智能化無線電監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)建設(shè)的思考和探索

◆馬家凱

（云南省德宏州無線電監(jiān)測中心 云南 678400）

1 無線電監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀。

十三五期間，各地方無線電部門按照《國家無線電管理十三五規(guī)劃》的指導(dǎo)和要求，持續(xù)加大對無線電監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè)，大部分地區(qū)對不同廠商的監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了整合，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的連接和互操作，具備了監(jiān)測設(shè)施全網(wǎng)聯(lián)合協(xié)同作業(yè)能力，逐步建成無線電監(jiān)測管理一體化平臺系統(tǒng)。一些地區(qū)在一體化平臺的基礎(chǔ)上，對實(shí)現(xiàn)平臺系統(tǒng)智能化進(jìn)行了探索建設(shè)，但由于無線電監(jiān)測行業(yè)受眾面小、市場占有率低，流入領(lǐng)域的資金和技術(shù)相對較少，使得無線電智能監(jiān)管的一些關(guān)鍵技術(shù)的突破進(jìn)程緩慢?，F(xiàn)階段很多已建成的智能化監(jiān)管項(xiàng)目還未實(shí)現(xiàn)真正的智能化，以德宏州邊境智能化監(jiān)管平臺項(xiàng)目為例，此項(xiàng)目通過原子化封裝實(shí)現(xiàn)全州不同廠商的二類固定站、四類小型站、傳感器節(jié)點(diǎn)、移動監(jiān)測移站等異構(gòu)設(shè)備接入同一個操控平臺系統(tǒng)，使德宏結(jié)束了須使用不同廠商提供的操控平臺系統(tǒng)啟用對應(yīng)固定站或設(shè)備開展監(jiān)測任務(wù)的低效時代。此外，此項(xiàng)目系統(tǒng)具備監(jiān)測比對預(yù)警、多站聯(lián)合定位、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控等半智能化功能，一定程度上提升了信號監(jiān)測和設(shè)備管理的效率，但隨著德宏監(jiān)測網(wǎng)覆蓋率的不斷提升，部署實(shí)施監(jiān)測的站點(diǎn)和設(shè)備數(shù)量相比幾年前也增了數(shù)倍，隨之帶來的監(jiān)管工作壓力也急劇增加，即便是具備一體化和低程度智能化水平的監(jiān)測管理平臺也難以滿足監(jiān)管工作的現(xiàn)實(shí)需求。

2 建設(shè)智能化監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)的必要。

（1）提高監(jiān)測效率的必要

一體化監(jiān)測管理平臺實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)設(shè)備集成操控，但工作人員利用一體化平臺開展無線電監(jiān)測任務(wù)仍處于傳統(tǒng)的操作模式上，即實(shí)施人員根據(jù)不同的監(jiān)測任務(wù)啟用對應(yīng)的系統(tǒng)功能模塊，設(shè)置對應(yīng)的掃描參數(shù)，調(diào)用一個或多個站點(diǎn)設(shè)備對指定的頻點(diǎn)或頻段的信號強(qiáng)度、信號帶寬、時間占用度、頻段占用度等進(jìn)行測試、統(tǒng)計和分析。從開始實(shí)時監(jiān)測直至得出監(jiān)測結(jié)果的過程中，監(jiān)測人員還需要進(jìn)行不少的參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及數(shù)據(jù)分析篩選等人工操作，而智能化監(jiān)測管理平臺能夠根據(jù)用戶的任務(wù)需求設(shè)置，自行進(jìn)行測試、分析、統(tǒng)計等，得出以工作需求為導(dǎo)向的數(shù)據(jù)和結(jié)論，例如監(jiān)測月報表、專項(xiàng)監(jiān)測報表、電磁環(huán)境測試報告等均可由系統(tǒng)自行完成，不僅減少大量的人工投入，而且節(jié)省了時間成本，對監(jiān)測工作效率的提高是顯而易見的。

