關(guān)于警用數(shù)字集群（PDT）位置拓展應(yīng)用研究分析

劉惠杰，楊 晨

1 PDT標(biāo)準(zhǔn)

警用數(shù)字集群（簡稱“ PDT”）標(biāo)準(zhǔn)是具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集群通信標(biāo)準(zhǔn)，其充分考慮了中國國情，對(duì)國際上成熟標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)（如 TETRA、P25、DMR、MPT1327等）進(jìn)行了借鑒及創(chuàng)新設(shè)計(jì)，遵循高性價(jià)比、安全保密、大區(qū)制、可擴(kuò)展和向后兼容的五大原則，有效解決了多種應(yīng)急通信網(wǎng)融合通信的問題。

PDT標(biāo)準(zhǔn)采用 TDMA（雙時(shí)隙）多址方式，12.5 kHz信道間隔、4FSK調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6 kb/s，為了盡可能節(jié)省建設(shè)成本，日常情況下每個(gè)基站會(huì)配置 1個(gè)主控 +1個(gè)輔控的模式，輔助控制信道主要是為了緩解控制信道對(duì)定位業(yè)務(wù)的處理壓力，是主要用來傳輸終端定位數(shù)據(jù)的信道，為提高上傳效率，避免了隨機(jī)接入空口碰撞的情況，采用按時(shí)隙上拉終端定位數(shù)據(jù)的方式，僅能實(shí)現(xiàn)單輔助控制信道 1，000次/分鐘定位數(shù)據(jù)上傳的指標(biāo)，且終端目前僅支持 GPS和北斗兩種定位方式，后臺(tái)系統(tǒng)不支持 A-GPS輔助定位，PDT終端開機(jī)后搜星時(shí)間長，定位偏差大；另外，單一窄帶控制信道無法并行進(jìn)行大量信令的處理，定位信息傳輸排隊(duì)情況嚴(yán)重。鑒于以上情況，PDT系統(tǒng)僅能滿足小量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和基本調(diào)度業(yè)務(wù)，與“可視化、扁平化、精準(zhǔn)化”快速接處警和應(yīng)急處突要求存在不小差距，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）PDT終端定位率偏低，部分地州的定位率不足40%，已定位的終端存在定位偏差大，開機(jī)定位耗時(shí)較長等問題。

（2）可視化調(diào)度不精準(zhǔn)，接處警業(yè)務(wù)受限?！叭_(tái)合一”提供的報(bào)警位置與指揮中心看到的附近警力位置數(shù)據(jù)存在偏差，可能導(dǎo)致接處警超時(shí)，與公安機(jī)關(guān)“ 1分鐘，3分鐘”響應(yīng)要求存在差距。

（3）基于指揮調(diào)度平臺(tái)的“動(dòng)態(tài)重組”功能受限，在應(yīng)急處突任務(wù)中，需要通過指揮調(diào)度平臺(tái)對(duì)現(xiàn)場警力進(jìn)行展示分析并“圈選”分組調(diào)度，提高警力使用效率。但定位偏差甚至是無法定位的 PDT終端無法在地圖上正常顯示，導(dǎo)致警力態(tài)勢不清，指揮通信不暢。

本文將著眼于提升 PDT數(shù)據(jù)傳輸速率及拓展寬帶業(yè)務(wù)功能的應(yīng)用，引進(jìn)移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)全域定位技術(shù)及拓寬信令通道，增強(qiáng)信令處理能力，全面提升 PDT的定位能力以及增強(qiáng)調(diào)度靈活性。

2 應(yīng)用架構(gòu)

2.1 架構(gòu)介紹

本文以某省廳的應(yīng)用建設(shè)為列，具體應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖 1所示。

圖1 應(yīng)用架構(gòu)圖

⊙增加一套融合核心網(wǎng)，部署在移動(dòng)警務(wù)專網(wǎng)，與PDT專網(wǎng)通過安全邊界互聯(lián)互通。

⊙在移動(dòng)警務(wù)專網(wǎng)部署一套全域定位服務(wù)引擎，解決終端在無衛(wèi)星信號(hào)或信號(hào)弱的情況下無法定位問題。

⊙在 PDT專網(wǎng)部署一套融合音視頻調(diào)度服務(wù)，包括調(diào)度服務(wù)、錄音錄播以及定位管理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)可視化調(diào)度。

⊙PDT專網(wǎng)和移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)之間借助已有的邊界資源互聯(lián)互通。

⊙PDT專網(wǎng)和移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)之間通過安全邊界進(jìn)行互聯(lián)互通。

2.2 動(dòng)態(tài)重組應(yīng)用

利用寬窄融合，系統(tǒng)和終端可智能選擇傳輸管道（PDT管道或移動(dòng)警務(wù)管道），提高數(shù)據(jù)傳輸效率和使用效率，改善單純 PDT技術(shù)帶來的弊端或劣勢。動(dòng)態(tài)重組應(yīng)用遵循“數(shù)據(jù)和指令優(yōu)先選擇寬帶管道執(zhí)行，語音通信優(yōu)先選擇 PDT管道執(zhí)行”原則，具體工作流程圖如圖2所示。

