公共交通安全分析预警系统设计与开发

文/柴智 沈小林

公共交通是城市日常出行的主要选择出行方式，公交车为广大市民出行带来极大的便利。但是公交车内部的安全问题一直是个大难题。由于乘坐公交车简单、便捷、随性，车内狭窄的小环境、乘客身份的不确定、人群结构复杂、携带物品方便等都给犯罪分子提供了有利的作案条件，对公共社会安全带来隐患。

伴随着经济的快速发展，人员在不同地域之间频繁的流动，对公共安全管理的需求迅速增加。但是目前大部分公交车的监控系统只能拍照并储存，在事发后调取图像资料进行信息比对，工作效率低，且无 法提前预警，造成很多不必要的损失。鉴于以上问题，本文介绍了以Java+MySQL数据库开发的基于C/S架构模式下的公共交通安全分析预警系统。通过在公交车上安装人脸抓拍机，对在该区域内出现的特殊社会人群进行实时人脸抓拍，上传到中央数据库，利用人工智能技术进行对比，检测到可疑人员时，可以实现报警信息实时推送、图像存储等功能，便于公安部门第一时间掌握该区域的社会敏感人群出现的实时状况，并能及时对可疑人员进行快速、准确地取证和处置，达到实时监控管理、震慑犯罪以及事后取证等治安监控目的。

1 公共交通安全分析预警系统设计

1.1 总体架构

图1：系统总体架构示意图

图2：公共交通安全分析预测平台技术架构示意图

系统硬件包括车载主机、人脸抓拍机和人脸结构化处理系统，软件包含公共安全交通分析预测平台和移动客户端。人脸抓拍机、车载主机安装在公交车上进行实时人脸抓拍，车载主机通过4G通信向后台设备传输视频、人脸图片、GPS定位等信息，人脸结构化处理系统计算人脸结构化数据并完成人脸比对，得到黑白名单比对结果后，将需要告警的信息推送给应用单位及移动客户端。图像数据存储在机房，公共安全交通分析预测平台布控在业务服务器上，数据存储和业务服务器依托公安部门现有设备，系统示意如图 1所示。

1.2 硬件设备

硬件设备经过各方方面比较后，选用珠海芯桥公司生产的车载主机和高清摄像头，性价比合理，满足任务需求。人脸结构化处理系统采用Master-Node架构模式，稳定性高、可靠性强，支持大规模分布式、集群式部署，可根据需要自由扩展。

图3：公共交通安全分析预警系统功能分布图

图4：实时预警比对信息图

图5：手机客户端预警信息接收、查看图

1.3 公共交通安全分析预测平台

公共交通安全分析预测平台采用层次化的设计思路，技术体系架构从下向上依次包括基础支撑层、数据存储层、服务协议层、分析处理层、展现接入层5个层次，如图 2所示。

1.4 移动客户端

系统进行移动客户端开发时，选择基于Android操作系统的生态环境，采用hybrid（混合）模式开发。移动客户端主要实现实时报警推送，报警信息管理等功能，还可以查看历史信息。

1.5 功能模块

公共交通安全分析预测平台所有功能模块采用分布式基础系统框架构建，通过组播协议与域内其他服务模块建立点对多点链接，为系统各模块提供授权管理，支持云+端应用及云+端能力服务管理，提供人脸图像信息管理、前端设备应用管理、移动客户端管理、基础信息管理、系统管理等功能，如图 3所示。

1.6 数据库设计

在数据库设计方面，遵循数据库设计的一般原则，即安全性、完整性、一致性和规范性。公共交通安全分析预测系统设计了多张表格，有公交线路表、车载主机表、警员信息表、预警记录明细表、推送消息配置表、手持终端表、同行人信息表等。以推送消息配置表来说，它存储了用户手持设备的ID，公交线路编号，对比相似度，可疑人员的人脸图及其姓名、身份证号等相关信息。数据库的设计使得系统代码稳定且高效率的运行。

2 系统开发与实现

2.1 开发工具

本系统使用Java语言开发的集成环境IDEA进行系统开发，IDEA在业界被公认为最好的Java开发工具之一，功能强大，简单易用。使用Vscode编辑器进行代码编写，数据库使用的是MySQL数据库，操作系统使用Windows10。

2.2 开发技术

本系统使用Java图形化开发技术，也就是GUI技术。目前在JavaAPI中提供了两套组件支持用户编写图形用户界面，包括AWT和Swing。

AWT中文意思是抽象窗口工具包，该包提供了一套与本地图形界面进行交互的接口，是Java提供的用来建立和设置Java的图形用户界面的基本工具。

Swing是一个用于开发Java应用程序用户界面的开发工具包，以抽象窗口工具包(AWT)为基础使跨平台应用程序可以使用任何可插拔的外观风格。

开发中还用到了缓存技术Spring、流媒体技术和大数据分析。

2.3 系统的实现

公共交通安全分析预警系统在Windows平台上运行，这里以管理员的身份登录作为效果展示。管理员可以查看预警信息，并对基础信息和图像库进行查看、上传和下载，还可以利用系统管理功能对不同的用户开放对应权限。

登录公共交通安全分析预警系统后，通过车载设备抓拍的人脸图像在数据库中经过人工智能比对，将可疑人员信息上传，公安部门可以查看实时预警信息比对结果，包括可疑人员的姓名、身份证号、人脸图、所乘车辆的编号及上车站点等信息，之后公安部门将这些信息整理后发送给同乘这辆车的所有乘客，达到提前预警，防患于未然的安全保护目的。与以往的公交车记录系统相比，该分析预警系统在有可能发生危险之前推送警告信息，使乘客提前做出防范，尽可能的避免危险情况发生。如图4所示，为实时预警比对信息图。

通过实时监控，轨迹追踪，可以准确掌握特定人员的位置信息，更加方便警方工作，节约时间，提高工作效率。

手机客户端主要用来接收实时预警信息，并查看历史消息，实时了解用户自身所处环境的变化，方便用户对危险源提前做出防护，提高公众出行的安全系数。手机APP效果展示如图5所示。

3 结语

综上所述，本文提出的公共交通安全分析预警系统建立了一个针对公交车人脸识别、提前预警、实时监控、轨迹搜索、事后分析取证的高性能实时平台。该系统接入了公交车人脸数据，开展了公交车人脸应用，对可疑人员实现了提前预警、实时监控，提高了公交车安防能力，提升了市民出行安全感，基本实现了预期的目的，加强了对城市的精细化管理，为智慧城市的建设做出了贡献。