（2）提高打擊非法用頻時效性的必要

智能監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)的核心功能是智能預(yù)警預(yù)判功能。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行日常監(jiān)測任務(wù)時，能夠自行發(fā)現(xiàn)電磁環(huán)境異常情況，同時快速比對、分析、甄別異常信號，形成系統(tǒng)初步判定，并第一時間將初步判定情況推送給監(jiān)測人員進(jìn)行人工判定，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施處理異常情況。智能化監(jiān)測管理平臺的預(yù)警預(yù)判功能使無線電監(jiān)管部門對異常信號的發(fā)現(xiàn)由相對被動轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝е鲃樱軌驑O大提高地區(qū)排查處理航空通信干擾、黑廣播、偽基站、重大會議活動電磁環(huán)境隱患等非法用頻行為的時效性。

（3）精準(zhǔn)管理監(jiān)測設(shè)施的必要

無線電監(jiān)測管理工作高度依賴于監(jiān)測設(shè)備，設(shè)備的正常運(yùn)行是開展一切監(jiān)測任務(wù)的最基本保障。智能化監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對入網(wǎng)監(jiān)測設(shè)施的實(shí)時監(jiān)控管理，以解決入網(wǎng)設(shè)施不斷增加所帶來的運(yùn)維壓力增大的問題。當(dāng)設(shè)施出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能夠自行對設(shè)施的通網(wǎng)、通電、設(shè)備故障等情況進(jìn)行診斷，如是通過重新啟動就能解決的問題，比如監(jiān)測接收機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備卡頓問題，系統(tǒng)能夠自行對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程重啟解決故障，如是網(wǎng)絡(luò)、電路、設(shè)備硬件問題，系統(tǒng)則通知監(jiān)測管理人員求助承包運(yùn)營商進(jìn)行第一時間排查處理。有針對性的處理故障不僅提高了故障排除的效率，也很大程度減少運(yùn)維上人力、財力的投入，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測設(shè)施的精準(zhǔn)維護(hù)管理。

（4）公眾服務(wù)宣傳的必要

智能化的監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)具有對電磁環(huán)境數(shù)據(jù)的自行分析、統(tǒng)計、梳理功能，為地區(qū)空間頻譜資源使用情況數(shù)據(jù)可視化提供便利基礎(chǔ)，平臺系統(tǒng)產(chǎn)生的可視數(shù)據(jù)和無線電部門提供的宣傳內(nèi)容通過對外顯示屏從多個維度向公眾展示信息，讓公眾了解地區(qū)頻率資源分配和使用發(fā)展的狀況、無線電部門干擾查處和專項(xiàng)整治工作成績、無線電政策法規(guī)、設(shè)臺辦理手續(xù)、關(guān)系民生的無線電科普知識等。既能提升無線電部門對公眾服務(wù)的水平，又能增強(qiáng)公眾依法依規(guī)使用無線電的意識。

3 建設(shè)無線電智能監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)的探索

十三五時期，全國各省、市已經(jīng)對監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行了大幅度的升級改造，在不斷增設(shè)監(jiān)測站點(diǎn)的同時，一些運(yùn)轉(zhuǎn)速度慢、監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差大的站點(diǎn)設(shè)備逐漸被更替，這為智能化監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)的建設(shè)提供了堅實(shí)的硬件基礎(chǔ)。近年來，本人通過實(shí)踐和學(xué)習(xí)，對本地區(qū)和其他一些地區(qū)的無線電監(jiān)測平臺系統(tǒng)進(jìn)行了一些了解和研究，結(jié)合工作實(shí)際，從平臺系統(tǒng)模塊設(shè)計、軟件系統(tǒng)要求、數(shù)據(jù)中心要求及配套設(shè)施要求幾個方面，對如何建設(shè)智能化監(jiān)測平臺系統(tǒng)進(jìn)行一些方向性的思考和探索。

