基于執(zhí)法的手機(jī)信號(hào)偵測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張 波

深圳市公安局禁毒支隊(duì) 廣東深圳 518000

針對(duì)目前目標(biāo)對(duì)象手機(jī)定位難,大范圍搜索目標(biāo)用戶耗時(shí)長,花費(fèi)人力、物力成本高的問題,本文設(shè)計(jì)提出了一套可實(shí)現(xiàn)全制式全頻段(2G3G4G,移動(dòng)聯(lián)通電信)采集周圍手機(jī)的IMSI、IMEI、手機(jī)號(hào)等特定信息,進(jìn)一步獲取其位置信息,并管制其通信信息的手機(jī)管控設(shè)備。此外,為應(yīng)對(duì)不同場(chǎng)景需求,本文共設(shè)計(jì)了背包式、全制式拉桿箱式、分布式三種設(shè)備形態(tài),可通過綜合使用實(shí)現(xiàn)多層次、全范圍的目標(biāo)用戶手機(jī)偵碼定位。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為設(shè)計(jì)了移動(dòng)TDD/聯(lián)通FDD/電信FDD共站模式的熱點(diǎn)設(shè)備,解決了因終端的FDD/TDD模式切換而吸附難的技術(shù)難題,極大提升熱點(diǎn)設(shè)備覆蓋范圍及上號(hào)成功率。此外,擴(kuò)大了搜索范圍,平面覆蓋可達(dá)400米以上;提高了捕獲率,平均移動(dòng)捕獲率大于90%。同時(shí)具備頻點(diǎn)自適應(yīng)能力,安裝部署后能自動(dòng)根據(jù)運(yùn)營商無線環(huán)境情況,自適應(yīng)選擇工作頻點(diǎn),減少對(duì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的影響。該系統(tǒng)基于最先進(jìn)的室外型基站平臺(tái)架構(gòu),具備目前運(yùn)營商室外型基站同等的穩(wěn)定性,且遠(yuǎn)程維護(hù)手段豐富、簡(jiǎn)單便捷。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步實(shí)施跟蹤定位,獲取目標(biāo)目標(biāo)對(duì)象手機(jī)信息,本文研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了三種近距離偵碼取號(hào)定位系統(tǒng),分別為背負(fù)式手機(jī)偵測(cè)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱背包式系統(tǒng));全制式拉桿箱式手機(jī)偵測(cè)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱拉桿箱式系統(tǒng));分布式手機(jī)偵測(cè)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱分布式系統(tǒng))。該類系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)對(duì)象手機(jī)的IMSI、IMEI、TMSI以及手機(jī)號(hào)等相關(guān)信息,為實(shí)時(shí)跟蹤定位目標(biāo)人員提供可靠信息依據(jù)。同時(shí)針對(duì)某些特殊的IP電話、特殊號(hào)段或者特殊套餐,本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)獲取。

1.1 系統(tǒng)組成

1.1.1 IMSI采集設(shè)備

完成對(duì)周圍手機(jī)的卡號(hào)(IMSI)的采集和距離估算,并提供給后臺(tái)判斷手機(jī)是否為黑白名單,以及出現(xiàn)位置的管理。

1.1.2 手機(jī)取號(hào)設(shè)備

完成對(duì)手機(jī)號(hào)碼的獲取,以及和IMSI的對(duì)應(yīng)關(guān)系。用輔助后臺(tái)進(jìn)行黑白名單的甄別,以及使用者的具體信息。

1.1.3 手機(jī)發(fā)現(xiàn)設(shè)備

根據(jù)IMSI或者手機(jī)號(hào),定位手機(jī)的具體位置,協(xié)助找出手機(jī)所在位置。

1.1.4 管理服務(wù)器

對(duì)整個(gè)營區(qū)的所有安裝設(shè)備進(jìn)行管理,完成設(shè)備狀態(tài)、定時(shí)開關(guān)、位置管理、數(shù)據(jù)分析、黑白名單告警等功能,并對(duì)于黑名單的具體位置、活動(dòng)軌跡等進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。

1.1.5 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫

保存所有設(shè)備采集的手機(jī)號(hào)和IMSI的對(duì)應(yīng)關(guān)系、出現(xiàn)時(shí)間、位置等信息,輔助后臺(tái)完成黑白名單的具體操作。

1.2 系統(tǒng)分類

1.2.1 背包式系統(tǒng)

