· 文|北京超圖信息技術(shù)有限公司 田銀枝

北京合眾思?jí)芽萍脊煞萦邢薰?劉丹

北斗在公安警務(wù)中的應(yīng)用

· 文|北京超圖信息技術(shù)有限公司 田銀枝

北京合眾思?jí)芽萍脊煞萦邢薰?劉丹

公安部門采用北斗和GPS雙模衛(wèi)星移動(dòng)警務(wù)手持終端，硬件上考慮北斗芯片、半反屏幕和IP65等專業(yè)因素符合警員實(shí)際工作環(huán)境，軟件上采用地圖導(dǎo)航技術(shù)能滿足公安警力分布定位、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法處置、地圖目標(biāo)監(jiān)控、案件一鍵導(dǎo)航和指揮調(diào)度等核心應(yīng)用需求。對(duì)于3G通信信號(hào)無法覆蓋的地方，利用北斗衛(wèi)星的雙向短報(bào)文功能進(jìn)行定位數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)文字信息的實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星定位和無線通訊的無縫覆蓋，以及警員位置信息的高安全保障。最后結(jié)合公安的實(shí)際應(yīng)用總結(jié)了北斗技術(shù)的應(yīng)用情況和建設(shè)成效。

北斗導(dǎo)航 移動(dòng)警務(wù) IP65 3G 無線通信

一、前言

1.背景和目的

隨著我國的城市化進(jìn)程、“智慧城市”建設(shè)、和諧社會(huì)建設(shè)正在不斷加快，整個(gè)社會(huì)尤其是城市的安全管理任務(wù)越來越艱巨，隨著我國信息化的進(jìn)一步推進(jìn)，警務(wù)信息化也得到了進(jìn)一步發(fā)展。在公共安全領(lǐng)域，越來越多的研發(fā)單位以多年的北斗多模衛(wèi)星導(dǎo)航芯片、終端以及應(yīng)用的研發(fā)資源積累，提供公共安全北斗多模導(dǎo)航終端的整體解決方案，集成自主研發(fā)的北斗芯片，研制北斗手持移動(dòng)警務(wù)終端，并開發(fā)基于北斗兼容系統(tǒng)的云+端公共安全扁平化指揮應(yīng)急系統(tǒng)，并通過公安部門開展試點(diǎn)應(yīng)用。基于北斗的移動(dòng)警務(wù)應(yīng)用可為緊急和突發(fā)事件的處理提供信息依據(jù)，可避免重特大案件的發(fā)生，為突發(fā)案件的迅速偵破創(chuàng)造信息條件。適用于民警、交警、巡警、刑警、治安警等各類警務(wù)人員，讓公安干警辦案如虎添翼，有效提高公安系統(tǒng)信息化水平。

2.北斗與公安應(yīng)用結(jié)合

（1） 隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的不斷提高和我國北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)日益完善，衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)已進(jìn)入我國國民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域中，并發(fā)揮了重要作用。我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在2012年達(dá)到亞太地區(qū)服務(wù)能力，2020年將實(shí)現(xiàn)全球服務(wù)的能力，目前國家也力推北斗的應(yīng)用。但是，由于芯片、功耗等技術(shù)工藝上的差距，在智能手機(jī)市場(chǎng)的應(yīng)用大多仍采用單一的美國GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

警務(wù)移動(dòng)終端是一種準(zhǔn)軍事化的裝備，在導(dǎo)航定位上，應(yīng)做到多系統(tǒng)兼容，發(fā)揮北斗系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。在產(chǎn)品性能上，要做到高穩(wěn)定性與可靠性，且應(yīng)使用自主研發(fā)生產(chǎn)的終端產(chǎn)品，保證網(wǎng)絡(luò)與信息安全。

（2）由于社會(huì)安全事件的突發(fā)性與應(yīng)急處置的復(fù)雜性，對(duì)警務(wù)終端系統(tǒng)在定位、通信、信息快速處理等功能方面，以及設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性、先進(jìn)性方面提出了很高的要求。在公安指揮調(diào)度工作中，省、市、縣、鄉(xiāng)多層次、多警種的警務(wù)人員經(jīng)常共同深入到第一線，但彼此無法掌握準(zhǔn)確位置，工作效率無法提高；后方指揮機(jī)構(gòu)無法掌握前方現(xiàn)場(chǎng)情況給予指揮調(diào)度，前方人員不了解總部的整體戰(zhàn)略和友鄰人員的情況等，都給警務(wù)工作帶來一些混亂，在一定程度上影響了公安指揮工作的質(zhì)量和時(shí)效性。因此，應(yīng)用先進(jìn)可靠的警務(wù)終端，是指揮處置突發(fā)事件的保障，基于衛(wèi)星導(dǎo)航的警務(wù)終端裝備有利于提高警務(wù)工作的質(zhì)量與效率。

