12.基于地理信息和移动互联技术的警用微信平台设计(合众思壮-刘丹)v1

第一篇：12.基于地理信息和移动互联技术的警用微信平台设计(合众思壮-刘丹)v1

作者姓名：刘丹

单位：北京合众思壮科技股份有限公司

地址：北京市朝阳区酒仙桥北路甲10号204栋 邮编：100015

基于地理信息和移动互联技术的警用微信

平台设计

刘丹(1)，强晓春(2)，田银枝(3)

（1）北京合众思壮科技股份有限公司，北京，100015（2）上海易罗信息科技有限公司，上海，200233（3）北京超图信息技术有限公司，北京，100015

摘 要

针对在新形势下公安信息化面临的巨大变革和移动互联技术的飞速发展，详细分析了公安指挥调度目前遇到的难题、现场指挥调度的工作场景和移动警务新的业务需求，提出了利用地理信息技术和移动互联技术打造全新警用微信平台快速提升移动警务和扁平指挥实战能力的理念。重点介绍了警用微信平台的总体技术架构、系统功能设计和不同公安网络环境下内外网多级部署方案等内容，综合论述了建设警用微信平台所需的及时通讯、文件共享、点对点无线视频、一对多无线视频以及导航与位置服务等核心关键技术。最后总结了警用微信平台的系统规格和技术指标，并且结合新疆、河南和山东公安的实际应用经验总结了实战效果和建设成效。

关键词

移动互联，移动警务，警用微信

1、前言

1.1移动互联网

2012年中国移动互联网用户2.3亿，2013年突破5亿。2012年中国智能手机出货量2.58亿部，2013年突破4.5亿部。2012年中国移动互联市场产值达到710亿元，2013年突破1600亿元。这一系列数据表明，移动互联网在中国的发展速度非常迅猛，随之带来技术的变革，信息化工具的颠覆性发展。

2001年到2009年的8年时间，移动互联网从第一代走到第二代半，这个时候人们用手机主要是通话和短消息，特别是后者，是人们除了语音之外最常用的沟通交流手段。第三代移动通信到来后，人们利用手机沟通的方式更加多样化，比如微博、微信特别是后者，几乎改变了人们用手机交流的方式，它将文字、图片、语音甚至视频纳入到一个统一沟通交流的体系，用户体验达到前所未有的高度。

但是，受制于安全、保守、求稳等因素的影响，移动互联网对于行业的影响刚刚开始，随着人们观念的变化，安全问题、带宽问题的逐步解决，移动互联网必然会为行业提供一种新的强大的生产力。

基金项目：科技部863项目“导航与位置服务系统总体设计及系统集成”（2012AA12A201）1.2公安信息化

我国公安的信息化经历了金盾一期和金盾二期两个大的发展阶段，在十几年的建设时间内，建成了大情报、PGIS、图综、八大资源库等一系列平台系统和数据库，极大地支撑了公安系统日常工作和业务，积累了大量的数据、情报和经验，给后期的系统建设，奠定了坚实的基础。

十二五到十三五期间，国内外形式发生了巨大的变化，国内外矛盾向多元、复杂的方向演变，特别是国内，暴恐案件上升趋势明显，给公安部门的工作带来了新的挑战，同时对公安信息化也提出了新的要求：从数据的采集存储到数据的分析运用，从日常业务处理到突发事件应对，从后台的信息支持到现场的实战协同。

图1 公安信息化技术体系

2、公安业务需求分析

公安业务主要在现场，而大量的情报信息、指挥中心却在后台，因此公安的信息化一开始就非常重视通讯网络的建设，以解决最常见的协同问题，但是由于网络覆盖、网络带宽、设备能力等诸多问题，许多刚性的需求未能被满足，以至于影响到公安民警的日常业务效率、处置突发事件的速度甚至于人身安全，这些需求主要表现为以下几个方面：