背包式系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):多制式偵碼、取號(hào)、定位,隱蔽性強(qiáng)、雙肩包便攜等。該系統(tǒng)的工作頻段包括GSM、CDMA、TD-LTE、FDD-LTE四個(gè)頻段,可實(shí)現(xiàn)同時(shí)采集移動(dòng)、電信、頻段內(nèi)用戶信息,并可以輪詢的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)通頻段內(nèi)的目標(biāo)用戶手機(jī)信息的獲取。此外,該系統(tǒng)的定位功能可單獨(dú)使用,無須干擾儀等其他設(shè)備配合,有效地避免了干擾器帶來的時(shí)延,大大提高了偵碼、取號(hào)的速度,提高了準(zhǔn)確性,實(shí)現(xiàn)了真正的4G直采取號(hào)。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用安卓手機(jī)作為人機(jī)交互操作終端[1],通過5.8Gwifi與其連接,可放在雙肩背包內(nèi)實(shí)現(xiàn)便攜式偵碼、取號(hào)和定位等功能。

1.2.2 拉桿箱式系統(tǒng)

拉桿箱式系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):全制式偵碼、取號(hào)、定位,實(shí)時(shí)性強(qiáng),同時(shí)拉桿箱大小為24寸,便于一人攜帶。相較于背包式系統(tǒng),其可以提供更廣泛的頻段信息采集及手機(jī)特定信息的存取,并且拉桿箱式系統(tǒng)可以同時(shí)采集GSM、CDMA、WCDMA、TD-LTE、FDD-LTE全制式手機(jī)的信息,無須輪詢采集,無須干擾儀配合,可有效地避免干擾器帶來的時(shí)延,提高取號(hào)速度,提高準(zhǔn)確性,真正實(shí)現(xiàn)“擦肩而過”的取號(hào)。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用安卓手機(jī)[2]作為人機(jī)交互操作終端,針對(duì)該系統(tǒng)的所有功能,本文已設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)將其全部集成到統(tǒng)一的人機(jī)交互頁面,同時(shí)所有功能均可通過5.8Gwifi與主系統(tǒng)連接?；谠摬僮黜撁?一個(gè)人就可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)用戶的實(shí)時(shí)偵碼取號(hào)、定位、管制等功能。

1.2.3 分布式系統(tǒng)

相較于上述兩種系統(tǒng)而言,分布式系統(tǒng)更適于應(yīng)用在搜索面積較大、目標(biāo)用戶較多的場(chǎng)景中。它主要通過定點(diǎn)安放的形式,置于需要安保的建筑物中。對(duì)單一室內(nèi)可以通過天線完成信號(hào)覆蓋,對(duì)多房間或高層建筑物則可通過室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)完成信號(hào)覆蓋。同時(shí),此系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)或PAD作為人機(jī)交互操作終端,即提供更大的數(shù)據(jù)容量,同時(shí)所有分設(shè)備皆可通過5.8Gwifi連接主系統(tǒng),并且可以自動(dòng)完成對(duì)區(qū)域內(nèi)所有手機(jī)的偵碼、取號(hào)、定位和管控功能。

2 功能設(shè)計(jì)

2.1 偵碼取號(hào)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)人員的精準(zhǔn)定位,我們首先要獲取該手機(jī)的特征信息,而IMEI(International Mobile Equipment Identity)[3]作為與手機(jī)一一對(duì)應(yīng)且獨(dú)屬于每個(gè)手機(jī)的全球唯一標(biāo)識(shí)碼已成為偵碼取號(hào)的首選。本文所設(shè)計(jì)的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)采集移動(dòng)、電信、聯(lián)通的GSM、CDMA、TD-LTE、FDD-LTE四種頻段內(nèi)的目標(biāo)用戶的IMEI、IMSI、手機(jī)號(hào)等信息。針對(duì)某些特殊的IP電話,特殊號(hào)段或者特殊套餐,也可以獲取,具體流程如下。

移動(dòng)TDD/聯(lián)通FDD/電信FDD采集前端設(shè)備通過模擬任意運(yùn)營商的移動(dòng)TDD/聯(lián)通FDD/電信FDD移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),主動(dòng)發(fā)出誘發(fā)信號(hào)使得周圍處于待機(jī)狀態(tài)的移動(dòng)TDD/聯(lián)通FDD/電信FDD用戶手機(jī)主動(dòng)切換到采集前端設(shè)備的相應(yīng)的工作載頻,并進(jìn)行正常網(wǎng)絡(luò)訪問和登記。在用戶接入過程中會(huì)主動(dòng)上報(bào)SIM卡號(hào)(IMSI)以及手機(jī)機(jī)身號(hào)碼(IMEI)等用戶信息。

