公安扁平化指挥平台建设方案.docx
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公安扁平化指挥平台建设方案
公安扁平化指挥系统技术方案
版本号
日期
编写人
审核
备注
0.3.1
2015-12-10
丁萌、孙俊朋
袁磊
非正式版，发布到淮安
1.0
2015-12-20
丁萌、孙俊朋
袁磊
1.概述4
2.建设目标及意义4
3.建设原则5
4.总体架构6
5.技术架构8
5.1.技术架构设计8
5.2.核心技术路线10
基于J2EE的多层架构10
大数据技术11
地理信息技术14
富客户端技术15
5.3.系统性能指标18
6.功能设计19
6.1.扁平化指挥子系统20
警情集成管理21
智能化警力调度22
可视化处警监督22
关联资源集成管理23
警员群组通话23
报警地址自动匹配23
警情综合统计分析24
6.2.动态警情应急指挥子系统25
目标逃逸范围设置25
指挥资源统一调度26
卡点设置26
警力调度26
目标位置标注26
可视化过程监控27
警员群组通话27
视频轮巡27
6.3.战役指挥子系统27
制定行动计划28
目标信息28
资源需求29
行动计划29
行动执行29
行动总结30
6.4.勤务子系统30
全市岗位警力投量投向31
岗位设置32
警力安排32
岗位考核33
查询统计33
6.5.可视化预案子系统34
静态预案管理34
可视化预案制作35
可视化预案输出36
6.6.方预案动态推演子系统36
电子沙盘制作工具36
计算机模拟演练36
6.7.可视化资源管理子系统37
公安资源基础信息管理37
资源可视化维护37
资源可视化展示37
资源查询统计38
6.8.查缉布控子系统38
目标设定38
布控计划设定39
自动报警39
其他39
以图搜图39
黑名单设置39
人脸识别40
6.9.分析研判子系统40
警情热点研判40
区域警情研判40
警情、警务对比分析41
6.10.数据接入及交换服务平台41
资源采集服务群41
资源缓冲池服务42
资源持久化服务42
资源统一分发服务42
资源汇聚功能接入43
视频44
场所44
案件44
巡防驻点、出入城卡口45
警力45
语音通讯45
6.11.地理信息子系统45
基本功能46
地图数据定制47
基础地图数据加工47
公安专项数据加工47
预案专项数据加工47
高清地图数据加工48
地图出图48
6.12.系统运维管理子系统48
权限管理48
用户信息维护48
角色信息维护48
用户-角色映射49
IP信息维护49
在线用户显示49
系统参数管理49
7.系统支撑设施配置清单49
7.1.基础支撑设备49
1.概述
当前系统以智能化、可视化、信息化、集成化为特征，以警情和问题为导向，从警情和警力两个维度汇聚视频、通讯、资讯等各类信息资源，进行统一集成管理。
通过可视化的集成展示应用，使各级指挥人员都能够全面、多角度的实时监控警情发生、发展、变化，有效掌握和调度一线警力，为跨层级、跨警种，快速处警提供了有效得信息化管理支撑。
整体系统以公安勤务管理、可视化资源规划、预案管理等专项业务应用系统为支撑，围绕扁平化指挥、应急指挥、战役指挥的实战应用，构建起平战一体化的公安综合指挥应用体系。
2.建设目标及意义
1、资源一体化采集综合集成调度，精准有力指挥
系统支持多种来源的公安业务信息采集，将摄像头、移动视频、卡口、定位、警力、警情等各类信息资源进行综合集成应用，通过一体化的资源汇聚，立体展示警力、警情的发生、发展、变化态势，使得指挥中心人员能够实时全面掌控一线信息，合理调度警力，精准指挥，从而提高各个部门快速响应和协同作战能力；
2、警情综合智能监管，指挥全程可视化实时监控
