云计算在广域卡口系统间联网整合中的应用研究

　　引言

　　近年来随着公安信息化建设的推进，各省、市、县公安机关及其下属的治安、刑侦、交警等业务部门在各自辖区内陆续建立起了一批公安卡口系统，这些系统在治安防控、刑事侦察、交通管理等业务工作中得到了广泛的应用。由于卡口系统在打击犯罪、处置交通违法等各类公安业务中起到的作用越来越大，对卡口系统的使用要求也越来越高。现有的卡口系统由于存在着布局分散、数量不足、信息无法共享、与公安其他业务信息系统无法对接等局限，这些分散建设，相对孤立的卡口系统已逐渐的不能满足公安业务工作的需要。

　　为此，需要对已建的卡口系统在一个较广阔的范围内（如全省、全地市）进行全区域的联网整合，实现卡口系统间信息共享，充分发挥卡口的协同工作效应。通过将区域内的各卡口监控点连点成线，形成车辆在全省（或市）内的行驶轨迹，并自动与公安其他资源库对接，以实现自动报警追踪等目的，提高卡口系统的效能，充分发挥卡口系统作用。而在卡口系统间联网整合过程中，需要解决卡口系统平台对接、卡口系统间网络互联等难题，而其中最困难，也是最关键的是卡口系统间网络互联问题。云计算技术的引入，很好的解决了这一难题，通过建立云计算平台，快速、经济的实现了全区域卡口系统间联网，将这些分散建设，孤立的卡口系统充分的整合在一起，实现了卡口信息资源的共享，极大提高了卡口系统的作用和公安业务部门的战斗力。

　　卡口系统及联网整合原理分析

　　卡口系统分析

　　卡口系统是建立在道路特定位置，如道路中段、桥梁出入口、收费站等地点，采用先进的光电、图像处理、计算机、网络传输等技术，对通过该卡口监控点的所有车辆进行拍摄、记录与处理的一种道路交通、治安管理监测系统。系统能够采集并记录所有经过本断面的车辆、行人等信息，对车牌进行自动识别，并与中心管理平台通讯，系统可对辖区内运行的车辆、行人进行有效管理，不仅可以进行传统的事后查找，还能实现预警功能。主要用于道路动态管控和治安、刑侦、交通管理等方面，在打击和预防犯罪、处置突发性事件、规范城市交通秩序和其它应用中发挥作用。

　　卡口系统的组成

　　卡口系统总体来说由卡口前端信息采集子系统、网络传输子系统、中心管理平台子系统三部分组成。（其组成示意图如图1）

　　前端卡口信息采集子系统：主要功能为信息采集和通讯，即对经过道路卡口的所有车辆进行抓拍，获得车辆和行人的图像、经过时间、车型、车牌号、方向、速度等数据信息，并向中心平台发送。网络传输子系统：完成前端卡口信息采集子系统与信息中心管理平台之间的数据和图像信息的传输。中心管理平台子系统：是卡口系统核心业务处理中心，为用户提供卡口系统的访问和综合查询服务功能，完成前端数据信息和图片的接收、处理及存储，实现对卡口系统的远程管理以及对车辆布控等实战功能。

　　卡口系统工作过程

　　在卡口前端子系统通过线圈、摄像机等传感设备采集各类信息数据，同时安排有专用处理设备（如工控机）作为图像数据的暂存器，可按照系统的需要进行前端图像识别和图像拍摄、压缩、传输等处理工作。

　　卡口系统前端采集处理后的数据采用FTP等上传协议，通过网络传输系统实时上传到中心管理平台。

　　中心平台设有数据库服务器系统，用于收集各个卡口检测点上传来的数据，掌握全部的卡口车辆信息，完成数据信息和图片的接收、处理及存储，根据实时车辆信息，进行黑名单比对、套牌车检测、行驶轨迹分析、涉车案事件关联分析等业务处理。

　　卡口系统间联网整合分析

　　卡口系统间联网整合，就是要将各类由不同的省、市、县等公安机关及其下属的业务部门各自建设的，分散在不同地域、隶属不同业务部门，相对孤立的卡口系统整合在一个平台上，并向全警提供卡口联网报警布控服务，实现卡口信息资源共享。为了实现卡口系统间的联网整合，需要解决卡口系统平台间对接、卡口系统间网络互联、卡口系统间联网架构设计等一系列的技术难题。

　　通常做法及其存在问题

　　通常的卡口联网整合做法是：通过对现有的卡口系统按联网要求进行网络改造的方式，实现卡口系统的全区域联网，然后在联网基础上进行软件开发，实现系统平台的对接，完成卡口资源整合。