3.警務(wù)終端現(xiàn)狀和需求

目前，國家支持北斗產(chǎn)品應(yīng)用推廣，尤其是公安行業(yè)更應(yīng)該使用北斗產(chǎn)品，北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國自主研制和建立的用于導(dǎo)航和定位的衛(wèi)星系統(tǒng)，能保證公安用戶的使用安全，軍隊(duì)和武警將全部使用帶北斗功能的警務(wù)終端。

我國正在加快城市化進(jìn)程和和諧社會(huì)的建設(shè)步伐，這使得公安部門面臨著更大的來自城市和整個(gè)社會(huì)的公共安全壓力，提高公安和武警的快速反應(yīng)和綜合作戰(zhàn)能力成為公安部門的首要目標(biāo)。而在技術(shù)方面，我國第二代身份證技術(shù)、第三代移動(dòng)通信技術(shù)、適合手持產(chǎn)品使用的高性能CPU、大容量存儲(chǔ)技術(shù)等已經(jīng)普及，北斗導(dǎo)航定位技術(shù)也已經(jīng)進(jìn)入廣泛推行和應(yīng)用階段。

警務(wù)人員的工作環(huán)境和職務(wù)特點(diǎn)和其他行業(yè)不同，因此對(duì)警務(wù)終端產(chǎn)品有著特殊的要求，其中，最核心的要求包括：產(chǎn)品應(yīng)該應(yīng)用中國自己的北斗導(dǎo)航定位技術(shù)，保障信息的安全性；產(chǎn)品符合工業(yè)級(jí)三防標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的防塵、防水、抗跌落能力，適應(yīng)野外、戶外等相對(duì)惡劣的工作環(huán)境；屏幕能夠承受一定的刮擦、摔落和碰撞等意外損傷，并且在陽光下具有較好的可視效果；支持長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航的電源方案，滿足警務(wù)人員一天或更長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)工作；產(chǎn)品不能太笨重，要減輕警務(wù)人員的攜帶負(fù)擔(dān)，同時(shí)工作時(shí)能靈活操作。

普通的民用消費(fèi)類手機(jī)和平板電腦，雖然CPU等配置較高，也比較輕薄，但是不具備三防能力，屏幕在室外無法看清或可視效果差，功耗大，短時(shí)間內(nèi)電池電量就被耗盡，產(chǎn)品不能在高溫、低溫等惡劣環(huán)境下工作，無法滿足警務(wù)人員的工作要求；傳統(tǒng)的警務(wù)終端產(chǎn)品，有一定的GPS定位能力，但沒有北斗定位能力，存在安全隱患，而且使用的大都是非專業(yè)的GPS定位模塊，定位精度較差，存在漂移嚴(yán)重現(xiàn)象，影響指揮中心對(duì)民警準(zhǔn)確位置的獲取，不能實(shí)現(xiàn)高效指揮和調(diào)度，有的產(chǎn)品為軟件企業(yè)委托第三方加工生產(chǎn)，在整體設(shè)計(jì)、元器件選擇和產(chǎn)品穩(wěn)定性等方面存在問題，這些都直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。

針對(duì)上述警務(wù)人員的工作特點(diǎn)和對(duì)警務(wù)終端產(chǎn)品的實(shí)際需要，基于北斗具備三防等功能的手持移動(dòng)警務(wù)終端的研制及產(chǎn)業(yè)化推廣迫在眉睫。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.總體框架

基于北斗的移動(dòng)警務(wù)終端的應(yīng)用需要承載在公安的綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)中進(jìn)行使用。公安綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)包括北斗導(dǎo)航終端和位置云架構(gòu)的指揮調(diào)度后臺(tái)系統(tǒng)兩大部分，并可以同時(shí)承載3G通訊網(wǎng)絡(luò)和北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，利用終端上的單兵作戰(zhàn)軟件和公安內(nèi)網(wǎng)的地圖及情報(bào)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度功能。系統(tǒng)框架如圖1所示。

>> 圖 1 總體架構(gòu)圖

2.北斗警務(wù)終端的設(shè)計(jì)

