魏守明，何晨光，盧佳琦

（哈爾濱工業(yè)大學通信技術研究所，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

近幾年，在技術和業(yè)務的雙重驅(qū)動下，國內(nèi)外公共安全行業(yè)移動信息化無論從政策支持、技術演進還是實際應用方面都取得了顯著的成效。公安移動警務是公安信息化的重要組成部分，是一項戰(zhàn)略性、基礎性、先導性、全局性工程。近幾年，中國公安部先后發(fā)布了《關于大力推進基礎信息化建設的意見》《關于推進公安信息化發(fā)展若干問題的意見》等文件，提出了“建成融合智能移動警務系統(tǒng)”和“建立健全新一代移動警務體系”的重點任務，大力推進公安業(yè)務從桌面向移動端拓展，從單一警務服務向惠警惠民綜合服務轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)“大整合、高共享、深應用、智能化”的公安移動信息化目標。

但是，當前移動警務建設中存在因?qū)捳瓗＞W(wǎng)、公網(wǎng)物理隔離導致的資源無法共享、業(yè)務難以協(xié)同、安全管控分散等問題，迫切需要在網(wǎng)絡融合互通、資源智能適配、設備融合、安全體系、應用支撐等方面實現(xiàn)關鍵技術的突破和創(chuàng)新。移動警務智能資源適配引擎機制旨在實現(xiàn)異構網(wǎng)絡融合的基礎上，研究設計智能資源適配引擎技術方案，包括其邏輯架構以及具體部署方案等[1]。

1 移動警務智能資源適配引擎機制

1.1 智能資源適配引擎邏輯架構設計

在移動警務的融合網(wǎng)絡架構中，為實現(xiàn)智能資源適配，在系統(tǒng)架構設計中縱向引入了一個移動警務智能資源適配引擎，它與融合網(wǎng)絡的各層都有邏輯連接關系，通過相應的智能決策算法和智能服務接口，實現(xiàn)多層面的移動警務智能融合。智能資源適配引擎的邏輯層次結(jié)構如圖1所示，邏輯上將智能資源適配引擎劃分為終端、通信網(wǎng)以及公安移動信息網(wǎng)三個層面。依托智能資源適配引擎邏輯，在三個層面實現(xiàn)融合智能目標，即融合終端智能接入、異構網(wǎng)絡智能切換以及應用業(yè)務智能協(xié)同[2-3]。

圖1 移動警務智能資源適配引擎邏輯架構

終端層包括異構融合網(wǎng)絡中的各類型通信終端，如公/專融合終端、寬/窄融合終端、專網(wǎng)PDT終端、專網(wǎng)LTE終端、視頻終端等。融合終端智能接入旨在綜合應用高效資源感知算法、異構網(wǎng)絡選擇算法以及干擾協(xié)同管理機制等關鍵技術，實現(xiàn)多模終端（包括公/專融合終端、寬/窄融合終端）在融合網(wǎng)中的網(wǎng)絡自主切換。

通信網(wǎng)層包括公網(wǎng)LTE、專網(wǎng)LTE、專網(wǎng)PDT、視頻專網(wǎng)等異構通信網(wǎng)絡。在移動警務融合系統(tǒng)架構下，通信網(wǎng)層設置網(wǎng)絡融合平臺，該網(wǎng)絡融合平臺通過異構網(wǎng)絡資源適配接口與系統(tǒng)中的各類通信網(wǎng)絡資源交互，并透過安全邊界網(wǎng)關接入到公安移動信息網(wǎng)層的融合服務平臺。通信網(wǎng)層的智能資源適配引擎主要完成各類異構網(wǎng)絡資源的管理和適配，通過部署智能資源適配引擎實現(xiàn)異構網(wǎng)絡智能切換[4]。

在公安移動信息網(wǎng)層設置融合服務平臺，通過融合服務平臺，可實現(xiàn)移動信息網(wǎng)中移動警務應用與異構融合網(wǎng)絡資源之間的信息交互。融合服務平臺提供服務總線標準接口，從而為公安移動信息網(wǎng)中的各類移動警務的業(yè)務智能協(xié)同提供應用支撐。在公安移動信息網(wǎng)層通過部署智能資源適配引擎，實現(xiàn)融合指揮調(diào)度、態(tài)勢感知預警等多場景的移動警務業(yè)務的智能協(xié)同應用。