3.1 平臺系統(tǒng)模塊設(shè)計

智能化監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)可由監(jiān)測站（設(shè)備）、數(shù)據(jù)中心、監(jiān)測業(yè)務(wù)分析系統(tǒng)、監(jiān)測預(yù)警分析系統(tǒng)、公眾展示系統(tǒng)及設(shè)備監(jiān)測管控設(shè)備等模塊部分組成。如圖1所示，監(jiān)測站（設(shè)備）接收到的信號數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行處理保存，監(jiān)測預(yù)警分析系統(tǒng)第一時間對存儲到數(shù)據(jù)中心的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用分析，發(fā)現(xiàn)信號異常情況形成初步判定并交由人工判定處理，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常則啟用設(shè)備監(jiān)測管控系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理，若系統(tǒng)自行處理不了，則通過預(yù)警系統(tǒng)通知工作人員進(jìn)行人工處理；公眾展示系統(tǒng)可以根據(jù)無線電宣傳的需求，向數(shù)據(jù)中心調(diào)用可直接運(yùn)用的數(shù)據(jù)，將可視化的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給公眾；監(jiān)測業(yè)務(wù)分析系統(tǒng)則根據(jù)人工設(shè)定的具體監(jiān)測業(yè)務(wù)需求，對從數(shù)據(jù)中心調(diào)用的監(jiān)測數(shù)據(jù)自行統(tǒng)計、分析、計算，自動形成結(jié)果，例如監(jiān)測月報、監(jiān)測季報、專項(xiàng)監(jiān)測報表、電磁環(huán)境測試報告等。經(jīng)各系統(tǒng)模塊處理產(chǎn)生的可用數(shù)據(jù)均可回存至數(shù)據(jù)中心，以供無線部門調(diào)取運(yùn)用和資料存檔。

圖1 平臺系統(tǒng)模塊設(shè)計

3.2 軟件系統(tǒng)要求

（1）具有自動識別信號的能力。實(shí)現(xiàn)無線電監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)的智能化，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)其軟件系統(tǒng)自動且精準(zhǔn)識別信號的能力。對無線電信號的識別，包含對其中心頻率、帶寬、強(qiáng)度、調(diào)制方式、解調(diào)內(nèi)容等的識別，非智能化監(jiān)測系統(tǒng)需要依賴復(fù)雜的人工特征提取以滿足對信號的全面識別需求。智能化監(jiān)測管理軟件系統(tǒng)識別信號的模式可以是這樣，首先系統(tǒng)軟件結(jié)合算法和頻譜圖精確計算出一個信號的實(shí)際占用帶寬，根據(jù)帶寬和起止頻點(diǎn)計算出信號的中心頻率，根據(jù)帶寬數(shù)值自動選擇同帶寬數(shù)值或相近帶寬數(shù)值的信號解調(diào)模式進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)成功即得出信號的類型和內(nèi)容。例如，監(jiān)測到的信號帶寬為250KHz左右，則優(yōu)先選擇調(diào)頻廣播信號的解調(diào)模式進(jìn)行解調(diào)。

（2）具有比對臺站數(shù)據(jù)庫的能力。將實(shí)時監(jiān)測到的信號數(shù)據(jù)及時與臺站數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，是智能化的監(jiān)測管理平臺軟件系統(tǒng)必須具備的功能。按照無線電管理行政許可的要求，從開路監(jiān)測上來說，比對的內(nèi)容包括是否在庫、中心頻率是否偏離、帶寬是否超范圍、信號強(qiáng)度是否超標(biāo)準(zhǔn)等方面，比對的結(jié)果可以直接作為無線電管理部門行政執(zhí)法的依據(jù)。

（3）具有及時通報異常情況的能力。監(jiān)測系統(tǒng)軟件要具備開源、安全的無線接口，可以適配不同類型的便攜式無線通訊設(shè)備，可以是專用的手機(jī)或帶顯示屏的接收器，使監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)把自行發(fā)現(xiàn)的異常情況及時推送給持有無線通訊設(shè)備的監(jiān)測人員，使其第一時間知曉情況并采取措施應(yīng)對處理，從而提高無線電監(jiān)管工作的時效性。

