面向異域環境的一體化執法信息系統架構研究

黃東

【摘要】 為實現在復雜物理環境和多元應用條件下的一體化高效執法，本文設計一種能夠滿足各種處理現場的復雜環境下多任務、高可靠性、高效率等需求的公安和武警信息系統架構，為公安武警等特種部門實現高效執法提供保障。

【關鍵詞】 一體化執法 異域環境 系統架構

一、研究現狀

我國公安機關信息化建設的目標是建立以高效任務和資源調度為核心的信息綜合傳輸和處理[1]。由于目前在公安系統各警種間存在不同的通信系統，如交警部門在進行交通指揮和交通監控時有交通信息平臺，治安部門在執行治安巡查任務時對人員的調度和指揮采用治安專用通信系統，刑偵部門在抓捕犯罪嫌疑人的過程中也有自己的通信指揮系統等，武警和消防部隊也都有自己的指揮通信平臺，而市政府的其他職能機關也都有自己的通信指揮平臺。但無論在公安系統內部還是其與其它各部門之間由于使用不同的通信和指揮管理體制，在維護社會穩定和處置突發公共安全事件等過程中難以實現互聯互通，因而缺少高效、低成本的公安信息系統解決方案，難以實現信息共享。而國外公共安全通信體系也是由現有的商業通信網絡、政府和軍隊的專用通信系統組成，在應對大規模突發性事件及各種災難時，都難以提供及時可靠的通信保障。美國911調查報告指出[2]：各救援隊的專用通信設備在使用制式和工作頻段等方面缺乏有效協同，導致通信系統之間不能互通甚至相互干擾；民用陸地公眾通信系統大多要求有固定基礎設施，而在災難區域常常損毀基站等固定基礎設施。即使能夠正常工作，也很難適應救援工作的大通信容量、設備密集且分布不均勻、通信業務種類繁多、安全和可靠性、移動和游牧性等方面的特殊要求。為此，美國國土安全部制定了SAFECOM[3]計劃，目的是使應急聯動的各個領域實現通信系統間的兼容和互操作， 實現應急系統中不同通信系統間信息的聯通互動。

二、一體化執法信息系統架構

設計一種能夠滿足各種處理現場的復雜環境下多任務、高可靠性、高效率等需求的公安和武警信息系統，其核心是保障警務任務的實施，重點研究多警種信息平臺的信息資源有效利用問題，需要解決異構信息的融合技術。重點研究在任務指揮和調度時，使警用裝備、人員以及相關任務要素信息采取一體化采集、傳輸和處理，保證在前線的作戰人員能實時采集和接收態勢信息，后方的指揮和后勤人員具有動態信息保障能力。擬以物聯網技術支持為基礎，采用新一代的信息感知、傳輸、應用技術。在信息系統背景下，重點研究以一線執法任務為核心的新型執法信息系統。該系統需要實現一線無線通信系統的網絡共存和信息互通，具有多源信息的感知、傳輸、應用能力。重點研究多警種無線網絡的無線資源管理和信息協同處理機制，實現不同警種通信裝備之間的互聯互通；研究基于警務任務的多源異構信息綜合處理技術，擬建立警務全景信息系統，采用統一的警務信息標識體系管理各種警用裝備、人員信息以及相關任務環境等信息要素，滿足對警務任務的高效指揮、保障。本課題以我市公安系統現有信息平臺為基礎，以信息柵格和物聯網等先進技術為參考，以一線警務任務為目標，實現系統平滑演進。

包括：

基于信息柵格與物聯網融合的公安和武警信息系統建設的核心應是保障警務任務的實施，重點研究多警種信息平臺的信息資源有效利用問題，需要解決異構信息的融合技術。重點研究在任務指揮和調度時，使警用裝備、人員以及相關任務要素信息采取一體化采集，傳輸和處理，保證在前線的作戰人員能實時采集和接收態勢信息，后方的指揮和后勤人員具有動態信息保障能力。擬以物聯網技術支持為基礎，采用新一代的信息感知、傳輸、應用技術，設計信息系統體系結構：

為實現多任務下不同警種間信息保障，包括不同警種間通信系統的互通和任務要素信息的交互[4-6]，需實現無線資源的高效管理和利用，包括研究基于任務要素信息互通互聯的網絡互連體系、服務體系、系統管理體系，構建多任務條件下的面向演進的分層分布體系架構，如圖1所示，具備信息感知、數據傳輸、信息集成融合以及智能應用能力。

三、設計策略

以“提高公安和武警信息保障能力”為牽引，以“信息柵格和物聯網技術相結合”為指導，以“任務要素相關信息互通”為突破點，以“理論分析”為基礎，以“計算機仿真”為輔助分析以及“硬件平臺”為驗證手段。

（1）建立具備快速組網能力的通信網絡模型

為實現公安和武警一線單位現有的蜂窩移動通信網、無線局域網、無線個域網以及衛星/數字廣播/固定無線接入網高效互聯互通需采用以下技術路線：

1）采用基于信息柵格的層疊網絡演進路線，使用SDN系統作為具有快速組網能力的通信系統的核心控制設備，在滿足以高效包交換為核心的網絡管理的要求條件下，實現業務、控制、傳送與接入相分離，采用集中設置和管理模式，覆蓋多個業務區域，減少網絡間切換的數量；實現跨區域的資源共享，以及更高效的設備資源利用率和網絡效率。2）建立相應的協議互通模型，運用緊耦合和松耦合模型相結合的方式，實現現有專用ATM網絡、IP網絡以及TDM網絡之間的信令互通和分屬不同體制網絡的終端用戶的業務互通。3）采用動態自適應的層疊網絡路由機制與網絡性能度量構造對網絡性能全面和可信的描述，實現層疊網絡的上層路由對底層網絡拓撲的變化探測或感知，如圖2所示。層疊網絡的路由協議可采用基于網格的方式，首先由端系統構成一個網狀的拓撲結構，然后，基于網格構造多播樹，如圖3所示。

四、總 結

本文提出了“一體化執法信息系統”的體系結構，解決了用于不同警種間通信系統互通和多源異構信息交互的各個通信子網絡共存與融合問題。采用資源控制系統可實時調整（監測和控制）“頻譜使用規則”，有利于實現快速異構組網。

參 考 文 獻

[1]王春元，楊善林，劉心報，公安信息化與信息網絡安全保障.中國科技論壇，2007年。

[2] Kean， T.H.， et al. The 9–11 Commission Report. http：//www.9-11commission.gov/report/911Report.pdf.

[3] SAFECOM Program， US Department of Homeland Security. Statement of Requirements for Public Safety Wireless Communication and Interoperability. Version 1.0 pdf， March 2004， http：//www.safecomprogram.gov/SAFECOM.

[4] Jang Su Park，Im Yeong Lee.2006. RFID Authentication Protocol Using ID Synchronization Insecure Communication [C]. 2006 International Conference on Hybrid Information Technology.

[5] W.Zhang and G.Cao，Optimizing tree reconfiguration for mobile target tracking in sensor networks[C]，in Proceedings of IEEE INFOCOM，Hong Kong， China， Mar.2004

[6] Kaeye Dastner，ThomasKausch，Felixopitz.An object oriented Development suite for Data Fusion.httP：//ieeexPlore.ieee.org，2007.