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宽窄带融合数字集群无线通 在公安实战保障中的运用

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摘要:呼和浩特市公安局宽窄带融合数字集群无线通信系统于2016年10月开始建设,该套通信系统为呼市公安民警在进行大型赛会活动保障、处置应急突发性事件中起到了重要稍微作用。在内蒙古自洽区成立70周年庆祝活动期间,呼和浩特市作为活动的主会场,本套宽窄带融合数字集群系统在活动期间为公安民警之间的通信提供了保障,为自治区成立70周年庆祝活动的安保工作做出了突出贡献。 关键词:宽窄带融合PDTLTE安保 一

摘 要 :呼和浩特市公安局宽窄带融合数字集群无线通信系统于2016年10月开始建设,该套通信系统为呼市公安民警在进行大型赛会活动保障、处置应急突发性事件中起到了重要稍微作用。在内蒙古自洽区成立70周年庆祝活动期间,呼和浩特市作为活动的主会场,本套宽窄带融合数字集群系统在活动期间为公安民警之间的通信提供了保障,为自治区成立70周年庆祝活动的安保工作做出了突出贡献。

 

关键词:宽窄带融合PDT LTE 安保

 

一、概述

 

今年,科技部会同公安部等相关部门,公布了国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”的重点专项实施方案,该专项课题旨在提升公共安全预防准备、检测预警、综合保障等关键技术水平,为全面提升我国公共安全保障管理提供了有力的科技支撑。其中,公安宽窄带融合通信被列为2018年国家重点研发计划的专项任务。

 

在公安部科信局领导的指导下,公安部第一研究所积极开展宽窄带融合实验并应用于实践,在我国对外援助项目和国内大型活动保障任务中发挥了极大的作用。其中在尼泊尔大地震期间,在所有公网通信都已雍痪的情况下,中国公安部援建的警用集群项目依然坚持工作,受到了外交部部长王毅的表扬。

 

同时,由公安部第一研究所承建的呼和浩特市公安局宽窄带融合数字集群无线通信系统,满足了内蒙古自治区70周年庆祝活动的要求,保障了活动安保顺利进行。此次通信工程共建设30个PDT 集群基站和91个L IE 集群基站,整体覆盖了呼和浩特市市区和部分远郊县,是目前公安行业最大的宽窄带融合通信网之一。在功能上,实现了语音、数据、视频和GIS等功能,以保证建立“统一指挥、快速反应、协同作战”的现代警务机制。

 

呼和浩特市采用的这套宽窄融合的警用通信系统,实现了宽带LTE 和窄带PDT的深度融合,并整合现有警务资源,提供了语音、数据、GIS和视频等不同制式的业务,提升警务效率,搭建了一套上下联动、横向呼应、高效运行的扁平化融合指挥体系。在自治区迎来成立70周年庆祝活动的这段时间里,呼和浩特市公安局新建设的宽窄带融合数字集群无线系统对活动安保提供了极大的帮助,确保了活动的顺利进行。

 

二、呼和浩特市公安局宽窄带融合数字集群系统建设

(一)PDT数字集群网络建设情况

PDT 标准是具有中国自主知识产权的集群通信标准,广泛应用于公共安全等行业,在国内多个省份开展了较大规模的建设和运用。

 

呼和浩特市公安局于2013年开始PDT 数字集群系统的建设,并开通及改造了多个模数兼容基站,采购终端500余部。截止2015年 ,呼市辖区内的土默特左旗公安局、托克托县公安局、雌 尔 县 公 安 局 、清水河县公安局、武川县公安局等单位,也已经雜建设开通PDT 数字集群系统,并实现了与市公安局的联网,为呼和浩特市公安局历次重大勤务保障、日常警务处理发挥了重大的作用。

 

截止至2017年6月,呼和浩特全市共建设PDT 数字基站34个 ,其中PDT 固定基站30个,应急移动基站4个,形成了覆 盖 呼 和 浩 特 城 区' 旗 关 镇' 各级党政机关、重要活动场馆、高速公路国道、重点县道的PDT 数字集群网络。配发PDT 数字集群终端5000余台,保证了一线的工作民警、交警每人佩戴一部PDT 集群终端,满足呼和浩特公安一线民警实时对讲通信的迫切需求。

  在内蒙古自治区成立70周年庆祝活动期间,呼和浩特市350兆PDT 数字集群系统最大注册用户3656个 ,GPS定位信息上报3064148次 ,总呼叫置105080次 ,系统零故障,网络零中断,完美的保障了内蒙古自治区成立70周年庆祝活动的顺利进行。