系统将公安指挥工作中可能发生的各类警情进行综合智能监管，当警情发生时，指挥中心人员通过警情警员连线和警员行动轨迹可实时监督警力执行过程，依据警员、警情图标变化可及时了解警情处置状态，智能关联周边可视范围内摄像头资源，可快速查看现场处置情况，使各级指挥人员都能够全面、多角度的监控警情。
3、科学规划指挥系统应用流程，实现平战一体指挥应用体系
聚焦用户实际业务应用需求，完整再现了指挥中心日常的接派警处置流程，当紧急情况发生时，可一键快速启动勤务应急预案，并根据一线警力状态及装备情况快速下达处警指令，缩短指令传递中间环节，大大提高应急作战的反应时间。
实现了闭环的业务处理流程，满足公安指挥中心在常态、突发事件以及重大紧急时期指挥和管理决策的需要，打造了平战一体化指挥管理，提升综合指挥作战水平。
4、多角度警情警务信息分析挖掘，辅助指挥决策
站在全局视野多角度整合分散在各类流程中的数据，应用GIS技术将分析结果进行可视化的立体展示。
通过对警情警务对比分析、事故热点分析、警情用时分析等多角度综合研判，可及时调整指挥工作重点、规划指导勤务安排，实现以“警情指导警力”的指导思想，有效辅助指挥决策分析。
5、关注用户应用体验，打造简易、智能、清爽的应用平台
利用新技术成果，更多关注用户应用体验设计，通过可视范围自动分析、业务资源智能关联，无人值守自动考核、报警地址自动匹配、可视化智能监控等自动化手段，使得系统从细节上更加简洁易用，同时支持一键自动报表生成、可视化预案制作等辅助工具，极大地提高了指挥工作效率。
3.建设原则
在本系统建设过程中，将遵循如下基本原则。
1、开放性
本系统应具有良好的可扩充性和可移植性。
系统可运行在不同的软硬件平台上，易于以后系统的升级。
遵循主流的标准和协议，不仅可为应用系统间交换信息提供便利，也有利于办公系统内部各模块之间交换信息，这将有助于提高系统扩充性。
2、可扩充性
基于可扩充的平台进行综合信息服务系统建设项目的开发建设，提高系统的可扩展性。
本系统应提供各种标准服务的发布接口。
3、界面友好性
本系统在展现层面采用统一的风格和基调，并且提供统一的操作界面和方式。
4、服务个性化
系统针对不同的客户，在考虑整体负载和业务符合的情况下，为具体使用者提供个性化的界面内容和界面形式，以满足用户的个性化业务需求。
5、可用性
准确而详细地理解各用户群特征、任务和使用环境，在“有效性”（完成特定任务和达到特定目标时所具有的正确性和完整程度）、“效率”（完成任务的正确性和完整程度与所使用资源，如时间，之间的比率）以及“满意度”（在使用产品过程中具有的主观满意和接受程度）等方面满足各类用户对系统的要求。
6、系统安全性
公安数据综合分析与预报系统作为各应用系统的数据枢杻系统，应具备相当的可靠性，以便向各类用户提供7*24小时的不间断服务。
4.总体架构
系统总体架构如下图所示：
图1:
总体技术架构
目前系统总体技术架构设计分为五个层次结构，感知层、接入层、服务层、应用系统层、展示应用层；
感知层是系统最前端部分，是所有数据采集部分，包含手台、道路监控、GPS设备、警员、警车等资源；
接入层，是与各类前端资源的数据进行数据集成，主要包含视频、资讯、通讯类三类资源，形成统一资源管理；
服务层，在数据接入层基础之上，结合各类工具组件，并通过指挥数据支撑服务平台，进行资源展示、调用；
应用系统层包括基础支持部分，含可视化资源管理、可视化预案、方预案动态推演、勤务、查缉布控、系统运维管理；综合指挥层，含扁平化指挥、动态警情应急指挥、分析研判、自动报表生成；
展示应用层，为本系统在各类终端部分的拓展应用，包含PC端应用、大屏投放应用、平板APP应用，POS机端应用。
1感知层设计
感知层是集成应用系统架构金字塔的基础支撑层。
系统将视频类、资讯类、通讯类等各类信息资源统一纳入到规划中，作为系统对现实业务环境的感知手段，拓展业务管理领域。
