公安寬窄帶融合應(yīng)急通信方案研究

張力航，翟 恒，羅 鋒

（1.成都市公安局，成都 610031；2.海能達(dá)通信股份有限公司，深圳 518057）

1 引言

當(dāng)今時(shí)代不安定因素漸多，緊急事件頻發(fā)，安保場景逐年增加，緊急時(shí)刻的關(guān)鍵通信業(yè)務(wù)成為高效處理緊急事件的重要因素。在應(yīng)急情況下，公安部門往往面臨著基礎(chǔ)設(shè)施破壞、公用通信網(wǎng)絡(luò)堵塞、執(zhí)法場景復(fù)雜、人員移動性強(qiáng)的關(guān)鍵問題。因此，為了應(yīng)對應(yīng)急場景下復(fù)雜通信難題，需要在緊急時(shí)刻迅速搭建公安應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，形成穩(wěn)定、可靠的通信鏈路，滿足公安部門任何時(shí)間、任意場景下的音視頻通信需求，快速高效應(yīng)對緊急事件。

2 公安寬窄帶融合應(yīng)急通信系統(tǒng)組成

公安寬窄帶融合應(yīng)急通信系統(tǒng)是利用自組網(wǎng)通信技術(shù)搭建寬窄帶融合通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)開機(jī)自行組建網(wǎng)絡(luò)，且節(jié)點(diǎn)可自由移動，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自行調(diào)整。此種通信網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)靈活、部署便捷、覆蓋廣、傳輸帶寬高等特點(diǎn)，可在沒有任何基礎(chǔ)設(shè)施的情況下自動組網(wǎng)并展開工作。能夠?qū)?zhí)法現(xiàn)場音視頻和關(guān)鍵數(shù)據(jù)等信息實(shí)時(shí)、穩(wěn)定地傳輸?shù)礁骷壷笓]中心，為參與應(yīng)急行動的各級指戰(zhàn)人員提供靈活、穩(wěn)健的多媒體通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的可視化調(diào)度指揮，顯著提升作戰(zhàn)效率。

方案按模塊劃分為信息采集、信息傳輸、指揮調(diào)度和輔助保障四大模塊。系統(tǒng)具體組成如圖1所示。其中，信息采集模塊可單兵佩戴或現(xiàn)場部署，負(fù)責(zé)采集執(zhí)法現(xiàn)場的音視頻等關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息；信息傳輸模塊由自組網(wǎng)設(shè)備組成，可現(xiàn)場實(shí)時(shí)搭建，并可以與原有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)如公安集群專網(wǎng)、公網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)融合，負(fù)責(zé)傳輸現(xiàn)場信息及調(diào)度指揮信息；指揮調(diào)度模塊包含現(xiàn)場指揮中心及后方指揮中心，負(fù)責(zé)任務(wù)指揮、網(wǎng)絡(luò)管理等；輔助保障模塊負(fù)責(zé)保證整體系統(tǒng)正常工作運(yùn)行。

3 公安寬窄帶融合應(yīng)急通信系統(tǒng)總體架構(gòu)

根據(jù)不同的公安應(yīng)急場景，公安寬窄帶應(yīng)急通信系統(tǒng)總體分為現(xiàn)場、前方指揮后方指揮中心三層級。不同模塊在不同的指揮中發(fā)揮作用，現(xiàn)場部署信息采集模塊，由單兵攜帶或固定部署在現(xiàn)場內(nèi)。系統(tǒng)依靠信息傳輸模塊實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場與前方指揮部、后方指揮中心之間的通信連接。指揮調(diào)度模塊由前方指揮部及后方指揮中心組成。輔助保障模塊部署于各層級中保障系統(tǒng)運(yùn)行。總體架構(gòu)圖如圖2所示：

圖1 公安寬窄帶融合應(yīng)急通信系統(tǒng)組成

圖2 公安寬窄帶應(yīng)急通信系統(tǒng)總體架構(gòu)