3.3 數(shù)據(jù)中心要求

（1）全面類型的數(shù)據(jù)存儲。智能化監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心要具備對監(jiān)測原數(shù)據(jù)、監(jiān)測處理數(shù)據(jù)、異常預(yù)警數(shù)據(jù)、結(jié)論性數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行情況數(shù)據(jù)等多類數(shù)據(jù)存儲的能力，數(shù)據(jù)的形式要包括文字、表格、圖片、語音、視頻等數(shù)據(jù)形式，以滿足無線電監(jiān)測管理部門對數(shù)據(jù)應(yīng)用的不同需求。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理功能。同類型監(jiān)測任務(wù)，在設(shè)備監(jiān)測參數(shù)設(shè)置一樣的條件下，數(shù)據(jù)中心應(yīng)具有對不同廠家、不同類型的監(jiān)測站或設(shè)備產(chǎn)生的原始監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一的功能，規(guī)范且統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)便于分類歸檔存儲，提高數(shù)據(jù)調(diào)用的效率；設(shè)備故障、系統(tǒng)故障、網(wǎng)絡(luò)故障等因素會導(dǎo)致異常監(jiān)測數(shù)據(jù)或重復(fù)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，數(shù)據(jù)中心要具有對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和過濾的功能，清除異常數(shù)據(jù)和重復(fù)數(shù)據(jù)，以便節(jié)省數(shù)據(jù)中心的存儲空間。

（3）數(shù)據(jù)存儲容量要求。長年累月運(yùn)行的設(shè)備和系統(tǒng)將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，不管是原始監(jiān)測數(shù)據(jù)還是各系統(tǒng)模塊分析加工后的數(shù)據(jù)，都是需要長期完整保存的，所以數(shù)據(jù)中的存儲容量要達(dá)到或高于需求標(biāo)準(zhǔn)。做一個粗略的計算，以1臺工作頻率范圍為30～6000MHz的設(shè)備為例，連續(xù)工作1個月大約可產(chǎn)生20GB的監(jiān)測數(shù)據(jù)，1年產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)量約為20×12=240GB，各系統(tǒng)模塊處理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)估計為160GB，合計1年的數(shù)據(jù)量約400GB，長期儲存按10年計算約為4TB，考慮到為保障數(shù)據(jù)中心運(yùn)行順暢，需要預(yù)留25%的存儲空間，那么數(shù)據(jù)中心要為1臺設(shè)備的原始監(jiān)測數(shù)據(jù)及系統(tǒng)處理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供4×（1+25%）=5TB的長期存儲容量。根據(jù)上述估算，如果監(jiān)測網(wǎng)含40臺設(shè)備，那么長期存儲容量至少需要達(dá)到200TB。

（4）配套設(shè)施要求。

智能化監(jiān)測管理系統(tǒng)相比一般的監(jiān)測管理系統(tǒng)更為復(fù)雜，其相關(guān)配套設(shè)施也要求更為完備，性能更為優(yōu)越和穩(wěn)定。在網(wǎng)絡(luò)方面，不僅要求監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸速率達(dá)到一定程度，數(shù)據(jù)傳輸損耗足夠低，同時網(wǎng)絡(luò)安全和密保等級要達(dá)到國家要求的級別；在供電方面，設(shè)備和平臺系統(tǒng)的供電要采用市電和UPS蓄電池結(jié)合供電模式，UPS蓄電池容量要根據(jù)設(shè)備和平臺系統(tǒng)的電量功耗進(jìn)行配備，保障市電斷供情況下可支持48小時不間斷蓄電池供電；在環(huán)控方面，設(shè)備機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)機(jī)房要配置環(huán)境監(jiān)測控制設(shè)備，對室內(nèi)溫度、濕度等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測管控，保障相關(guān)設(shè)備在適宜的環(huán)境下工作。

4 結(jié)束語

在信息技術(shù)領(lǐng)域里，目前的無線電監(jiān)測行業(yè)總體上仍處于弱勢地位，智能化監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)建設(shè)的探索和推進(jìn)，更需要企業(yè)和無線電部門進(jìn)一步深化合作，結(jié)合信息時代發(fā)展趨勢和監(jiān)測管理機(jī)構(gòu)工作需求，不斷突破監(jiān)管系統(tǒng)在監(jiān)測運(yùn)行自動化、數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)化、結(jié)果處理規(guī)范化等方面的關(guān)鍵技術(shù)上的瓶頸，加快實(shí)現(xiàn)無線電監(jiān)測管理全面智能化。