这些感知资源在相关基础设施管理系统分散管理之下，系统通过与相应基础管理平台对接，从而获取相应信息。
2接入层设计
接入服务层负责将视频类、咨询类、通讯类数据进行分类汇聚接入，实现各类资源统一管理。
3服务层设计
服务层设计负责对各类资源进行交互支撑，通过各类组件、指挥数据支撑服务，实现各类具体数据调用
4应用系统层设计
业务应用层为各类用户业务应用系统，面向各类用户提供用户关心的具体业务数据。
实现信息二次处理、信息检索、信息统计分析及扩展业务功能。
并实现设备管理、权限管理、通讯管理等功能。
并在各种基础应用的基础之上，实现扁平化指挥、动态警情应急指挥、分析研判、自动报表生成等功能。
5展示应用层设计
展示应用层面向用户完成信息的展示工作。
系统展示采用B/S结合的方式，充分考虑PC端，指挥中心大屏、移动终端等显示设备的展现效果进行设计，同时辅以GIS展示，通过，实现用户直观快捷地实时监视、查看、展示信息。
5.技术架构
5.1.技术架构设计
系统技术架构逻辑结构如下图所示：
图2:
系统技术架构图
按照系统架构划分的原则，系统按由上到下分为六个层次，依次为：
用户展现层、业务应用层、服务接口层、服务层、云资源层、数据接入层。
下层对上层提供服务或数据，上层对下层进行管理和调用。
用户展现层面向多种类型用户完成信息的展示工作。
支持多类型终端展现：
B/S客户端，平板，指挥大厅投屏终端，POS（主要指数据查询，指令传达等）。
辅以GIS等多种展示方式，实现用户直观快捷地实时监视、查看、展示信息。
业务应用层完成用户业务应用，面向各类用户提供用户关心的具体业务数据。
实现扁平化指挥、动态警情应急指挥、勤务系统、可视化预案、方预案动态推演、可视化资源管理等功能。
服务接口层负责统一定位管理、服务定位、协议转换、通路选择，权限管理等功能。
服务层实现本系统的核心逻辑功能，实现警情监测服务，警情分析研判，警力考核服务，数据分发服务，实时信息订阅服务，视频直播服务，空间分析服务等功能。
数据存储层完成数据存储工作，完成警情信息，警力信息、服务信息、指令信息的实时存储。
数据接入层完成数据接入、数据入库工作。
为系统的各个应用统一提供各种基础数据的支撑，满足业务应用层对数据交换、共享和数据组织的要求。
5.2.核心技术路线
5.2.1.基于J2EE的多层架构
J2EE可建立多层的分布式应用模型，可将应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。
J2EE多层的分布式应用模型解决了传统两层模式（client/server）的弊端，在传统模式中，客户端担当了过多的角色而显得臃肿，在这种模式中，第一次部署的时候比较容易，但难于升级或改进，可伸展性也不理想，而且经常基于某种专有的协议――通常是某种数据库协议。
它使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困难。
而本次开发采用的基于J2EE的多层企业级应用模型将两层化模型中的不同层面切分成许多层，一个多层化应用能够为不同的每种服务提供一个独立的层。
基本划分为运行在客户端机器上的客户端层（ClientTier）、运行在Web服务器上的Web层（WebTier）、运行在EJB服务器上的业务层（BusinessTier）和运行在EIS服务器上企业信息系统层（EnterpriseInformationSystemTier）。
本次开发在各层次采用的主要技术如下图：
图3:
J2EE多层架构
5.2.2.大数据技术
本次项目大数据处理部分将基于Hadoop技术进行建设。
Hadoop整体技术架构、各模块定位和作用分述如下：
图4:
Hadoop技术架构
分布式文件系统（HDFS）：
☆可扩充至上千个节点和几十PB的分布式存储能力
☆管理节点服务器主备和高可用配置