基于北斗的專業(yè)移動(dòng)警務(wù)手持終端系列產(chǎn)品是專為公安民警開發(fā)的集移動(dòng)電話、警務(wù)對(duì)講、掌上電腦功能和移動(dòng)警務(wù)應(yīng)用功能于一體的專業(yè)移動(dòng)警務(wù)手持終端，適用于公安行業(yè)不同警種，如治安警、交警、刑警、社區(qū)民警、巡警、禁毒民警等。

北斗專業(yè)移動(dòng)警務(wù)手持終端系列產(chǎn)品包括UG801、UG903、E775三款型號(hào)，滿足不同警種的業(yè)務(wù)需求。其中UG801采用4寸專業(yè)屏，設(shè)計(jì)小巧輕薄，并可套接二代身份證模塊，適合刑偵、治安、交警、反恐、禁毒等公安警員隨身攜帶進(jìn)行人員查緝、偵查辦案、現(xiàn)場(chǎng)處置、無線對(duì)講、指揮調(diào)度等工作；UG903采用7寸屏設(shè)計(jì)，屏幕大，顯示內(nèi)容多，可滿足社區(qū)民警進(jìn)行片區(qū)調(diào)查、地址采集和日常辦公等用途；E775內(nèi)置北斗一代短報(bào)文收發(fā)模塊，特別適合邊防民警在無網(wǎng)絡(luò)信號(hào)環(huán)境下進(jìn)行衛(wèi)星定位和信息傳輸使用。

移動(dòng)警務(wù)手持終端的設(shè)備特性包括：

1）產(chǎn)品采用工業(yè)級(jí)三防設(shè)計(jì)（IP65-IP66），高抗損傷性和高耐久性，完全滿足野外惡劣環(huán)境的作業(yè)需要；

2）支持北斗/GPS雙模定位，收星靈敏穩(wěn)定，定位精度高，無懼遮擋；

3）彩色高清觸屏、超寬可視角度、自適應(yīng)光線反射調(diào)整顯示技術(shù)使其擁有卓越的顯示特性，強(qiáng)光下清晰可讀；

4）可根據(jù)公安系統(tǒng)業(yè)務(wù)要求屏蔽藍(lán)牙、WiFi功能，內(nèi)置3G通信、RFID，可通過多種無線連接方式暢享語音通話及數(shù)據(jù)高速下載及傳輸；支持兩臺(tái)設(shè)備之間通過NFC近場(chǎng)感應(yīng)自動(dòng)識(shí)別并建立連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；

5）主流Android 4.0操作系統(tǒng)，主頻1GHz高性能雙核CPU，1GB RAM大容量?jī)?nèi)存，設(shè)備運(yùn)行更流暢；

6）大容量鋰電池供電，配以低功耗電源管理芯片，超長(zhǎng)續(xù)航能力，兩塊標(biāo)準(zhǔn)電池可持續(xù)工作12小時(shí)以上；

7）支持以公安加密TF卡認(rèn)證方式接入公安網(wǎng)，實(shí)時(shí)獲取公安網(wǎng)內(nèi)各類大情報(bào)數(shù)據(jù)，安全可靠；

8）500萬像素雙攝像頭、自帶閃光燈，自動(dòng)對(duì)焦，支持全景拍攝、視頻通話；實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)圖片信息，進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)對(duì)比；

圖2為北斗警務(wù)終端設(shè)備圖片。

>> 圖2 北斗警務(wù)終端設(shè)備

三、北斗警務(wù)終端的應(yīng)用

1.北斗實(shí)現(xiàn)雙星定位和通信鏈路保障

考慮到公安偵查指揮現(xiàn)場(chǎng)情況無線通信網(wǎng)絡(luò)的特殊性和復(fù)雜性，系統(tǒng)采用北斗/GPS雙模單警終端進(jìn)行定位和通信的保障。

雙星定位:其中實(shí)時(shí)定位方面首先采用GPS定位，在沒有GPS衛(wèi)星信號(hào)的情況下可以無縫轉(zhuǎn)換到北斗衛(wèi)星定位，雙星定位保證定位信息完美覆蓋。

通訊互補(bǔ):在數(shù)據(jù)通信鏈路方面也是首先選擇3G信號(hào)，單警終端可以選裝聯(lián)通3G（WCDMA）和電信3G（CDMA2000）模塊，定位信息和采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳以及公安數(shù)據(jù)的下載主要依靠3G無線網(wǎng)絡(luò)，在無3G無線信號(hào)情況下，利用北斗衛(wèi)星的短報(bào)文通道，把關(guān)鍵的定位數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)文字情況分包分塊的回傳到指揮中心的北斗指揮機(jī)上，再通過北斗指揮機(jī)和通信服務(wù)器的對(duì)接，把采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)街笓]系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)對(duì)于后臺(tái)指揮調(diào)度的文字指令信息，也可以通過北斗指揮機(jī)實(shí)時(shí)地下發(fā)到單警終端上，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急情況下的實(shí)時(shí)通信保障。

