“北斗+大數(shù)據(jù)”在邊境應(yīng)急管理中的應(yīng)用

文 | 張朋永 張麗麗 李慧子 趙希奇 王劍宇

哈爾濱航天恒星數(shù)據(jù)系統(tǒng)科技有限公司

一、前言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為國家綜合導(dǎo)航定位和授時(shí)（PNT）體系的核心基礎(chǔ)設(shè)施，為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度、實(shí)時(shí)連續(xù)的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)[1]。而大數(shù)據(jù)中80%信息要依據(jù)時(shí)間和空間進(jìn)行挖掘，因此大數(shù)據(jù)的挖掘一定要利用北斗的“空間維P”“時(shí)間維T”“動(dòng)態(tài)性N”尋找規(guī)律，發(fā)現(xiàn)線索，提供決策依據(jù)[2]。

黑龍江北斗高分綜合應(yīng)用示范工程利用“北斗+大數(shù)據(jù)”技術(shù)的分析、預(yù)測(cè)能力，結(jié)合中俄邊境線長、氣候惡劣等問題，開創(chuàng)一條“聚、通、用”的邊境應(yīng)急管控的實(shí)踐路線，探索和挖掘“北斗+大數(shù)據(jù)”技術(shù)在邊境應(yīng)急管理中的創(chuàng)新應(yīng)用新模式，實(shí)現(xiàn)邊境事件預(yù)測(cè)預(yù)警、邊境巡護(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)管、漁船作業(yè)自動(dòng)監(jiān)控等，切實(shí)提升邊境地區(qū)管控效率和防控能力。

當(dāng)前，又正值疫情防控緊要時(shí)期，雖然我國疫情得到有效遏制，但國際蔓延勢(shì)頭迅猛，邊境地區(qū)形勢(shì)尤為嚴(yán)峻。為防止非正常途徑出入境等造成疫情輸入及涉外事件，加強(qiáng)邊境信息化建設(shè)，加大邊境管控力度，既關(guān)系到邊境穩(wěn)定，更關(guān)系到邊境百姓的人身安危和全國疫情的控制局勢(shì)。

二、“北斗+大數(shù)據(jù)”在邊境應(yīng)急管理中應(yīng)用分析

1.系統(tǒng)建設(shè)思路分析

天空地一體化立體多維目標(biāo)信息采集。利用“天基（北斗、遙感衛(wèi)星）+空基（無人機(jī)）+定位觀測(cè)（視頻、卡口盤查）+地面調(diào)查+群眾舉報(bào)”等多種信息采集手段，同時(shí)結(jié)合公安、交警、水產(chǎn)局、漁政、漁具商戶等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯聚，實(shí)現(xiàn)天空地一體化立體多維目標(biāo)的態(tài)勢(shì)全面感知，采集即錄入，錄入即比對(duì)，比對(duì)即上傳，上傳即匯總，匯總即分析，做到全程留痕、有據(jù)可依、有跡可查。

涉邊事件提前預(yù)警、人防力量提前布控。依托技防設(shè)備采集、人力情報(bào)收集等手段，形成集合邊境線、交通道、社會(huì)面的“點(diǎn)線面”結(jié)合的防控圈，全面獲取源頭管控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)體空間和虛擬空間的靜態(tài)/動(dòng)態(tài)信息，通過“北斗+大數(shù)據(jù)”的分析預(yù)測(cè)能力結(jié)合碰撞比對(duì)、模型計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等綜合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)注人員及異常行為的提前發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)預(yù)判，變被動(dòng)應(yīng)急為主動(dòng)防控。

應(yīng)急指揮調(diào)度態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)感知。聯(lián)合“北斗短報(bào)文+移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)” 天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)通信無死角，實(shí)現(xiàn)常態(tài)化實(shí)時(shí)監(jiān)控邊防防控力量的動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、及時(shí)、合理的應(yīng)急調(diào)度指揮，保證管控力量第一時(shí)間獲取情報(bào)，前往事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)處置。

事件全流程閉環(huán)總結(jié)分析。將事件按照等級(jí)、類型、來源、時(shí)間、地點(diǎn)、狀態(tài)、處置結(jié)果等信息分類管理歸檔，利用北斗網(wǎng)格碼技術(shù)的信息關(guān)聯(lián)方法，形成一案一碼，便于與其他關(guān)聯(lián)信息綁定，實(shí)現(xiàn)快速檢索、精準(zhǔn)分析，用于科學(xué)指導(dǎo)邊境日常巡護(hù)調(diào)度任務(wù)安排，做到巡護(hù)力量合理部署，預(yù)防事件發(fā)生。基于“北斗+大數(shù)據(jù)”的邊境應(yīng)急管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)見圖1。

