集群式警務(wù)無人機(jī)在可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

楊楷琛 彭小武

摘要：在現(xiàn)代公安警務(wù)指揮與實戰(zhàn)中，“可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)”成為現(xiàn)代警務(wù)指揮發(fā)展的必然趨勢。目前單一的“天眼”數(shù)字遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)僅能做到極有限的固定視角監(jiān)控，且其外部攝像設(shè)施易遭受人為破壞等缺陷，影響警務(wù)指揮與實戰(zhàn)的需要。警用無人機(jī)的高空全景性監(jiān)視以及高空動態(tài)長航時能夠針對性地解決公安機(jī)關(guān)在建設(shè)“可視化警務(wù)指揮”的難點與痛點。本文基于公安機(jī)關(guān)警務(wù)指揮無人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀，提出集群式無人機(jī)城市布控系統(tǒng)的設(shè)想，探析其在可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：集群式? ?無人機(jī)? ?可視化? ?務(wù)指揮

基于新時代日益變化的治安新態(tài)勢、新特點，強(qiáng)化公安指揮中心職能，實現(xiàn)更加科學(xué)高效的“可視化”指揮調(diào)配，即建設(shè)“可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)”，逐漸為各級公安機(jī)關(guān)所重視，成為未來公安實戰(zhàn)工作的必然趨勢。

目前，警務(wù)無人機(jī)的應(yīng)用模式基本以單兵單機(jī)應(yīng)用模式為主，未實現(xiàn)集群作業(yè)，導(dǎo)致效率較低，遠(yuǎn)不能滿足可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)對偵察區(qū)域多方位、全方面空中偵察的需求，而集群式的無人機(jī)應(yīng)用模式能夠直擊當(dāng)前痛點難點，切實提高警務(wù)無人機(jī)在警務(wù)指揮作戰(zhàn)中的應(yīng)用能力、作戰(zhàn)能力。為此，在現(xiàn)有警務(wù)無人機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ)上，筆者提出“集群式警務(wù)無人機(jī)城市布控系統(tǒng)”解決方案。

一、集群式警務(wù)無人機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建方案

集群式警務(wù)無人機(jī)的城市布控系統(tǒng)由空中端和地面端組成。其中，空中端主體為無人機(jī)集群，地面端由指揮系統(tǒng)、通訊基站、配套的管理信息系統(tǒng)組成。

1.空中端

空中端主要包括若干多功能型六旋翼無人機(jī)組成的無人機(jī)集群，與配套的偵察、處置類掛載裝備。由多架無人機(jī)在高低空執(zhí)行飛行任務(wù)。不同類型的無人機(jī)組成一套無人機(jī)集群。在警情任務(wù)出現(xiàn)時，無人機(jī)集群可從不同方位啟動，根據(jù)設(shè)置航向前往不同角度進(jìn)行跟蹤拍攝，第一時間從高空傳遞現(xiàn)場圖像。同時，每架無人機(jī)所裝配的不同掛載裝備由地面基站進(jìn)行操控，從而在警力無法及時涉及的地方進(jìn)行簡單警情的處置。

無人機(jī)配套偵察、處置類掛載設(shè)備具體包括：多倍變焦攝像頭、實時圖傳設(shè)備、喊話設(shè)備、探照燈設(shè)備、投擲設(shè)備等。

2.地面端

（1）指揮系統(tǒng)

指揮系統(tǒng)是地面端最重要的組成部分，由指揮中心、現(xiàn)場指揮車和地面基站（停機(jī)坪）組成。

指揮中心分為后方指揮中心與前端指揮中心。后方指揮中心負(fù)責(zé)對中心管理下的無人機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理和緊急模式下的具體控制，在同一后方指揮中心批準(zhǔn)后，指揮中心管理下的無人機(jī)執(zhí)行日常自動巡查事務(wù)。指揮中心下可分布式建設(shè)前端控制中心，前端指揮中心負(fù)責(zé)對區(qū)域內(nèi)管理下的無人機(jī)進(jìn)行日常管理和具體控制。

現(xiàn)場指揮車以車輛為載體，具有良好的可移動性，在大型勤務(wù)安保任務(wù)、突發(fā)性事件和群眾性事件中，可為執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)提供及時靠前的指揮、通訊、支援保障，保障無人機(jī)集群以最好狀態(tài)完成任務(wù)。指揮中心批準(zhǔn)飛行任務(wù)后，現(xiàn)場指揮車可控制指定的無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)。既可按照形勢靈活、間接部署，也可直接介入一線指揮。

