文 | 張朋永 張麗麗 李慧子 趙希奇 王劍宇

哈爾濱航天恒星數(shù)據(jù)系統(tǒng)科技有限公司

一、前言

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，作為國家綜合導航定位和授時（PNT）體系的核心基礎(chǔ)設(shè)施，為全球用戶提供全天候、全天時、高精度、實時連續(xù)的定位、導航和授時服務[1]。而大數(shù)據(jù)中80%信息要依據(jù)時間和空間進行挖掘，因此大數(shù)據(jù)的挖掘一定要利用北斗的“空間維P”“時間維T”“動態(tài)性N”尋找規(guī)律，發(fā)現(xiàn)線索，提供決策依據(jù)[2]。

黑龍江北斗高分綜合應用示范工程利用“北斗+大數(shù)據(jù)”技術(shù)的分析、預測能力，結(jié)合中俄邊境線長、氣候惡劣等問題，開創(chuàng)一條“聚、通、用”的邊境應急管控的實踐路線，探索和挖掘“北斗+大數(shù)據(jù)”技術(shù)在邊境應急管理中的創(chuàng)新應用新模式，實現(xiàn)邊境事件預測預警、邊境巡護實時監(jiān)管、漁船作業(yè)自動監(jiān)控等，切實提升邊境地區(qū)管控效率和防控能力。

當前，又正值疫情防控緊要時期，雖然我國疫情得到有效遏制，但國際蔓延勢頭迅猛，邊境地區(qū)形勢尤為嚴峻。為防止非正常途徑出入境等造成疫情輸入及涉外事件，加強邊境信息化建設(shè)，加大邊境管控力度，既關(guān)系到邊境穩(wěn)定，更關(guān)系到邊境百姓的人身安危和全國疫情的控制局勢。

二、“北斗+大數(shù)據(jù)”在邊境應急管理中應用分析

1.系統(tǒng)建設(shè)思路分析

天空地一體化立體多維目標信息采集。利用“天基（北斗、遙感衛(wèi)星）+空基（無人機）+定位觀測（視頻、卡口盤查）+地面調(diào)查+群眾舉報”等多種信息采集手段，同時結(jié)合公安、交警、水產(chǎn)局、漁政、漁具商戶等業(yè)務數(shù)據(jù)匯聚，實現(xiàn)天空地一體化立體多維目標的態(tài)勢全面感知，采集即錄入，錄入即比對，比對即上傳，上傳即匯總，匯總即分析，做到全程留痕、有據(jù)可依、有跡可查。

涉邊事件提前預警、人防力量提前布控。依托技防設(shè)備采集、人力情報收集等手段，形成集合邊境線、交通道、社會面的“點線面”結(jié)合的防控圈，全面獲取源頭管控數(shù)據(jù)的實體空間和虛擬空間的靜態(tài)/動態(tài)信息，通過“北斗+大數(shù)據(jù)”的分析預測能力結(jié)合碰撞比對、模型計算、深度學習等綜合技術(shù)實現(xiàn)對關(guān)注人員及異常行為的提前發(fā)現(xiàn)和預測預判，變被動應急為主動防控。

應急指揮調(diào)度態(tài)勢實時感知。聯(lián)合“北斗短報文+移動互聯(lián)網(wǎng)” 天地一體化通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)通信無死角，實現(xiàn)常態(tài)化實時監(jiān)控邊防防控力量的動態(tài)，實現(xiàn)精準、及時、合理的應急調(diào)度指揮，保證管控力量第一時間獲取情報，前往事發(fā)現(xiàn)場處置。

事件全流程閉環(huán)總結(jié)分析。將事件按照等級、類型、來源、時間、地點、狀態(tài)、處置結(jié)果等信息分類管理歸檔，利用北斗網(wǎng)格碼技術(shù)的信息關(guān)聯(lián)方法，形成一案一碼，便于與其他關(guān)聯(lián)信息綁定，實現(xiàn)快速檢索、精準分析，用于科學指導邊境日常巡護調(diào)度任務安排，做到巡護力量合理部署，預防事件發(fā)生?；凇氨倍?大數(shù)據(jù)”的邊境應急管理系統(tǒng)業(yè)務架構(gòu)見圖1。

