面向異域環(huán)境的一體化執(zhí)法信息系統(tǒng)架構(gòu)研究

黃東

【摘要】 為實現(xiàn)在復(fù)雜物理環(huán)境和多元應(yīng)用條件下的一體化高效執(zhí)法，本文設(shè)計一種能夠滿足各種處理現(xiàn)場的復(fù)雜環(huán)境下多任務(wù)、高可靠性、高效率等需求的公安和武警信息系統(tǒng)架構(gòu)，為公安武警等特種部門實現(xiàn)高效執(zhí)法提供保障。

【關(guān)鍵詞】 一體化執(zhí)法 異域環(huán)境 系統(tǒng)架構(gòu)

一、研究現(xiàn)狀

我國公安機(jī)關(guān)信息化建設(shè)的目標(biāo)是建立以高效任務(wù)和資源調(diào)度為核心的信息綜合傳輸和處理[1]。由于目前在公安系統(tǒng)各警種間存在不同的通信系統(tǒng)，如交警部門在進(jìn)行交通指揮和交通監(jiān)控時有交通信息平臺，治安部門在執(zhí)行治安巡查任務(wù)時對人員的調(diào)度和指揮采用治安專用通信系統(tǒng)，刑偵部門在抓捕犯罪嫌疑人的過程中也有自己的通信指揮系統(tǒng)等，武警和消防部隊也都有自己的指揮通信平臺，而市政府的其他職能機(jī)關(guān)也都有自己的通信指揮平臺。但無論在公安系統(tǒng)內(nèi)部還是其與其它各部門之間由于使用不同的通信和指揮管理體制，在維護(hù)社會穩(wěn)定和處置突發(fā)公共安全事件等過程中難以實現(xiàn)互聯(lián)互通，因而缺少高效、低成本的公安信息系統(tǒng)解決方案，難以實現(xiàn)信息共享。而國外公共安全通信體系也是由現(xiàn)有的商業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)、政府和軍隊的專用通信系統(tǒng)組成，在應(yīng)對大規(guī)模突發(fā)性事件及各種災(zāi)難時，都難以提供及時可靠的通信保障。美國911調(diào)查報告指出[2]：各救援隊的專用通信設(shè)備在使用制式和工作頻段等方面缺乏有效協(xié)同，導(dǎo)致通信系統(tǒng)之間不能互通甚至相互干擾；民用陸地公眾通信系統(tǒng)大多要求有固定基礎(chǔ)設(shè)施，而在災(zāi)難區(qū)域常常損毀基站等固定基礎(chǔ)設(shè)施。即使能夠正常工作，也很難適應(yīng)救援工作的大通信容量、設(shè)備密集且分布不均勻、通信業(yè)務(wù)種類繁多、安全和可靠性、移動和游牧性等方面的特殊要求。為此，美國國土安全部制定了SAFECOM[3]計劃，目的是使應(yīng)急聯(lián)動的各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)通信系統(tǒng)間的兼容和互操作， 實現(xiàn)應(yīng)急系統(tǒng)中不同通信系統(tǒng)間信息的聯(lián)通互動。

二、一體化執(zhí)法信息系統(tǒng)架構(gòu)

設(shè)計一種能夠滿足各種處理現(xiàn)場的復(fù)雜環(huán)境下多任務(wù)、高可靠性、高效率等需求的公安和武警信息系統(tǒng)，其核心是保障警務(wù)任務(wù)的實施，重點研究多警種信息平臺的信息資源有效利用問題，需要解決異構(gòu)信息的融合技術(shù)。重點研究在任務(wù)指揮和調(diào)度時，使警用裝備、人員以及相關(guān)任務(wù)要素信息采取一體化采集、傳輸和處理，保證在前線的作戰(zhàn)人員能實時采集和接收態(tài)勢信息，后方的指揮和后勤人員具有動態(tài)信息保障能力。擬以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持為基礎(chǔ)，采用新一代的信息感知、傳輸、應(yīng)用技術(shù)。在信息系統(tǒng)背景下，重點研究以一線執(zhí)法任務(wù)為核心的新型執(zhí)法信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要實現(xiàn)一線無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)共存和信息互通，具有多源信息的感知、傳輸、應(yīng)用能力。重點研究多警種無線網(wǎng)絡(luò)的無線資源管理和信息協(xié)同處理機(jī)制，實現(xiàn)不同警種通信裝備之間的互聯(lián)互通；研究基于警務(wù)任務(wù)的多源異構(gòu)信息綜合處理技術(shù)，擬建立警務(wù)全景信息系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的警務(wù)信息標(biāo)識體系管理各種警用裝備、人員信息以及相關(guān)任務(wù)環(huán)境等信息要素，滿足對警務(wù)任務(wù)的高效指揮、保障。本課題以我市公安系統(tǒng)現(xiàn)有信息平臺為基礎(chǔ)，以信息柵格和物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)為參考，以一線警務(wù)任務(wù)為目標(biāo)，實現(xiàn)系統(tǒng)平滑演進(jìn)。