地面基站（停機(jī)坪）分散建設(shè)在不同區(qū)域，根據(jù)覆蓋區(qū)域的要求可統(tǒng)一規(guī)劃、分散布局建設(shè)多中心停機(jī)坪。當(dāng)緊急警情出現(xiàn)時，由指揮中心調(diào)配就近停放的無人機(jī)迅速起飛，第一時間到達(dá)案發(fā)現(xiàn)場。地面基站（停機(jī)坪）可建設(shè)配套的應(yīng)急充電和基礎(chǔ)維護(hù)設(shè)備，負(fù)責(zé)對該基站管理下的無人機(jī)和掛載模塊進(jìn)行充電、保養(yǎng)。

（2）通信基站

通信基站基站通訊鏈路使用MESH自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，作為無人機(jī)的通信鏈路，無人機(jī)自動完成在多個基站間的通信切換，為圖傳/數(shù)傳一體方式，確保通信可靠無干擾，使用高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行1080P數(shù)據(jù)下傳，同時基站可使用太陽能電池板+

UPS作為備份電源，提高單站的工作能力。

通信基站采用光纖或者專網(wǎng)接入到前端控制中心，再通過前端控制中心接入到指揮中心，同時指揮中心服務(wù)器使用多機(jī)機(jī)群，實現(xiàn)大容量圖像數(shù)據(jù)保存和后期分析。

（3）配套的信息管理系統(tǒng)

在“集群式警務(wù)無人機(jī)城市布控系統(tǒng)”中，除了上述硬件設(shè)備外，還需要配置相應(yīng)的管理信息系統(tǒng)。譬如：指揮中心/前端控制中心無人機(jī)管理控制系統(tǒng)，飛行審核系統(tǒng)，視頻處理系統(tǒng)，無人機(jī)起降系統(tǒng)，無人機(jī)充電管理系統(tǒng)，無人機(jī)載荷維護(hù)系統(tǒng)等。

二、城市布控方案（以網(wǎng)格化的社區(qū)警務(wù)為基礎(chǔ)）

1.指揮系統(tǒng)設(shè)置

每個城市可配備一個指揮中心與多個前端指揮中心。無人機(jī)后方指揮中心設(shè)在公安局110指揮中心，負(fù)責(zé)該城市的“集群式警務(wù)無人機(jī)城市布控系統(tǒng)”整體協(xié)調(diào)管理，面對突發(fā)情況時進(jìn)行全市統(tǒng)一多方指揮;前端指揮中心設(shè)于城市公安分局（派出所），負(fù)責(zé)管轄區(qū)域內(nèi)無人機(jī)巡查、處置、監(jiān)控等日常任務(wù)管理，與后方指揮中心直接掛鉤，后方由指揮中心進(jìn)行直接調(diào)配;地面基層（停機(jī)坪）根據(jù)各地情況不同，可依托警務(wù)室、社區(qū)治安室或單獨設(shè)立進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)，負(fù)責(zé)對該基站管理下的無人機(jī)和掛載模塊進(jìn)行保障與保養(yǎng)。

2.區(qū)域劃分與“警力”配置

集群式警務(wù)無人機(jī)城市布控的區(qū)域劃分以“網(wǎng)格化”治安管理模式所使用的區(qū)域劃分為基礎(chǔ) ，區(qū)域內(nèi)無人機(jī)數(shù)量即“警力”配置以“網(wǎng)格化”治安管理模式中網(wǎng)格的實際治安情況為配置依據(jù)。

“網(wǎng)格化”治安管理模式以城市治安管理工作為依托，聯(lián)合城市黨政部門、公安機(jī)關(guān)、群眾自治組織等單位，集成利用地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)據(jù)分析與整合平臺等技術(shù)，搭建城市治安管理一體化信息平臺，將城市行政管理中的轄區(qū)按照實際情況劃分為若干個單元網(wǎng)格。如井岡山市將現(xiàn)有茨坪、新城區(qū)、龍市三大中心城區(qū)，以其主要街道為界劃分為9個“片區(qū)”，每個中心城區(qū)分為3個“片區(qū)”;以片區(qū)內(nèi)住宅小區(qū)為“塊”;根據(jù)面積及治安情況，將若干住宅小區(qū)組合劃分為39個“網(wǎng)格”。在單位網(wǎng)格中，聯(lián)合各城市管理部門力量對網(wǎng)格區(qū)域進(jìn)行有規(guī)律的巡查，對突發(fā)治安事件進(jìn)行主動發(fā)現(xiàn)、主動化解，讓時效性成為城市管理部門的優(yōu)勢之一。