圖2 動(dòng)態(tài)重組工作原理

（1）對(duì)于純窄帶 PDT手持終端而言，定位信息通過PDT系統(tǒng)回傳；對(duì)于多模終端而言，當(dāng)終端只要具備移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)信號(hào)時(shí)，定位信息優(yōu)先選擇 4G移動(dòng)警務(wù)通道回傳數(shù)據(jù)，當(dāng)無 4G信號(hào)時(shí)，選擇窄帶 PDT系統(tǒng)回傳。

（2）當(dāng)調(diào)度臺(tái)下發(fā)臨時(shí)重組呼叫指令（下發(fā)重組組呼號(hào)）時(shí)，純 PDT手持終端，通過 PDT系統(tǒng)下發(fā)指令（如左側(cè)流程圖實(shí)線①），保持不變；雙模終端具備 4G信號(hào)時(shí)，通過移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)下發(fā)指令（如流程圖實(shí)線①），以此減輕 PDT系統(tǒng)負(fù)荷。

（3）終端重組結(jié)果反饋。PDT手持終端通過 PDT系統(tǒng)反饋（如流程圖左側(cè)實(shí)線②）；雙模終端具備4G信號(hào)時(shí)，通過移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)反饋重組結(jié)果（如流程圖右側(cè)實(shí)線②），減輕 PDT系統(tǒng)負(fù)荷；雙模終端無移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)時(shí)，通過 PDT系統(tǒng)反饋重組結(jié)果（虛線②）。

（4）終端重組結(jié)果反饋至調(diào)度臺(tái)，調(diào)度臺(tái)將重組結(jié)果組成員信息分別同步給寬窄融合系統(tǒng)，同時(shí)分別拉起組呼呼叫；對(duì)于雙模終端而言，重組呼叫時(shí)，只要 PDT信號(hào)接收良好，呼叫從窄帶側(cè)拉起，無PDT信號(hào)或弱信號(hào)（可設(shè)定信號(hào)閾值）時(shí)，可切換寬帶側(cè)拉起呼叫。

2.3 全域定位應(yīng)用

公安所使用的網(wǎng)絡(luò)由于特殊性質(zhì)，普通 NLP（網(wǎng)絡(luò)定位服務(wù)）方案無法直接使用。本文采用 NLP私有化部署方案，將定位算法庫、Wi-Fi庫、電磁信號(hào)庫等均部署在移動(dòng)警務(wù)信息專網(wǎng)內(nèi)，保證信息的安全，并定期離線進(jìn)行私有網(wǎng)絡(luò)定位服務(wù)器定位庫的更新和迭代。

圖3 移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)融合定位

NLP私有化使用通用的算法引擎，融合基站、Wi-Fi、藍(lán)牙等一切可使用的位置信號(hào)源，根據(jù)不同場景變換不同的算法，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)警務(wù)終端室內(nèi)外無縫切換：通過采用序貫學(xué)習(xí)算法，并行學(xué)習(xí)海量的接入 Wi-Fi等數(shù)據(jù)；優(yōu)越的移動(dòng) Wi-Fi剔除算法，進(jìn)一步提高了 Wi-Fi數(shù)據(jù)庫的可靠性；通過信號(hào)建模和指紋 AI匹配定位算法的融合，提供最高精度服務(wù)；同步使用市場上擁有 PDT和LTE雙制式的電臺(tái)，進(jìn)而解決單一 PDT制式電臺(tái)定位的弊端，能夠達(dá)到響應(yīng)速度更快、功耗更低、定位精度更高的定位效果。

（1）定位準(zhǔn)確快速。運(yùn)用衛(wèi)星、基站、WLAN等多種方式混合定位，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外定位結(jié)果的無縫切換和融合；采用“空間雜波 +頻譜特征地圖 +混源定位技術(shù)”算法引擎，精確計(jì)算和校準(zhǔn)位置信息；支 持秒級(jí)定位，滿足快速移動(dòng)的定位需求。

（2）室外定位。室外定位信息主要來源于兩部分：一是原有終端本身內(nèi)置的 GPS/北斗衛(wèi)星定位；二是借助終端所掃描到的 WLAN、移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)基站接入點(diǎn)周圍的信號(hào)強(qiáng)度和距離之間的AI模型，計(jì)算出終端所處位置。兩者互相比較，并以GPS/北斗衛(wèi)星得到的位置為準(zhǔn)進(jìn)行相互校準(zhǔn)，這樣終端得到的位置信息相對(duì)之前更快速、更精確。

（3）室內(nèi)定位。原有 PDT終端只借助本身內(nèi)置的GPS/北斗衛(wèi)星定位，無法實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位。本文終端集成定位 SDK，借助掃描室內(nèi) WLAN、移動(dòng)警務(wù)網(wǎng)基站、藍(lán)牙等指紋信息，上傳到全域定位服務(wù)器，后臺(tái)快速、準(zhǔn)確計(jì)算出終端位置信息后將位置信息再反饋給終端，實(shí)現(xiàn) PDT終端室內(nèi)準(zhǔn)確定位。

3 結(jié)束語

PDT在未來還有很長遠(yuǎn)的應(yīng)用，加強(qiáng)其數(shù)據(jù)和信令的處理能力將是 PDT第二階段的重中之重；實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的定位信息和靈活的應(yīng)用也將為極速接處警和一體化的指揮調(diào)度提供重要的支撐，進(jìn)而提升公安日常執(zhí)法辦案或應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)的響應(yīng)速度和處置效率，使得 PDT更加趨于實(shí)戰(zhàn)需求。