☆具有良好的扩展性，支持不同性能配置的服务器，整体性能不受慢速服务器影响
☆支持根据并发访问度动态调整副本个数，满足高并发访问热点文件的需求
☆支持文件级别的压缩和加密
分布式数据库（HBase）：
☆支持上千节点的分布式数据库
☆灵活的表结构，可动态改变和增加每一行的列，保证新旧数据共存
☆提供高速并发写入和高并发查询
☆提供高效图片等非结构化数据存储
☆支持分布式数据库表跨数据中心部署，实现跨数据中心虚拟大表功能
☆提供两个数据库集群之间的数据复制能力，支持远程灾备
☆支持内置建立全文检索索引功能，可实现基于全文检索的记录查询
☆数据自动切分和分布，可通过增加服务器动态扩容，扩容过程中无需停机可持续服务
☆单台数据库节点失效会自动修复，所提供服务可自动迁移至集群中其他服务器
☆提供Coprocessor协处理能力，直接在分布式数据库上进行统计运算，包括Group-By,求和等统计操作
☆支持列式存储，可指定某列族的压缩方式和复制份数，做到可用性和复制冗余灵活调配
分布式数据仓库（Hive）：
☆分布式数据仓库提供类似于SQL的查询语言
☆分布式数据仓库可以增加节点提高计算性能，扩容无须停机
☆分布式数据仓库需要提供灵活的扩展性，如复杂数据类型，扩展函数和脚本等
☆支持基于分布式数据库数据的高速并发查询统计，实现秒级统计查询
分布式并行处理框架（Map/Reduce）：
☆提供并行处理架构
☆提供多种任务调度算法，至少包括FIFO、能力调度、公平调度算法
分布式集群管理及安全：
☆支持图形化安装及自动部署
☆提供分布式文件系统、并行处理框架、分布式数据库、分布式数据仓库等的管理
☆提供图形化界面对集群服务器角色，配置和状态进行管理
☆提供自动配置和客户端配置管理功能
☆提供软件系统运行状态检查
☆提供系统通用和自定义监控功能
☆提供高可用的配置和服务
☆系统自动检测硬件故障，并根据故障紧急程度上报不同级别告警
☆提供和Kerberos的集成服务，支持访问控制，确保合法用户对数据进行合法访问。
Hadoop的主要特点：
1、扩容能力（Scalable）：
能可靠地（reliably）存储和处理千兆字节（PB）数据。
在不保证低延时的前提下，具有相当大的吞吐量，非常适合海量数据的运算。
2、成本低（Economical）：
可以通过普通机器组成的服务器群来分发以及处理数据。
这些服务器群总计可达数千个节点。
而且每个节点都是运行在开源操作系统Linux上面的。
3、高效率（Efficient）：
通过分发数据，hadoop可以在数据所在的节点上并行地（parallel）处理它们，这使得处理非常的快速。
4、可靠性（Reliable）：
hadoop能自动地维护数据的多份复制，并且在任务失败后能自动地重新部署（redeploy）计算任务。
5.2.3.地理信息技术
在本项目中地理信息技术应用中承建公司需自备WEBGIS引擎，通过WEBGIS引擎实现空间数据发布及管理，同时还应具备兼容PGIS规范的空间分析能力。
本次建设中其它地理信息技术应用同样兼容PGIS规范。
应用图片引擎进行开发：
在业务信息可视化查询过程中需要快速进行地图切换和无缝平移，整个响应过程需要在1秒以内完成。
传统的WEBGIS软件采用的机理是：
首先由浏览器向服务器发出地图请求，服务器端根据请求实时和空间数据库连接获取地图数据，并利用服务器的地图渲染技术生成地图图片，然后传递给客户端。
因此，传统WEBGIS在切换和平移过程中需要有较长时间的等待，并需要较高的服务器性能支持，仍然难以满足应用要求。
栅格地图图片服务引擎：
图5:
栅格地图
在本系统中使用栅格地图图片服务引擎，其机理是预先按照一定的要求将地图数据栅格化，在浏览器中浏览地图无需等待就可实现地图切换和平移，定位信息以矢量方式传递到浏览器在线刷新和显示。
