大型活動中的通信保障工作及技術研究
——基于LTE無線寬帶專網的大型活動安保方案

吉林太 羅義斌

1. 內蒙古自治區呼和浩特市公安局 2. 鼎橋通信技術有限公司

引言

2017年8月8日，內蒙古自治區成立七十周年慶典活動在呼和浩特舉辦，作為我國成立最早的自治區和“中蒙俄一帶一路經濟走廊”的核心省份，此次活動受到了自治區政府和國家的關注。呼和浩特市公安局根據大型活動安全保衛工作需求，充分發揮4G LTE無線寬帶專網的特點和優勢，確保慶祝活動安保各級指揮通訊安全暢通，確保安保信息通訊全程、全網暢通，順利完成了“內蒙古自治區70周年慶典活動”的安保工作。

一、大型活動的安保通信需求和挑戰

大型活動安保主要包括大型活動、要人警衛等場景，各種場景也存在交叉的情況，“縱向調度、橫向協作、統一指揮、屬地負責、密切配合”是大型活動安保的指揮特點。大型活動指揮組由具體參與保障任務的相關公安機關、應急保障、交通管理、醫療救助等各部門人員組成；參與警種和警員眾多，甚至需要大量外地警力加入保障活動；指揮上通常包括指揮員層級和工作層級，工作層級可能按警種劃分，可能按任務劃分；工作層級各種通信保障和后勤保障組眾多，具有通話頻繁，話務量大等特點。

大型活動安保工作中的通信保障工作，需要滿足以下幾點需求，以便于前線指揮部和市局指揮中心根據現場情況，及時部署和調整相應的指揮調度，完成保障任務。

（一）大型活動現場可視化

前線指揮部和指揮中心需要及時了解現場的情況，需要通過語音對講、視頻監控、移動視頻回傳等多種信息化手段，將現場的音頻、圖像和視頻等信息，實時傳輸到前線指揮部和市局指揮中心；讓指揮員能夠實時的了解活動現場的情況，指揮員根據匯報或主動掌握的信息下達指令給相應的人員，做到調整反應。

（二）多警種、多部門聯動，協同作戰

參與大型活動安保的公共安全領域部門和警種較多，如特警、交警、消防、綜治人防以及公共醫療等，各個部門通常有各自的通信網絡和通信設備，在大型活動安保時，指揮中心需要統一指揮各個部門和各種警種的資源和人員，形成統一的指揮通信網絡，實現各警種、各部門的協同作戰，共同完成保障任務。

（三）警力分布和警用裝備及時掌握

指揮中心需要及時了解各部門和各警種的警用資源和警力的部署情況，通過指揮沙盤和GIS地圖及時了解每個崗位的人員部署和到崗情況。當發生緊急情況時，可以根據警力部署情況，及時調整，應對各種突發狀況。

（四）多通信網絡互通，形成統一指揮網

公共安全部門有多個通信系統，包括語音通信、視頻監控、圖傳系統、大數據平臺、警綜平臺和情報信息平臺等。在大型活動安保時，需要實現各個網絡的融會貫通，形成一張統一的通信指揮網。語音通信通常有模擬集群、350M數字集群、PSTN固定電話和4G LTE無線寬帶集群系統等，在大型活動安保時，指揮人員需要無障礙的及時呼叫相應的群組，相應的警力資源，下達指揮調度指令；視頻監控包括公安視頻監控網、社會面視頻監控、各種圖傳系統以及各種移動視頻（如手持終端視頻、無人機視頻）監控網絡，在大型活動安保時，指揮人員可以直接在地圖上調用活動現場的各個視頻監控資源，及時了解實時現場情況。指揮人員還需要了解情報分析平臺提供的各種情報信息，獲取案事件及犯罪嫌疑人等警綜信息。

（五）大型活動現場指揮和市局指揮中心聯動

大型活動指揮通常有前線指揮部和市局指揮中心。前線指揮部在活動現場及時掌握現場各個崗位和卡口的信息和警力部署等，進行指揮部署；市局指揮中心在公安局指揮大廳統籌規劃，全局掌控。市局指揮中心需要和前線指揮部建立實時通信方式，上下呼應，實現聯動指揮，確保活動保障順利完成。