包括：

基于信息柵格與物聯(lián)網(wǎng)融合的公安和武警信息系統(tǒng)建設(shè)的核心應(yīng)是保障警務(wù)任務(wù)的實施，重點研究多警種信息平臺的信息資源有效利用問題，需要解決異構(gòu)信息的融合技術(shù)。重點研究在任務(wù)指揮和調(diào)度時，使警用裝備、人員以及相關(guān)任務(wù)要素信息采取一體化采集，傳輸和處理，保證在前線的作戰(zhàn)人員能實時采集和接收態(tài)勢信息，后方的指揮和后勤人員具有動態(tài)信息保障能力。擬以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持為基礎(chǔ)，采用新一代的信息感知、傳輸、應(yīng)用技術(shù)，設(shè)計信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：

為實現(xiàn)多任務(wù)下不同警種間信息保障，包括不同警種間通信系統(tǒng)的互通和任務(wù)要素信息的交互[4-6]，需實現(xiàn)無線資源的高效管理和利用，包括研究基于任務(wù)要素信息互通互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)互連體系、服務(wù)體系、系統(tǒng)管理體系，構(gòu)建多任務(wù)條件下的面向演進(jìn)的分層分布體系架構(gòu)，如圖1所示，具備信息感知、數(shù)據(jù)傳輸、信息集成融合以及智能應(yīng)用能力。

三、設(shè)計策略

以“提高公安和武警信息保障能力”為牽引，以“信息柵格和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合”為指導(dǎo)，以“任務(wù)要素相關(guān)信息互通”為突破點，以“理論分析”為基礎(chǔ)，以“計算機(jī)仿真”為輔助分析以及“硬件平臺”為驗證手段。

（1）建立具備快速組網(wǎng)能力的通信網(wǎng)絡(luò)模型

為實現(xiàn)公安和武警一線單位現(xiàn)有的蜂窩移動通信網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、無線個域網(wǎng)以及衛(wèi)星/數(shù)字廣播/固定無線接入網(wǎng)高效互聯(lián)互通需采用以下技術(shù)路線：

1）采用基于信息柵格的層疊網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)路線，使用SDN系統(tǒng)作為具有快速組網(wǎng)能力的通信系統(tǒng)的核心控制設(shè)備，在滿足以高效包交換為核心的網(wǎng)絡(luò)管理的要求條件下，實現(xiàn)業(yè)務(wù)、控制、傳送與接入相分離，采用集中設(shè)置和管理模式，覆蓋多個業(yè)務(wù)區(qū)域，減少網(wǎng)絡(luò)間切換的數(shù)量；實現(xiàn)跨區(qū)域的資源共享，以及更高效的設(shè)備資源利用率和網(wǎng)絡(luò)效率。2）建立相應(yīng)的協(xié)議互通模型，運用緊耦合和松耦合模型相結(jié)合的方式，實現(xiàn)現(xiàn)有專用ATM網(wǎng)絡(luò)、IP網(wǎng)絡(luò)以及TDM網(wǎng)絡(luò)之間的信令互通和分屬不同體制網(wǎng)絡(luò)的終端用戶的業(yè)務(wù)互通。3）采用動態(tài)自適應(yīng)的層疊網(wǎng)絡(luò)路由機(jī)制與網(wǎng)絡(luò)性能度量構(gòu)造對網(wǎng)絡(luò)性能全面和可信的描述，實現(xiàn)層疊網(wǎng)絡(luò)的上層路由對底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓綔y或感知，如圖2所示。層疊網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議可采用基于網(wǎng)格的方式，首先由端系統(tǒng)構(gòu)成一個網(wǎng)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后，基于網(wǎng)格構(gòu)造多播樹，如圖3所示。

四、總 結(jié)

本文提出了“一體化執(zhí)法信息系統(tǒng)”的體系結(jié)構(gòu)，解決了用于不同警種間通信系統(tǒng)互通和多源異構(gòu)信息交互的各個通信子網(wǎng)絡(luò)共存與融合問題。采用資源控制系統(tǒng)可實時調(diào)整（監(jiān)測和控制）“頻譜使用規(guī)則”，有利于實現(xiàn)快速異構(gòu)組網(wǎng)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王春元，楊善林，劉心報，公安信息化與信息網(wǎng)絡(luò)安全保障.中國科技論壇，2007年。

[2] Kean， T.H.， et al. The 9–11 Commission Report. http：//www.9-11commission.gov/report/911Report.pdf.

[3] SAFECOM Program， US Department of Homeland Security. Statement of Requirements for Public Safety Wireless Communication and Interoperability. Version 1.0 pdf， March 2004， http：//www.safecomprogram.gov/SAFECOM.

[4] Jang Su Park，Im Yeong Lee.2006. RFID Authentication Protocol Using ID Synchronization Insecure Communication [C]. 2006 International Conference on Hybrid Information Technology.

[5] W.Zhang and G.Cao，Optimizing tree reconfiguration for mobile target tracking in sensor networks[C]，in Proceedings of IEEE INFOCOM，Hong Kong， China， Mar.2004

[6] Kaeye Dastner，ThomasKausch，F(xiàn)elixopitz.An object oriented Development suite for Data Fusion.httP：//ieeexPlore.ieee.org，2007.