件服务


【痛点问题】

随着我国社会经济的高速发展,国家对社会治安防控体系建设日益重视,尤其在基础设施建设和装备研制方面取得了长足发展,但在社会安全事件监测预警方面仍存在不足。社会安全事件综合研判耦合要素多、时空尺度大、不确定性强、知识依赖度高。当前各级公安部门在合成作战指挥过程中,仍然高度依赖指挥员的经验,根据大量碎片化信息对警情进行研判并制定处警方案,缺乏能够有效支持复杂警情综合研判和处警决策的智能化方法。

尽管公安业务系统通过智能警用装备、互联网和物联网能够获取多源、海量、多时空警情线索,但缺乏有效的关联整合以及人、机、数据与知识的协同,难以有效支持对社会安全事件的综合研判。制定处警方案时要根据复杂警情事件间的耦合关系和动态演化、各类警务资源的数量和状态,考虑时效性、路网等时空约束,同时,警务资源指挥调度需要充分符合各类案事件处置的规程和预案。


【成果介绍】

针对上述社会安全事件综合研判的难题,本成果利用系统工程的综合集成研讨方法论,综合公安学、管理科学、计算机科学等相关学科理论、方法与技术,提出基于多时空线索链的社会安全事件智能综合研判关键技术以及面向社会安全警情事件的警务资源指挥调度方法。

①基于多时空线索链的社会安全事件智能综合研判关键技术以群体性聚集事件作为典型社会安全事件,构建基于六空间的社会安全事件综合集成研讨厅体系:融合构建“情景数据-元数据-知识-实体模型-形式模型-算子”六空间体系,提出多时空线索链生成技术,抽取知识空间中共性的时空线索链模式;基于知识和数据共同驱动的思想,提出了社会安全事件的研判支持方法,包括基于知识图谱的推理方法、基于相似案例的推理方法、以及基于贝叶斯网络的推理方法等;进而结合专家研判,实现典型社会安全事件智能综合研判。

②面向社会安全警情事件的警务资源指挥调度方法在层次任务网络规划(Hierarchical Task Network, HTN)的基础上,实现任务执行时间、空间和资源约束的推理,解决考虑多任务类型、多警种、多出警地点、任务带有时效性、考虑交通和处置时间等实际因素的警务资源调度方案制定问题;进而考虑执行时间等不确定因素的影响,在规划过程中处理不确定性,制定柔性调度方案,使生成的调度方案更好地适应不确定的执行环境。

③在此上述关键技术基础上,运用系统工程方法,研究了基于云计算与边缘计算的端网云的网络结构、通讯协议及协同计算模型,综合考虑各方面因素对平台体系架构进行了设计,从顶层设计层面解决信息孤岛、资源有限等难题,构建了基于云计算于边缘计算的社会安全事件智慧化立体综合预警与指挥平台。整体技术路线如下图所示:

1 社会安全事件智慧化立体综合预警与智慧平台整体技术路线

研制的基于云计算于边缘计算的社会安全事件智慧化立体综合预警与指挥平台,主要由四个系统组成。其中,融合“人、车、物、网、地”的警情大数据支撑平台与公安部门现有的业务系统相对接,关联研发的目标识别与警情事件监测预警结果,实现警情数据的采集、整理和分析。社会安全事件智慧化综合预警与分析系统基于大数据支撑平台提供的公安业务数据、网络舆情信息和研判结果数据等,提供了公安部门需要的事件分析和研判功能。面向社会安全事件的警务资源指挥调度系统基于研判结果,具有领域知识管理、调度方案生成和执行异常识别等功能,为指导指挥员进行调度方案制定提供辅助决策能力。最后,基于研发的系统间及与公安相关业务系统间的互操作模式、资源可伸缩的并发处理技术,由应用集成管理平台提供应用集成和服务集成功能,包括统一的用户管理和认证、工作界面、应用云服务管理等,实现各系统间的有机集成,平台体系架构如下图所示。

2 社会安全事件智慧化立体综合预警与指挥平台体系结构

成果相关图片展示:

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3 社会安全事件智慧化综合预警与分析系统驾驶舱

 

4 时空大数据查询模块

5 研判规则管理模块

 

6 预案管理模块

【技术优势】

1)成果面向社会安全事件监测预警的国家公共安全保障的重大需求,重点解决社会安全事件综合研判预警与指挥问题,数据与知识共同驱动的社会安全事件智能综合研判技术和面向社会安全警情事件的警务资源指挥调度方法两项关键技术完成了专题科技报告,并通过专家评审,平台的内部测试大纲和第三方测试大纲经过了专家论证,并且通过了测试,能够集成项目研发的目标特征识别和警情事件智能监测预警装备和系统,与公安现有业务系统关联,从而提高针对社会安全事件的预测预警和防范各类风险的能力,有效维护社会和谐稳定。