1.2 架構設計難點及設計方案的優(yōu)勢

本架構設計難點是旨在異構融合網(wǎng)絡的基礎上，引入移動警務智能資源適配引擎，分層級獲取從終端到通信網(wǎng)，再到公安移動信息網(wǎng)應用平臺的各類接口信息，通過部署智能資源適配引擎，使系統(tǒng)最終能夠?qū)崿F(xiàn)融合終端智能接入、異構網(wǎng)絡智能切換以及應用業(yè)務智能協(xié)同。

本方案面向公共安全行業(yè)應用及其發(fā)展需求，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面，同時也是移動警務智能資源適配引擎方案設計中遵循的設計原則。

（1）架構的可擴展能力

為了最大限度地增強系統(tǒng)的價值，最大限度地吻合各業(yè)務應用的需求，充分考慮系統(tǒng)今后在功能擴展、應用擴展、集成擴展等多層面的延伸，在智能資源適配引擎方案的邏輯架構設計過程中，從全局出發(fā)，充分應用分層架構設計、組件化結(jié)構設計、標準化接口設計、開放APP設計等設計方法，保證系統(tǒng)具有可持續(xù)擴展及提升的能力，以滿足未來用戶需求不斷發(fā)展變化的要求[5]。

（2）符合公安移動信息網(wǎng)的演進策略

隨著“大整合、高共享、深應用、智能化”的公安移動信息化目標的不斷推進，公安移動信息網(wǎng)不斷優(yōu)化和演進?，F(xiàn)有的公安集群專網(wǎng)因獨立于公安移動信息網(wǎng)之外，與公安移動信息網(wǎng)沒有接口，不能適應我國公安新一代移動警務架構的發(fā)展趨勢。本設計方案充分研究了公安移動信息網(wǎng)架構及其未來發(fā)展規(guī)劃，既能夠?qū)悩嬋诤暇W(wǎng)絡提供的服務導入到公安移動信息網(wǎng)中，還能夠滿足公安移動信息網(wǎng)中服務總線標準的應用接口要求，從而為移動信息網(wǎng)中的融合指揮調(diào)度等移動警務智能化應用提供服務支撐，符合公安移動信息網(wǎng)的演進策略。

（3）多場景的適應能力

由于不同的警種或執(zhí)法部門（如交警、巡警、社區(qū)警務等），其職責劃分有較大差異性，移動警務系統(tǒng)中的各項業(yè)務應用也主要按照執(zhí)法人員的業(yè)務需求來做適配，這就要求在研究設計智能資源適配引擎技術方案時，必須針對可能面對的不同應用場景，設計相應的解決方案。本方案可通過智能資源適配引擎邏輯機制，在通信網(wǎng)側(cè)以及公安移動信息網(wǎng)側(cè)協(xié)同部署，根據(jù)可獲得接入資源的差異性（如PDT終端、專網(wǎng)LTE終端、公/專融合終端、寬/窄融合終端、視頻終端、物聯(lián)網(wǎng)終端等），利用多種接入方式來滿足多場景甚至是全場景的需求。

2 智能資源適配引擎通信網(wǎng)側(cè)部署

2.1 通信網(wǎng)側(cè)部署方案

如圖2 所示，智能資源適配引擎通信網(wǎng)側(cè)部署方案，是將融合網(wǎng)智能切換算法邏輯配置到各級融合設備的智能決策模塊中，從而實現(xiàn)終端智能接入網(wǎng)絡、基站智能網(wǎng)絡選擇、網(wǎng)絡融合平臺智能網(wǎng)絡選擇的融合智能目標。

圖2 通信網(wǎng)側(cè)部署方案框圖

通信網(wǎng)側(cè)融合設備包括融合終端、基站、網(wǎng)絡融合平臺三個層級，因此在多種網(wǎng)絡環(huán)境融合基礎上，終端設備對于接入網(wǎng)絡的選擇及切換可以根據(jù)具體規(guī)則及接入方案按需自動切換，目的為最大限度降低因網(wǎng)絡環(huán)境因素導致正常警務業(yè)務失敗或中斷。綜合各網(wǎng)元測量信息，可以實現(xiàn)多層級智能網(wǎng)絡選擇方案[6-7]。

