“北斗+大數據”在邊境應急管理中的應用

文 | 張朋永 張麗麗 李慧子 趙希奇 王劍宇

哈爾濱航天恒星數據系統科技有限公司

一、前言

北斗衛星導航系統是我國自主研發的全球衛星導航系統，作為國家綜合導航定位和授時（PNT）體系的核心基礎設施，為全球用戶提供全天候、全天時、高精度、實時連續的定位、導航和授時服務[1]。而大數據中80%信息要依據時間和空間進行挖掘，因此大數據的挖掘一定要利用北斗的“空間維P”“時間維T”“動態性N”尋找規律，發現線索，提供決策依據[2]。

黑龍江北斗高分綜合應用示范工程利用“北斗+大數據”技術的分析、預測能力，結合中俄邊境線長、氣候惡劣等問題，開創一條“聚、通、用”的邊境應急管控的實踐路線，探索和挖掘“北斗+大數據”技術在邊境應急管理中的創新應用新模式，實現邊境事件預測預警、邊境巡護實時監管、漁船作業自動監控等，切實提升邊境地區管控效率和防控能力。

當前，又正值疫情防控緊要時期，雖然我國疫情得到有效遏制，但國際蔓延勢頭迅猛，邊境地區形勢尤為嚴峻。為防止非正常途徑出入境等造成疫情輸入及涉外事件，加強邊境信息化建設，加大邊境管控力度，既關系到邊境穩定，更關系到邊境百姓的人身安危和全國疫情的控制局勢。

二、“北斗+大數據”在邊境應急管理中應用分析

1.系統建設思路分析

天空地一體化立體多維目標信息采集。利用“天基（北斗、遙感衛星）+空基（無人機）+定位觀測（視頻、卡口盤查）+地面調查+群眾舉報”等多種信息采集手段，同時結合公安、交警、水產局、漁政、漁具商戶等業務數據匯聚，實現天空地一體化立體多維目標的態勢全面感知，采集即錄入，錄入即比對，比對即上傳，上傳即匯總，匯總即分析，做到全程留痕、有據可依、有跡可查。

涉邊事件提前預警、人防力量提前布控。依托技防設備采集、人力情報收集等手段，形成集合邊境線、交通道、社會面的“點線面”結合的防控圈，全面獲取源頭管控數據的實體空間和虛擬空間的靜態/動態信息，通過“北斗+大數據”的分析預測能力結合碰撞比對、模型計算、深度學習等綜合技術實現對關注人員及異常行為的提前發現和預測預判，變被動應急為主動防控。

應急指揮調度態勢實時感知。聯合“北斗短報文+移動互聯網” 天地一體化通信網絡，實現通信無死角，實現常態化實時監控邊防防控力量的動態，實現精準、及時、合理的應急調度指揮，保證管控力量第一時間獲取情報，前往事發現場處置。

事件全流程閉環總結分析。將事件按照等級、類型、來源、時間、地點、狀態、處置結果等信息分類管理歸檔，利用北斗網格碼技術的信息關聯方法，形成一案一碼，便于與其他關聯信息綁定，實現快速檢索、精準分析，用于科學指導邊境日常巡護調度任務安排，做到巡護力量合理部署，預防事件發生。基于“北斗+大數據”的邊境應急管理系統業務架構見圖1。

圖1 基于“北斗+大數據” 的邊境應急管理系統業務架構

2.通信鏈路分析

綜合天基北斗三號短報文通信[3]與地面互聯網、移動通信網構建天地一體化信息網絡，形成具備時空連續、安全可靠、上下聯動的邊境通信網絡。巡護人員利用北斗RDSS終端短報文通信或移動4G/5G網絡實現與指揮中心的信息交互，實現巡護人（車、船）狀態監測和數據采集；群眾手機移動客戶端通過移動4G/5G網絡向指揮中心舉報疑似違法行為；系統通過高分專線打通與高分中心數據接口，實現高分數據專線推送；公安、漁政部門利用政務專用網與系統互聯，實現可共享信息的交互。基于“北斗+大數據”的邊境應急管理系統的通信鏈路圖見圖2。

圖2 基于“北斗+大數據”的邊境應急管理系統的通信鏈路圖

3.指揮調度體系分析

本示范項目采用三級指揮調度體系，一級北斗指揮機直接接入指揮平臺，可指揮管轄地區所有北斗短報文終端用戶；二級北斗指揮機網格化轄區內辦事機構，分別管理各自下轄地區的北斗短報文終端；三級主要包括管理管轄區內所有北斗手持RDSS終端、北斗車載RDSS監控終端、北斗通導一體船載終端等。基于“北斗+大數據”的邊境應急管理系統的三級指揮體系示意圖見圖3。