當前大部分公安的通信系統通常是以350M窄帶集群和模擬集群作為語音通信網絡，在市區主要場所、道路和重點單位等地方部署了視頻監控網絡，基本實現了城區道路和主要場所的視頻監控覆蓋。但在大型活動安保時，還存在很多不足的地方，主要表現在公安各種通信手段之間獨立運行，系統整合能力差，缺乏一個能夠進行多種通信手段融合的集成系統，僅靠傳統窄帶PDT數字集群系統又無法滿足在處理突發事件時可視化指揮調度的需求；缺乏移動視頻監控、缺乏實時視頻會商，缺少可視化指揮調度的手段，無法實現前線指揮部和市局指揮中心的實時聯動；各種警用資源和警力分布難以在一張指揮GIS地圖上展現，指揮人員無法及時掌握各個部門、各個警種和各個崗位的警用資源和警力分布情況，給大型活動安保工作帶來了巨大的挑戰。

基于4G LTE無線寬帶專網系統和融合通信技術，利用其提供的集群對講、移動視頻監控、可視化指揮調度、融合通信技術以及無線寬帶數據業務，可以很好應對當前公安面臨的各種挑戰，滿足公安大型活動安保的需要。

二、基于LTE無線寬帶專網的大型活動安保方案

為做好內蒙古自治區成立七十周年慶祝活動安全保衛的通訊保障工作，呼和浩特市公安局于2016 年11月就啟動了1.4G LTE無線寬帶專網建設，完成了市區范圍公安4G LTE無線寬帶專網覆蓋，同時部署了融合通信平臺，實現LTE無線寬帶專網與350MPDT集群系統、視頻監控系統、視頻會議系統、PGIS等系統的互聯互通，整合信息通信資源，實現“全天候、全方位、全過程”的信息通信保障，確保各參與單位和路線等通信暢通，順利完成各項保障任務。

（一）LTE無線寬帶專網系統

LTE無線寬帶專網采用具有中國自主知識產權的4G TD-LTE技術。該技術作為全球4G標準，具有高速率、高頻譜效率、低時延等優點。LTE無線寬帶專網是在傳統窄帶數字集群業務的基礎上，增加了寬帶數據業務、移動視頻業務、多媒體調度等業務，從而更加有效地滿足公安各應用場景業務需求。

LTE無線寬帶專網整個網絡架構由終端設備層、無線接入層和核心層及業務層組成。終端層包括LTE無線寬帶專網終端，車載臺，無線路由CPE設備以及快速布控球等設備。這些終端通過LTE信號接入無線寬帶專網，可進行語音對講，視頻監控和視頻分發，以及移動警務等操作；無線接入層主要是指LTE無線專網基站，包括天線、BBU、RRU，主要完成無線接入功能，包括管理空中接口、接入控制、移動性控制、用戶資源分配等無線資源管理功能；核心層及業務層包括核心網、多媒體調度平臺、無線核心交換機、網絡管理單元等，主要負責用戶開戶管理、終端移動性管理、鑒權、漫游控制、分組數據的交換和路由，提供集群調度功能，包括視頻、語音、對講、數據、GIS等多種調度方式。

LTE無線寬帶專網提供豐富的業務類型以滿足公安日常警務應用、大型活動安保、應急事件處理和要人保障等應用場景的業務需求。主要業務包括：

·支持指揮中心發起實時移動視頻監控、進行視頻分發，實現可視化的指揮調度；終端可以進行視頻回傳和視頻對講等視頻業務。

·支持全雙工/半雙工點呼、群組組呼、緊急呼叫、搶權等專業集群語音服務。

·具備同時傳輸大容量的下行和上行數據的能力，構建了一張無線寬帶基礎網絡，通過強大的寬帶數據接入功能，實現移動政務和移動警務辦公。

·無線寬帶專網支持GPS作為同步時鐘源，并在所有終端配置GPS、北斗定位系統模塊，支持定位業務應用。

·提供指揮調度功能，實現視頻業務與語音業務并發，支持終端GIS定位服務，可在GIS地圖上實時顯示各種警用資源和警力部署情況，對事發地周圍的警力分布情況清晰、準確掌握，支持地圖圈選功能，迅速實現事發地附近警力統一指揮與調度，以提升緊急事件處理人員分配的準確度。