2.2 融合終端智能決策過程

由融合終端完成下行網(wǎng)絡測量和終端自身狀態(tài)信息采集，并將所有信息傳遞給融合終端智能決策模塊；融合終端智能決策模塊首先根據(jù)網(wǎng)絡狀態(tài)（通過信道質(zhì)量、網(wǎng)絡質(zhì)量等）綜合判斷是否滿足切換門限，并考慮終端當前的狀態(tài)（是否正在進行重要業(yè)務等），指示終端智能網(wǎng)絡切換模塊進行網(wǎng)絡切換。

2.3 基站智能決策過程

由融合終端進行下行網(wǎng)絡測量和終端自身狀態(tài)信息的采集并上報給基站；基站側(cè)完成上行網(wǎng)絡信息測量和小區(qū)資源利用率監(jiān)控；基站智能決策模塊對所有已知信息進行綜合判斷，當輸入條件滿足切換門限時下達指令給終端進行網(wǎng)絡切換。

在基站側(cè)實現(xiàn)智能網(wǎng)絡選擇算法的優(yōu)勢有：

（1）由于終端的發(fā)射功率較低，在實際的網(wǎng)絡應用中更容易出現(xiàn)終端上行網(wǎng)絡覆蓋受限的場景，在基站側(cè)進行智能網(wǎng)絡判決能夠更及時地通知終端進行網(wǎng)絡切換。

（2）基站可以實時監(jiān)控小區(qū)資源的利用率，可根據(jù)不同網(wǎng)絡的資源利用率進行不同網(wǎng)絡的切換。

2.4 網(wǎng)絡融合平臺智能決策過程

由終端進行下行網(wǎng)絡測量和終端自身狀態(tài)信息采集并上報給融合平臺；基站完成上行網(wǎng)絡測量和小區(qū)資源利用率監(jiān)控并上報給融合平臺；融合平臺信息采集模塊完成異構融合網(wǎng)絡狀態(tài)信息的獲?。蝗诤掀脚_智能決策模塊對所有已知信息進行綜合判斷，當輸入條件滿足切換門限時下達指令給終端進行網(wǎng)絡切換。

在融合平臺實現(xiàn)智能網(wǎng)絡選擇算法的優(yōu)勢有：

（1）融合平臺可以獲取到異構融合網(wǎng)的網(wǎng)絡信息，使終端進行切換時業(yè)務質(zhì)量得到有效保障。

（2）融合平臺可以記錄各終端在地圖上面的網(wǎng)絡切換點的地理位置及關聯(lián)性，從而指導終端進行網(wǎng)絡選擇，如規(guī)避乒乓切換的問題。

3 智能資源適配引擎公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署

3.1 公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署方案

融合智能網(wǎng)架構為移動警務的復雜應用提供了更多選項，如圖3所示。智能資源適配引擎公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署方案，是將業(yè)務智能協(xié)同算法邏輯配置到公安移動信息網(wǎng)相應應用服務中的智能協(xié)同模塊中，從而實現(xiàn)多場景的移動警務業(yè)務智能協(xié)同的融合智能目標。例如針對融合指揮調(diào)度應用和現(xiàn)場態(tài)勢感知應用的部署，未來亦可擴展到其它應用服務[8]。

圖3 公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署方案框圖

3.2 融合指揮調(diào)度業(yè)務智能協(xié)同流程

融合指揮調(diào)度應用服務主要由應用業(yè)務請求模塊、終端資源信息獲取模塊、智能協(xié)同模塊及調(diào)度方案生成模塊組成。融合指揮調(diào)度智能協(xié)同模塊收到應用業(yè)務請求模塊發(fā)來的融合指揮調(diào)度業(yè)務請求后，進行業(yè)務解析，對獲取到的融合網(wǎng)絡可提供的各類終端資源信息進行關聯(lián)分析，并結(jié)合警用地理信息系統(tǒng)，建立業(yè)務協(xié)同模型；然后由調(diào)度方案生成模塊按業(yè)務協(xié)同模型生成調(diào)度方案，如各類終端警力配備、警力編組、路徑規(guī)劃、救援聯(lián)動等，以期達到最佳資源匹配，供調(diào)度員參考決策。