1）现场与后台的信息共享。要求现场设备和后台系统能够进行文本、图片、图像和文件等多种格式，快捷高效的信息共享。

2）现场民警之间的信息共享。要求现场民警之间能够进行文本、图片、图像和文件等多种格式，快捷高效的信息共享。

3）现场与后台之间的实时沟通。要求后台指挥和工作人员能够随时发起和现场民警进行语音或视频的对讲。

4）现场民警之间的实时沟通。要求现场民警之间能够随时发起语音或视频的对讲。5）基于临时任务团队的信息共享与实时沟通。要求能够针对临时的业务快速组建处理团队，团队成员不但在现实世界组成专项小组，在公安的信息化世界也形成虚拟的专项小组，与该任务相关的情报、文件、图片、视频等资料可以针对性地在该虚拟小组中共享，任务结束，团队解散，相关资料的权限解除。

6）跨警种的信息共享与实时沟通。公安民警按照不同的业务划分成多个不同的警种，在早期信息化时，按警种进行，这就导致跨警种的业务在现有的信息化平台难以高效处理，需要有新的技术手段。

7）警民联动。公安信息系统属于高安全平台，民用网络禁止接入，如此也失去了警民联合共同防御的信息化基础，需要有新的手段，让人民大众参与到社会治安的维护工作中来。

8）警力资源的空间分布。尽管公安有PGIS平台，但是该平台只能解决后台指挥人员在查看警力部署方面的需求，解决不了现场指挥人员和现场警员了解警力在空间上分布的需求。

9）警力资源的快速集结。警力集结除了需要指令还需要合理的方案，包括时间、路线和任务，而现有的信息平台根本解决不了多个小组按指定路线集结并实时监控调度的问题，因为没有详细的路网数据和分析手段。

10）基于实战的扁平化指挥。基于实战的扁平化指挥是未来公安面临的主要挑战，目前国内的反恐维稳形势艰巨，而公安现有的信息化手段面对这类突发的、快速的、离散的、危险的事件处置支持力度有限，近一年发生的一系列恐怖事件也说明了这一点。

总体上，公安系统需要借助移动互联网及其思想，突破创新地设计一套新的沟通、分享平台，来满足上述十个方面的需求。基于地理信息和移动互联的警用微信平台就顺势而生。

3、平台方案设计

3.1总体架构设计

公安网络管理员公安业务系统公安业务数据后台数据接口HTTP / HTTPSSOAPREST存储子系统MQ权限子系统警用微信平台好友管理 文件传输群组管理位置服务消息/附件管理后台访问接口后台管理单点登录鉴权审计位置存储文件存储在线地图子系统用户管理子系统音/视频通讯子系统音/视频存储应用数据库设备数据接口TCP/UDP通讯链路HTTP/HTTPSSSL/TLSSIP/RTP3G / GPRSWiFi卫星有线网络用户登录终端好友/群组管理消息/附件发送模块音/视频通讯模块GPS/北斗定位模块操作系统地图导航模块 图2 总体架构图 3.2系统功能设计

总体上警用微信平台分客户端、服务器端、公安网络三层，具体描述如下：

1、权限子系统：

1）用户单点登录认证：为了达到一处登录多处使用的目的，提供单点登录认证功能，在设备的任意APP中登录，其他APP无需再次登录即可进入，避免了过多的登录操作，简化了用户的操作流程，为用户提供了方便。2）用户操作与数据鉴权：对于用户，具有登录、退出等相关操作，对于登录状态中的用户，具有唯一的ticket，一旦用户退出，则该ticket失效。对于登录后的用户，不同用户具有不同的权限，根据用户的分组情况为用户提供不一样的权限功能。3）用户操作审计功能：将用户的操作日志记录到系统中，管理员可以随时查看和调出用户操作日志，对于系统的非正常操作，管理员可以根据用户操作日志进行回溯追查。

2、用户管理子系统：

1）用户数据的导入：对于初始化的系统，可以将原始用户数据导入到系统中。2）用户数据的导出：对于一定阶段的用户数据，可以导出，可以提供给第三方使用。3）用户数据的查询：运行于前端的用户系统可以方便的在页面中通过用户的名称、ID等信息对用户数据进行查询。