采集前端設(shè)備通過發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)TDD/聯(lián)通FDD/電信FDD基站模擬信號(hào),形成一定的覆蓋區(qū)域。該覆蓋區(qū)域可以通過調(diào)節(jié)發(fā)射功率控制覆蓋區(qū)域的面積,也可以通過使用大增益定向天線等設(shè)備調(diào)節(jié)覆蓋區(qū)形狀。如本身功率不足以覆蓋所需區(qū)域,可增加外置功放實(shí)現(xiàn)大范圍覆蓋。

2.2 定位

目前常用的定位方式主要包括人員現(xiàn)場(chǎng)追蹤以及監(jiān)控設(shè)備跟蹤的方式,然而,人員現(xiàn)場(chǎng)追蹤不僅耗費(fèi)人力,且易被目標(biāo)人員發(fā)現(xiàn);同時(shí)監(jiān)控設(shè)備需要監(jiān)控人員與跟蹤人員的中轉(zhuǎn)信息傳輸,這就導(dǎo)致此種方式的實(shí)時(shí)性較差。而在重要目標(biāo)人群的追蹤定位中,無疑對(duì)實(shí)時(shí)性和保密性的要求是較高的,本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅可以在用戶無感知的條件下獲取所需信息,還可進(jìn)一步利用IMSI、IMEI、TMSI、手機(jī)號(hào)等信息,使其作為定位依據(jù),采用逐漸逼近的方式更為簡(jiǎn)單、快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)用戶的實(shí)時(shí)跟蹤和定位,這無疑大大減輕了人力與物力的投入。具體流程如下:

采集前端設(shè)備一般部署建設(shè)于不同的物理位置地點(diǎn),與后臺(tái)系統(tǒng)可通過有線或無線方式通信,采集前端設(shè)備組及采集中心之間網(wǎng)絡(luò)需要保證數(shù)據(jù)路由可達(dá):有線方式,采集前端設(shè)備通過專線或因特網(wǎng)(VPN),可配置固定IP;無線方式(CDMA),后臺(tái)系統(tǒng)固定IP地址以便采集前端設(shè)備組安裝時(shí)就需要寫入采集中心地址以發(fā)送接入請(qǐng)求。

2.3 偵聽管制

對(duì)于一些重要目標(biāo),我們對(duì)于其溝通內(nèi)容的獲取也有很大需求,因?yàn)檫@可以幫助我們盡可能多地掌握證據(jù)及其下一步作案方式等內(nèi)容,便于我們部署相關(guān)抓捕工作及后期審判工作。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在獲取IMSI、IMEI、TMSI、手機(jī)號(hào)等信息的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步偵聽目標(biāo)用戶和公網(wǎng)通信的語音、短信、通話記錄、機(jī)主信息等內(nèi)容。同時(shí)可對(duì)3G、4G用戶采用降制處理,統(tǒng)一在2G上實(shí)現(xiàn)偵聽。

此外,在定位偵聽的基礎(chǔ)之上,本文所涉及的系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管控范圍內(nèi)所有手機(jī)的管制。針對(duì)非法集會(huì)等特定場(chǎng)合,本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在獲取其號(hào)碼、歸屬地、手機(jī)型號(hào)等信息后,有選擇地?cái)嚅_其與公網(wǎng)的通信,防止其與其他對(duì)象的溝通以及事態(tài)的進(jìn)一步發(fā)展擴(kuò)大,并且可以實(shí)現(xiàn)管制其他的通信操作,獲取其短信內(nèi)容等。

2.4 基本查詢

基本查詢功能包括目標(biāo)號(hào)碼查詢、號(hào)碼模糊查詢、區(qū)域批量查詢。

IMSI號(hào)碼查詢:4G智能終端IMSI查詢。

號(hào)碼模糊查詢:在查詢時(shí)間內(nèi),可以對(duì)不完整的目標(biāo)號(hào)碼進(jìn)行查詢,查詢出匹配的目標(biāo)號(hào)碼被采集前端設(shè)備捕獲的信息。

