5G+智慧新監(jiān)管應(yīng)用研究

（廣東省公安廳監(jiān)管總隊(duì)，廣東廣州 510000）

我國(guó)即將進(jìn)入5G 時(shí)代。5G 代表著移動(dòng)技術(shù)的演進(jìn)和革命，能實(shí)現(xiàn)迄今為止發(fā)布的多項(xiàng)高級(jí)別目標(biāo)［1］。5G 網(wǎng)絡(luò)具備的低時(shí)延、大帶寬、網(wǎng)路切片和MEC等網(wǎng)絡(luò)能力，將全面賦能公安智慧監(jiān)管應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全方位、多角度的海量信息采集，推動(dòng)安全防范由被動(dòng)向主動(dòng)、執(zhí)法管理由粗放向精細(xì)的方向轉(zhuǎn)變，更好地實(shí)現(xiàn)事中迅速響應(yīng)或事前預(yù)警，快速滿(mǎn)足民警在多業(yè)務(wù)形態(tài)的差異化需求，進(jìn)一步提升公安監(jiān)管智慧化水平。

1 5G技術(shù)特征

1.1 三大通用特征

一是高速度（即eMBB，增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）。提供人與人之間的數(shù)據(jù)通信，邊緣用戶(hù)體驗(yàn)速率在100Mpbs，峰值速率在數(shù)十Gbps，可應(yīng)用于AR/VR 領(lǐng)域，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)把虛擬對(duì)象帶入到用戶(hù)的物理世界中，通過(guò)聽(tīng)、看、觸摸虛擬信息，增強(qiáng)對(duì)物理世界的感知［2］。

二是低時(shí)延（即URLLC，超可靠低時(shí)延通信）。采用“自包含短子幀”、可伸縮傳輸時(shí)間間隔等新技術(shù)，將端到端的時(shí)間延遲為降低至ms 級(jí)別，且可靠性接近100%，可應(yīng)用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延敏感以及對(duì)數(shù)據(jù)傳輸可靠性要求高的遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷、智能電網(wǎng)、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域［3］。

三是萬(wàn)物互聯(lián)（即mMTC，海量機(jī)器類(lèi)通信）。主要指標(biāo)是連接數(shù)密度，每平方公里可連接100 萬(wàn)個(gè)終端，主要應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，側(cè)重于人與物之間的信息交互，支持海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入。

1.2 兩大行業(yè)技術(shù)

一是網(wǎng)絡(luò)切片。對(duì)不同業(yè)務(wù)采用不同分層，保障業(yè)務(wù)應(yīng)用的速率、時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)安全性，為政企客戶(hù)提供個(gè)性定制、靈活便捷的5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)根據(jù)不同的服務(wù)需求，適應(yīng)不同的場(chǎng)景，如公安監(jiān)管部門(mén)可以在5G上劃分一個(gè)高優(yōu)先等級(jí)的公共安全寬帶數(shù)字集群網(wǎng)，既可以獨(dú)立管理，又可以充分利用5G優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)覆蓋及運(yùn)維服務(wù)，實(shí)現(xiàn)端到端確定性網(wǎng)絡(luò)保障。

二是邊緣計(jì)算?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)垂直封閉煙囪式架構(gòu)不能滿(mǎn)足低時(shí)延/高帶寬等業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)需面向全云化演進(jìn)，MECMulti-Access Edge Computing，即多接入邊緣計(jì)算可提供就近服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)本地化泄流與云服務(wù)提供。

2 5G+智慧新監(jiān)管應(yīng)用思路

2.1 全方位5G立體防控

2.1.1 立體防控

利用5G高速無(wú)線傳輸特點(diǎn)，解決公安監(jiān)所無(wú)法全方位綜合防控的現(xiàn)狀，滿(mǎn)足監(jiān)所對(duì)移動(dòng)式監(jiān)控的迫切需求，按照“固定區(qū)域監(jiān)控和非固定區(qū)域監(jiān)控”“移動(dòng)監(jiān)控和固定監(jiān)控”兩個(gè)維度，整合打造覆蓋“地面、空中、所內(nèi)、所外”的立體化智能防控體系。監(jiān)所內(nèi)可將高低點(diǎn)位視頻監(jiān)控、門(mén)禁、報(bào)警、手環(huán)定位、倉(cāng)內(nèi)屏、燈光、風(fēng)扇、空調(diào)等電子設(shè)施設(shè)備互聯(lián)互通、聯(lián)動(dòng)控制；地面上，研制5G可視智能巡邏機(jī)器人，替代監(jiān)所民警部分工作，全天候巡邏防控；空中，可通過(guò)5G空中無(wú)人機(jī)執(zhí)行定時(shí)自動(dòng)巡航、突發(fā)事件空中警戒等任務(wù)［4］。執(zhí)行出所就醫(yī)或其他押解任務(wù)時(shí)，通過(guò)5G 車(chē)載視頻、5G執(zhí)法記錄儀、5G應(yīng)急布控球，實(shí)現(xiàn)視頻高速穩(wěn)定回傳至監(jiān)所指揮中心。另外，未來(lái)5G廣泛應(yīng)用后，超高清視頻監(jiān)控應(yīng)用市場(chǎng)加速發(fā)展，將會(huì)帶動(dòng)全省監(jiān)所6 萬(wàn)多路監(jiān)控視頻往超高清方向發(fā)展，視頻畫(huà)面更真實(shí)更智能，民警更容易掌握監(jiān)所實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。