圖1 基于“北斗+大數(shù)據(jù)” 的邊境應急管理系統(tǒng)業(yè)務架構(gòu)

2.通信鏈路分析

綜合天基北斗三號短報文通信[3]與地面互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)構(gòu)建天地一體化信息網(wǎng)絡，形成具備時空連續(xù)、安全可靠、上下聯(lián)動的邊境通信網(wǎng)絡。巡護人員利用北斗RDSS終端短報文通信或移動4G/5G網(wǎng)絡實現(xiàn)與指揮中心的信息交互，實現(xiàn)巡護人（車、船）狀態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集；群眾手機移動客戶端通過移動4G/5G網(wǎng)絡向指揮中心舉報疑似違法行為；系統(tǒng)通過高分專線打通與高分中心數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)高分數(shù)據(jù)專線推送；公安、漁政部門利用政務專用網(wǎng)與系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)可共享信息的交互?；凇氨倍?大數(shù)據(jù)”的邊境應急管理系統(tǒng)的通信鏈路圖見圖2。

圖2 基于“北斗+大數(shù)據(jù)”的邊境應急管理系統(tǒng)的通信鏈路圖

3.指揮調(diào)度體系分析

本示范項目采用三級指揮調(diào)度體系，一級北斗指揮機直接接入指揮平臺，可指揮管轄地區(qū)所有北斗短報文終端用戶；二級北斗指揮機網(wǎng)格化轄區(qū)內(nèi)辦事機構(gòu)，分別管理各自下轄地區(qū)的北斗短報文終端；三級主要包括管理管轄區(qū)內(nèi)所有北斗手持RDSS終端、北斗車載RDSS監(jiān)控終端、北斗通導一體船載終端等?；凇氨倍?大數(shù)據(jù)”的邊境應急管理系統(tǒng)的三級指揮體系示意圖見圖3。

圖3 基于“北斗+大數(shù)據(jù)”的邊境應急管理系統(tǒng)的三級指揮體系示意圖

三、“北斗+大數(shù)據(jù)” 在邊境應急管理中的創(chuàng)新應用

1.邊防應急指揮調(diào)度

應急指揮調(diào)度主要處理來自漁船自動報警、大數(shù)據(jù)預判預警、群眾舉報等緊急處置任務。當指揮中心接到報警預警信息時，指揮中心可快速定位事發(fā)地點，同時按照就近原則，篩選附近的巡護力量，并向北斗RDSS終端（巡護車船人配備）派發(fā)任務信息，巡護力量第一時間前往事發(fā)現(xiàn)場，根據(jù)派發(fā)的處置意見或是實際情況進行現(xiàn)場處置并反饋處置結(jié)果，指揮中心審核后確定是否結(jié)案歸檔，實現(xiàn)事件全流程狀態(tài)監(jiān)管至閉環(huán)結(jié)束。做到應急事件及時處理，態(tài)勢及時掌握。

2.“北斗+大數(shù)據(jù)”預判預警

根據(jù)匯聚的數(shù)據(jù)對涉外事件、涉恐人員進行預測，對涉案事件及關(guān)聯(lián)人員進行綜合分析，從人員背景、關(guān)系、行為、軌跡等維度，運用“北斗+大數(shù)據(jù)”的分析預測能力結(jié)合碰撞比對、模型計算、深度學習等綜合技術(shù)實現(xiàn)對關(guān)注人員及異常行為的提前發(fā)現(xiàn)和預判預警。預警規(guī)則按照紅、橙、黃、藍排除風險，危險級別遞減。新增重點人員及重點人員檔案信息發(fā)生變更時，系統(tǒng)彈出顯示異常積分變化提醒，當異常積分累積到一定閾值，系統(tǒng)可自動識別并發(fā)出相應等級的預判預警，實現(xiàn)對涉外、涉恐、暴恐等事件發(fā)生進行預測預判，根據(jù)事件等級、性質(zhì)提前部署人防力量，做到涉邊事件提前預警、人防力量提前布控。