區(qū)域批量查詢:在查詢時(shí)間內(nèi),可以查詢出一批采集前端設(shè)備內(nèi)的所有目標(biāo)信息。

2.5 布控預(yù)警

目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤:在普通界面和GIS界面上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示目標(biāo)號(hào)碼的活動(dòng)軌跡。

目標(biāo)到達(dá)、逃逸預(yù)警:目標(biāo)用戶進(jìn)出某一無線熱點(diǎn)區(qū)域范圍可在普通界面和GIS界面上進(jìn)行告警。

視頻智能分析及聯(lián)動(dòng)告警:視頻分析功能能夠?qū)崿F(xiàn)入侵監(jiān)測(cè)、逗留(滯留)監(jiān)測(cè)、可疑物品遺留監(jiān)測(cè)等實(shí)時(shí)視頻分析應(yīng)用功能。報(bào)警后,將結(jié)合移動(dòng)TDD/聯(lián)通FDD/電信FDD采集前端設(shè)備所采集數(shù)據(jù),并將所有報(bào)警數(shù)據(jù)連續(xù)傳輸?shù)骄C合管理中心視頻分析服務(wù)器上。

2.6 智能分析應(yīng)用

分析功能是在上述基本查詢功能基礎(chǔ)上提供的擴(kuò)展功能,通過對(duì)查詢結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析,給使用部門提供伴隨對(duì)象分析、時(shí)空關(guān)聯(lián)分析功能,具體如下所述。

伴隨對(duì)象分析:根據(jù)一部手機(jī)的運(yùn)行軌跡,查找和該對(duì)象運(yùn)行軌跡高度相似的其他手機(jī),查找攜帶者。

時(shí)空關(guān)聯(lián)分析:通過分析特定時(shí)間、特定路線下的號(hào)碼,然后從中進(jìn)行篩選,查找可能的嫌疑號(hào)碼。

目標(biāo)軌跡映射分析:軌跡分析功能是智能終端信息采集系統(tǒng),根據(jù)IMSI將智能終端的時(shí)間行為軌跡映射至人員的實(shí)踐行為軌跡在GIS地圖上展現(xiàn)。

重點(diǎn)人員信息分析:設(shè)置人像比對(duì)感知前端,實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)人及重點(diǎn)人群人像比對(duì)分析,及對(duì)其所攜帶移動(dòng)終端的分析功能。

2.7 系統(tǒng)維護(hù)監(jiān)控功能

系統(tǒng)能對(duì)前端設(shè)備、鏈路以及后臺(tái)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或異常立即向用戶報(bào)警。

由于前臺(tái)采集設(shè)備一般在無人值守狀態(tài)下運(yùn)行,日常的設(shè)備維護(hù)工作應(yīng)通過遠(yuǎn)程方式實(shí)現(xiàn),而遠(yuǎn)程維護(hù)的前提是充分了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),因此前臺(tái)采集設(shè)備必須提供狀態(tài)監(jiān)控功能。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)均應(yīng)包含狀態(tài)監(jiān)控模塊,以實(shí)時(shí)記錄和監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并根據(jù)后臺(tái)發(fā)送的控制命令執(zhí)行相關(guān)處理操作。

在后臺(tái)顯示前臺(tái)采集設(shè)備的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,以圖表的方式實(shí)時(shí)展現(xiàn)前臺(tái)采集設(shè)備、采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),并且可以根據(jù)不同的方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì),比如采集設(shè)備、時(shí)間段等方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。根據(jù)預(yù)定的處理規(guī)則,判斷流量是否異常,一旦發(fā)現(xiàn)異常立即向用戶報(bào)警。

2.8 與其他相關(guān)聯(lián)動(dòng)

本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)作為技偵網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要組成部分,只有與其他系統(tǒng)和資源有機(jī)地整合起來,才能更好地發(fā)揮系統(tǒng)對(duì)案件偵辦工作的作用。

首先,該系統(tǒng)能整合用戶資料、小區(qū)位置表、手機(jī)機(jī)身碼對(duì)應(yīng)表、長途區(qū)號(hào)對(duì)照表等電信基礎(chǔ)資料,使在數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中能方便地利用這些數(shù)據(jù)。