栅格地图图片服务引擎不仅适用于专网高速宽带用户，也适用于通过无线网络访问的巡逻车用户，满足大用户、快速访问要求。
栅格地图图片服务引擎主要特点：
1、地图拼接机制
采用地图拼接机制把一大块地图分割成一定大小的图片，在下载过程中分别下载，保证地图的快速显示。
2、地图缓存机制
采用了浏览器的缓存机制，只要访问过的地图就可以采用缓存中的地图进行显示，不需要再次进行下载。
3、出版级地图显示品质
传统的webgis的实时生成地图API的功能有限，从而影响实时生成的地图质量。
但是采用专业的地图出版系统可以生成出版级别的高品质地图。
4、AJAX异步传输机制
利用AJAX异步传输技术，实现处理和界面显示分离，地图数据在后台的异步处理，能够保证WEB应用和客户端应用一样的效果。
5、金字塔地图组织
根据不同比例尺显示的要求生成相应的显示地图图片，形成金字塔结构地图组织，在不同比例尺下调入相应级别的地图显示。
5.2.4.富客户端技术
通过深入挖掘行业的需求，根据二维GIS表现丰富图形化的特点，在主要的人机交互部分将采用FLEX技术进行开发实现。
在应用中结合到移动的特点，考虑系统的一致性以及完整性采用FLEX结合AIR的技术进行，既保证了高品质的运行性能又保证了系统之间的可移植性和一致性。
下面将简要介绍一下所采用技术的特点。
Flex通常是指AdobeFlex，它是涵盖了支持RIA（RichInternetApplications）的开发和部署的一系列技术组合。
Flex是一个高效框架，可用于构建具有表现力的Web应用程序，借助它开发人员可以创建更直观、更引人入胜的跨平台富Internet应用程序，它们可以提高客户、合作伙伴和员工的数据管理和解释效率。
从而提高工作效率和用户满意度。
将微型应用程序或组件嵌入现有网站中，或借助使用Flex构建的浸入式、单屏应用程序彻底改变您的Web体验。
这些应用程序利用AdobeFlashPlayer和AdobeAIR运行时跨浏览器、桌面和操作系统实现一致的部署。
同时AdobeFlashBuilder（之前称为AdobeFlex?
Builder）软件可以通过智能编码、交互式遍历调试以及可视设计用户界面布局等功能加快开发。
Flex提供一个现代、基于标准的语言和编程模型，该模型支持公共设计模式。
使用基于XML的声明性语言MXML描述UI布局和行为，使用面向对象的ActionScript3.0编程语言创建客户端逻辑。
Flex还包含一个丰富的组件库和一个交互式Flex应用程序调试器，组件库中的上百个久经考验、可扩展的UI组件可用于创建富Internet应用程序（RIA）。
开发人员使用MXML语言定义Flex应用程序的用户界面布局、外观和行为。
使用面向对象、基于业界标准ECMAScript的ActionScript3.0语言构建客户端应用程序逻辑。
MXML和ActionScript被一起编译到一个SWF文件中，它构成了Flex应用程序。
Flex框架提供开发人员为浏览器或桌面快速构建富Internet应用程序（RIA）所需的声明性语言、应用程序服务、组件和数据连接性。
同时可以通过OpenSourceFlexSDK项目扩展并增强开放源框架，从而满足您的需求。
使用Flex创建的RIA可运行于使用AdobeFlashPlayer软件的浏览器中，或在浏览器外运行于跨操作系统运行时AdobeAIR上，它们可以跨所有主要浏览器、在桌面上实现一致的运行。
连接到Internet的计算机中超过98%装有FlashPlayer，这是一个企业级客户端运行时，它的高级矢量图形能处理要求最高、数据密集型应用程序，同时达到桌面应用程序的执行速度。
通过利用AIR，Flex应用程序可以访问本地数据和系统资源。
Air即AdobeAIR是一个跨操作系统的运行时，它允许开发人员结合HTML、JavaScript、AdobeFlash?