將集群式警務(wù)無人機(jī)布控至城市的各個網(wǎng)格中，利用其空中動態(tài)監(jiān)控報警功能與移動簡易警務(wù)處置功能，能夠?qū)⒔^大部分治安事件的巡查與處置緊緊結(jié)合起來，既能夠?qū)⒅伟彩录皶r發(fā)現(xiàn)、及早解決，又能夠減少城市管理的人力成本和管理資源消耗。使得城市治安管理反應(yīng)速度大大提升，處置能力得到加強(qiáng)，民眾滿意度也隨之增高。

三、集群式無人機(jī)自動巡查監(jiān)控的實現(xiàn)

1.巡查處突功能及指令的實現(xiàn)

前端控制中心根據(jù)本區(qū)域需求不同，自動或者手動確認(rèn)無人機(jī)日常巡查任務(wù)，可以為本中心控制的多家無人機(jī)劃分巡查航向，形成立體覆蓋式巡查監(jiān)控。

（1）區(qū)域劃分

按照指揮中心需要監(jiān)控的區(qū)域?qū)嶋H情況，將多架無人機(jī)分別部署到不同的巡視區(qū)域。每一組無人機(jī)巡查自己負(fù)責(zé)的區(qū)域，并且保證區(qū)域無縫覆蓋。

（2）自動續(xù)傳

當(dāng)劃分的區(qū)域較大，單次航行不能夠覆蓋全部巡查區(qū)域，無人機(jī)自動飛控系統(tǒng)記憶任務(wù)中斷點，能夠自動返航更換電池繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，在二次起飛后直接飛到上一任務(wù)中斷點執(zhí)行任務(wù)。

（3）緊急模式

巡查途中，無人機(jī)遇到警情自動報警，該無人機(jī)所在的前端指揮中心巡查向上級指揮中心申請進(jìn)入緊急模式。在上級指揮中心的整體調(diào)控下，通過越級操作、協(xié)同、前方申請等緊急模式指令應(yīng)用無人機(jī)通過掛載相應(yīng)功能模塊處理“察、打、管、控、救、通”等警務(wù)工作。

2.權(quán)限管理與任務(wù)修正

指揮中心將無人機(jī)配屬到前端控制中心后，前端控制中心可以對這架無人機(jī)進(jìn)行日?？刂?如果有緊急情況，指揮控制中心可以越級控制。指揮車在向指揮控制中心申請后，可以獲取指定無人機(jī)的控制權(quán)。

根據(jù)不同的任務(wù)類型和警務(wù)需要，指揮中心制作不同的飛行任務(wù)，指揮中心將日常飛行任務(wù)下發(fā)裝訂到每一架無人機(jī)的控制單元上。

3.視頻監(jiān)控功能實現(xiàn)

（1）數(shù)據(jù)實時回傳和處理

通過 MESH 網(wǎng)絡(luò)實時回傳高清視頻數(shù)據(jù)到指揮中心，通過國標(biāo)平臺或者警務(wù)平臺的接口將獲取的視頻數(shù)據(jù)上傳到指控中心。同時，能從警務(wù)平臺獲取特征物的數(shù)據(jù)，在指揮控制中心的視頻處理模塊實時進(jìn)行目標(biāo)識別，在截獲敏感物后通過警務(wù)平臺實時報警。

（2）數(shù)據(jù)后期處理

對回傳的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化處理，并且能夠保存一定日期。同時，能夠?qū)﹃P(guān)鍵字進(jìn)行格式化搜索并且返回關(guān)鍵字對應(yīng)的圖像幀。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃承海，李健賓.可視化警務(wù)指揮系統(tǒng)的搭建技術(shù)[J].信息技術(shù)與信息化，2018（7）.

[2]劉利英.智慧新指揮開啟青城公安實戰(zhàn)應(yīng)用新時代[J].警察技術(shù)，2018（6）.

[3]張正馳.社會治安綜合治理中網(wǎng)格化管理問題研究[D].開封：河南大學(xué)，2018.

※本文系2018年度院級學(xué)生科技創(chuàng)新項目《“先鋒眼”——警務(wù)無人機(jī)快速出警機(jī)制的研究與探索》，課題編號：2018XS017。

（作者單位：江西警察學(xué)院）