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基于北斗导航的“天地一体化”公安扁平化指挥系统
来源:电子技术应用2013年第12期
刘 丹1,田银枝2,曹红杰1,梁 涛1
(1.北京合众思壮导航技术有限公司,北京100015; 2.北京超图信息技术有限公司,北京10001
摘要: 结合公安扁平化指挥需求,北斗导航既能保证位置信息安全和可靠,也能在3G信号无法覆盖的地方,利用北斗双向短报文功能进行定位数据和现场文字信息的实时传输。各类现场感知终端搭载北斗导航模块实现低空无人机侦查、车载现场应急指挥、移动警务终端任务执行和领导远程指挥决策的天地一体化扁平化指挥功能,通过北斗卫星和3G网络建立无线接入公安专网的数据通道,指挥后台采用位置云架构SOA服务接口整合公安业务系统,以PGIS地图为展示基础形成公安专有指挥云体系。最后通过广西和新疆公安案例验证北斗导航和“云+端”技术在公安指挥实战中的成效,并指出存在问题。
Abstract:
Key words :

摘  要: 结合公安扁平化指挥需求,北斗导航既能保证位置信息安全和可靠,也能在3G信号无法覆盖的地方,利用北斗双向短报文功能进行定位数据和现场文字信息的实时传输。各类现场感知终端搭载北斗导航模块实现低空无人机侦查、车载现场应急指挥、移动警务终端任务执行和领导远程指挥决策的天地一体化扁平化指挥功能,通过北斗卫星和3G网络建立无线接入公安专网的数据通道,指挥后台采用位置云架构SOA服务接口整合公安业务系统,以PGIS地图为展示基础形成公安专有指挥云体系。最后通过广西和新疆公安案例验证北斗导航和“云+端”技术在公安指挥实战中的成效,并指出存在问题。
关键词: 北斗导航系统;扁平化指挥;现场感知;云+端;警用地理信息系统

    随着经济发展和科技进步,各类社会矛盾凸显,不稳定因素增多,公安业务系统面临形势更加严峻、传统指挥已不能适应新形势下公安科学决策、快速反应、精确打防管控等要求。公安扁平化指挥的特征是减少中间环节、指挥幅度增加、权力更加集中、调动范围更广,直接“点对点”式的调度一线警力,以公安指挥中心为主,以派出所和现场指挥调度为辅,直接指挥最小作战单元和勤务岗位,实现对警情的快速反应、迅速处置,最终达到提高勤务指挥质效、增强整体防控效能的目的[1]。公安扁平化指挥系统是信息化建设的龙头工程,着重实现“空中有图像、地面有监控、现场有警力、图上有定位,指挥有手段”的天地一体化指挥目标。
北斗在公安中的作用
    北斗卫星导航系统BDS(Beidou Navigation Satellite System)是我国自主研制的全天候、全天时、区域性卫星定位导航通信系统,与美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统,覆盖中国全境无盲区,具备定位、导航和通信功能,安全可靠、稳定性高、保密性强[2]。北斗在公安中地位和作用日渐显著。首先,公安警员定位信息必须高安全:警员警车位置、处置场所等都属于保密信息,公安终端使用美国GPS安全隐患大;其次,极端应急下通信需要保障:利用北斗终端短报文功能,可以将警员位置和现场信息通过北斗回传中心,解决特殊环境下通信盲区问题,尤其适合在地域辽阔的新疆、西藏等常规通信手段无法到达的地区使用。
体系建设和总体设计总体建设目标
    “天地一体化”公安扁平化指挥系统是一个跨区域的集多级指挥调度、单警作战指挥、北斗卫星通信、视频实时传输、目标跟踪监控、电子地图应用、移动侦查指挥为一体的系统工程,构建一套技术先进、体系完备的“多级远程联动”指挥作战信息系统,实现公安指挥中心、现场指挥部和现场民警进行远距离跨区域的有效指挥、资源共享和信息互动。
系统架构组成
    “天地一体化”公安扁平化指挥体系主要包括空中侦察、地面指挥、通信网络和指挥中心四个部分,如图1所示。


    (1)空中侦察部分:无人和直升机搭载任务载荷进行图像实时获取和无线微波回传,基于机载北斗设备把定位信息通过北斗卫星回传到指挥中心。
    (2)地面指挥部分:现场指挥部基于卫星通信指挥车来建设,安装地面站接收空中侦察单元回传的视频数据,转换后落地和现场展示。利用北斗移动指挥机实现对车辆和单兵的定位监控,通过北斗卫星回传给上级北斗指挥机;同时负责把行动小组和移动指挥车发回的视频信息、现场情况、情报信息进行汇聚,重要信息通过宽带卫星回传到公安部指挥中心。移动指挥车是行动的核心前线单元,通过车载指挥软件调度周边警力、收集现场证据、音视频监控和下发指令等[3]。车载3G图传回传现场视频,车载北斗设备作为无3G情况下定位和短报文回传的补充。单兵系统是配发给民警的各类北斗设备和终端,实现北斗定位回传、警务执法和现场采集等功能。
    (3)通信网络部分:主要包括北斗卫星通道、3G无线通道和公安350 M集群。其中北斗卫星落地靠安装在公安网内的北斗指挥机来接收下属北斗用户机回传的定位和短报文信息;3G网络主要通过运营商部署VPN专线到公安部门来实现3G数据的回传接收;350 M集群是公安自己建立的独立语音集群对讲网络,实时接收集群手台和车台的语音数据。
    (4)公安扁平化指挥中心:是指挥体系的核心大脑和后台,在指挥室内通过大屏系统实时显示回传现场视频和定位信息,通过指挥调度软件实现对任务现场的实时调度和指挥功能,底层通过位置云技术架构实时对接公安内网PGIS、警综平台和大情报数据平台。
扁平化多级体系
    公安扁平化指挥体系的组织机构如图2所示,包括省、市、县三级指挥中心,在处理重大突发事件时,可根据预案等级动态重构,建立不同层次的现场指挥中心,实现不同警情模式下的动态调整。常规警情模式下遵循“层级指挥、属地管辖”机制完成逐级指挥。重大警情时省、市、县三级指挥单元可进行跨级指挥,任何一级指挥单元都可动态调整为现场指挥单元,形成“关口下沉、指挥前移”的战时指挥模式。根据现场指挥员级别动态调整现场指挥所的权力,指令直接发出反向传递到各单元,同时实现与社会资源的实时互动。

