在極端環境下公安融合通信的實戰應用＊

何芬 公安部第一研究所

引言

當有犯罪分子隱匿在深山老林、邊遠地區或沙漠中時，警方往往需要花費大量的人力、物力和時間去搜尋。在前線警員搜尋過程中很有可能會出現失聯、迷路等情況，而當前線警員有重大發現時也會因通信不暢而不能及時把前線發現的信息共享給其他警員和前方指揮部，進而導致不能有效快速的抓捕犯罪分子。如何在深山、邊遠地區和沙漠等地面通信基礎設施缺少的極端環境下，快速打通應急通信指揮調度通道，實現前線作戰警員與前方指揮部、前方指揮部與后方指揮中心的融合通信，是當前我國公安實戰中遇到的重要難題。

一、需求分析

極端環境主要是指那些受自然條件惡劣、公網信號不穩定、作戰時間較長等不利因素影響的深山、邊遠地區和沙漠等。在極端環境下通信模式的選擇及通信需求的分析是公安實戰中必須提前考慮的。其中，通信需求是指前方作戰警員與前方指揮部、前方指揮部與后方指揮中心融合通信的需求，主要包括融合通信需求、數據需求和作戰協同需求。

（一）應急通信模式

1. 衛星通信

衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電波，從而實現兩個或多個地球站之間的通信。它的特點是通信范圍大，只要在衛星發射的電波所覆蓋的范圍內，從任何兩點之間都可進行通信。這種通信模式非常適用于深山、邊遠地區及沙漠極端環境下的應急通信。采用這種通信模式時，需在發送方和接收方搭建衛星便攜站，并使用衛星電話進行通信。

2. 短波通信

短波通信是指在3M至30MHz頻段范圍內，通過電離層反射來進行遠距離通信或通過地波進行近距離傳輸的一種通信手段。它是唯一不受網絡樞鈕和有源中繼體制約的遠程通信手段，適用于在各種通信網絡受到破壞，衛星受到攻擊極端環境下的應急通信。采用這種通信模式時，發送方需搭建發信機和發信天線，接收方需搭建收信機和收信天線，并使用短波通信終端設備進行通信。

（二）融合通信需求

通過各種接入模塊，實現公網電話系統、警務通平臺、公安專網電話、350M集群系統、指揮中心音響設備和其它各對講系統的統一接入，將不同制式通信系統的語音和信令轉換成標準的SIP信令，實現跨系統互聯互通功能。

（三）數據需求

1. 警員數據

通過對接極端環境下出警警員的基本信息，作戰的實時位置信息，佩帶的應急通訊設備信息和負責執行的作戰任務及完成情況等數據，實時掌握前線作戰警員們的作戰動態。

2. 視頻數據

通過接入極端環境下前線警員回傳的視頻流數據，讓前方指揮部和后方指揮中心實時掌握現場作戰環境。根據全局的作戰環境和動態，給前線作戰警員下發指令，并及時為前線補充警力和物質資源。

3. 情報數據

通過對接刑偵、情報、技偵、網偵和視偵數據，圍繞抓捕犯罪分子的重要目標，用大數據手段對接入數據進行整合分析，形成有效的情報信息。后方指揮中心將情報信息發送到前方指揮部和前線作戰警員，為極端環境下的實戰提供情報支撐。

（四）作戰協同需求

通過統一下發指令、統一匯聚反饋、統一合成研判、統一支撐處置等為手段，遵循“事前、事中、事后”的指揮作戰總體思路，全面提升極端環境下，公安實戰指揮的預警預測、快速反應、分析研判、協同作戰的能力和水平，打造協同指揮模式。

二、融合通信的實現

融合通信是指通過實現IT信息技術與傳統通信業務和應用的整合，將計算機網絡與傳統通信網絡融合到一個網絡平臺上，實現眾多應用服務融合一體的新通信模式。在極端環境下實現融合通信的目的是在后方指揮中心的一體化融合平臺上能與后方公安警員所持終端及前方指揮部所攜帶的各類手持終端進行融合通信。實現融合通信的關鍵組成有：VOIP軟交換、多媒體交換機、信令網關和媒體網關。

（一）VOIP軟交換

在融合通信中起關鍵作用的是VOIP軟交換，它記錄著路由規則，負責語音的接收與分發。后方公安警員所持終端和前方指揮部所攜帶的各類手持終端的語音壓縮算法進行處理，然后按TCP/IP標準進行打包，經過IP網絡把語音數據包經由VOIP軟交換發送至目的終端。

（二）多媒體交換機

多媒體交換機負責E1中繼設備、SIP調度終端設備的協議交換和管理，實現了極端環境下公安實戰中PDT數字集群、常規對講、350M模擬集群、公共電話網、警務通等不同網絡互聯的協議轉換。

（三）信令網關

信令網關主要完成了極端環境下公安實戰中PDT數字集群、常規對講、350M模擬集群、公共電話網、警務通等各通信方式鏈路信令與SIP協議的交互，即雙向互譯，信令網關的示意圖如圖1所示。

（四）媒體網關

媒體網關實現了極端環境下公安實戰中PDT數字終端、常規對接終端、350M模擬終端、有線電話、內線電話、手機等模擬語音流與IP數據包之間的雙向互譯。媒體網關示意圖如圖2所示。