　　然而，一些地区的实施过程中的经验表明，对现有各卡口系统的的网络改造，大体会遇到如下情况：一是对原有系统的改动较大，工程规模较大，牵涉面较广，需要克服的问题多；二是为了网络实现对接，需要进行复杂的路由设计，网络结构复杂；三是由于原有卡口系统分散建在各地区，网络改造需要的资金较多，而且周期较长。由于公安工作要求的特殊性，上述情况往往会导致卡口联网工作在后期难以进一步推广应用。

　　联网存在问题原因分析及解决方案

　　通过对现有的卡口系统进行分析，可发现由于各卡口系统是由各单位分别建设，存在着这样一些特点：1、各卡口设备厂家型号不同，不同单位在不同时期，甚至同一单位在不同时期所建设的卡口设备厂家和型号都不一致；2、卡口系统基本处于分散应用状态，系统大多以辖区为单位，在一个县或者一个市的城区组网，卡口系统之间互不相通，而且分散在较为广阔的地域；3、不同卡口系统规模大小不一，小的卡口系统只有一两个卡口前端监测点，大的有几十个、上百个卡口前端监测点；4、卡口系统的网络结构多种多样，而且有些卡口平台可以跨网段访问，有些则基于局域网技术，无法跨网段访问；甚至一些卡口系统是建立在采用私有地址的局域网上，这些卡口系统无论从网络结构还是IP地址分配，组网模式等都完全一样，这些都给联网工作带来了困难。

　　因此，必须找到一种能够快捷、经济、可靠的联网方式，能用最小的开支，在可以接受的时间段内实现全区域卡口系统间联网，以满足公安业务要求的需要。云计算技术以其所具备的动态资源配置、需求服务自助化、网络访问便捷、高扩展性和开放性、可计量服务以及资源的虚拟化等技术特点，为解决卡口系统间联网问题提供了一条切实可行的途径。通过搭建私有云联网平台，借助云计算的虚拟化技术和敏捷（Agility）特性．可快速且低成本的将分布在不同地区的卡口系统进行联网整合．实现卡口系统信息资源的共享。

　　云计算技术简介

　　云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算（cloudcomputing）是一种基于网络（主要是互联网）的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。狭义云计算指IT基础设施（即资源）的交付和使用模式，即通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，即通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。

　　自Google最先提出云计算的概念并率先投入Google搜索等商业运行以来，亚马逊、IBM、微软等公司相继提出了自己的云计算计划和方案并投入商用，比较典型的有Google的云计算平台、亚马逊的弹性计算云、IBM的蓝云计划、微软的“云一端”策略等。

　　云计算特征

　　提供资源的网络被称为“云”，通常涉及通过互联网络来提供动态易扩展且虚拟化的资源。“云”中的资源在用户看来是可以无限扩展的，并且易于获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。云计算通过网络把多个成本相对较低的服务器集群整合成一个具有强大计算能力的系统，并借助基础架构即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）等先进的服务提供模式把这种强大的计算能力分布到使用者手中。

　　用户可通过网页浏览器获取资源和服务，所有的软件、数据和运算、处理都在“云”中存储和完成，用户不用考虑使用什么设备以及所使用的计算技术和接入的方式，且不用关心“云”的组成和结构等。云计算除了对用户端的设备要求最低，使用起来方便外，还可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享,用户不再受到单一数据源的限制。

　　云计算基本原理及布署模型

　　云计算系统的核心技术是并行计算技术（ParallelComputing），通过并行计算技术，使计算分布在大量的分布式计算资源上，而非某个计算机或服务器中，从而获得强大的计算能力，数据中心通过网络将大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再由服务器集群所组成的庞大系统搜索、计算分析之后将处理结果回传给用户。云计算基础构架就是由通过数据中心传送的可信赖的服务和创建在服务器上的不同层次的虚拟化技术组成的，人们可以在任何有提供网络基础设施的地方使用这些服务。（其大体结构如图2）
 

　　按照布署模型分类,云计算可分为:公用云（PublicCloud）、私有云（PrivateCloud）、社区云（CommunityCloud）和混合云（HybridCloud）等几种。从卡口信息数据安全和保密性方面考虑，卡口系统一般是选择在专网或公安专网的基础上构建。因此为确保安全，作为卡口系统联网平台的云计算平台也应选择以搭建“私有云”的方式实现，通过虚拟化的云计算技术，建设一个符合实际联网规模和要求的“云存储”系统，解决卡口系统间联网的问题。