徐欣祺 叶江涵 曹洪涛 高子轩 王诗语
摘 要：当今世界各国机场及周边治安问题频发，严重影响机场运载效率和乘客出行安全。国家发展和改革委员会以及交通运输等部门起草了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，其中智能交通被列为十大智慧工程之一。本文设计的项目是首都机场公安的真实项目，旨在实现机场警务管理系统的信息化和3D可视化，解决机场警务资源科学调度问题。本文首先获取机场及周边区域的实景环境，利用unity3D技术搭建机场的3D实景模型，实现数据的展示和3D场景的控制。收集首都机场区域的所有实时环境数据和警力资源数据，将环境数据在2D控制面板中以数值或各种统计图形的形式实时展现，利用3D MAX建立设备3D实体模型，实现设备运动情况在机场3D实景中的可视化。随后利用线性回归和SVR算法，分析指挥指数并预测指挥指数走向，比较两种方法的预测准确性。最后建立警务信息管理系统，实现机场警务信息和权限的管理。本文将数据3D可视化和数据分析同机场警务工作结合，帮助机场公安实现了数据支撑下的科学监管和决策，以此提高机场警务资源分配效率、保障乘客的出行安全和体验。
关键词：unity3D;数据可视化;回归预测;警务系统
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）13-0103-03
Intelligent Traffic Police System Based on Machine Learning and
3D Visualization Technology
XU Xinqi，YE Jianghan，CAO Hongtao，GAO Zixuan，WANG Shiyu
（School of Information，Capital University of Economics and Business，Beijing 100070，China）
Abstract：Nowadays，airports and surrounding public security problems occur frequently all over the world，which seriously affects the efficiency of airport transportation and passenger travel safety. The National Development and Reform Commission and Transportation departments drafted the “Guidelines on Promoting the Healthy Development of Intelligent Cities”，in which intelligent transportation is listed as one of the ten smart projects. The project designed in this paper is a real project of Capital Airport Public Security，aiming at realizing the informatization and 3D visualization of airport police management system and solving the problem of scientific dispatch of airport police resources. Firstly，the real environment of the airport and its surrounding areas is acquired，and the 3D real-world model of the airport is built by using unity3D technology to display the data and control the 3D scene. Collect all real-time environmental data and police resource data in the capital airport area，display the environmental data in the form of numerical value or various statistical graphics in the 2D control panel in real time，use 3D MAX to establish the 3D entity model of equipment，and realize the visualization of equipment movement in the airport 3D scene. Then，using linear regression and SVR algorithm，the command index is analyzed and the trend of command index is predicted，and the accuracy of the two methods is compared. Finally，the police information management system is established to realize the management of airport police information and authority. This paper combines data 3D visualization and data analysis with airport police work to help airport police achieve scientific supervision and decision-making supported by data，so as to improve the efficiency of airport police resource allocation and ensure passengerstravel safety and experience.