其次,該系統(tǒng)能與電信資料綜合處理系統(tǒng)進(jìn)行緊密整合,由于系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)與電信資料綜合處理系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)基本類似,兩者可以互為補(bǔ)充,它們的應(yīng)用模式也基本一致,在許多應(yīng)用場(chǎng)景下這兩類數(shù)據(jù)需要綜合應(yīng)用才能發(fā)揮作用,因此可以將這兩類數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案和數(shù)據(jù)應(yīng)用方案,以保證資源的充分利用。

最后,本系統(tǒng)一方面嚴(yán)格遵守公安部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,提供多種類型的開放式接口(包括SOCKET、COM、WEB SERVICE等類型)供其他應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用;另一方面,也可以通過參數(shù)設(shè)置調(diào)用其他應(yīng)用系統(tǒng)提供的接口來實(shí)現(xiàn)與其他應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合。

后臺(tái)系統(tǒng)不僅能分析出4G/手機(jī)終端的時(shí)間行為軌跡,提供基于手機(jī)終端的時(shí)空關(guān)聯(lián)信息。最為重要的是,通過時(shí)間關(guān)聯(lián)及地點(diǎn)位置碰撞,同時(shí)實(shí)現(xiàn)手機(jī)終端的標(biāo)識(shí)號(hào)碼關(guān)聯(lián)(MAC/IMSI/IMEI/MSISDN/網(wǎng)絡(luò)虛擬賬號(hào)等),以及手機(jī)、人員、車輛(車牌)、物品的關(guān)聯(lián),使得人、車、物通過采集系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)空上的關(guān)聯(lián)。然后還可以將此關(guān)聯(lián)映射信息導(dǎo)入技偵的基礎(chǔ)信息大數(shù)據(jù)中心平臺(tái),供給省/市局網(wǎng)安、刑警、治安、情報(bào)、國保等相關(guān)情報(bào)部門進(jìn)行數(shù)據(jù)層面的多級(jí)關(guān)聯(lián)綜合智能分析應(yīng)用,從而可極大地提升相關(guān)部門案件分析中人、車、手機(jī)、物品的號(hào)碼落地問題。

如通過與GIS系統(tǒng)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)軌跡顯示,與偵控系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)偵控?cái)?shù)據(jù)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的融合,與短信平臺(tái)結(jié)合實(shí)現(xiàn)短信報(bào)警,與綜合辦案系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)手段管理,在確保網(wǎng)絡(luò)安全的前提下,與治安、交通監(jiān)控等相關(guān)警種應(yīng)用系統(tǒng)的信息關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的立體偵控等,這樣就實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)之間的有機(jī)聯(lián)動(dòng)和資源整合,將有效提升打擊和預(yù)防犯罪的能力,為推動(dòng)公安正規(guī)化、現(xiàn)代化建設(shè)提供有力的支持。

3 定位

目前常用的定位方式主要包括人員現(xiàn)場(chǎng)追蹤以及監(jiān)控設(shè)備跟蹤的方式,然而,人員現(xiàn)場(chǎng)追蹤不僅耗費(fèi)人力,且易被目標(biāo)人員發(fā)現(xiàn);同時(shí)監(jiān)控設(shè)備需要監(jiān)控人員與跟蹤人員的中轉(zhuǎn)信息傳輸,這就導(dǎo)致此種方式的實(shí)時(shí)性較差。而在重要目標(biāo)人群的追蹤定位中,無疑對(duì)實(shí)時(shí)性和保密性的要求是較高的,本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅可以在用戶無感知的條件下獲取所需信息,還可進(jìn)一步利用IMSI、IMEI、TMSI、手機(jī)號(hào)等信息,使其作為定位依據(jù),采用逐漸逼近的方式更為簡(jiǎn)單、快捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)用戶的實(shí)時(shí)跟蹤和定位,這無疑大大減輕了人力與物力的投入。

結(jié)語

針對(duì)目標(biāo)用戶手機(jī)偵碼取號(hào)難、實(shí)時(shí)定位差的問題,本文設(shè)計(jì)提出了背負(fù)式、全制式拉桿箱式、分布式三種近距離偵碼取號(hào)定位系統(tǒng),三種系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)用戶的偵碼取號(hào)、定位、偵聽、管制等功能需求,并提供了針對(duì)不同定位范圍、精度的選擇方案。此外,上述系統(tǒng)總體測(cè)試效果較好,且操作頁面流暢簡(jiǎn)潔,是比較適用于實(shí)時(shí)跟蹤定位、集群事件處理等其他手機(jī)管制場(chǎng)景的設(shè)備選擇。