3.漁船自動監(jiān)控

漁船自動監(jiān)控利用北斗RDSS船載終端實現(xiàn)邊境作業(yè)漁船的信息化自動監(jiān)管，實時監(jiān)控作業(yè)漁船的狀態(tài)，利用電子圍欄技術(shù)規(guī)范作業(yè)漁船的工作區(qū)域，避免漁民誤入禁漁區(qū)或是越境非法捕魚。其中電子圍欄是根據(jù)高分影像提取的界河中心線、實地邊境線劃定情況、漁船作業(yè)區(qū)域數(shù)據(jù)作為設(shè)定電子圍欄的參考線。設(shè)定預警線、報警線兩道防線，如在距離參考線20m距離設(shè)置預警線，在距離參考線10m距離設(shè)置報警線，設(shè)定多重電子圍欄，為漁船自動報警的多重報警提醒提供數(shù)據(jù)支持。當作業(yè)漁船越過預警線時，系統(tǒng)自動向漁船終端下發(fā)預警提醒。當作業(yè)漁船越過報警線時，系統(tǒng)自動向漁船終端下發(fā)勸返警告，系統(tǒng)自動鎖定并標記跟蹤報警漁船，指揮人員立即同時啟動應急指揮調(diào)度機制，按就近原則派遣最近巡護船前往現(xiàn)場處置。漁船自動報警展示見圖4。

圖4 漁船自動報警展示

4.邊境網(wǎng)格管理

利用北斗網(wǎng)格碼技術(shù)的多級嵌套細化邊境轄區(qū)內(nèi)的空間維度，在細化的網(wǎng)格基礎(chǔ)上，利用北斗網(wǎng)格碼技術(shù)的信息關(guān)聯(lián)方法將各個轄區(qū)網(wǎng)格內(nèi)的船管站、工作站、責任區(qū)、下江通道、人防力量、商家、卡口、視頻監(jiān)測等各類對象以及對象所關(guān)聯(lián)的實物信息與空間位置信息進行自動關(guān)聯(lián)，同時整合涉案人員、車輛、船只、物品等信息，形成事件檔案，執(zhí)行事件閉環(huán)管理，形成事件一案一碼，用于與其他要素關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)邊境業(yè)務數(shù)據(jù)高效檢索、時空統(tǒng)計、關(guān)聯(lián)分析等多層次評估的邊防業(yè)務。事件分類統(tǒng)計分析見圖5。

圖5 事件分類統(tǒng)計分析

5.邊境基礎(chǔ)信息遙感提取

系統(tǒng)采用遙感衛(wèi)星、路網(wǎng)數(shù)據(jù)和地面勘測等相結(jié)合手段實現(xiàn)邊境基礎(chǔ)地理電子沙盤和路網(wǎng)信息提取，為實現(xiàn)邊境全局實時動態(tài)監(jiān)測、應急指揮調(diào)度以及態(tài)勢感知分析等提供基礎(chǔ)信息支撐。河道動態(tài)監(jiān)測以高分一號、二號等遙感影像數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史河道數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)等多源輔助數(shù)據(jù)，提取河道中心線數(shù)據(jù)，為漁船多重預警線提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。邊境遙感監(jiān)測信息提取成果展示見圖6。

圖6 邊境遙感監(jiān)測信息提取成果展示

四、總結(jié)及應用推廣計劃

根據(jù)黑龍江省高緯、高寒、大邊防等特點，創(chuàng)新提出基于“北斗+大數(shù)據(jù)”邊境管控模式并在中俄邊境3個地區(qū)先行示范應用，初步實現(xiàn)常態(tài)化、智能化的邊境軍警民一體化融合體系，彌補了“北斗+大數(shù)據(jù)”應用示范在邊境管控領(lǐng)域的空白，對全國邊境應急管理具備實際借鑒和指導意義。后續(xù)將繼續(xù)豐富完善系統(tǒng)體系建設(shè)，打造豐富完整的聯(lián)防聯(lián)控體系，助力維護邊境安全穩(wěn)定，實現(xiàn)興邊富民。