和Flex技术以及ActionScript，在包括台式机、上网本、Tablet、智能手机和电视在内的各种设备上部署富Internet应用程序（RIA）。
AIR允许开发人员使用熟悉的工具（如AdobeDreamweaver?
CS5、Flash?
Builder?
4、FlashCatalyst?
CS5、FlashProfessionalCS5或任何文本编辑器）构建他们的应用程序并轻松交付一个可跨操作系统使用的应用程序安装程序。
AdobeAIR与浏览器相区别：
Web浏览器使用户能够与通常位于某个服务器上的某个网站上的内容和应用程序进行交互。
AdobeAIR使用在浏览器中使用的功能和技术构建以支持在桌面上进行应用程序的部署。
通过为用户和开发人员提供一个关于如何交付和使用借助Web技术构建的应用程序的选择，AdobeAIR很好地补充了浏览器。
AdobeAIR?
运行时扩展了浏览器以外的Web应用程序，为更引人入胜、性能更出色的在线/离线应用程序创造了新机遇。
Flex框架为新的AIRAPI提供本机支持，FlashBuilder4提供构建、调试、打包和签署为运行于AdobeAIR上构建的应用程序所需的全部工具。
借助Adobe?
AIR?
运行时，您可以在浏览器以外提供具有品牌的富Internet应用程序（RIA），从而与客户更紧密地联系在一起。
AdobeAIR使用与构建Web应用程序相同的久经考验、经济有效的技术，因此开发和部署可以快速完成并且风险较低。
您可以使用您的现有Web开发资源创建引人入胜的品牌应用程序，这些应用程序可以在所有主要桌面操作系统上运行。
通过将AdobeAIR作为您的RIA战略的一部分使用，可以扩大产量、增强客户满意度、提高客户保持率、降低成本。
5.3.系统性能指标
性能指标主要指作业响应时间方面的时间数值，作业响应时间指完成目标系统中的交互或批量处理所需的响应时间。
根据业务处理类型的不同，把作业划分为交互类业务、查询分析类业务、GIS空间资源加载类等。
上述各类业务处理性能，可达到以下所列技术性能指标：
（相应指标均基于目前市场主流价位的PC客户端和PC服务器）
1、交互类业务
交互类业务是指平时工作中在系统中进行的业务处理，如录入，修改或删除一条单据等操作。
平均响应时间：
1-3（秒）
峰值响应时间：
小于10（秒）
2、查询分析类业务
如信息查询、统计报表生成等。
查询业务由于受到查询的复杂程度、查询的数据量大小等因素的影响，需要根据具体情况而定，在此给出一个参考范围。
简单查询平均响应时间：
1-3（秒）
复杂查询平均响应时间：
3-15（秒）
3、GIS静态资源的加载能力
加载静态点位资源（如视频、警力机构等）数据达到10000个时，地图连续放大、缩小平移的响应时间小于1秒，平移缩放后资源完全加载时间小于3秒。
4、GIS动态资源的加载能力
在加载8000个静态资源的前提之下，叠加GPS警车、GPS单兵等实时动态信息不少于2000个，且平均每个动态资源的位置更新频率不低于2秒时，地图连续放大、缩小平移的响应时间小于1秒，平移缩放后资源完全加载时间小于3秒。
5、GIS分析汇聚资源的加载能力
对警情热点等汇聚分析类空间资源，加载数据量达到10000个时，地图连续放大、缩小平移的响应时间小于1秒，平移缩放后资源完全加载时间小于3秒。
（后台分析统计时间参见“2、查询分析类业务”）
6、大数据技术处理能力
在进行伴随车分析、套牌车分析等海量数据的实时深层分析比对时，可确保千万以上级的分析比对响应时间小于10秒。
（千万以上级海量数据实时深层分析，使用过去高成本的小型机+磁盘阵列方式，响应时间通常在10分钟左右）
6.功能设计
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