 

(二)LTE宽带集群网络建设情况

LTE(Long  Term  Evolution)是我国拥有核心自主知识产权的国际3G标准TD - SCDMA的后续演进技术,是一种专门为移动高宽带应用而设计的无线通信标准。TD - LTE以其高带宽、低时延、自主知识产权、高可靠性等特点,已经被确立为警用宽带无线标准。其中,工业及信息化部规划出1447 ~ 1467MHz为宽带数字集群专网的专用频率。

 

呼和浩特市公安局于2016年10月开始建设LTE 宽带数字集群无线网络,截止至8月 ,呼和浩特全市共建设91个LTE 宽带数字集群基站,实现了呼和浩特市二环主城区及二环以外一些重点区域和道路的覆盖,并配发了1700多部宽带数字集群大屏终端,成为了国内规模最大的公安宽窄带融合数字集群专网。

三、宽窄带融合的实现过程

公安数字集群无线通信系统在整体上朝着系统IP化、业务多样化、数据宽带化、终端多样化的方向发展。利用集群通信系统在进行指挥调度的过程中,不仅要“听得见”,还要“看得到、看得清”,这需要集群通信系统支持语音、数据、图像和视频等多种业务,并向宽带化平滑过渡,构建各种通信系统为一体的宽窄带融合数字集群无线通信系统。

 

宽窄带融合的数字集群无线通信系统,没有采用传统的互联方式,而是通过PDT 系统的交换控制中心与LTE 核心网在系统侧进行深度的融合,用PDT 车载台作为网关去进行语音转发。除了能够实现两种系统之间的语音融合之外,还能实现两种终端之间互发短消息、在PGIS平台上显示GIS定位信息等功能。并为将来公安部领导设计的公安警用数字集群通信系统全国联网建设规划中语音的互联互通打好了良好的基础。

   呼和浩特市的警用宽窄带融合数字集群无线通信系统就是在此背景下产生的,下面简要介绍下其实现过程。采用窄带PDT 系统与宽带LTE 系统的融合通信,在保证设备的可靠性、安全性的同时,还需要满足以下功能及技术要求:

 

( 1 ) PDT 与LTE 系统间链路的呼叫控制功能包括:单呼、组呼、FTT 授权等;

( 2 ) PDT 与LTE 系统间链路的数据业务包括:短消息、卫星定位信息;

( 3 ) PDT 与LTE 系统间链路要求:最大传输时延应小于100m s、传输抖动应小于25ms、每话路带宽应不小于32kbps。

 

宽窄带融合具体的实现过程需要解决以下三道技术难关:

(一)互联协议

PDT 语音网关与LTE 宽带集群网关均采用PSIP协议进行对接,PSIP协议是PDT 系统之间进行通信所使用的协议,包括对应的SDP协议,基本规则基于&P2.0标准版本,并在此基础上进行改进和扩充。PSIP协议可作为外部公网或专网系统的接入和互连协议,以及直接和各类IP 终端通信所采用的协议。对接通过SIP/ PSIP接口,将PDT 网络的语音功能融合接入,实现LTE 集群语音业务与PDT 系统之间的融合,上层应用系统调用融合通信平台提供各种语音服务,如点呼、组呼和紧急呼叫等,实现统一指挥调度功能。

(二)语音编码

350兆PDT 数字集群系统的语音采用国内NVOC编码方式,是PDT 集群系统专有的语音编码,而LTE 宽带集群系统的语音是使用开放的标准AMR 编码。

 

要实现PDT 终端与LTE 宽带终端的融合通信,采用的方案是对NVOC和AMR两种编码进行格式的转换。由于目前NVOC声码器不支持AMR与NVOC之间的转码,但两种编码都支持G.711 PCM编码,于是双方系统都将语音数据转换为G.711 PCM编码来进行互联的通信。

而在项目的具体实现过程中,依据PDT 和LTE 的互联协议 ,公安部第一研究所根据用户需求,定制开发出PDT&LTE 互联网关,从而实现了PDT系统和LTE宽带系统之间的信令及媒体交互,包括用户管理、呼叫处理、短消息及数据传输、媒体转换等 。

 

(三)编号方案

PDT 终端的编号方案参照GA176-1998《公安移动通信网警用自动级规范》所规定的CPSX拨号方案,在此基础上进行扩展,并涵盖了MPT -1327的用户。该方案采用区号+队号+用户号的方式,契合公安用户的使用需求;LTE宽带终端的编号也遵守PDT 的相关编号规则。PDT 与LTE进行统一的号码分配规划,并进行两种终端混合编组,既保障了用户的使用体验,也使通话体验零差异,提升了作战效率。