空中侦察设计和应用建立空中图像侦察系统的需求
    公安部门对于重大案件的前期摸排、重大安保线路的现场调查、重大警情的联动处置、群体性事件的现场掌控都需要用到无人机和直升机进行空中实时侦察和取证。重点任务包括大范围搜寻和侦察、对群体性事件中重点人物进行拍照、实施撒传单和催泪弹等驱散反制手段,以及利用“图像凝视”技术对嫌疑车辆自动进行动态实时跟踪。
空中侦察系统的组成
    空中图像侦察系统由飞行器、地面控制站、任务载荷和情报站组成。飞行器包括飞机机体、动力装置、飞控导航、北斗传输设备、回收装置等[4];地面控制站包括遥测无线电发射、地面遥测接收等;任务载荷包括可见光摄像机、红外摄像机和数码相机等;情报处理站实现实时拼接地图和目标定位功能。
地面指挥体系搭建和应用现场和车载北斗指挥单元
    在现场指挥部和移动指挥车上搭建基于北斗的用户和指挥机以及北斗指挥软件,实现现场指挥部对现场警车和单兵警员的指挥调度功能。其中现场指挥部采用北斗增强式指挥机,北斗指挥软件实现北斗定位、通信指挥等功能,通过北斗逐级通播、位置报告和态势等构建指挥网络,满足多级指挥要求[5]。
北斗警务终端单兵作战单元
    由于公安警务人员工作环境和职业的特点,对警务终端有特殊要求:首先要保障警员定位的安全性;要有三防能力,适应户外恶劣环境;屏幕硬度要高并且强光下可见;电池续航长,能满足长时间工作;产品要轻便,操作灵活[6]。单兵作战软件负责与指挥中心、移动指挥车以及周边警员进行信息传递和联动,具有导航定位、快速编组沟通、证据采集上报、在线查案和语音对讲等功能。考虑到公安现场网络的特殊和复杂性,单警终端采用北斗/GPS双模芯片,既能利用北斗和GPS实现双星定位和无缝覆盖,也能利用短报文实现应急通信保障。
扁平化指挥中心平台
    扁平化指挥中心平台是公安扁平化指挥体系灵活运转的“大脑”,目标是“搭建公共平台、集成基础设施、引接现有系统、互联社会联动”,系统效果如图3所示。平台利用位置云技术把矢量、三维、街景和PGIS(警用地理信息平台)多种地图进行整合[7],增强公安民警“精确侦查、精确布控和精确抓捕”的侦查办案能力。实现天网、3G视频和语音对讲的指挥调度大整合。建立和警综平台、大情报等公安业务系统的桥梁,创建了扁平化指挥和情报研判的一体化流程[8]。

 

 

    基于北斗的单兵终端、移动指挥车和无人机组成地面和空中的现场感知手段,通过北斗、3G和350M集群网搭建多级指挥神经网络,采用位置云构建公安扁平化指挥中心,构成了典型的“云+端”创新警务模式,是北斗导航和位置服务技术结合公安扁平化指挥需求的一个崭新和大胆的尝试。公安扁平化指挥体系分别在广西和新疆公安进行了实践检验,取得了较好实战效果,但后期建设也需要考虑到公安科信部门的技术支持力度和加强培养公安技术人才等问题。
参考文献
[1] 王楠.扁平化指挥系统的体系架构和关键技术研究[J].警察技术,2011(2):65-68.
[2] 赵琳,丁继成,马雪飞.卫星导航原理及应用[M].西安:西北工业大学出版社,2011.
[3]张亮.“金盾工程”中公安信息系统结构[J].警察技术,2002(3):13-14.
[4] 吴云东,张强.立体测绘型双翼民用无人机航空摄影系统的实现与应用[J].测绘科学技术学报,2009,26(3):161-164.
[5] 朱永辉,白征东,过静珺,等.基于北斗一号的地质灾害自动监测系统[J].测绘通报,2010(2):5-7.
[6] 合众思壮.“中国位置”上线,位置云体系实现从云到端[EB/OL].[2011-7-29].http://www.unistrong.com/news/NewsShow_2170.aspx.
[7] 公安部计算机与信息处理标准化技术委员会.GA/Z01-2004城市警用地理信息系统标准体系[S].北京:中国标准出版社,2002.
[8] 公安部计算机与信息处理标准化技术委员会.GA/T493-2004 城市警用地理信息系统建设规范[S].北京:中国标准出版社,2004.

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