2.1.2 指揮決策

在監(jiān)所應(yīng)急處突實(shí)戰(zhàn)中，大量5G聯(lián)網(wǎng)的攝像頭、監(jiān)聽(tīng)器、擴(kuò)音器等裝置，可安裝在移動(dòng)車(chē)輛上、穿戴在民警身上、裝備在移動(dòng)終端上，結(jié)合5G 傳輸和云計(jì)算等技術(shù)，建立視頻、圖片、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)的雙向?qū)崟r(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)［5］，進(jìn)一步增強(qiáng)指揮中心平臺(tái)軟件和移動(dòng)終端實(shí)時(shí)互動(dòng)，發(fā)生突發(fā)事件時(shí)可以把現(xiàn)場(chǎng)視頻以最快捷、最安全的方式傳回指揮中心，使指揮中心能夠加快信息傳達(dá)及溝通的效率，更及時(shí)更準(zhǔn)確地掌握信息，提高指揮決策能力。指揮中心平臺(tái)軟件接收到移動(dòng)終端傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)視頻、圖像等數(shù)據(jù)后，通過(guò)后臺(tái)計(jì)算實(shí)時(shí)將視頻、圖像等分析結(jié)果、上級(jí)指令推送到民警移動(dòng)終端，進(jìn)一步提升工作效率。如圖1所示。

圖1 監(jiān)所立體化多維防控

2.2 全高效5G智能管理

2.2.1 5G+AI智能分析

5G的超高帶寬能力直接促進(jìn)生物特征、精確定位、設(shè)備狀態(tài)的精準(zhǔn)快速識(shí)別，使得人臉識(shí)別、區(qū)域管控、人工智能等系統(tǒng)真正發(fā)揮作用，能夠更加精確、無(wú)感地采集人員和設(shè)備信息，自動(dòng)繪制“人物畫(huà)像”。通過(guò)“5G+AI”技術(shù)對(duì)視頻內(nèi)容深入解析，使用NLP 識(shí)別、人臉識(shí)別、OCR識(shí)別、REID識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、智能場(chǎng)景識(shí)別等，在信息采集、加工階段能夠快速對(duì)文字、視頻、圖片類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、分析，將海量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為可直接使用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)［6］。如對(duì)被監(jiān)管人員行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析，包括不限于警戒線監(jiān)測(cè)、視質(zhì)監(jiān)測(cè)、起身監(jiān)測(cè)、區(qū)域看防、劇烈運(yùn)動(dòng)等異常檢測(cè)，及時(shí)主動(dòng)預(yù)警，通知相關(guān)崗位民警聯(lián)動(dòng)處置。

2.2.2 5G智能機(jī)器人

針對(duì)監(jiān)所警押比低、警力不足的問(wèn)題，通過(guò)研發(fā)5G智能監(jiān)所機(jī)器人，替代或者協(xié)助監(jiān)所民警開(kāi)展自動(dòng)送飯、送藥、巡診及心理輔導(dǎo)等日常管理工作，結(jié)合地理位置信息，自動(dòng)規(guī)劃行動(dòng)軌跡，從打造特定崗位“無(wú)人值守”模式逐步往“無(wú)人監(jiān)所”模式發(fā)展，提升監(jiān)所管理效能。如圖2所示。

圖2 5G監(jiān)所機(jī)器人

以送藥機(jī)器人為例，其自動(dòng)化智能化功能流程包括：

（1）醫(yī)生發(fā)藥：醫(yī)生利用藥盒上電子標(biāo)簽（RFID），采用讀卡功能，實(shí)現(xiàn)病號(hào)姓名與藥盒（卡號(hào)）相對(duì)應(yīng)。根據(jù)機(jī)器人提示將藥盒依次放入機(jī)器人藥柜中。