2)基于云计算与边缘计算的社会安全事件智慧化立体综合预警与指挥平台对比目前现有平台而言,本成果提出的综合研判技术在准确性和智能型上有明显提升,能更好地对复杂警情事件进行线索关联整合,提供辅助决策的功能,可以很好的满足公安业务需求,具有广阔的应用和推广前景。


【技术指标】

成果2021年1月15日至2022年6月20日间,委托北京中电众维软件评测中心和大连赛博信息技术检测有限公司依据GB/T25000.51—2016《系统与软件工程 系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)》标准和项目任务书、课题任务书等相关文档对社会安全事件智能化立体综合预警与指挥平台的4个子系统进行测试。

总体而言,测试结果指出平台在功能性、性能效率、信息安全型测试上,所设计的功能性测试用例全部通过,依照《软件系统测试判定规约》,融合“人、车、物、网、地”的警情大数据支撑平台,社会安全事件智慧化综合预警与分析系统,面向社会安全事件的警务资源指挥调度系统,应用集成管理平台委托测试通过。

在功能上,平台实现了与公安机关视频综合应用和情报分析等相关业务系统关联,接入了治安防控场所和道路交通的视频监控数据、交管信息、重点人员信息等。实现了基于警车的巡逻防控目标特征识别预警、治安防控场所智能预警、社会车辆警情事件识别预警、公共交通网络警情事件预警,以及社会安全警情事件综合研判、预警和指挥调度等功能

在性能上,平台支持windows7、windows10、windows server2012、windows server2016、Centos7、Centos8等不同操作系统及版本的跨平台部署;测试平台存储容量达 21.8TB,系统运行正常;200 用户并发执行普通日常业务操作的平均响应时间为1.45秒,事务通过率达到100%;执行地图指挥-处警-下发指令操作计算的平均响应时间13.15秒。


【资质荣誉】

国家重点研发计划;首次将钱学森的综合集成方法论应用于解决社会安全领域的警情研判问题,构建基于六空间的社会安全事件综合集成研讨厅体系,提出了基于多时空线索链的社会安全事件综合研判技术,实现了多时空线索信息的有效关联整合和人、机、数据与知识的有效协同。相关成果获辽宁省自然科学三等奖。


【技术成熟度】

已有样品/样机。


【应用场景】

截止2022年6月,研发的社会安全事件智能化立体综合预警与指挥平台和其它装备、系统已完成铜川市公安局、抚顺市公安局、大连市公安局、莆田市公安局等四个地市级公安机关应用示范。

分别在铜川市电信广场、大连市东港会议中心、抚顺市兴隆大厦附近步行街及公安分局、莆田市房地产公司“暴雷”背景下,开展装备及系统培训、试用、使用:模拟公共场所人员聚集事件、重点人员和重点车辆逃逸、人员异常徘徊、车辆异常聚集、可疑物遗留、室内搜查等警情事件和业务场景,对集成方案和部署方案的可行性进行了验证,对研发的警用装备和预警系统的目标识别、定位,以及典型警情事件监测预警和警情综合研判的性能进行了测试和分析,验证有效性,能够为公安相关业务提供有效支持。


【市场前景】

社会安全事件监测预警问题具有时空尺度大、相关信息多源异构、目标特征复杂、警情事件耦合因素多、智能性要求高等特点,是国内外高度关注的重大问题。研制主动感知和识别目标特征的警用装备,研究重要场所场景典型警情事件的智能监测预警方法和技术,研制社会安全事件综合研判预警与指挥平台,不仅是国际技术前沿难题,也是国家公共安全保障的重大需求。

因而,社会安全事件智慧化立体综合预警与指挥平台的先进性分别体现在:

①警情大数据支撑平台提供了对警情事件中涉及到的多源异构数据的融合整理功能;

②在大数据平台的基础上,依靠社会安全事件智慧化综合预警与分析系统,实现了对社会安全事件的预警,并为公安部门提供警情事件的分析和研判;

③借由面向社会安全事件的警务资源指挥调度系统,针对处警过程中关键的资源调度环节,为指挥人员提供辅助决策功能,实现高效的决策制定和指令生成处置。

预警与分析研判功能和辅助决策功能更好地满足警员和指挥员在处警工作中的相关需求,很大程度上提高了复杂警情事件中的处警效率,具有广阔的应用前景。


【知识产权】

本成果申请6项以上中国发明专利。


【合作方式】

专利转让


【联系方式】


 

 

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