3、在线地图子系统：

在线地图子系统是用于向设备和后台管理平台提供地图功能的系统，其功能主要包括：1）地图的显示：显示在线电子地图，用户可以放大、缩小、拖动地图，查看地图中的要素，对于地图中的数据信息，也可点击查询。2）人员定位：在电子地图上显示人员位置信息，提供人员位置的记录、上报、查询等功能，可以查看周边人员位置信息、用户历史位置信息和对位置信息进行分析。3）数据查询：提供统一的查询接口，用户可以通过关键字查询地图数据信息，并返回给终端应用。

图 3 地图和位置监控

4、音/视频通讯子系统：

1）点对点语音视频系统：用户和用户之间，通过音视频通讯系统，可以进行点对点的视频聊天或语音聊天。2）视频会议系统：多个用户之间，可以进行视频会议。视频会议由一方发起多方加入，也可邀请加入，所有在视频会议中的用户均可以听到任意一方的语音，可以查看任意一方的视频。3）视频回传系统：对于特殊视频需求的情况，服务端可以要求用户将视频回传到服务器端，可用于视频记录、回放，以及现场特殊情况的录制回传等。

图 4 视频和语音对讲

5、联系人/群组/消息管理：

联系人、群组、消息是警用微信平台的基础模块，其中：1）联系人可以分为常用联系人和组织架构联系人，用户可以像通讯录一样将经常联系的用户添加为常用联系人，而所有的联系人则为组织架构联系人，用户可以查看和搜索所有联系人。2）群组可以分为临时群组和工作群组，临时群组为多人的临时会话，而工作群组则为多人的常用会话，所有的群组均具备群组消息功能。3）消息可以分为文本消息、语音消息、图片、位置、文件等，用户可以根据情况发送任意类型的消息，同时消息除了可以点对点发送外，还支持在群组中发送。

图 5 消息交互

6、地图导航/定位模块：

地图导航和定位模块为基于位置服务的基础模块。1）用户的位置信息通过定位模块获得，定位模块支持GPS、北斗定位以及基站定位功能。2）地图导航可以根据用户发送的位置信息或者联系人的位置信息进行实时导航。

图 6 微信导航

7、存储子系统：

包括设备历史位置存储、用户文件资料存储，以及业务数据的存储。

8、后台数据接口：

警用微信平台与公安内网业务系统的数据通讯协议，包括HTTP/HTTPS、SOAP、REST、MQ等等。

9、设备数据接口：

设备与移动设备管理平台之间的数据通讯协议，支持的协议有TCP/UDP、HTTP/HTTPS、SSL/TLS、SIP/RTP等等。

3.3部署方案设计

依据不同地区公安网络的具体情况，该平台有两种不同的部署模式，分别如下： 1）内外网混合部署模式：

图 7 内外网混合部署图

如上图，在位置1和位置2各部署一台微信服务器，位置1的服务器负责公安内网上PC机的即时通讯与信息共享，位置2上的服务器负责现场的所有智能移动设备间的即时通讯与信息共享。这种部署方案的优点是现场和后台分离，都可以实现音频、视频等对网络带宽要求比较高的功能。缺点是有一台服务器在接入区，有一定的安全隐患，但是通过总体方案中的设备管理平台可以有效规避这种隐患。

2）内网部署模式：

图 8 内网部署图

如上图，内网模式微信服务器部署在安全接入平台内侧，在接入区部署应用转发服务器，来自现场的服务请求经应用转发服务器接入内网的微信服务实现信息共享，内网的PC机可以直接接入服务器。该方案的优点的安全，缺点是效率非常低，每一个请求需要通过接入区转发，还需要穿过安全接入平台，非常耗时。

4、平台关键技术

4.1即时通讯技术

采用一种超级扁平的技术架构，参与者自行构建自己的圈子，一旦圈子形成，其间的通信网络立即建立，可以完成一对一、一对多等模式的沟通和交流，而且形式可以是文本消息、语音或者视频，更重要的是圈子是临时的，可以在完成某个活动后解散，这样很好地解决了公安民警在不同任务、不同角色时的沟通交流问题，甚至于不同的警种、不同的部门之间的沟通交流问题。4.2文件共享技术