同時LTE無線寬帶專網提供融合通信平臺，通過各種互聯互通網關和互通協議，實現與視頻監控平臺、350M PDT數字集群、視頻會議系統、PGIS平臺等互聯互通，實現語音業務、視頻業務、GIS以及多媒體數據業務的融合；實現無線寬帶專網與無線寬帶應急通信系統的分布式組網，打造可視化的、統一指揮調度網絡，滿足大型活動安保工作的業務需求。

（二）LTE無線寬帶應急通信系統

在大型活動安保和各種應急處理場景，需要搭建現場指揮部，部署現場應急通信網絡。采用LTE無線寬帶專網應急通信系統，利用LTE無線寬帶網絡的高帶寬、低時延的特點，實時獲取現場的語音、圖像和視頻信息，進行現場的指揮調度，同時實時回傳給指揮中心，構建上下聯動，相互協同的指揮調度系統。

LTE無線寬帶應急通信系統支持的業務與LTE無線寬帶專網提供的業務一樣，包括集群語音業務、視頻業務、GIS位置服務和群組多媒體服務等。LTE無線寬帶應急通信系統可以采用衛星、光纖、微波、公網3G/4G、自回傳等方式與LTE無線寬帶專網互聯互通，實現前線指揮部與后方指揮中心的通訊。

根據應用場景的不同，LTE無線寬帶專網應急通信系統可以分為無線寬帶車載應急通信系統和無線寬帶快速部署Rapid系統。這兩種應急通信系統需要部署一套無線寬帶應急通信設備，主要包括：

·一體化通信設備：集成了LTE無線寬帶專網核心網和基站的功能，用于構建現場LTE無線寬帶網絡，接入LTE無線寬帶終端設備。

·集群調度系統：LTE無線專網的集群調度系統，提供視頻、語音、對講、數據、GIS等多種調度方式。同時通過與各種互連互通網關的對接，實現LTE無線寬帶通信系統與其他通信網絡的之間的業務融合。

·LTE無線寬帶基站的射頻單元和天饋系統：發射無線寬帶網絡信號，實現現場無線寬帶專網信號覆蓋。

·LTE無線寬帶終端：接入到無線寬帶專網應急通信系統，進行各種業務操作。

·其他各種互聯互通設備，傳輸設備和電源設備等：

現場可以根據實際情況需要，部署相應的互聯互通設備和傳輸設備，實現LTE無線寬帶應急通信系統與衛星通信，與PDT等系統互通，將現場的語音、圖片和視頻等信息回傳到指揮中心。同時為確保無線寬帶應急通信系統的正常工作，現場通常需要配備相應的電源設備等。

無線寬帶車載應急通信系統是對車輛經過一體化設計和改裝集成，將無線寬帶應急通信設備安裝在通信車固定機柜，根據業務要求和車輛底盤確定設備安裝位置、線纜連接關系，并綜合考慮供電、減震、防雷等；無線寬帶快速部署Rapid系統是為了滿足臨時性、機動性、隱蔽性等應用場景而設計的產品形態，采用軍用加固機箱承載，其具備出廠時已經開通業務、可以通過不同交通工具運輸，極端情況下可以采用人力運輸等特點。圖2為無線寬帶車載應急通信系統的整體方案圖。

（三）LTE無線寬帶專網與無線寬帶應急通信系統互聯互通

在大型活動現場，通過部署無線寬帶應急通信系統，構建前線指揮部。前線指揮部可以通過現場的各種無線寬帶集群終端或無線接入的視頻攝像頭，及時了解現場的語音、視頻等信息；同時根據預設的各種群組，指揮各個應急處理小組或是大型活動安保小組，安排各種應急處理措施或大型活動安保措施，實現無線視頻監控、多媒體指揮調度和無線視頻會議業務。

前線指揮部采集的視頻、圖像和數據信息可實時回傳到后方指揮中心，實現前線指揮部和后方指揮中心的協同作戰，構成一張統一的指揮網絡。后方指揮中心可以根據前線指揮部回傳的各種現場語音、圖像和視頻信息，做出及時決策，指揮前線指揮部和相應保障小組執行相應的任務和工作，從而順利完成各種應急事件處理、大型活動安保、要人警衛保障等工作。