圖1 基于“北斗+大數(shù)據(jù)” 的邊境應(yīng)急管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)

2.通信鏈路分析

綜合天基北斗三號(hào)短報(bào)文通信[3]與地面互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)構(gòu)建天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)，形成具備時(shí)空連續(xù)、安全可靠、上下聯(lián)動(dòng)的邊境通信網(wǎng)絡(luò)。巡護(hù)人員利用北斗RDSS終端短報(bào)文通信或移動(dòng)4G/5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與指揮中心的信息交互，實(shí)現(xiàn)巡護(hù)人（車、船）狀態(tài)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集；群眾手機(jī)移動(dòng)客戶端通過移動(dòng)4G/5G網(wǎng)絡(luò)向指揮中心舉報(bào)疑似違法行為；系統(tǒng)通過高分專線打通與高分中心數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)高分?jǐn)?shù)據(jù)專線推送；公安、漁政部門利用政務(wù)專用網(wǎng)與系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)可共享信息的交互?；凇氨倍?大數(shù)據(jù)”的邊境應(yīng)急管理系統(tǒng)的通信鏈路圖見圖2。

圖2 基于“北斗+大數(shù)據(jù)”的邊境應(yīng)急管理系統(tǒng)的通信鏈路圖

3.指揮調(diào)度體系分析

本示范項(xiàng)目采用三級(jí)指揮調(diào)度體系，一級(jí)北斗指揮機(jī)直接接入指揮平臺(tái)，可指揮管轄地區(qū)所有北斗短報(bào)文終端用戶；二級(jí)北斗指揮機(jī)網(wǎng)格化轄區(qū)內(nèi)辦事機(jī)構(gòu)，分別管理各自下轄地區(qū)的北斗短報(bào)文終端；三級(jí)主要包括管理管轄區(qū)內(nèi)所有北斗手持RDSS終端、北斗車載RDSS監(jiān)控終端、北斗通導(dǎo)一體船載終端等?；凇氨倍?大數(shù)據(jù)”的邊境應(yīng)急管理系統(tǒng)的三級(jí)指揮體系示意圖見圖3。

圖3 基于“北斗+大數(shù)據(jù)”的邊境應(yīng)急管理系統(tǒng)的三級(jí)指揮體系示意圖

三、“北斗+大數(shù)據(jù)” 在邊境應(yīng)急管理中的創(chuàng)新應(yīng)用

1.邊防應(yīng)急指揮調(diào)度

應(yīng)急指揮調(diào)度主要處理來自漁船自動(dòng)報(bào)警、大數(shù)據(jù)預(yù)判預(yù)警、群眾舉報(bào)等緊急處置任務(wù)。當(dāng)指揮中心接到報(bào)警預(yù)警信息時(shí)，指揮中心可快速定位事發(fā)地點(diǎn)，同時(shí)按照就近原則，篩選附近的巡護(hù)力量，并向北斗RDSS終端（巡護(hù)車船人配備）派發(fā)任務(wù)信息，巡護(hù)力量第一時(shí)間前往事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)派發(fā)的處置意見或是實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處置并反饋處置結(jié)果，指揮中心審核后確定是否結(jié)案歸檔，實(shí)現(xiàn)事件全流程狀態(tài)監(jiān)管至閉環(huán)結(jié)束。做到應(yīng)急事件及時(shí)處理，態(tài)勢(shì)及時(shí)掌握。

2.“北斗+大數(shù)據(jù)”預(yù)判預(yù)警

根據(jù)匯聚的數(shù)據(jù)對(duì)涉外事件、涉恐人員進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)涉案事件及關(guān)聯(lián)人員進(jìn)行綜合分析，從人員背景、關(guān)系、行為、軌跡等維度，運(yùn)用“北斗+大數(shù)據(jù)”的分析預(yù)測(cè)能力結(jié)合碰撞比對(duì)、模型計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等綜合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)注人員及異常行為的提前發(fā)現(xiàn)和預(yù)判預(yù)警。預(yù)警規(guī)則按照紅、橙、黃、藍(lán)排除風(fēng)險(xiǎn)，危險(xiǎn)級(jí)別遞減。新增重點(diǎn)人員及重點(diǎn)人員檔案信息發(fā)生變更時(shí)，系統(tǒng)彈出顯示異常積分變化提醒，當(dāng)異常積分累積到一定閾值，系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別并發(fā)出相應(yīng)等級(jí)的預(yù)判預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)涉外、涉恐、暴恐等事件發(fā)生進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)判，根據(jù)事件等級(jí)、性質(zhì)提前部署人防力量，做到涉邊事件提前預(yù)警、人防力量提前布控。

