基于物联网的警卫驻地安全警戒研究

张 亮

一、物联网中的“物”及其属性

（一）物联网中的“物”

物联网将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、智能设施、移动终端、视频监控系统等，和“外在使能”的如带有射频识别（RFID）标签的物品、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物品”，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通信网络实现互联互通、应用大集成以及基于云计算的相关模式，在内网、专网、和/或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控的指挥调度、决策支持、预案管理、报警联动、安全防范、在线监测、远程控制等。它将“物-物”、“人-物”、“人-人”连接起来，通过互联网、移动通信网等进行信息交换，便于智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，实现对“物”的“管、控、营”一体化。

显然，物联网中的“物”均具有标识、物理属性以及实质上的个性，使用智能接口，完成与信息网络的无缝整合。具体而言，物联网中的“物”应满足以下条件：有相应的信息发送/接收器；有数据传输通路；有一定的存储功能；有微处理器；有相应的操作系统；有专门的应用程序；遵循物联网的通信协议；在网络世界有可被识别的唯一编号。当物联网与互联网、移动通信网等相连时，可随时随地全方位感知或识别“物”，人类的生活方式也将从感觉“物”跨入感知“物”，进而控制“物”。

（二）物联网的属性

物联网的属性可归纳为“感知、传输、智能、控制”：（1）全面感知，利用RFID、传感器、二维码等智能感知设备随时随地感知、获取物品信息；（2）可靠传输，通过各种信息网络与计算机网络的融合将目标信息实时、准确传输到目的地；（3）智能处理，利用数据融合及处理、云计算等计算技术，对海量的分布式数据信息进行分析、融合和处理，向用户提供信息服务；（4）自动控制，利用模糊识别等智能控制技术对物品实施智能化控制和利用，最终形成虚拟世界和社会共生互动的智能社会。它能适应不同用户的需求，发现新的应用领域和应用模式。

目前，物联网及其相关技术正逐步延伸、拓展到社会各个方面，也给公安工作带来了机遇与挑战。物联网与公安工作相结合，就是以“人、地、物、事”为感知对象，全方位、全天候、实时获取公安部门需要的信息，通过对感知信息的有效汇集、深度分析，提升现代警务的实战能力和服务水平，更好地满足动态管理、打击犯罪、安全防范等公安实战业务的需要。下面主要研究基于物联网的警卫驻地安全警戒。

二、物联网在警卫驻地安全警戒中的应用

（一）警卫驻地安全警戒现状分析

警卫安全部门的目的任务和宗旨是防止阴谋暗害、恐怖袭击，确保警卫对象、警卫目标的安全。警卫警务的主要任务是确保警卫对象安全，而保证警卫对象安全重点在于防范，特别是基于技术手段的警卫驻地安全警戒。

但现有的警卫驻地安全警戒系统存在以下局限性：（1）系统稳定性、可靠性较差。安全警戒相关单元孤岛式运行方式导致整个系统稳定性较差，单一传感手段仅能捕获现场片面信息导致安全警戒的安全线、可靠性较差。例如，红外对射报警的线状光束很容易被入侵者跨越或规避，即使探测到入侵行为也难以准确定位，导致无法快速处置非法入侵行为，警戒系统的安全性、可靠性有待提高。（2）系统智能化程度低。例如，应用广泛的视频监控具有直观、具体、真实、高效等特点，成为安全警戒、动态监控、报警复核、信息存储的主导和核心。但传统视频监控智能化程度低，监控视频分析非常耗时。同时，人类自身生理的弱点难以实时、准确察觉安全威胁，导致安全警戒报警的误报、漏报。（3）系统缺乏有效的集成、综合。功能单一的安全防范系统不能提供全面、可靠的异常情况报警，降低了安全警戒系统的可靠性。（4）系统基于有线通信网络，灵活性差，存在警戒盲区，且难以适用于临时性场所的安全警戒。