文件共享技术采用圈子的理念，打破传统的点对点，或被动下载的文件共享模式，以用户为中心，可以随时发起文件的共享与推送，可以发给某个人，也可以发给一个群组，而且很快可以得到文件接收方的响应，非常灵活，解决了在调度指挥时，所有参与者之间的文件资料共享、证据采集、预案分发等实际问题。

4.3点对点无线视频对讲技术

该技术的基础是3G或4G通讯链路，涉及终端移动设备、后台视频服务器以及即时通讯系统的协同工作，综合视频传感器（摄像头）技术、视频编解码技术、视频压缩技术等多项技术，解决现场两个单兵之间的实时视频对讲的问题，从而提升实战的效率。

4.4一对多无线视频对讲技术

在点对点无线视频对讲的基础上，采用视频会议技术，将现场的多个单兵拉进一个会议系统，利用警用平板作为载体，进行现场的一对多可视化指挥，解决指挥权前置到现场的问题。

4.5导航与位置服务技术

系统在设计时将嵌入式空间数据库技术和即时通讯技术相融合，使参与者在沟通交流时可以随时了解相互的位置，对于公安来讲可以解决现场民警在执行特殊任务时，对战友位置和整个警力资源的布局很难实时知情的问题，同时通过导航和路线规划功能，解决在调度指挥过程中兵力集结路线，单兵快速达到预定地点等位置相关的问题，也可以通过和指挥中心交互，了解犯罪分子的位置、行进路线、逃逸路线等，该技术也可以解决在偏远地区执行任务时的导航定位问题，保障公安民警不丢失，不掉队，遇到危险可以快速救援。

5、结束语

警用微信平台支持硬件伸缩，系统吞吐量和硬件运算能力成正比，无理论上限，目前成功案例10万用户以上。支持负载均衡和故障转移，遇到突发故障时，任务或被转移到安全的结点上，可达到7 x 24的可用性标准。平台在公安安全拨号、安全接入平台以及安全通信协议的框架下开发设计，安全可靠。平台提供标准的开发接口，可以和公安现有的业务系统和平台在数据库、文件、地图等多个方面进行融合，另外支持其它系统调用以整合实时通信功能。目前警用微信平台已经在新疆、山东、河南公安等地进行试点应用，对于提高警务人员的及时通讯能力和形成高效和面向实战的指挥调度能力效果显著。

参考文献

[1] 闵栋.移动互联网技术产业进展与发展趋势［J］.现代电信科技，2013，(Z1)： 22-26.[2]徐敏.Android平台多媒体通信客户端研究与实现[D].西安:西安电子科技大学 2011.6 [3]王明会.移动互联网技术及应用热点浅析［J］.信息通信技术，2010,(04)： 14-19.[4]杨栋梁.移动互联网发展趋势的研究［J］.电脑知识与技术, 2012,(05)： 1039-1042.[5] 王楠.扁平化指挥系统的体系架构和关键技术研究[J].警察技术,2011,(2):65-68.[6]公安部计算机与信息处理标准化技术委员会.GA/Z01-2004城市警用地理信息系统标准体系[S].北京: 中国标准出版社, 2002.[7]公安部计算机与信息处理标准化技术委员会.GA/T493-2004 城市警用地理信息系统建设规范[S].北京: 中国标准出版社, 2004.作者简介: 1）刘丹，男，1974年12月出生，湖北武汉人，博士，高级工程师，北京合众思壮科技股份有限公司公安业务中心技术总监。主要研究方向为地理信息系统和导航位置服务应用技术。

2）强晓春，男，1976年2月出生，陕西西安人，北京合众思壮科技股份有限公司软件中心总经理。主要研究方向为移动互联和地图导航应用技术。

联系方式：

刘丹

手机：***

邮箱：***@189.cn

通讯地址：北京市朝阳区酒仙桥北路甲10号204栋(邮编：100015)