無線寬帶應急可根據現場條件，采用光纖、衛星通信或微波鏈路等方式構建起一條連接前線指揮車和后方指揮中心的通道，實現前線指揮部與后方指揮中心的互聯互通，構建上下聯動，協同聯動的指揮網絡。

（四）LTE無線寬帶專網融合通信

LTE無線寬帶專網融合通信平臺的目標是打造一個多業務融合通信平臺、將現有的各個通信網絡融合成一張通信網絡、提供多種業務的融合對接，實現“看得見、呼得通、調得動”的多媒體一體化的指揮調度，構建上下聯動、橫向呼應、高效運行的現代指揮體系，以滿足公安在日常警用應用、大型活動安保、應急事件處理和要人保障等多個應用場景的需要。根據公安各個應用場景的業務需求，融合通信業務主要包括：

1. 語音業務融合

采用SIP、PSIP等標準協議，實現LTE無線寬帶專網與PDT數字集群系統、公安固定電話、移動公網語音系統之間的語音融合。支持LTE無線寬帶專網與PDT集群組呼、模擬集群、警務通之間的混合編組、集群組呼、聯合調度；支持LTE無線寬帶集群專網與PDT系統、PSTN固定電話以及警務通終端之間的點呼操作；從而將多個語音通信網絡融合成一張統一語音通信指揮網絡。

2. 視頻業務融合

基于GB-T28181協議，融合通信平臺融合了LTE無線寬帶專網的移動視頻資源、公安道路交通監控、電子警察、治安卡口監控、以及社會面視頻監控資源等，實現了視頻資源的統一監控。指揮調度員可以通過融合平臺，獲取各種視頻資源，并將視頻分發給下級指揮中心、無線寬帶專網終端、移動警務通終端及其它安裝警用視頻應用的終端。現場指揮員、警員可將現場視頻上傳到融合平臺供其他視頻系統調取，并通過安裝視頻應用的終端查看授權的終端及系統視頻。

3. GIS業務融合

LTE無線寬帶專網融合通信平臺支持統一采集、存儲各系統終端的定位數據，支持GPS、北斗等多種終端定位手段。可以獲取無線寬帶專網集群終端、PDT系統的數字集群終端以及移動警務通終端的GIS位置信息，在地圖上實時顯示終端的當前位置和狀態，進行位置跟蹤，對指定終端進行歷史移動軌跡回放，有效地推動公安信息整合、信息共享，實現語音、視頻、定位信息的有效協同，全面提升公安信息化應用水平。

4. 寬帶數據業務融合

無線寬帶專網具備大容量的下行和上行數據的并發處理能力，具備高寬帶和高可用性特性，各種移動警務業務應用（如：移動指揮調度、移動警務查詢、身份證核查、移動視頻會議等）可以部署在這條寬帶通道上，從而實現移動警務辦公。同時無線寬帶專網提供各種寬帶數據業務，如短信、彩信、以及各種群組多媒體服務及數據業務服務等，用戶可以基于用戶、基于群組進行圖片、語音和視頻的共享，滿足公安各個應用場景的即時通信的業務訴求。

三、實戰應用場景

在呼和浩特市自治區70周年慶典實戰應用中，LTE無線寬帶專網和應急通信系統助力呼和浩特公安在活動保障中成功部署了一體化語音調度、可視化指揮、移動視頻巡查和快速布控球視頻監控等業務應用，增強應急警務處置能力，指揮調度更加便捷，指揮決策更加科學精確，全面提升呼和浩特公安機關應急處突、社會服務和執法辦案能力，提升警務工作效率。

（一）寬窄融合，混合編組

基于4G LTE專網和融合通信技術，實現LTE 系統與PDT 核心交換系統深度融合，將LTE無線寬帶專網群組、警務通POC集群、350M PDT數字集群群組和模擬集群群組進行混編，從而群組內的任一終端發起組呼操作，LTE無線寬帶群組、350M PDT群組和模擬群組都能響應該組呼操作，形成一張語音通信指揮網。在保證低時延語音通信的同時，還實現了LTE無線寬帶專網、350M PDT數字集群和警務通系統之間的短消息、GIS 的互聯互通，通過采集這些系統終端的實時GIS位置信息，在GIS地圖上展現，從而實現一圖顯，一鍵呼的功能。