（二）基于物联网的警卫驻地安全警戒系统

1.系统技术架构

近年来，犯罪分子作案手段日趋智能化、复杂化，特别是国内外反恐形势日趋严峻的今天，传统安全防范手段难以适应警卫驻地安全警戒工作。为此，警卫驻地安全警戒系统的功能、性能需进一步内聚、提升。基于物联网的警卫驻地安全警戒系统技术架构如图1所示。它通过对“人、地、物、事”等感知对象多维时空信息的实时感知、可靠传输、综合处理、高效共享和深度应用，有效提升警卫驻地安全警戒系统的稳定性、可靠性、实时性。

（图1 基于物联网的警卫驻地安全警戒系统技术架构）

（1）安全警戒信息感知。感知层主要功能是信息感知与采集。警卫驻地安全警戒最重要的是防患于未然，准确、可靠、实时探测各种入侵行为。为此，安全警戒系统应充分利用物联网技术，根据安全警戒目标及监控布点要求，同时综合考虑警卫驻地环境因素的复杂性，确定合理的警戒区域。

根据警戒范围的不同，入侵探测分为点控制型、线控制型、面控制型及空间控制型。其中，线控制型应用较多，其典型代表为周界入侵探测。它基于声、光、电、力等物理因素对警戒场所周边区域进行入侵探测，发生非法入侵时自动报警。为解决单一探测技术的入侵误报问题，常采用“复合探测”技术。目前，应用最广的是“微波-被动红外”复合探测。它将微波入侵探测器和被动红外入侵探测器封装于一体，只有二者同时探测到入侵行为时才发出报警信号，显著减少安全警戒系统的误报。通过综合使用室外的周界入侵探测，室内的重要出入口、门、窗、通道、重要房间的监控，点、线、面、体相结合，才能实现安全警戒信息的全方位感知，达到最佳探测效果和最低的误报、漏报。

（2）安全警戒信息传输。传输层是核心承载网络，负责传输感知层获取的信息。由有线通信网和/或无线通信网组成，通过有线、无线、全球定位系统（GPS）等将多点采集信息传输至安全警戒中心。鉴于警卫驻地的特殊性，信息传输系统应结构灵活、部署便捷，具有很好的稳定性、可靠性，能实时、快速响应各类突发事件信息。为此，需设计科学、合理的体系架构，能融合多种传输技术，并具有良好的连通性、可扩展性、安全性，保证感知信息的准确、可靠、高效传输，实现安全警戒报警通信网络各终端设备间的互连互通。

（3）安全警戒信息处理。安全警戒信息处理包括智能视频监控、事件监测与决策、异常事件识别等。其中，智能视频监控通过自动分析、抽取视频中的关键信息并自动分析、判别监控现场的异常行为，及时发出安全警报并提供相关信息，便于警卫人员迅速处置各类异常情况，最大限度降低安全警戒的误报、漏报；事件监测与决策，指感知设备通过网络支撑平台连接在一起，将来自不同种类感知设备的类型多样、格式复杂信息进行融合，实现分布式决策；①谭建平等：《基于物联网的一体化安全防范技术体系研究》，《湖南理工学院学报》2011年第12期。异常状态识别指根据采集到的警戒报警信息判断是否发生异常情况。此外，还涉及安全警戒信息的接入服务、整合服务、交换服务、目录服务等。为此，需要利用云计算、模糊识别等进行信息的分析处理，提高信息获取的实时性、系统性，实现“正确的分析”和“及时的响应”。

（4）安全警戒信息业务应用。应用层对感知节点采集的原始数据进行汇聚、分析、处理、存储，体现了基于物联网的警卫驻地安全警戒系统的集成性、综合性、整体性，在应急处置、指挥控制等方面更贴近警卫警务的实战要求，且有利于安全警戒目标的分解、落实和达成。具体而言，安全警戒信息业务应用分为基本应用和综合应用：前者包括入侵探测、视频监控、出入口控制、周界防范、电子巡更等，这些系统及其应用具有相对的独立性；后者利用各种采集数据、报警信息，并进一步地进行数据融合和数据挖掘，实现指挥决策、应急处置、案事件处置、应急预案、安全规划等，与其它系统进一步地融合，为整个系统中的安全目标实现提供更高层面的决策和实施依据。