身份证：

第二篇：基于微信公众平台的高校移动图书馆系统的设计与实现

基于微信公众平台的高校移动图书馆系统的设计与实现

摘 要：微信公从平台的兴起为图书馆提供了更广阔的发展空间，使移动图书馆服务得到长足发展和应用。本文基于微信公众平台的独特性，结合图书馆自身特点，介绍了基于微信公共平台的移动图书馆的设计与实现。

关键词：开放接口；微信公众平台；图书馆引言

微信是一款比QQ更加便捷的手机即时通讯APP，由它所引领的“微生活”方式正逐渐渗透到我们生活的方方面面 [1]。截止到2014年12月，全球的微信注册用户已突破11.2亿，其中月活跃用户高达4.4亿，微信在智能手机中渗透率接近100%，是亚洲地区最大用户群体的移动即时通讯软件。其用户主要是一线城市的年轻人，特别是高校的学生群体。

对于高校而言，微信的使用群体最为密集，图书馆服务与微信公众平台的有效结合定将有益于广大学生。自从腾讯公司2012年推出微信公众平台后，全国各大图书馆也积极利用微信平台开展图书馆的各项服务，如新书和讲座的消息推送服务、自动咨询应答服务、借阅信息查询和续借办理服务等。截止2014年6月底，已有23所高校图书馆开通了其微信公众平台，为学生和老师提供信息服务。但很多图书馆仅限于基本的信息推送和自动应答服务，没有对其公众平台进行更深层次的开发。本文主要介绍高校图书馆微信公众平台的二次开发，以此来拓展移动图书馆的高级功能，向读者提供更便捷、更快速的个性化服务。图书馆微信公众平台的功能设计

2.1 注册

微信公众平台面向所有企业或个人，在注册界面输入验证邮箱和密码，根据提示在注册邮箱中点击链接进行激活。邮箱验证成功后就可以进入资料提交界面，在类型选择时有政府、媒体、企业、其他组织和个人，图书馆服务则选择其他组织。随后填写图书馆的真实信息，包括名称、邮箱、邮编、地址、电话、机构代码、组织机构加盖公章扫描件、运营者身份证号码及名称、职务、运营者手持证件照片、手机号码、短信验证码和授权运营书，一般会在7个工作日内通过审核。

2.2 账号设置

注册成功后的微信公众号可以进行基本的账号设置，比如头像设置、公众号名称和微信号码设置（设置好后不允许更改）、功能介绍和二维码，并选择回复设置――自动回复、消息回复和自定义回复，回复设置的选择是图书馆实现自动查询功能的基础。

2.3 功能设计

微信公共平台可以实现群发消息、用户管理、资源内容管理、API开放接口等多个强大的功能。本文根据普通高校图书馆的特点，设计以下功能：

2.3.1 图书证的绑定与解绑功能

读者通过向公众账号发送具有个人图书证编码和密码的信息，图书馆的微信服务端对其身份进行一对一的验证，验证成功后发送服务操作指令，实现图书证与公众号的绑定，便可随时随地获得快速信息查询和续借等服务。如果解除绑定，则将取消一切服务。

2.3.2 借阅信息查询功能

通过微信公从平台，读者在开发的菜单上点击“查询借阅信息”命令，将会在手机上快速查看自己图书证上已借图书情况。

2.3.3 图书预约与续借功能

通过微信公从平台，读者在菜单上点击“预约”或“续借”命令，图书馆微信服务端接收命令后会及时向读者返回，便可快速办理图书的预约续借服务。

2.3.4 新书通报功能

利用微信的群发功能，及时有效地将新书信息发送到每位读者，可以让读者通过微信平台更加积极地互动，有效提高新书利用率和周转率。

2.3.5 通知、新闻等功能

微信群发可以使图书馆的讲座通知、新闻以及培训等信息第一时间发送给读者。图书馆微信公众平台实现的关键技术

3.1 消息接口配置

微信公众号审核通过后，就可利用微信公众平台“高级功能”菜单中的“开发模式”实现对该公众号的二次开发。二次开发的首要环节就是配置消息接口，登记图书馆用于消息处理的服务器资源URL和用于生成签名的Token值，实现网址的接入。