3.漁船自動(dòng)監(jiān)控

漁船自動(dòng)監(jiān)控利用北斗RDSS船載終端實(shí)現(xiàn)邊境作業(yè)漁船的信息化自動(dòng)監(jiān)管，實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)漁船的狀態(tài)，利用電子圍欄技術(shù)規(guī)范作業(yè)漁船的工作區(qū)域，避免漁民誤入禁漁區(qū)或是越境非法捕魚。其中電子圍欄是根據(jù)高分影像提取的界河中心線、實(shí)地邊境線劃定情況、漁船作業(yè)區(qū)域數(shù)據(jù)作為設(shè)定電子圍欄的參考線。設(shè)定預(yù)警線、報(bào)警線兩道防線，如在距離參考線20m距離設(shè)置預(yù)警線，在距離參考線10m距離設(shè)置報(bào)警線，設(shè)定多重電子圍欄，為漁船自動(dòng)報(bào)警的多重報(bào)警提醒提供數(shù)據(jù)支持。當(dāng)作業(yè)漁船越過預(yù)警線時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)向漁船終端下發(fā)預(yù)警提醒。當(dāng)作業(yè)漁船越過報(bào)警線時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)向漁船終端下發(fā)勸返警告，系統(tǒng)自動(dòng)鎖定并標(biāo)記跟蹤報(bào)警漁船，指揮人員立即同時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急指揮調(diào)度機(jī)制，按就近原則派遣最近巡護(hù)船前往現(xiàn)場(chǎng)處置。漁船自動(dòng)報(bào)警展示見圖4。

圖4 漁船自動(dòng)報(bào)警展示

4.邊境網(wǎng)格管理

利用北斗網(wǎng)格碼技術(shù)的多級(jí)嵌套細(xì)化邊境轄區(qū)內(nèi)的空間維度，在細(xì)化的網(wǎng)格基礎(chǔ)上，利用北斗網(wǎng)格碼技術(shù)的信息關(guān)聯(lián)方法將各個(gè)轄區(qū)網(wǎng)格內(nèi)的船管站、工作站、責(zé)任區(qū)、下江通道、人防力量、商家、卡口、視頻監(jiān)測(cè)等各類對(duì)象以及對(duì)象所關(guān)聯(lián)的實(shí)物信息與空間位置信息進(jìn)行自動(dòng)關(guān)聯(lián)，同時(shí)整合涉案人員、車輛、船只、物品等信息，形成事件檔案，執(zhí)行事件閉環(huán)管理，形成事件一案一碼，用于與其他要素關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)邊境業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高效檢索、時(shí)空統(tǒng)計(jì)、關(guān)聯(lián)分析等多層次評(píng)估的邊防業(yè)務(wù)。事件分類統(tǒng)計(jì)分析見圖5。

圖5 事件分類統(tǒng)計(jì)分析

5.邊境基礎(chǔ)信息遙感提取

系統(tǒng)采用遙感衛(wèi)星、路網(wǎng)數(shù)據(jù)和地面勘測(cè)等相結(jié)合手段實(shí)現(xiàn)邊境基礎(chǔ)地理電子沙盤和路網(wǎng)信息提取，為實(shí)現(xiàn)邊境全局實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、應(yīng)急指揮調(diào)度以及態(tài)勢(shì)感知分析等提供基礎(chǔ)信息支撐。河道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以高分一號(hào)、二號(hào)等遙感影像數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史河道數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)等多源輔助數(shù)據(jù)，提取河道中心線數(shù)據(jù)，為漁船多重預(yù)警線提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。邊境遙感監(jiān)測(cè)信息提取成果展示見圖6。

圖6 邊境遙感監(jiān)測(cè)信息提取成果展示

四、總結(jié)及應(yīng)用推廣計(jì)劃

根據(jù)黑龍江省高緯、高寒、大邊防等特點(diǎn)，創(chuàng)新提出基于“北斗+大數(shù)據(jù)”邊境管控模式并在中俄邊境3個(gè)地區(qū)先行示范應(yīng)用，初步實(shí)現(xiàn)常態(tài)化、智能化的邊境軍警民一體化融合體系，彌補(bǔ)了“北斗+大數(shù)據(jù)”應(yīng)用示范在邊境管控領(lǐng)域的空白，對(duì)全國邊境應(yīng)急管理具備實(shí)際借鑒和指導(dǎo)意義。后續(xù)將繼續(xù)豐富完善系統(tǒng)體系建設(shè)，打造豐富完整的聯(lián)防聯(lián)控體系，助力維護(hù)邊境安全穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)興邊富民。