 

—所科技人员和呼和浩特市的公安民警一起,和厂家 工程师密切合作,妥善解决了以上三个问题,为宽窄带融合 和有线互联互通打下了良好的基础。

 

呼和浩特市作为此次内蒙古自治区成立70周年活动的主会场,其通信保障任务繁重。对350兆PDT 数字集群通信系统和1.4 G宽带数字集群通信系统的可靠性和稳定性要求十分严格。在时间紧、任务重的前提下,克服重重困难,迅速组织人员 ,呼和浩特市公安局相关技术人员与公安部第一研究所成立70周年庆祝活动安保专项小组,确定联勤联动机制,完成技术角色职责对接,并对网络安全进行了全面的风险分析和测评,完成制定应急预案、测试网络压力等工作,对交换中心、基站等设备进行了系统升级、隐患排查、网络结构调整、扩容,为活动期间的网络稳定运行创造了必要条件,确保了通信的绝对畅通。活动安保期间,发放了近6000台的宽窄带终端,跨7个警种、14个业务部门,力助呼和浩特市公安一体化语音指挥调度、保障了活动安保的顺利进行。

 

四、宽窄带融合的探讨及总结

在窄带系统上,将继续采用警用数字集群(PDT ) 标准推进公安无线通信系统的升级改造,并积极推进已建进口系统的替代和已建成系统的覆盖补盲,使PDT系统的建设率达到全国地市数量的95% (新增230个地市系统建设 );网络覆盖在城镇达到100% , 国道、省道平均达到95 % 以上,郊区、农村平均达到70% 以上,PDT电台配备率平均达到一线民警的90%,单系统联网率达到100%,实现公安无线专网的全国联网、自动漫游,全面建成公安数字无线应急指挥“一张网”,满足公安机关跨区协同、 异地调警的指挥需求。在宽带系统上,将逐步进行LTE 宽带集群系统的建设,并实现当前热点地区和重点区域的宽带信号覆盖,与其它地市的公安宽带无线多媒体集群系统进行互联,实现现场图像实时回传和其他多媒体指挥调度功能。在此基础上,将采用LTE 无线专网通信技术,启动地市级城市宽窄带融合专网的建设。在当前,世界各国都在加紧进行相关技术和标准的研究,并有一些发达国家开

展了较大规模的试点建设。

 

按照 《公安信息化“十三五”规划重点任务宽窄带融合的公安无线通信专网建设内容及要求》中的规划,“在2018年初到2020年底,在各地市初步建设1套便携式宽带应急通信系统、1套地市控制中心、5 套宽带固定基站和1套宽带移动基站”。呼和浩特市公安局超前谋划,在建设了350兆PDT 数字集群系统的基础上,采用LTE 宽带无线通信技术启动了全市公安宽窄带融合的专网建设,在自治区70周年庆祝活动前,完成了全市宽窄带融合无线通信系统的建设。基本实现全市重点部位、热点地区的图像和视频,并进行宽带数据应用覆盖,实现了LTE 宽带网络系统与PDT 系统的深度融合,建成了公安无线通信宽窄带融合的

“移动公安网”,并能够实现语音指挥、视频调度、高速数据传输的综合应用,全面提升了公安机关应急处突、社会服务和执法办案的能力。

   在完成了宽窄带融合公安无线通信专网的建设之后,还需要对公安各行业业务系统进行深入的对接融合,以满足呼和浩特市公安局对于依靠宽窄带融合通信技术进行整体合成作战指挥的应用需求。在该项目中,开展与视频综合管理应用平台、警用地理信息PGIS平台、合成指挥作战平台、公安大数据平台、移动警务系统、执法记录仪、“动中通”卫星通信系统、视频会议系统、公网电话、无人机等应用系统的对接融合,实现了公安指挥调度、图像传输、大数据的综合应用,实现了“移动公安网”在信息化应用质的飞跃,为呼和浩特市公安信息化的深度融合和高共享应用提供了基础支撑。

 

参考文献

[1]GA-T 1056-2013警用数字集群(PDT)通信系统总体技术规范.

[2]公安科技创新“十三五”专项规划, 2017.

[3]宽带集群(B- TrunC)产业联盟. LTE宽带集群通信(B- TrunC)技术白皮书.宽带集群(B- TrunC)产业联盟, 2016.

[4]郑振新.公安专网无线通信系统的宽窄带融合研究[J] .警察技术, 2017(5).