移動警務(wù)智能資源適配引擎機制研究與探討*

魏守明，何晨光，盧佳琦

（哈爾濱工業(yè)大學通信技術(shù)研究所，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

近幾年，在技術(shù)和業(yè)務(wù)的雙重驅(qū)動下，國內(nèi)外公共安全行業(yè)移動信息化無論從政策支持、技術(shù)演進還是實際應(yīng)用方面都取得了顯著的成效。公安移動警務(wù)是公安信息化的重要組成部分，是一項戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性、全局性工程。近幾年，中國公安部先后發(fā)布了《關(guān)于大力推進基礎(chǔ)信息化建設(shè)的意見》《關(guān)于推進公安信息化發(fā)展若干問題的意見》等文件，提出了“建成融合智能移動警務(wù)系統(tǒng)”和“建立健全新一代移動警務(wù)體系”的重點任務(wù)，大力推進公安業(yè)務(wù)從桌面向移動端拓展，從單一警務(wù)服務(wù)向惠警惠民綜合服務(wù)轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)“大整合、高共享、深應(yīng)用、智能化”的公安移動信息化目標。

但是，當前移動警務(wù)建設(shè)中存在因?qū)捳瓗＞W(wǎng)、公網(wǎng)物理隔離導(dǎo)致的資源無法共享、業(yè)務(wù)難以協(xié)同、安全管控分散等問題，迫切需要在網(wǎng)絡(luò)融合互通、資源智能適配、設(shè)備融合、安全體系、應(yīng)用支撐等方面實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破和創(chuàng)新。移動警務(wù)智能資源適配引擎機制旨在實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ)上，研究設(shè)計智能資源適配引擎技術(shù)方案，包括其邏輯架構(gòu)以及具體部署方案等[1]。

1 移動警務(wù)智能資源適配引擎機制

1.1 智能資源適配引擎邏輯架構(gòu)設(shè)計

在移動警務(wù)的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，為實現(xiàn)智能資源適配，在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計中縱向引入了一個移動警務(wù)智能資源適配引擎，它與融合網(wǎng)絡(luò)的各層都有邏輯連接關(guān)系，通過相應(yīng)的智能決策算法和智能服務(wù)接口，實現(xiàn)多層面的移動警務(wù)智能融合。智能資源適配引擎的邏輯層次結(jié)構(gòu)如圖1所示，邏輯上將智能資源適配引擎劃分為終端、通信網(wǎng)以及公安移動信息網(wǎng)三個層面。依托智能資源適配引擎邏輯，在三個層面實現(xiàn)融合智能目標，即融合終端智能接入、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)智能切換以及應(yīng)用業(yè)務(wù)智能協(xié)同[2-3]。

圖1 移動警務(wù)智能資源適配引擎邏輯架構(gòu)

終端層包括異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)中的各類型通信終端，如公/專融合終端、寬/窄融合終端、專網(wǎng)PDT終端、專網(wǎng)LTE終端、視頻終端等。融合終端智能接入旨在綜合應(yīng)用高效資源感知算法、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇算法以及干擾協(xié)同管理機制等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)多模終端（包括公/專融合終端、寬/窄融合終端）在融合網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)自主切換。

通信網(wǎng)層包括公網(wǎng)LTE、專網(wǎng)LTE、專網(wǎng)PDT、視頻專網(wǎng)等異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)。在移動警務(wù)融合系統(tǒng)架構(gòu)下，通信網(wǎng)層設(shè)置網(wǎng)絡(luò)融合平臺，該網(wǎng)絡(luò)融合平臺通過異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源適配接口與系統(tǒng)中的各類通信網(wǎng)絡(luò)資源交互，并透過安全邊界網(wǎng)關(guān)接入到公安移動信息網(wǎng)層的融合服務(wù)平臺。通信網(wǎng)層的智能資源適配引擎主要完成各類異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源的管理和適配，通過部署智能資源適配引擎實現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)智能切換[4]。

在公安移動信息網(wǎng)層設(shè)置融合服務(wù)平臺，通過融合服務(wù)平臺，可實現(xiàn)移動信息網(wǎng)中移動警務(wù)應(yīng)用與異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)資源之間的信息交互。融合服務(wù)平臺提供服務(wù)總線標準接口，從而為公安移動信息網(wǎng)中的各類移動警務(wù)的業(yè)務(wù)智能協(xié)同提供應(yīng)用支撐。在公安移動信息網(wǎng)層通過部署智能資源適配引擎，實現(xiàn)融合指揮調(diào)度、態(tài)勢感知預(yù)警等多場景的移動警務(wù)業(yè)務(wù)的智能協(xié)同應(yīng)用。