公安寬窄帶融合應(yīng)急通信方案，以先進(jìn)的4G/5G技術(shù)的寬帶自組網(wǎng)和B-Trunc4G專網(wǎng)基站為核心，以D2D（Device-2-Device）技術(shù)、多天線技術(shù)、自組網(wǎng)技術(shù)以及動態(tài)幀技術(shù)為支撐，結(jié)合語音自組網(wǎng)、窄帶集群語音、4G公網(wǎng)、Wi-Fi、藍(lán)牙等多種通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了寬窄融合、公專融合互聯(lián)互通的公安應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。在沒有基礎(chǔ)設(shè)施支持的情況下可以快速部署使用。設(shè)備輕便，單人單小隊(duì)可攜帶設(shè)備組網(wǎng)，充分滿足了應(yīng)急現(xiàn)場快速、可靠、吞吐量高、便攜性強(qiáng)的通信鏈路設(shè)備需求。

4 公安寬窄帶融合應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)用場景

在先進(jìn)的技術(shù)支持下，公安寬窄帶融合應(yīng)急通信方案可根據(jù)應(yīng)用場景靈活調(diào)整，解決各個(gè)應(yīng)急場景下公共安全執(zhí)法任務(wù)面臨的通信問題：

重要人員安全保障，要人安保工作具有通訊信息機(jī)密，移動性強(qiáng)，信號即時(shí)性高等特點(diǎn)。公安寬窄帶融合應(yīng)急通信方案中，可臨時(shí)設(shè)立移動指揮中心，保障高速移動下的音視頻通信需求。依靠獨(dú)立通信設(shè)備工作，對基礎(chǔ)設(shè)施無要求，充分滿足要人安保中高保密性的需求。

大型活動現(xiàn)場安保，活動保障工作面臨著：人員擁擠復(fù)雜，公網(wǎng)信號堵塞，內(nèi)外部通信困難等問題，如何保障活動現(xiàn)場內(nèi)外的通信順暢成為大型活動保障的關(guān)鍵問題。公安寬窄帶融合應(yīng)急通信方案可在現(xiàn)場架設(shè)固定基站，配合便攜移動基站組建臨時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，支持多跳級聯(lián)進(jìn)行覆蓋擴(kuò)展，可有效的解決活動現(xiàn)場保障人員之間及安保指揮中心通信的問題，保證重大活動的順利開展。

邊遠(yuǎn)地區(qū)圍捕行動，刑偵抓捕行動面臨的主要問題是場景復(fù)雜，行動地點(diǎn)隨機(jī)性強(qiáng)，可能缺乏基礎(chǔ)設(shè)施保障。在無法依靠公網(wǎng)及公安窄帶集群專網(wǎng)開展行動時(shí)，穩(wěn)定的通信保障成為行動成功的關(guān)鍵。公安寬窄帶融合應(yīng)急通信方案中設(shè)備的移動性、對基礎(chǔ)設(shè)施的低要求，極好地契合了圍捕行動的隨機(jī)性。可在現(xiàn)場搭建臨時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)，設(shè)立現(xiàn)場指揮部，各個(gè)圍捕小組背負(fù)自組網(wǎng)設(shè)備，保障小組間、小組與指揮部的移動音視頻通信。在復(fù)雜地形區(qū)域，在現(xiàn)場指揮中心可架設(shè)系留無人機(jī)架設(shè)高空中繼節(jié)點(diǎn)，保障抓捕現(xiàn)場的信號暢通。

突發(fā)事件緊急處置，應(yīng)急處突具有緊急性，可能會造成一定社會危害，面臨基礎(chǔ)設(shè)施破壞、公網(wǎng)堵塞等問題。如何保障處突工作人員的通信十分關(guān)鍵。公安寬窄帶融合應(yīng)急通信方案，充分利用寬帶自組網(wǎng)設(shè)備吞吐率高、組網(wǎng)靈活、部署方便、覆蓋范圍廣、接入方便的特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場通信需求快速組網(wǎng)，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通，滿足緊急處置的需求。