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LTE无线宽带专网的区域应用探索

发布时间:2018-08-15 14:11:25点击量:

引  言

 

区域公安无线通信的现状是以警用数字集群(PDT)系统为主,多种无线通信网络长期并存。在语音通信方面,区域公安与全国步调一致,PDT系统将在今年内实现全国联网,同时保留或扩展了模拟对讲、基于公网的集群对讲等多个系统。语音通信设备种类繁复,数字集群对讲机、模拟对讲机、公网手机对讲等长期共存。窄带集群通信管道与业务绑定,只能满足语音集群和少量数据业务,在如今大业务量场景下信道拥塞、不支持可视化指挥和移动办公的问题越来越突出[1]。

在视频业务方面,区域主要城市基本实现了视频网络覆盖,有完善的视频会议和指挥系统,末端基本覆盖派出所。但也存在带宽受限、移动视频回传并发路数不足、视频分辨率不够等问题。依托公网进行视频传输承载和多媒体调度指挥时存在公众抢占网络资源的情况,且在重大活动保障或者应急指挥时网络的可靠性无法保障,指挥员只能依靠语音通信进行应急调度指挥。

在警务应用方面,基本建立起以公网为网络载体,警务通终端为承载硬件,以警综业务平台为承载软件的警务信息化基础能力。采取终端通过TF卡加密,系统通过安全网闸接入等安全举措来保障业务数据的安全流通。存在的隐患主要在于公网采用网络共享、资源共享、频段共享的方式连接互联网,市面上可采购的移动终端都针对公网频率定制开发,不法分子容易通过技术漏洞和网络攻击等手段接入网络,干扰正常业务,甚至实施犯罪。

在融合通信方面,异构网络长期并存,需要一张融合的大网保证各种业务的有效覆盖和随需使用,满足公安警用通信要求[2]。

一、LTE无线宽带专网的优势

 

公安部“十三五”规划,提出要启动4G宽带通信技术和窄带通信融合的专网建设,“十三五”期间初步建成公安无线通信宽窄带融合“移动公安网”,实现语音指挥、视频调度、大数据无线传输的综合应用,全面提升公安机关应急处突、社会服务和执法办案能力,满足政务、公共安全、社会管理、应急通信等对宽带数字集群专网系统的需求[3,4]。LTE无线宽带专网以4G技术为基础,具有高速率、高频谱效率、低时延等优点,继承了公网LTE的技术优势的同时结合公安行业用户业务特点进行了大量优化和定制开发。相比公网,无线宽带专网具备设备级、板级备份、故障基站及DMO多重可靠性保障方式,确保极限状态下基本业务功能正常。不但能够可靠地承载日常警务,还能在公网瘫痪的紧急情况下,提供集语音、视频、应用为一体的应急保障手段,有效应对复杂安保场景。

相比窄带集群技术,LTE无线宽带专网实现了管道与业务的分离,在语音信道容量上,远胜于传统窄带集群系统,能够满足大规模、多层级的语音通信保障需求;在视频业务上,实业了双向业务流的高并发、高清晰度(最高可达1080P),可满足高清流畅的可视化指挥。

在安全策略上,整个LTE专网系统进行了端到端安全机制部署。由于专网仅对特定用户开放,与公网物理隔离,公众无法接入使用1.4G频段的专网。通过与公网的频段隔离,专网传输可有效遏制不法分子利用技术漏洞接入公安网络实施犯罪。

LTE无线宽带专网通过接口、信息、数据标准化与应用实践,具备了成熟的和350MHz PDT窄带语音集群、有线电话、运营商手机语音,有线无线视频监控,移动视频和电话会议视频的融合技术,同时实现接处警、PGIS及各警种专业系统的信息关联、业务联动,保护历史投资,破解现有烟囱状系统业务不互通的难题,实现全业务融合,发挥各种系统的最大作用。

LTE无线宽带专网的区域应用探索(图1)

二、LTE无线专网的实战应用与业务亮点

 

LTE系统现规模应用于区域公安,以喀什市为例,已经建成30套基站,1000部大屏终端的网络,实现了市局、分局、派出所和警务站的四级指挥;调度系统可以融合语音、视频、定位、接处警等,实现“看得见、呼得到、调得动”的指挥要求,在日常警务、重大活动保障等工作场景中发挥了重要作用;单部手持终端即可实现语音对讲、一键式视频回传、移动视频补盲、数据实时交互、协同作业、PGIS定位和移动轨迹记录、彩信、移动警务(身份证识别)等多种功能,实现了警员减负。业务亮点主要有以下四方面:

(一)多业务实现助力终端减负

由于通讯组的设置和设备功能的限制,警务站、民警需要携带多部通讯终端,部门民警身上甚至下挂多达4、5部。在实际使用过程中,当出现警情时,民警无法第一时间判断是哪部终端发出提示信息。同时,终端太多负重较大,挂在身上也影响警员奔跑,充电以及日常管理都很麻烦,严重影响民警的工作效率。