1.2 架構(gòu)設(shè)計難點及設(shè)計方案的優(yōu)勢

本架構(gòu)設(shè)計難點是旨在異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，引入移動警務(wù)智能資源適配引擎，分層級獲取從終端到通信網(wǎng)，再到公安移動信息網(wǎng)應(yīng)用平臺的各類接口信息，通過部署智能資源適配引擎，使系統(tǒng)最終能夠?qū)崿F(xiàn)融合終端智能接入、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)智能切換以及應(yīng)用業(yè)務(wù)智能協(xié)同。

本方案面向公共安全行業(yè)應(yīng)用及其發(fā)展需求，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面，同時也是移動警務(wù)智能資源適配引擎方案設(shè)計中遵循的設(shè)計原則。

（1）架構(gòu)的可擴展能力

為了最大限度地增強系統(tǒng)的價值，最大限度地吻合各業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求，充分考慮系統(tǒng)今后在功能擴展、應(yīng)用擴展、集成擴展等多層面的延伸，在智能資源適配引擎方案的邏輯架構(gòu)設(shè)計過程中，從全局出發(fā)，充分應(yīng)用分層架構(gòu)設(shè)計、組件化結(jié)構(gòu)設(shè)計、標準化接口設(shè)計、開放APP設(shè)計等設(shè)計方法，保證系統(tǒng)具有可持續(xù)擴展及提升的能力，以滿足未來用戶需求不斷發(fā)展變化的要求[5]。

（2）符合公安移動信息網(wǎng)的演進策略

隨著“大整合、高共享、深應(yīng)用、智能化”的公安移動信息化目標的不斷推進，公安移動信息網(wǎng)不斷優(yōu)化和演進?，F(xiàn)有的公安集群專網(wǎng)因獨立于公安移動信息網(wǎng)之外，與公安移動信息網(wǎng)沒有接口，不能適應(yīng)我國公安新一代移動警務(wù)架構(gòu)的發(fā)展趨勢。本設(shè)計方案充分研究了公安移動信息網(wǎng)架構(gòu)及其未來發(fā)展規(guī)劃，既能夠?qū)悩?gòu)融合網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)導(dǎo)入到公安移動信息網(wǎng)中，還能夠滿足公安移動信息網(wǎng)中服務(wù)總線標準的應(yīng)用接口要求，從而為移動信息網(wǎng)中的融合指揮調(diào)度等移動警務(wù)智能化應(yīng)用提供服務(wù)支撐，符合公安移動信息網(wǎng)的演進策略。

（3）多場景的適應(yīng)能力

由于不同的警種或執(zhí)法部門（如交警、巡警、社區(qū)警務(wù)等），其職責劃分有較大差異性，移動警務(wù)系統(tǒng)中的各項業(yè)務(wù)應(yīng)用也主要按照執(zhí)法人員的業(yè)務(wù)需求來做適配，這就要求在研究設(shè)計智能資源適配引擎技術(shù)方案時，必須針對可能面對的不同應(yīng)用場景，設(shè)計相應(yīng)的解決方案。本方案可通過智能資源適配引擎邏輯機制，在通信網(wǎng)側(cè)以及公安移動信息網(wǎng)側(cè)協(xié)同部署，根據(jù)可獲得接入資源的差異性（如PDT終端、專網(wǎng)LTE終端、公/專融合終端、寬/窄融合終端、視頻終端、物聯(lián)網(wǎng)終端等），利用多種接入方式來滿足多場景甚至是全場景的需求。

2 智能資源適配引擎通信網(wǎng)側(cè)部署

2.1 通信網(wǎng)側(cè)部署方案

如圖2 所示，智能資源適配引擎通信網(wǎng)側(cè)部署方案，是將融合網(wǎng)智能切換算法邏輯配置到各級融合設(shè)備的智能決策模塊中，從而實現(xiàn)終端智能接入網(wǎng)絡(luò)、基站智能網(wǎng)絡(luò)選擇、網(wǎng)絡(luò)融合平臺智能網(wǎng)絡(luò)選擇的融合智能目標。