Keywords：unity3D;data visualize;regression predict;police system
0 引 言
本文首先介绍了首都机场警务信息3D可视化系统的背景和意义，然后对机场警务信息3D可视化系统目前状况进行分析，阐述国内外机场警务信息3D可视化系统的发展，对机场警务信息3D可视化系统现状进行总结，说明本系统开发的必要性和重要性，最后对本系统开发计划进行概述。
1 绪论
1.1 研究背景
在信息化的时代，快速精确地掌握信息并对其恰当高效地利用是这个时代的主题，亦是社会前进的方向。高效的信息管理和3D可视化系统，能帮助组织有效管理信息，更能辅助组织及时有效地利用信息解决问题、迎接挑战。根据首都机场管理和发展的需求，本系统将首都机场的各种警务信息资源进行有效整合，在3D场景中直观呈现，让信息更高效地传递和利用。
1.2 国内外研究现状
现今，全球各国机场及周边治安问题频发，世界各国机场安全问题日益凸显，国内外公安机构对机场及周边警情的及时监控和有效处理需求不断提高，这有力促进了机场警务信息可视化系统的高速发展。虽然机场警务信息可视化系统已经逐渐成为国内外机场安全机关提高工作效率和提升安全保障的核心手段和关键工具，但大多数系统还是停留在2D层面，融入3D可视化的警务信息系统的开发应用还不够健全，因此开发机场警务信息3D可视化系统是大势所趋。
1.2.1 国外研究状况
当今国外，机场警务信息管理的建设已初具规模，信息化进程加快了机场警务信息管理等工作的建设步伐。欧洲是机场安全管理系统最初发起者和实践者。在德国，国际民航组织和国际机场协会联合举办关于机场使用许可制度的研讨会，提出实施机场安全管理系统的框架;英国民航管理部门特别注重安全信息的收集、整理、分析工作，对此工作的投资每年高达1.5亿欧元。而澳大利亚民航局也建立了安全综合数据库，成立专门的分析监管组织机构，通过机场警务安全数据的监控分析，对机场进行风险识别、事故分析预测。国外各个国家的机场警务信息管理发展都对我们的研究有一定的参考价值。
1.2.2 国内研究状况
廖琦提出机场警务信息化的应用，在提升安保效率的同时优化机场管理和服务。宋洋提出民航机场运行实施健康系统集成模型，辅助民航机场安全运行与管理决策。李潘提出建立基于虚拟现实与三维可视化的民航机场航站楼运行管理与指挥的模拟系统，支持民航机场指挥运营。杜茂维提出机场生产运行可视化系统，旨在保障机场航空器在地面运行的顺畅和安全。常翔宇设计基于MVC的机场移动警务管理信息系统，实现对警员、警务信息、警务设备的管理，并提供大数据预警功能，从而有效促进机场及周边环境的安全。总体而言，我国对机场信息可视化和警务信息管理的相关研究不在少数，但将机场警务信息进行3D可视化的研究还不够充分和深入，因此本文着眼对此进行设计开发。
1.3 课题研究的意义
对机场区域进行实景建模，将警力资源设备数据可视化，并对指挥数据进行分析和预测，机场公安部门可以通过3D场景清晰掌握当前机场及周边环境的信息，并对未来机场调度情况进行预测，提前做好应急预案，提高出警效率，科学规划警力部署，保障机场周边道路安全，提高人们的出行质量。
2 系统需求分析
机场警务信息可视化系统重点在于满足机场公安警员和指挥调度人员对机场及周边环境的日常监控和调度管理的需求，以及满足促进机场环境监控调度信息化、可视化的需要，并给数据采集人员、警员提供能查询信息和修改错误信息的平台。
本系统的主要功能包括：机场指挥调度员通过unity3D可视化系统，查看实时的机场全局数据和指挥消息，对飞机、轻轨、警车的实时运动数据可视化情况进行监控，对机场及周边环境中的设备和警员进行指挥调度;审核员对将要显示在3D可视化系统中的数据进行审核，审核通过的数据才能进行展现;飞机、轻轨、警车、指挥消息、机场全局数据采集员，可以依据角色对应的权限对数据表进行相应的增删改查操作;警员可以对指挥消息进行增加和查询;系统管理员可通过增删改查数据库中的表，对用户、角色进行管理。
3 系统设计
3.1 系统功能结构设计
根据系统总体目标和功能将系统划分为8个功能模块，结构如图1所示。
3.2 系统架构设计
机场警务信息可视化系统中采用B/S系统架构，具有较强的分布性，用户通过访问浏览器，对数据库进行相应的增删改查操作。
由于unity3D系统在运行过程中需要不断利用Python文件的运行结果，因此考虑以下几种方式。
（1）在C#文件里控制Python文件运行。
（2）利用ProcessStartInfo运行Python文件。
（3）借助数据库实现unity和Python的参数传递。
3.3 系统面板设计
机场警务信息可视化系统的面板设计包括unity2D面板界面和unity3D场景界面。
4 结 论
本文通过系统分析、设计、实施和测试，立足当下首都机场航站楼及周边环境的管理需求，分角色、分权限成功开发出机场警务信息可视化系统，提供更直观快捷的机场监控指挥调度平台。解决了目前机场信息化和3D可视化融合发展缺失、机场警务信息管理和展示不充分、机场及周边环境的指挥调度缺乏科学结论支持和及时预警的问题。界面简单合理，简化了机场指挥调度人员的日常指挥调度工作。且本系统在开发中重点完成了机场航站楼及周边环境以及飞机、轻轨、警车的运动数据的3D可视化、机场全局信息数据的可视化、机场相关数据的管理等功能。在未来将会进一步完善对于机场相关信息数据的管理，以及机场3D实景展示的操作和功能，向更加全面、专业的3D可视化方向发展，与机场公安建立持续合作，实现信息共享，警力合理调度，将警力资源分配也纳入机场警务信息可视化系统中，更大程度地提高机场调度的准确性和合理性。
参考文献：
[1] 高宇峰.智慧机场信息系统规划设计的要点与分析 [J].民航管理，2018（10）：54-57.
[2] 廖琦.机场警务信息管理系统的设计与实现 [D].长沙：湖南大学，2017.
[3] 钱睿.民航空管场景可视化系统的设计与实现 [D].成都：电子科技大学，2017.
作者简介：徐欣祺（1998-），女，汉族，湖北人，本科在读，学士学位，研究方向：大数据。