（二）隨時隨地可視化指揮調度

基于4G LTE無線寬帶專網提供的視頻點呼、視頻監控、視頻分發、視頻回傳和視頻會商等功能。指揮人員可以在任何地方、任何時候，及時了解警力分布情況、直接查看調用各種視頻資源，對相應人員進行指揮調度。參與安保的各個警種通過LTE無線寬帶專網終端將慶典現場視音頻實時回傳到呼和浩特公安現場安保指揮部，方便指揮中心實時掌握現場情況。指揮中心領導可以使用LTE無線寬帶專網終端直接與慶典現場的一線民警進行視頻點呼，及時了解現場情況，并進行實時指揮調度。

（三）車載視頻監控和布控球臨時布控

針對公安巡邏車、移動警務車進行改裝，在公安巡邏車和貴賓車上部署基于LTE無線寬帶的快速布控球或車載視頻監控系統，可以將車隊和道路的圖像視頻實時回傳到前線指揮部和指揮中心。公安巡邏車和貴賓車隊隨行人員可以通過無線寬帶專網終端，以語音、視頻回傳等方式，實時匯報車輛行進情況、周邊安保情況等重要信息。

在自治區70周年大慶活動現場以及各個臨時布控卡點，部署無線寬帶專網快速布控球，將現場情況實時視頻回傳，彌補固定視頻監控的監控補盲，實現了全方位，無死角的視頻監控。

指揮中心通過對呼和浩特市固定視頻、臨時布控以及隨行監控實現現場情況多視角、全方位、實時掌控，提高要人警衛的跨區域警力拉動集結效率。

（四）基于一圖顯功能，實現基于GIS地圖的指揮

利用無線寬帶專網和融合通信平臺提供的GIS位置服務，系統獲取各種警用資源的地理位置信息，包括無線圖傳車、攝像頭、LTE無線寬帶終端、PDT終端等設備的GIS位置信息，在指揮中心GIS指揮地圖上展現呼和浩特市所有民警（包括LTE 寬帶集群終端、PDT 窄帶集群終端）、警車等警力資源的部署。呼和浩特市公安局安保指揮部基于地圖可以直接查看各種視頻資源，直接指揮到全部單兵、路面民警和機動警力，利用LTE無線寬帶終端，可以最短時間獲取一線的視頻、語音信息，全面實現可視化調度。

（五）移動警務辦公

利用無線寬帶專網具備大容量的下行和上行數據的并發處理能力，具備高寬帶和高可用性特性，在專網終端上部署各種移動警務業務應用，包括移動指揮調度、移動警務查詢、身份證核查、移動視頻會議等，通過安全認證，可以實現移動警務辦公。

民警手持帶有NFC 模塊的無線寬帶專網終端可以實現身份證及車輛掃描，排查嫌疑人身份信息，實時回傳在終端上顯示查詢結果。民警可以現場違法取證、現場信息錄入、進行移動接處警等警務操作。

（六）無人機視頻監控

在大型活動安保或是應急通信保障任務中，搭載LTE無線寬帶專網通信模塊的警用無人機可在第一時間飛到事件現場上空，現場實施立體式、無死角的空中視頻采集和偵察處置和其它保障工作等工作，通過該通信模塊接入到通過LTE無線寬帶專網或是LTE無線寬帶應急通信車，可將現場采集的視頻圖像和信息實時傳送到前線指揮部和指揮中心，為指揮員全面及時了解現場提供第一手資料。

（七）后續實戰應用場景探討

隨著大數據、人工智能以及物聯網等技術在公安領域的應用越來越廣泛。無線寬帶網絡與這些技術相結合，將進一步提升公安信息化水平，使公安信息化手段更加智能、應用范圍更加廣泛，為警務應用創造新的價值。

四、結語

呼和浩特市公安局基于LTE無線寬帶專網和融合通信平臺，結合呼和浩特市公安局的實戰需要，充分發揮無線寬帶專網的業務優勢，順利完成了自治區70周年大慶安保、神州11號返回艙安保、內蒙古自治區黨代會和呼和浩特市黨代會安保、呼和浩特市平安夜安保、春節大召安保等一系列大型活動安保工作。LTE無線寬帶專網也在公安日常警務應用、應急事件處理等多個場景下發揮了重要作用，提升了呼和浩特公安機關應急處突、社會服務和執法辦案能力和警務工作效率。