2.系统关键技术

（1）智能视频分析技术。智能视频分析在视频与事件描述间建立某种映射关系，这样，计算机能通过对视频的分析处理来理解画面内容，分辨、识别出关键目标。借助计算机强大的处理能力过滤监控视频中无用信息或干扰信息，自动分析、抽取视频源中关键信息，使监控摄像机不但成为人的“眼睛”，也使具有智能视频分析功能的终端设备成为人的“大脑”。它将警卫驻地传统视频监控的事后分析变成“事中分析”和“预警”，自动识别可疑活动，在安全威胁发生前提醒警卫人员。

智能视频分析技术的应用能实时发现安全警戒现场的异常情况，以最快速度、最佳方式发出安全警报并提供相关信息，最大限度降低误报、漏报现象，显著提高警卫驻地安全警戒的安全性、实时性，为监控现场提供可靠的安全保证，全面提升安全警戒的效率，成为处置突发事件的强有力工具，对威慑犯罪分子，确保警卫驻地安全起到极其重要的作用。

（2）云计算技术。云计算是物联网的核心技术。它通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合为具有强大计算能力的系统，并通过网络将强大的计算能力提供给终端用户。物联网的发展需要“软件即服务”、“平台即服务”、“按需计算”等云计算模式的支撑。可以说，云计算是物联网应用、发展的基石。它有效整合了计算资源、存储资源和应用资源。

考虑到安全警戒系统的不同探测设备对一个事件的感知能力有限，只有点、线、面、体多种感知手段的综合才能形成完整、可靠的立体防护。基于物联网的警卫驻地安全警戒系统，数据量大且数据类型多样、格式复杂，特别是具有高度的动态性、异构性、复杂的时空特性以及不完整性等，大大增加了海量数据分析的难度，传统技术方法难以满足多种类型的海量数据处理、检索和分析要求。为了满足感知、识别、应用的实时和高效，需要云计算对安全警戒系统海量信息进行分析处理。利用云模式下数以百万的计算机集群强大的信息计算能力，结合弹性可扩展技术、分布式存储技术、分布式计算技术等，快速地分析处理海量数据，实时获取安全警戒系统中的情报信息。

（3）RFID 传感技术。RFID 是利用电磁感应原理进行双向非接触通信来简单、快捷采集RFID 标签存储的信息，实现目标识别的一种自动识别技术。体积小、存储容量大、使用寿命长的RFID 标签具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点。目前，RFID 传感技术广泛用于物联网、门禁管理、电子巡更、一卡通、停车管理等，具有巨大的发展潜力与应用空间。

以基于RFID 的警卫驻地安全警戒为例，在警卫驻地各个通道安装若干RFID 阅读器，并通过传输线路与监控中心进行数据交换。所有进入警卫驻地的人员、车辆都必须有合法的RFID 标签，标签内存储表明人员、车辆身份的信息。人员或车辆只要通过或接近任一阅读器，阅读器就会实时采集RFID标签存储的信息并传输到监控中心，经处理即可判断具体的人员、车辆何时从何处进入警卫驻地等信息。此外，警卫人员可以根据监控设备的分布示意图点击警卫驻地任一位置，把该区域人员、车辆等信息显示出来。

三、结 语

面对日益动态化、智能化、暴力化及有组织犯罪，公安部门要掌握主动，提高打击、防范、控制违法犯罪的能力，就必须充分利用新颖的物联网技术。基于物联网的警卫驻地安全警戒系统综合使用多种技术，从感知范围、感知深度到网络传输，再到聚合应用，给目前孤岛式安全警戒系统带来全面的融合，实现“多元感知、智能研判、联动处置”。通过多角度、全方位的融合，能形成更高层次、更高智能的应用，延伸、拓展警卫驻地安全警戒的时间和空间，克服警卫驻地安全警戒存在的盲区，提升安全警戒系统的稳定性、可靠性，提高对突发事件、犯罪活动的快速处置能力，既降低一线警务人员的工作强度，又满足警卫驻地安全警戒的高要求。