圖2 通信網(wǎng)側(cè)部署方案框圖

通信網(wǎng)側(cè)融合設(shè)備包括融合終端、基站、網(wǎng)絡(luò)融合平臺三個層級，因此在多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境融合基礎(chǔ)上，終端設(shè)備對于接入網(wǎng)絡(luò)的選擇及切換可以根據(jù)具體規(guī)則及接入方案按需自動切換，目的為最大限度降低因網(wǎng)絡(luò)環(huán)境因素導(dǎo)致正常警務(wù)業(yè)務(wù)失敗或中斷。綜合各網(wǎng)元測量信息，可以實現(xiàn)多層級智能網(wǎng)絡(luò)選擇方案[6-7]。

2.2 融合終端智能決策過程

由融合終端完成下行網(wǎng)絡(luò)測量和終端自身狀態(tài)信息采集，并將所有信息傳遞給融合終端智能決策模塊；融合終端智能決策模塊首先根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)（通過信道質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量等）綜合判斷是否滿足切換門限，并考慮終端當前的狀態(tài)（是否正在進行重要業(yè)務(wù)等），指示終端智能網(wǎng)絡(luò)切換模塊進行網(wǎng)絡(luò)切換。

2.3 基站智能決策過程

由融合終端進行下行網(wǎng)絡(luò)測量和終端自身狀態(tài)信息的采集并上報給基站；基站側(cè)完成上行網(wǎng)絡(luò)信息測量和小區(qū)資源利用率監(jiān)控；基站智能決策模塊對所有已知信息進行綜合判斷，當輸入條件滿足切換門限時下達指令給終端進行網(wǎng)絡(luò)切換。

在基站側(cè)實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)選擇算法的優(yōu)勢有：

（1）由于終端的發(fā)射功率較低，在實際的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中更容易出現(xiàn)終端上行網(wǎng)絡(luò)覆蓋受限的場景，在基站側(cè)進行智能網(wǎng)絡(luò)判決能夠更及時地通知終端進行網(wǎng)絡(luò)切換。

（2）基站可以實時監(jiān)控小區(qū)資源的利用率，可根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)的資源利用率進行不同網(wǎng)絡(luò)的切換。

2.4 網(wǎng)絡(luò)融合平臺智能決策過程

由終端進行下行網(wǎng)絡(luò)測量和終端自身狀態(tài)信息采集并上報給融合平臺；基站完成上行網(wǎng)絡(luò)測量和小區(qū)資源利用率監(jiān)控并上報給融合平臺；融合平臺信息采集模塊完成異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的獲?。蝗诤掀脚_智能決策模塊對所有已知信息進行綜合判斷，當輸入條件滿足切換門限時下達指令給終端進行網(wǎng)絡(luò)切換。

在融合平臺實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)選擇算法的優(yōu)勢有：

（1）融合平臺可以獲取到異構(gòu)融合網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)信息，使終端進行切換時業(yè)務(wù)質(zhì)量得到有效保障。

（2）融合平臺可以記錄各終端在地圖上面的網(wǎng)絡(luò)切換點的地理位置及關(guān)聯(lián)性，從而指導(dǎo)終端進行網(wǎng)絡(luò)選擇，如規(guī)避乒乓切換的問題。

3 智能資源適配引擎公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署

3.1 公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署方案

融合智能網(wǎng)架構(gòu)為移動警務(wù)的復(fù)雜應(yīng)用提供了更多選項，如圖3所示。智能資源適配引擎公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署方案，是將業(yè)務(wù)智能協(xié)同算法邏輯配置到公安移動信息網(wǎng)相應(yīng)應(yīng)用服務(wù)中的智能協(xié)同模塊中，從而實現(xiàn)多場景的移動警務(wù)業(yè)務(wù)智能協(xié)同的融合智能目標。例如針對融合指揮調(diào)度應(yīng)用和現(xiàn)場態(tài)勢感知應(yīng)用的部署，未來亦可擴展到其它應(yīng)用服務(wù)[8]。

圖3 公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署方案框圖

3.2 融合指揮調(diào)度業(yè)務(wù)智能協(xié)同流程

融合指揮調(diào)度應(yīng)用服務(wù)主要由應(yīng)用業(yè)務(wù)請求模塊、終端資源信息獲取模塊、智能協(xié)同模塊及調(diào)度方案生成模塊組成。融合指揮調(diào)度智能協(xié)同模塊收到應(yīng)用業(yè)務(wù)請求模塊發(fā)來的融合指揮調(diào)度業(yè)務(wù)請求后，進行業(yè)務(wù)解析，對獲取到的融合網(wǎng)絡(luò)可提供的各類終端資源信息進行關(guān)聯(lián)分析，并結(jié)合警用地理信息系統(tǒng)，建立業(yè)務(wù)協(xié)同模型；然后由調(diào)度方案生成模塊按業(yè)務(wù)協(xié)同模型生成調(diào)度方案，如各類終端警力配備、警力編組、路徑規(guī)劃、救援聯(lián)動等，以期達到最佳資源匹配，供調(diào)度員參考決策。

