一体化通信指挥保障平台设计

期刊目录网通信论文发表2021-03-30 10:51关注(1)

　　围绕智慧公安的大背景，针对当前公安机关在警务通信保障的痛点，分析通信保障在重大任务安保、突发事件处突、日常警务调度三个场景下的特征，提出了一体化通信指挥保障平台的架构设计和所需的关键技术。

　　关键词：大数据;PDT;PGIS;Docker

　　温州市公安一体化通信指挥保障平台依托公安部科信局“十三五”规划重点专项《全国公安一体化通信指挥系统建设任务书》的要求进行总体架构设计和实施建设，以PDT数字集群系统（以下简称“PDT系统”）为基础，融合PDT常规同播系统、PoC（Push-To-TalkoverCellular）公网对讲系统，对接PGIS警用地理信息系统及视综平台，采用大数据多级、多域、多架构、多协议兼容应用及分析研判技术，着力打造全市公安宽/窄融合、公/专结合、一体化、扁平化、实战化、可视化、智能化的现代警务通信指挥保障体系，进一步提高全市公安在新形势下维稳处突、反恐防暴、大型活动及重要警卫任务的通信安保及应急指挥能力。

　　一、业务需求

　　当前经济、文化、体育等交流活动日益频繁，反恐维稳形势严峻复杂，给公安通信安保和应急处突带来新的考验。目前，PDT系统通信保障中面临着以下突出问题：（1）缺乏对PDT系统网络性能和服务质量的有效评估，公安无专门的网络优化运维部门，对系统的运行状态、无线信号覆盖情况没有科学有效的评估手段，部分通信设备可能带“病”工作，在通信保障中不可避免出现指挥调度不畅的问题；（2）缺乏对通信保障态势的科学量化分析和研判，警力分布和通话组分配缺少必要的协调，通信保障智能化水平低；（3）缺乏通信保障任务之后的回溯与数据分析，无法将通信保障的经验转换为下次通信保障预案。PDT系统作为公安专网通信网络已成为公安机关最主要和重要的基础通信网络，也是公安机关日常警务工作、应急处突、重大任务安保的核心指挥调度系统。借助现有PDT系统网络，融合PDT用户和系统的大数据基础，进行集中存储、汇总和统一分析，为公安机关提供语音调度、警力分布、警情展示、态势分析和系统预警等方面的实时呈现应用。通过大数据分析、挖掘和深度学习，从海量的数据资源中挖掘内在价值，辅助公安进行智能化通信保障。对接各级指挥中心、PGIS平台、视综平台等应急指挥体系的业务数据，为公安机关提供警员定位跟踪、多媒体视频业务、重要情报线索和研判成果的实时推送应用，构建一个既可自上而下亦可横向铺开，并融合多种异构公安通信网络和具有强大信息支撑且能够分析研判的智能化、一体化、信息化、可视化的实战型综合一体化通信指挥保障平台。通信保障大数据平台依托于PDT系统互联相关规范，立足于PDT系统网络实战数据，结合大数据、PGIS等技术，提供集群基站无线覆盖、系统负荷、频率资源、用户分布、组分布、通信保障预案等功能，实现可视化、智能化的通信保障和指挥调度平台。平台数据接口设计思路如图1所示。

　　二、系统框架和设计

　　（一）平台设计思路

　　平台的核心为应用数据中心，分为数据服务、业务服务和接口服务。应用数据中心采用Docker集群部署，基于微服务思想架构以及高度集合的分布式应用，微服务之间有着“松耦合”的特点，同时又具备易扩展的优点。在业务层，部署用户管理服务（dsc-radio）、设备管理服务（dsc-facility）、系统负荷和性能服务（dsc-cdr）、系统告警服务（dsc-alarm）、采集服务（dsccollector）等，以及SpringCoud提供的微服务基础模块Euraka、lConfig、Gateway，消息中间件采用Kafka和分布式应用协调应用Zookeeper，数据缓存Redis，数据库为Mysql、TimeScaleDB。