三、解決方案

極端環境下公安實戰分為三部分：前線作戰警員、前方指揮部和后方指揮中心。其中，前線作戰警員是指在極端環境下實際參與搜索和抓捕犯罪分子的所有警員；前方指揮部是指在作戰前線相對固定位置建立的一個臨時指揮基地，人員主要是參與前線公安實戰的指揮官和技術警官；后方指揮中心是指在通信網絡條件良好，固定的政府指揮大廳建立的一個臨時作戰中心。如何實現前線作戰警員與前方指揮部，前方指揮部與后方指揮中心的融合通信是當前公安實戰中經常面臨的難題。本章將針對此問題嘗試提出一套解決方案。

（一）前線作戰方案

前線作戰方案是針對極端環境下公安實戰中為實現前線作戰警員將現場數據回傳給前方指揮部所需完成的工作部署方案，方案的示意圖如圖3所示。

前線作戰方案涉及以下工作：

1. 前線作戰警員的工作部署

方案主要是圍繞搜尋和抓捕藏匿在極端環境下的犯罪分子開展的。在發現可疑的藏匿地點后，帶隊指揮員用衛星電話向前方指揮部報告位置信息，隨即迅速選取有利地形，起飛無人機，對藏匿地點具體位置、周邊環境情況進行高空偵查，制作全景圖像，利用衛星電話與前方指揮部進行視頻會議，回傳現場實時視頻。

2. 極端環境下前線與前方指揮部間的通信鏈路保障

方案是為了解決前線作戰警員與前方指揮部的通信問題。考慮到極端環境下的地理特性，采用衛星通信鏈路來保障前線與前方指揮部的數據傳輸。這需在前線作戰區域搭建衛星便攜站，保證極端環境下能利用衛星專網將現場的圖片、音視頻等多媒體數據實時回傳至前方指揮部。

3. 前方指揮部接收前線回傳數據

前方指揮部為接收前線回傳的數據，也需在前方指揮部搭建衛星便攜站，并開展部署語音服務、視頻服務、位置服務和圖片服務。語音服務可持久化存儲前線作戰警員回傳的語音數據，在可視化系統轉化成語音流播放。視頻服務可持久化前線作戰警員回傳的視頻數據，為可視化系統的視頻點播提供插件支持和視頻流數據。位置服務可匯聚前線作戰警員回傳的實時位置信息，為位置可視化提供數據支撐。圖片服務可持久化前線作戰警員回傳的全景圖像數據，在可視化系統展示。

（二）前方指揮方案

前方指揮方案是針對極端環境下公安實戰中前方指揮部所需完成的工作部署方案，方案的示意圖如圖4所示。

基于以上種種現實窘境，現在的我對交朋友這種事情已經越來越沒有興趣，就像朱文的小說《我們的牙，我們的愛情》里寫的那樣：“我還是決定今后不再結交新朋友了。我要把現在的朋友都變成老朋友，把現在的老朋友都變成更為醇厚的陳年老釀，供我在歲月的角落里時不時地獨自抿上一小口，這樣就夠了。”

前方指揮方案涉及三方面的工作：

1. 前方指揮部可視化現場數據的工作部署方案

主要圍繞可視化前線回傳的語音、數據、圖像和視頻等多媒體數據而展開。為了現場數據的可視化展示，前方指揮部需配備若干個便攜式融合通信可視化系統。該系統配備了地圖服務引擎，在地圖上可展示前線作戰警員的實時位置分布信息，并可語音呼叫和視頻調度前線警員的衛星終端設備。

2. 前方指揮部向前線作戰警員發送情報和指令的實現方案

主要圍繞保障前方與前線間的數據傳輸鏈路信號開展的。為了保障前方和前線的鏈路信號，需在前方指揮部搭建衛星便攜站，滿足環境惡劣情況下和移動條件下前方指揮部給前線作戰警員的指令下達和情報共享需求。

3. 前方指揮部將現場概況回傳給后方指揮中心的技術方案

（三）后方指揮方案

后方指揮方案主要是針對極端環境下公安實戰中后方指揮中心所需采取的工作部署方案，方案的示意圖如圖5所示。

后方指揮方案主要涉及兩方面的工作：一是后方可視化前方回傳的現場概況；二是后方情報實時分析。

1. 后方可視化前方回傳的現場概況

需在后方指揮大廳部署后指一體化指揮調度平臺。該平臺可接收和展示前方指揮部回傳的實時概況。在后方指揮中心的領導通過觀看前方指揮部回傳的音視頻數據，可掌握前線的實戰動態概況。為保障一體化融合通信平臺與前方指揮部所攜帶的各類手持終端的融合通信，后方指揮中心需搭建多媒體交換機、軟交換中心、信令網關、媒體網關等設備。

2. 后方情報實時分析

后方指揮中心根據前方指揮部反饋的前線作戰概況，再結合后方情報分析結果及后方警力資源和物資資源的分布情況，向前方指揮部下達指揮調度命令和提供后方情報信息，并判斷是否需要增派作戰警員及警用物資到前線。

四、結語

前線作戰警員與前方指揮部，前方指揮部與后方指揮中心信息不共享是極端環境下公安實戰中經常會遇到的問題，這也是導致不能快速抓捕犯罪分子的主要原因。本文首先對極端環境下公安實戰中的通信需求、數據需求和作戰協同需求三個維度進行分析，然后研究了實現融合通信的關鍵組成VOIP軟交換技術、多媒體交換機等，最后給出了一套在極端環境下實戰應用的方案。