当有消息提交时，微信服务器即刻向所登记的服务器资源URL发送GET请求。消息服务器首先检验加密签名Signature，验证成功则原样返回随机字符串Echostr的内容，以表明成功接入，反之则接入失败。消息接口配置成功后，URL就会接收到发送至微信公众号的所有消息，而对于消息的解析和回复，则交由指令解析模块和各个服务子模块来完成。

3.2 指令解析

3.2.1 消息接收

微信一般是通过消息的交互来实现其应用的，对消息的解析由指令解析模块来负责。我们通常采XML作为请求消息格式，采用 Dom4j来对其进行解析。当微信服务器接收POST请求，指令解析模块就会匹配消息类型和指令，并调用服务子模块来进行具体的处理。其中所涉及到的主要代码和解释如下：

解析指令内容，确定子模块及调用参数：function execute Command（cmd）

执行子模块，完成指令要求功能：（module，params）= parseCommand（cmd）Execute Module（module，params）

本设计中微信公众平台所支持的文本消息指令包括两种：

（1）关键词指令：例如“新书”、“计算机”、“空座位”等；

（2）复杂功能性指令：例如“cs#t：题名”（按题名查询图书）、“jy#证号，PIN 码”（查询个人借阅情况）等。

3.2.2 消息回复

对接收到消息指令进行解析后，服务子模块就会对其进行响应和处理，并将查询结果返回给指令解析模块进行重新封装，从而生成XML格式的回复消息。以回上例中的消息为例，输入指令“cs#t：人生”，将得到如下回复消息。

3.3 服务子模块的实现

图书馆微信公众平台在进行二次开发时，为了使其服务子模块具备良好的扩展性，在消息处理时可以自由添加一些功能。但这并不意味着可以随意设置功能模块，因为服务子模块的实现方式还和第三方系统的开放程度有关，因此各子模块的实现也会有所不同。例如图书馆的预约续借管理系统如果能够提供完整的功能接口，该微信服务子模块的实现就比较简单，通过直接调用该功能接口，将预约或续借情况的信息封装成微信消息。但是如果第三方系统没有提供现成的接口，子模块的实现就有点复杂。例如图书馆的书目查询系统没有提供现成的接口，实现时则需要使用HTMLParser模拟查询操作，并通过解析查询结果页面，而获得查询信息。

除了将微信与图书馆传统服务集成外，还可以通过微信传播更丰富的图书馆信息。图书馆有书展、培训讲座等动态信息，如果通过人工维护的方式在微信应用中提供这些信息，工作量大且难以保证信息的及时同步，因此可充分利用已有的RSS源，实现热点消息查询子模块[2]。当用户向微信公众号发送指令（如“新闻”）时，系统将读取相应的RSS源，程序解析后将以回复文本消息的形式，返回包含新闻标题和网址的XML。结束语

基于微信公众平台构建的高校移动图书馆服务系统具有灵活开放、功能强大等优点，可以极大地节约建设成本，提高图书馆移动服务水平。本文设计并实现了微信图书馆公众平台的二次开发，希望可以给我校图书馆在建设移动图书馆时提供一种选择和参考。

参考文献：

[1]黄浩波，何卫华，叶青微信及其在图书馆信息服务中的应用[J].图书馆学刊，2013（01）：62-64.[2]张蓓，窦天芳，张成昱.图书馆微信公众平台服务的设计与实现[J].现代图书情况技术2014（01）：87-90.本文系西安培华学院2014校级科研课题“基于微信公众平台的高校移动图书馆系统的设计与实现”（项目编号：PHKT20140745）的研究成果。

作者简介：王心妍（1978-），女，陕西西安人，讲师，研究生，研究方向：计算机应用技术。