3.3 現(xiàn)場態(tài)勢呈現(xiàn)業(yè)務智能協(xié)同流程

在某些突發(fā)的應用場景中（如火場救災、處突現(xiàn)場等），可能出現(xiàn)多人多次報警，每人描述信息可能側(cè)重點也不一致，輿情信息也非常多，信息非常繁雜，控制中心需要實時掌握處于這些場景中的人員警情關鍵信息以及周邊的資源情況，這些信息由一線人員身上的融合終端進行采集，通過大數(shù)據(jù)原理及相關技術對這些數(shù)據(jù)進行分析并建立業(yè)務協(xié)同智能算法模型，通過模型的分析結(jié)果及時給出預判，以期達到智能感知現(xiàn)場環(huán)境、掌握一線人員狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)前方危險狀況并提前預警、及時指派合適的資源解決對應的問題，以及時刻保障前線人員安全的目標[9]。

現(xiàn)場態(tài)勢呈現(xiàn)應用服務主要由應用業(yè)務請求模塊、態(tài)勢信息獲取模塊、智能協(xié)同模塊及態(tài)勢呈現(xiàn)生成模塊組成?，F(xiàn)場態(tài)勢呈現(xiàn)智能協(xié)同模塊收到應用業(yè)務請求模塊發(fā)來的態(tài)勢業(yè)務請求后，首先對請求業(yè)務進行解析，區(qū)分不同應用場景的態(tài)勢業(yè)務，然后對由現(xiàn)場態(tài)勢信息獲取模塊提供的各類現(xiàn)場態(tài)勢信息進行綜合分析及預判，建立業(yè)務協(xié)同模型，發(fā)給態(tài)勢呈現(xiàn)生成模塊。態(tài)勢呈現(xiàn)生成模塊按接收到的態(tài)勢業(yè)務協(xié)同模型執(zhí)行GIS地圖呈現(xiàn)、預警輸出、輔助調(diào)度等操作。

4 結(jié)束語

論文研究和探討了基于異構融合網(wǎng)絡基礎上的移動警務智能資源適配引擎機制，為實現(xiàn)智能資源適配，在系統(tǒng)架構設計中縱向引入了一個移動警務智能資源適配引擎，它與融合網(wǎng)絡的各層都有邏輯連接關系，通過相應的智能決策算法和智能服務接口，實現(xiàn)多層面的移動警務智能融合。論文完成了智能資源適配引擎的邏輯架構層次劃分，邏輯上將智能資源適配引擎劃分為終端、通信網(wǎng)以及公安移動信息網(wǎng)三個層面，給出了智能資源適配引擎的具體部署方案，包括通信網(wǎng)側(cè)部署方案和公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署方案。本文提出的移動警務智能資源適配引擎機制，面向行業(yè)現(xiàn)實需求，具有一定的前瞻性，符合公安新一代移動警務架構的發(fā)展趨勢。

隨著公安大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的實施以及人工智能技術的普及和深化，移動警務面臨更好的發(fā)展前景，但同時對移動警務也提出了更高的要求。以公安大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略為中心，以智慧警務為方向，從深度應用向智能應用發(fā)展，扁平化、智能化、精準化、合成化、動態(tài)化、人性化將成為未來移動警務的特征。同時打破現(xiàn)有網(wǎng)絡和系統(tǒng)壁壘，實現(xiàn)跨區(qū)域、跨網(wǎng)絡、跨平臺信息資源安全共享，解決公安多警種、廣覆蓋、業(yè)務復雜的問題，構建網(wǎng)絡融合、上下貫通、扁平服務、安全可控的信息共享體系，以及移動終端的多樣化等移動警務發(fā)展趨勢，在給未來移動警務的智能化設計帶來挑戰(zhàn)的同時也將有利推動移動警務智能資源適配技術的深入研究。