基于LTE技术开发的智能终端充分发挥了无线宽带专网系统的优势,支持专业语音集群对讲,同时支持音视频调度、GIS定位、移动办公、身份证扫描等功能,有效减少一线警员的终端背负数量。例如,宽带终端支持有权限的指挥调度人员(如派出所调度员、警务站站长)创建动态群组权限。有权限的终端可自行创建、删除动态群组,动态群组由创建人负责,指挥中心统一监督。实现根据业务的需要灵活地进行群组管理和分级调度,破解了以往由于窄带通信集群技术信道容量不够,警务站小范围内群组通信需用安全性能低下的模拟系统的问题,通过多群组优先级策略对群组语音并发进行冲突管理,在实践中应用效果良好,可有效替代模拟对讲机,终端减负策略如图2所示。

LTE无线宽带专网的区域应用探索(图2)

减负策略分为两个阶段:

(1) 融合优化阶段:通过动态小群组创建功能和APP移植,在宽带专网安全架构上承载警务通和语音对讲功能,实现一部终端即可进行高清语音通信、身份证扫描、开具罚单、无纸化处警信息记录等功能;

(2) 持续优化阶段:进一步加强安全边界策略部署,通过接口开放和数据共享,实现多业务一机部署,通过宽带专网强大的群组管理策略,有效进行业务并发控制。

通过网络融合和数据共享,对替换下来的终端和宽带终端进行业务互通,在保护既有网络投资的同时,实现通信网络的平滑升级。

(二)接处警流程业务优化

LTE多媒体大屏终端借助宽带专网的优势,支持对多媒体数据的实时下发,其实质是将指挥中心前移,通过信息化改革将指挥中心从固定的、有线的束缚,变为移动的、无线的互联,从而将各种警情信息直接推送、延续到警力部署的末端,实现对不同警务的快速处置。流程优化如图3所示。

LTE无线宽带专网的区域应用探索(图3)

由于布控对象具有快速流动性,对处警的响应速度要求很高,情报在不同部署层级进行流转时延时较大,且仅靠间接的语音传递具有描述偏差和理解偏差的双重风险,警务的信息化改革对客体的实时可达性提出了更高要求。借助无线专网强大的对接融合能力和网络的安全部署,可将布控对象的信息第一时间下发到事件地点附近的终端上,提高对警情的响应速度。

(三)高并发视频业务

目前的固定视频监控体系存在覆盖盲区,由于警情在时间、空间上的突发都存在很大的不确定性,客观上需要移动视频监控进行补盲。特别是在应急处突和重大事件保障时,需要较大规模数量的图传车、移动布控摄像头和无线图传无人机的立体监控和动态追踪以对态势进行全程管控,以往的通信系统无法满足要求,无法实现治安防控“全覆盖、无死角”的需要。

针对区域内试点地区存在的固定摄像头覆盖盲区,充分发挥LTE无线专网大带宽的并发优势,通过快速部署一定数量的移动布控球进行补点,布控球支持便捷拆装,根据治安热点区域组织灵活快速布点,如在卡口进行布控,丰富视频监控资源。即使在移动布控球不足的场景,使用手持宽带终端进行现场视频监控,也可快速对视频天网的覆盖盲区进行管控。

单个LTE基站平均支持至少20路高清视频并发。在日常警务中,通过对无线图传车进行改装,实现24小时视频轮询和记录,形成对安全态势的全面把控。

在视频点呼业务上,通过视频点名,被点名警力附近态势一目了然,减少了单次点名沟通时间;通过创新型地挖掘视频业务应用场景,形成具有区域特色的“亲情关怀”一对一可视沟通,简化改造人员家属探视流程。

(四)基于GIS信息系统的管理业务

通过无线宽带专网系统的部署,利用系统大带宽的优势和北斗定位等多定位技术的联合应用,实现警力秒级的实时位置刷新,并将定位误差限制在米级范围,区域利用宽带警务终端的精确定位实时掌握巡防队员的位置信息,发现巡防队员位置偏离巡段或者GPS信息丢失时,管理员可请求调取巡防队员终端上的视频进行现场核实,实现巡警轨迹实时追踪和管理。通过基于高精度GPS的应用,可减少管理巡逻辅警所需要的民警和督查的人数,减少人力成本。

三、总结与展望

 

本文研究了无线宽带技术在区域内的应用价值。

(1)研究了宽带专网对警力终端减负的步骤和价值,原有公安退下来的终端可以再次利用,发放给乡镇或者相关辅助单位,提升其指挥调度能力,同时可以在突发情况下,统一调度这些资源,达到合成作战的要求,快速控制事件;

(2)通过网络的对接和数据的共享,充分发挥宽带终端多业务能力的优势,实现警情直接推送下发到执勤民警手上,实现快速预警、快速响应;

(3)无线宽带集群专网有力支撑了以移动监控、灵活布控为代表的无线宽带多媒体业务的开展,实现了各警种统一的可视化社会治理治安保障体系,有效保障解决群众生命财产“最后一公里”的问题,提高公安服务水平和群众满意度;

(4)通过在大量实践中积累的成熟的融合指挥能力和多种业务系统的融合对接,构建“上下联动、横向呼应、高效运行”的现代指挥体系。一张大网将PDT网、模拟集群网、视频专网、公网、LTE专网的语音、视频、数据统一接入,在引入宽带网络的同时,保护已有投资。

LTE无线宽带专网集语音、视频、数据业务为一体,未来通过充分挖掘其基本功能特性,通过平台的对接融合和资源整合,在科技强警的路上必将发挥更大的价值。