短報(bào)文數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn):信息編號(hào),CRC校驗(yàn)位是否為BCD編碼方式,是否有密鑰,發(fā)信時(shí)間,發(fā)信方地址,收信方地址,電文字節(jié)長(zhǎng)度,電文內(nèi)容。

2.公安現(xiàn)場(chǎng)指揮的單警導(dǎo)航作戰(zhàn)應(yīng)用

單警導(dǎo)航作戰(zhàn)軟件是運(yùn)行在公安干警北斗移動(dòng)警務(wù)手持設(shè)備中的警用作戰(zhàn)系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)與指揮中心、與移動(dòng)指揮車以及與身邊的警察進(jìn)行信息傳遞和多方聯(lián)動(dòng)。主要包括如下功能模塊。

終端自由導(dǎo)航:利用北斗導(dǎo)航終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能聲控導(dǎo)航、二維三維立體顯示、3D實(shí)景顯示、周邊信息實(shí)時(shí)查詢等核心導(dǎo)航功能。

定位監(jiān)控和戰(zhàn)友位置查看:利用北斗導(dǎo)航裝置，可以把位置上報(bào)給指揮中心，同時(shí)終端可以實(shí)時(shí)查看附近警員位置及詳細(xì)信息。

偵查小組建立和信息實(shí)時(shí)溝通:終端用戶可以建立不同的偵查組，實(shí)現(xiàn)消息指令收發(fā)、作戰(zhàn)指令實(shí)時(shí)接收和回復(fù)。指揮中心還可以推送給導(dǎo)航終端案件目標(biāo)地信息，實(shí)現(xiàn)“一鍵導(dǎo)航”和協(xié)調(diào)作戰(zhàn)以及快速增援。

證據(jù)線索采集和實(shí)時(shí)上報(bào):利用北斗導(dǎo)航裝置的定位芯片和攝像頭，實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前位置信息、周邊圖片、案件相關(guān)文字描述等多種信息，并且通過無線方式實(shí)時(shí)回傳到指揮中心，供領(lǐng)導(dǎo)作戰(zhàn)決策指揮和案件分析情報(bào)研判等工作。

在線語音查案和語音對(duì)講:通過一鍵呼和指揮中心進(jìn)行語音通話，實(shí)時(shí)獲取案件和嫌疑人的相關(guān)重要資料。同時(shí)還能發(fā)起多方無線語音對(duì)講，實(shí)現(xiàn)一呼百應(yīng)的功能。

圖3為北斗單兵導(dǎo)航作戰(zhàn)軟件圖。

>> 圖3 北斗單兵導(dǎo)航作戰(zhàn)軟件

四、結(jié)束語

在公安指揮領(lǐng)域，基于北斗/GPS雙模芯片設(shè)計(jì)的三防導(dǎo)航終端作為一線民警的手持單兵設(shè)備，開發(fā)基于智能操作系統(tǒng)的單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)作為終端上軟件核心，再通過北斗/GPS/3G進(jìn)行無線實(shí)時(shí)通信，通過位置云整合多地圖數(shù)據(jù)和大情報(bào)系統(tǒng)，整體構(gòu)成了一個(gè)典型的“云+端”的創(chuàng)新應(yīng)用工作模式，系統(tǒng)具有功能強(qiáng)大、無限擴(kuò)展和在線實(shí)時(shí)信息處理等特點(diǎn)。

[1]郭信平，曹紅杰. 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用大全[M].北京：中國地圖出版社，2011.

[2]朱永輝，白征東，過靜珺，等.基于北斗一號(hào)的地質(zhì)災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].測(cè)繪通報(bào)，2010（2）：5-7.

[3]趙琳，丁繼成，馬雪飛. 衛(wèi)星導(dǎo)航原理及應(yīng)用[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2011：34-48.

[4]公安部計(jì)算機(jī)與信息處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GA/ T493-2004 城市警用地理信息系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2004.

[5]合眾思?jí)? “中國位置”上線，位置云體系實(shí)現(xiàn)從云到端[EB/OL]，2011（7）：29 .

>>>基金項(xiàng)目：科技部863計(jì)劃“導(dǎo)航與位置服務(wù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成”(No. 2012AA12A201)