　　（二）系统设计业务

　　服务主要包括用户管理服务、设备管理服务、系统告警服务、系统负荷和性能服务、无线覆盖和频率管理服务、指挥调度服务，以及大数据处理技术应用。1.用户管理服务用户管理服务包含用户的所属组织架构、实名制信息、开关机状态、注册基站、当前组，以及组用户成员、组用户分布范围和趋势、组用户忙闲状态等实时状态数据，提供用户活跃度、在册时长、通话时长等汇总和统计分析。2.设备管理服务设备管理服务包含PDT系统的交换控制中心、集群基站、天馈等设备的所属厂家、安装位置、供电情况等基本资料，包含用户终端设备的生产厂家、型号、电子序列号、归属部门等信息，提供资产管理、设备报备等服务。3.系统告警服务平台收集PDT系统设备产生的告警，结合网络拓扑，实时显示系统各个网元的运行状态和告警信息。通过对告警网元、告警类型、告警产生时间分类汇总分析，对设备、网元运行状态进行分析，结合系统业务量负荷情况、告警时间段，对系统健康状态进行分析评估。4.系统负荷和性能服务通过采集系统信道实时状态、实时登记和话单、繁忙排队数量和时长等数据，分析基站信道使用率、系统占忙比、繁忙峰值时间，评估基站信道是否需要扩容，以及为基站扩容信道数量提供模型和数据支撑。5.无线覆盖和频率管理服务收集集群基站的信道频率、发射功率、位置信息，生成频率资源库，分析PDT系统中的同频干扰、邻频干扰、三阶互调情况，为集群基站频率规划和动态频率调整提供依据。收集终端用户的上行场强和定位数据，通过数据清洗、分析，以及终端用户长期和沉淀的数据积累，建立无线基站覆盖模型，结合地理位置，绘制基站无线覆盖热力图，真实反映各集群基站的无线覆盖情况。6.指挥调度服务PDT系统调度接口实现单呼、组呼、短信、监听、强插等调度功能，通过对前期通信保障任务的集群基站繁忙情况、终端用户位置分布、终端用户呼叫类型等数据处理，绘制任务的全程使用曲线，实现前期任务过程复盘，为下一次通信保障预案提供数据依据。通过集群基站实时负荷、用户分布热力图、态势分析等数据分析，结合各类通信保障调度预案，实现通信保障线路规划、信道资源优先分配、调度自动监听、轨迹动态跟踪、视频实时跟随等智能化指挥调度服务。同时通过权限分配和管理，为全市各级科信部门、指挥中心、派出所等主要的业务警种提供分权分域的指挥调度，即能满足指挥调度统一平台的需求，又能满足各警种之间差异化的需求。7.大数据处理技术应用数据清洗指无效数据过滤去重、数据去重和选择，包括定位、场强、告警等数据清洗。数据预处理针对不同厂家和接口的数据归一化、标准化以及有效数据的匹配和整合，应用于PDT系统的信道状态、话单等非标准数据的预处理。基于Docker集群搭建flink大数据分析平台，引入数据挖掘和深度学习算法，对已有数据进行预测性分析，形成数据可视化。构建了温州市局PDT系统大数据平台和可视化平台，为通信保障工作提供决策分析依据。平台为日常勤务工作提供了包括集群基站无线覆盖、系统实时运行状态监控。结合数据统计、分析和挖掘，提供包括系统性能评估、保障建议和应急预案等智能化通信保障数据。利用警务人员日常活动轨迹的位置定位、PDT终端上行场强等大数据信息的收集、分析和学习，提供真实的基站无线覆盖图，实时、直观展现系统的无线覆盖情况，结合地理位置数据，计算辖区内集群基站无线覆盖率，为集群基站补点和优化提供有力数据支撑。利用PDT终端的旋钮组上报功能和组登记信息，结合终端用户定位信息，提供终端用户和组的热力分布图，将无

　　三、实战应用

　　规律的定位数据转换为警力分布趋势图，达到直观可视化的效果。通过对PDT系统的终端用户、集群基站、通话、告警等数据进行统计、分析、汇总，按照行政区域、警种对设备、终端用户和系统负荷进行实时数据展示，并提供各项统计的详细对比和报表。

　　四、结语

　　温州市公安一体化通信指挥保障平台利用PDT系统数据，进行大数据的深度分析和挖掘，打造可视化、智能化的通信指挥保障实战应用，以PDT系统大数据为抓手，切实、有效提升了全市公安在日常通信维护和重大任务保障的智能化应用及各级指挥中心、主要业务警种的实战应用能力和水平。为PDT系统的数据应用在公安一体化通信指挥平台提供了示范，为PDT系统后期朝着智能化、实战化的应用方向发展提供了参考。

　　参考文献

　　[1]国家工业信息安全发展研究中心.大数据优秀应用解决方案案例政务民生卷.人民出版社,2018.

　　[2]全国公安一体化通信指挥系统建设任务书.

　　[3]公安部科技信息化局等.GAT1364-2017警用数字集群（PDT）通信系统互联技术规范.中国标准出版社,2017.

　　[4]公安部科技信息化局等.GAT1365-2017警用数字集群（PDT）通信系统网管技术规范.中国标准出版社,2017.

　　作者：陈庆程 王品勇 王琢

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