圖3 基于“北斗+大數據”的邊境應急管理系統的三級指揮體系示意圖

三、“北斗+大數據” 在邊境應急管理中的創新應用

1.邊防應急指揮調度

應急指揮調度主要處理來自漁船自動報警、大數據預判預警、群眾舉報等緊急處置任務。當指揮中心接到報警預警信息時，指揮中心可快速定位事發地點，同時按照就近原則，篩選附近的巡護力量，并向北斗RDSS終端（巡護車船人配備）派發任務信息，巡護力量第一時間前往事發現場，根據派發的處置意見或是實際情況進行現場處置并反饋處置結果，指揮中心審核后確定是否結案歸檔，實現事件全流程狀態監管至閉環結束。做到應急事件及時處理，態勢及時掌握。

2.“北斗+大數據”預判預警

根據匯聚的數據對涉外事件、涉恐人員進行預測，對涉案事件及關聯人員進行綜合分析，從人員背景、關系、行為、軌跡等維度，運用“北斗+大數據”的分析預測能力結合碰撞比對、模型計算、深度學習等綜合技術實現對關注人員及異常行為的提前發現和預判預警。預警規則按照紅、橙、黃、藍排除風險，危險級別遞減。新增重點人員及重點人員檔案信息發生變更時，系統彈出顯示異常積分變化提醒，當異常積分累積到一定閾值，系統可自動識別并發出相應等級的預判預警，實現對涉外、涉恐、暴恐等事件發生進行預測預判，根據事件等級、性質提前部署人防力量，做到涉邊事件提前預警、人防力量提前布控。

3.漁船自動監控

漁船自動監控利用北斗RDSS船載終端實現邊境作業漁船的信息化自動監管，實時監控作業漁船的狀態，利用電子圍欄技術規范作業漁船的工作區域，避免漁民誤入禁漁區或是越境非法捕魚。其中電子圍欄是根據高分影像提取的界河中心線、實地邊境線劃定情況、漁船作業區域數據作為設定電子圍欄的參考線。設定預警線、報警線兩道防線，如在距離參考線20m距離設置預警線，在距離參考線10m距離設置報警線，設定多重電子圍欄，為漁船自動報警的多重報警提醒提供數據支持。當作業漁船越過預警線時，系統自動向漁船終端下發預警提醒。當作業漁船越過報警線時，系統自動向漁船終端下發勸返警告，系統自動鎖定并標記跟蹤報警漁船，指揮人員立即同時啟動應急指揮調度機制，按就近原則派遣最近巡護船前往現場處置。漁船自動報警展示見圖4。

圖4 漁船自動報警展示

4.邊境網格管理

利用北斗網格碼技術的多級嵌套細化邊境轄區內的空間維度，在細化的網格基礎上，利用北斗網格碼技術的信息關聯方法將各個轄區網格內的船管站、工作站、責任區、下江通道、人防力量、商家、卡口、視頻監測等各類對象以及對象所關聯的實物信息與空間位置信息進行自動關聯，同時整合涉案人員、車輛、船只、物品等信息，形成事件檔案，執行事件閉環管理，形成事件一案一碼，用于與其他要素關聯，實現邊境業務數據高效檢索、時空統計、關聯分析等多層次評估的邊防業務。事件分類統計分析見圖5。

圖5 事件分類統計分析

5.邊境基礎信息遙感提取

系統采用遙感衛星、路網數據和地面勘測等相結合手段實現邊境基礎地理電子沙盤和路網信息提取，為實現邊境全局實時動態監測、應急指揮調度以及態勢感知分析等提供基礎信息支撐。河道動態監測以高分一號、二號等遙感影像數據作為基礎地理數據，結合歷史河道數據、DEM數據、地形地貌數據等多源輔助數據，提取河道中心線數據，為漁船多重預警線提供數據基礎。邊境遙感監測信息提取成果展示見圖6。

圖6 邊境遙感監測信息提取成果展示

四、總結及應用推廣計劃

根據黑龍江省高緯、高寒、大邊防等特點，創新提出基于“北斗+大數據”邊境管控模式并在中俄邊境3個地區先行示范應用，初步實現常態化、智能化的邊境軍警民一體化融合體系，彌補了“北斗+大數據”應用示范在邊境管控領域的空白，對全國邊境應急管理具備實際借鑒和指導意義。后續將繼續豐富完善系統體系建設，打造豐富完整的聯防聯控體系，助力維護邊境安全穩定，實現興邊富民。