（2）機(jī)器人送達(dá)：機(jī)器人在押人員監(jiān)室信息自動(dòng)到達(dá)對(duì)應(yīng)位置。

（3）病號(hào)取藥：機(jī)器人到達(dá)指定監(jiān)室位置后，通過(guò)語(yǔ)音提示通知在押人員取藥，人臉識(shí)別成功后，根據(jù)機(jī)器人提示將藥盒取出。

（4）在押人員服藥，過(guò)程全程錄音錄像，同步發(fā)送后臺(tái)保存。

（5）服藥結(jié)束后將藥盒放回原處，自動(dòng)檢測(cè)藥盒狀態(tài)，啟動(dòng)對(duì)下一個(gè)病號(hào)發(fā)藥流程。

2.3 全高清5G隔空服務(wù)

2.3.1 5G遠(yuǎn)程訴訟

利用5G技術(shù)打造遠(yuǎn)程訊問(wèn)、遠(yuǎn)程會(huì)見(jiàn)、遠(yuǎn)程庭審等系統(tǒng)應(yīng)用，服務(wù)來(lái)所辦事的辦案人員、法院工作人員、律師、家屬。將VR技術(shù)與遠(yuǎn)程訊問(wèn)、會(huì)見(jiàn)、庭審等應(yīng)用結(jié)合，通過(guò)沉浸式服務(wù)解決遠(yuǎn)程訊問(wèn)、開(kāi)庭等業(yè)務(wù)現(xiàn)場(chǎng)感不強(qiáng)的問(wèn)題，提升遠(yuǎn)程訊問(wèn)、會(huì)見(jiàn)和庭審效果。

2.3.2 5G遠(yuǎn)程醫(yī)療

在監(jiān)所現(xiàn)場(chǎng)不具備先進(jìn)醫(yī)療技術(shù)的情況下，監(jiān)所內(nèi)診療機(jī)構(gòu)對(duì)緊急需要醫(yī)療救治的人員，通過(guò)5G 傳輸，連接醫(yī)院AI 醫(yī)療輔助系統(tǒng)，開(kāi)展遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程影像、遠(yuǎn)程手術(shù)、遠(yuǎn)程急救等措施，醫(yī)院專(zhuān)家可實(shí)時(shí)在線實(shí)施診斷和手術(shù)搶救，及時(shí)挽救病人生命。

2.4 全實(shí)景5G演練培訓(xùn)

2.4.1 AR仿真演練

監(jiān)所可以通過(guò)AR/VR 技術(shù)模擬沖監(jiān)暴獄、突發(fā)疾病、極端自然災(zāi)害等場(chǎng)景，開(kāi)展應(yīng)急處突演練訓(xùn)練，完善各類(lèi)應(yīng)急處置預(yù)案，提升監(jiān)所應(yīng)急處突能力。發(fā)生突發(fā)事件，可通過(guò)監(jiān)所可移動(dòng)終端（如執(zhí)法記錄儀、穿戴式裝備等）和VR技術(shù)，傳輸現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面給上級(jí)部門(mén)，使上級(jí)部門(mén)如同身臨監(jiān)所現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)時(shí)下發(fā)指令，支撐疫情防控、洪澇災(zāi)害沖監(jiān)暴獄等事件事故遠(yuǎn)程指揮。

2.4.2 5G視頻會(huì)議

廣東省公安監(jiān)所點(diǎn)多面廣，大部分位置偏僻、遠(yuǎn)離市區(qū)，日常培訓(xùn)交流，面臨出行不便的問(wèn)題，尤其是疫情期間全省監(jiān)所執(zhí)行全封閉管理，所外的人進(jìn)不去，所內(nèi)的人出不來(lái)。通過(guò)建設(shè)5G視頻云會(huì)議系統(tǒng)，配合云計(jì)算、高清視頻會(huì)議設(shè)備、警員攜帶的可視終端，可以快速組建云會(huì)議室，實(shí)現(xiàn)不限時(shí)不限地域的視頻會(huì)議、工作會(huì)商、經(jīng)驗(yàn)交流；遠(yuǎn)程互動(dòng)培訓(xùn)、AR/VR 沉浸交流等新型交互式培訓(xùn)交流，將成為可能。

3 監(jiān)所5G專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)方式

總體上，監(jiān)所5G應(yīng)用場(chǎng)景可按兩個(gè)維度區(qū)分，一是移動(dòng)與固定場(chǎng)景；二是廣域覆蓋與局域覆蓋場(chǎng)景。支撐的應(yīng)用主要有高移動(dòng)性的無(wú)人機(jī)、機(jī)器人、監(jiān)管手環(huán)，無(wú)固定范圍的押解警車(chē)、執(zhí)法記錄儀、室外監(jiān)控，有線傳輸受限的視頻會(huì)議、無(wú)線遠(yuǎn)程醫(yī)療，應(yīng)急通信的指揮通信、集群調(diào)度、臨時(shí)布控。如圖3所示。