3.3 現(xiàn)場態(tài)勢呈現(xiàn)業(yè)務(wù)智能協(xié)同流程

在某些突發(fā)的應(yīng)用場景中（如火場救災(zāi)、處突現(xiàn)場等），可能出現(xiàn)多人多次報警，每人描述信息可能側(cè)重點也不一致，輿情信息也非常多，信息非常繁雜，控制中心需要實時掌握處于這些場景中的人員警情關(guān)鍵信息以及周邊的資源情況，這些信息由一線人員身上的融合終端進行采集，通過大數(shù)據(jù)原理及相關(guān)技術(shù)對這些數(shù)據(jù)進行分析并建立業(yè)務(wù)協(xié)同智能算法模型，通過模型的分析結(jié)果及時給出預(yù)判，以期達到智能感知現(xiàn)場環(huán)境、掌握一線人員狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)前方危險狀況并提前預(yù)警、及時指派合適的資源解決對應(yīng)的問題，以及時刻保障前線人員安全的目標[9]。

現(xiàn)場態(tài)勢呈現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)主要由應(yīng)用業(yè)務(wù)請求模塊、態(tài)勢信息獲取模塊、智能協(xié)同模塊及態(tài)勢呈現(xiàn)生成模塊組成?，F(xiàn)場態(tài)勢呈現(xiàn)智能協(xié)同模塊收到應(yīng)用業(yè)務(wù)請求模塊發(fā)來的態(tài)勢業(yè)務(wù)請求后，首先對請求業(yè)務(wù)進行解析，區(qū)分不同應(yīng)用場景的態(tài)勢業(yè)務(wù)，然后對由現(xiàn)場態(tài)勢信息獲取模塊提供的各類現(xiàn)場態(tài)勢信息進行綜合分析及預(yù)判，建立業(yè)務(wù)協(xié)同模型，發(fā)給態(tài)勢呈現(xiàn)生成模塊。態(tài)勢呈現(xiàn)生成模塊按接收到的態(tài)勢業(yè)務(wù)協(xié)同模型執(zhí)行GIS地圖呈現(xiàn)、預(yù)警輸出、輔助調(diào)度等操作。

4 結(jié)束語

論文研究和探討了基于異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的移動警務(wù)智能資源適配引擎機制，為實現(xiàn)智能資源適配，在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計中縱向引入了一個移動警務(wù)智能資源適配引擎，它與融合網(wǎng)絡(luò)的各層都有邏輯連接關(guān)系，通過相應(yīng)的智能決策算法和智能服務(wù)接口，實現(xiàn)多層面的移動警務(wù)智能融合。論文完成了智能資源適配引擎的邏輯架構(gòu)層次劃分，邏輯上將智能資源適配引擎劃分為終端、通信網(wǎng)以及公安移動信息網(wǎng)三個層面，給出了智能資源適配引擎的具體部署方案，包括通信網(wǎng)側(cè)部署方案和公安移動信息網(wǎng)側(cè)部署方案。本文提出的移動警務(wù)智能資源適配引擎機制，面向行業(yè)現(xiàn)實需求，具有一定的前瞻性，符合公安新一代移動警務(wù)架構(gòu)的發(fā)展趨勢。

隨著公安大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的實施以及人工智能技術(shù)的普及和深化，移動警務(wù)面臨更好的發(fā)展前景，但同時對移動警務(wù)也提出了更高的要求。以公安大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略為中心，以智慧警務(wù)為方向，從深度應(yīng)用向智能應(yīng)用發(fā)展，扁平化、智能化、精準化、合成化、動態(tài)化、人性化將成為未來移動警務(wù)的特征。同時打破現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)壁壘，實現(xiàn)跨區(qū)域、跨網(wǎng)絡(luò)、跨平臺信息資源安全共享，解決公安多警種、廣覆蓋、業(yè)務(wù)復(fù)雜的問題，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)融合、上下貫通、扁平服務(wù)、安全可控的信息共享體系，以及移動終端的多樣化等移動警務(wù)發(fā)展趨勢，在給未來移動警務(wù)的智能化設(shè)計帶來挑戰(zhàn)的同時也將有利推動移動警務(wù)智能資源適配技術(shù)的深入研究。