圖3 監(jiān)所5G應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)

基于上述應(yīng)用場(chǎng)景，監(jiān)所5G 專(zhuān)網(wǎng)可根據(jù)“公專(zhuān)融合、按需隔離、靈活部署、安全可靠”的原則，按照廣域?qū)＞W(wǎng)和局域?qū)＞W(wǎng)建設(shè)部署。如圖4、圖5所示。

圖4 監(jiān)所5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

廣域?qū)＞W(wǎng)：監(jiān)所范圍外，基于全省5G移動(dòng)公安信息網(wǎng)，充分利用運(yùn)營(yíng)商移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，不受地域限制，實(shí)現(xiàn)廣域連續(xù)覆蓋，結(jié)合邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)切片，實(shí)現(xiàn)泛在連接、資源共享和業(yè)務(wù)隔離。通過(guò)APN/DNN方式接入專(zhuān)用用戶(hù)面網(wǎng)元，與公網(wǎng)普通用戶(hù)業(yè)務(wù)隔離，并提供QoS業(yè)務(wù)保障。結(jié)合邊緣計(jì)算平臺(tái)，提高業(yè)務(wù)安全性，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)本地處理，回傳數(shù)據(jù)通過(guò)VPN 專(zhuān)線接入安全邊界網(wǎng)關(guān)，與公安內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)互通。采用優(yōu)先級(jí)區(qū)分、無(wú)線資源預(yù)留等手段在人群聚集、公網(wǎng)管控及緊急情況下，保證公安用戶(hù)優(yōu)先接入。

區(qū)域?qū)＞W(wǎng)：監(jiān)所范圍內(nèi)，以投資建設(shè)或購(gòu)買(mǎi)租賃服務(wù)方式，部署5G專(zhuān)網(wǎng)基站，包括宏基站和配套微基站，采用不同頻段，監(jiān)所用戶(hù)側(cè)設(shè)備通過(guò)專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)入監(jiān)所局域網(wǎng)，專(zhuān)網(wǎng)防火墻對(duì)外只開(kāi)放特定IP 和端口對(duì)專(zhuān)網(wǎng)的訪問(wèn)，保護(hù)密級(jí)數(shù)據(jù)的傳送和交互。考慮建設(shè)成本，可采取兩種建設(shè)模式，一是全部為監(jiān)所專(zhuān)用，監(jiān)所專(zhuān)網(wǎng)與運(yùn)營(yíng)商5G核心網(wǎng)通過(guò)專(zhuān)線連接，系統(tǒng)不暴露到互聯(lián)網(wǎng)，未經(jīng)許可的用戶(hù)無(wú)法接入，數(shù)據(jù)本地分流不出外網(wǎng)，此種模式建設(shè)成本較大；二是滿(mǎn)足專(zhuān)用和附近公用，利用監(jiān)所附近5G基站，為監(jiān)所用戶(hù)提供專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)切片，與公網(wǎng)用戶(hù)隔離專(zhuān)網(wǎng)公網(wǎng)互補(bǔ)，監(jiān)所按需購(gòu)買(mǎi)使用，不影響附近5G公用設(shè)備的使用，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，此種模式成本較小。

圖5 監(jiān)所5G應(yīng)用總體架構(gòu)

4 小結(jié)與展望

5G時(shí)代的到來(lái)為公安監(jiān)管工作帶來(lái)新的機(jī)遇，在未來(lái)爆炸性的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)、海量的設(shè)備連接，不斷涌現(xiàn)的各類(lèi)新的公安監(jiān)管業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景中，5G技術(shù)必將起到重要的支撐作用。從大的環(huán)境來(lái)看，目前監(jiān)管部門(mén)5G應(yīng)用還處于起步階段，要想借助5G技術(shù)創(chuàng)新監(jiān)管部門(mén)警務(wù)運(yùn)作機(jī)制取得新的突破，必須將5G技術(shù)納入智慧新監(jiān)管發(fā)展戰(zhàn)略中，在打造立體安防、智能管理、隔空服務(wù)、實(shí)景指揮方面發(fā)揮重大作用，進(jìn)一步提升公安監(jiān)管警務(wù)效能。技術(shù)的變革必須與管理理念的變革相適應(yīng)才能發(fā)揮出應(yīng)有的作用，通過(guò)對(duì)5G 技術(shù)的深入應(yīng)用，探索建立一整套圍繞監(jiān)所5G運(yùn)用的技術(shù)體系和框架。