移動警務智能資源適配引擎機制研究與探討*

魏守明，何晨光，盧佳琦

（哈爾濱工業大學通信技術研究所，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

近幾年，在技術和業務的雙重驅動下，國內外公共安全行業移動信息化無論從政策支持、技術演進還是實際應用方面都取得了顯著的成效。公安移動警務是公安信息化的重要組成部分，是一項戰略性、基礎性、先導性、全局性工程。近幾年，中國公安部先后發布了《關于大力推進基礎信息化建設的意見》《關于推進公安信息化發展若干問題的意見》等文件，提出了“建成融合智能移動警務系統”和“建立健全新一代移動警務體系”的重點任務，大力推進公安業務從桌面向移動端拓展，從單一警務服務向惠警惠民綜合服務轉變，實現“大整合、高共享、深應用、智能化”的公安移動信息化目標。

但是，當前移動警務建設中存在因寬窄帶專網、公網物理隔離導致的資源無法共享、業務難以協同、安全管控分散等問題，迫切需要在網絡融合互通、資源智能適配、設備融合、安全體系、應用支撐等方面實現關鍵技術的突破和創新。移動警務智能資源適配引擎機制旨在實現異構網絡融合的基礎上，研究設計智能資源適配引擎技術方案，包括其邏輯架構以及具體部署方案等[1]。

1 移動警務智能資源適配引擎機制

1.1 智能資源適配引擎邏輯架構設計

在移動警務的融合網絡架構中，為實現智能資源適配，在系統架構設計中縱向引入了一個移動警務智能資源適配引擎，它與融合網絡的各層都有邏輯連接關系，通過相應的智能決策算法和智能服務接口，實現多層面的移動警務智能融合。智能資源適配引擎的邏輯層次結構如圖1所示，邏輯上將智能資源適配引擎劃分為終端、通信網以及公安移動信息網三個層面。依托智能資源適配引擎邏輯，在三個層面實現融合智能目標，即融合終端智能接入、異構網絡智能切換以及應用業務智能協同[2-3]。

圖1 移動警務智能資源適配引擎邏輯架構

終端層包括異構融合網絡中的各類型通信終端，如公/專融合終端、寬/窄融合終端、專網PDT終端、專網LTE終端、視頻終端等。融合終端智能接入旨在綜合應用高效資源感知算法、異構網絡選擇算法以及干擾協同管理機制等關鍵技術，實現多模終端（包括公/專融合終端、寬/窄融合終端）在融合網中的網絡自主切換。

通信網層包括公網LTE、專網LTE、專網PDT、視頻專網等異構通信網絡。在移動警務融合系統架構下，通信網層設置網絡融合平臺，該網絡融合平臺通過異構網絡資源適配接口與系統中的各類通信網絡資源交互，并透過安全邊界網關接入到公安移動信息網層的融合服務平臺。通信網層的智能資源適配引擎主要完成各類異構網絡資源的管理和適配，通過部署智能資源適配引擎實現異構網絡智能切換[4]。

在公安移動信息網層設置融合服務平臺，通過融合服務平臺，可實現移動信息網中移動警務應用與異構融合網絡資源之間的信息交互。融合服務平臺提供服務總線標準接口，從而為公安移動信息網中的各類移動警務的業務智能協同提供應用支撐。在公安移動信息網層通過部署智能資源適配引擎，實現融合指揮調度、態勢感知預警等多場景的移動警務業務的智能協同應用。

1.2 架構設計難點及設計方案的優勢

本架構設計難點是旨在異構融合網絡的基礎上，引入移動警務智能資源適配引擎，分層級獲取從終端到通信網，再到公安移動信息網應用平臺的各類接口信息，通過部署智能資源適配引擎，使系統最終能夠實現融合終端智能接入、異構網絡智能切換以及應用業務智能協同。

本方案面向公共安全行業應用及其發展需求，其優勢主要體現在以下幾個方面，同時也是移動警務智能資源適配引擎方案設計中遵循的設計原則。

（1）架構的可擴展能力

為了最大限度地增強系統的價值，最大限度地吻合各業務應用的需求，充分考慮系統今后在功能擴展、應用擴展、集成擴展等多層面的延伸，在智能資源適配引擎方案的邏輯架構設計過程中，從全局出發，充分應用分層架構設計、組件化結構設計、標準化接口設計、開放APP設計等設計方法，保證系統具有可持續擴展及提升的能力，以滿足未來用戶需求不斷發展變化的要求[5]。

（2）符合公安移動信息網的演進策略

隨著“大整合、高共享、深應用、智能化”的公安移動信息化目標的不斷推進，公安移動信息網不斷優化和演進。現有的公安集群專網因獨立于公安移動信息網之外，與公安移動信息網沒有接口，不能適應我國公安新一代移動警務架構的發展趨勢。本設計方案充分研究了公安移動信息網架構及其未來發展規劃，既能夠將異構融合網絡提供的服務導入到公安移動信息網中，還能夠滿足公安移動信息網中服務總線標準的應用接口要求，從而為移動信息網中的融合指揮調度等移動警務智能化應用提供服務支撐，符合公安移動信息網的演進策略。

（3）多場景的適應能力

由于不同的警種或執法部門（如交警、巡警、社區警務等），其職責劃分有較大差異性，移動警務系統中的各項業務應用也主要按照執法人員的業務需求來做適配，這就要求在研究設計智能資源適配引擎技術方案時，必須針對可能面對的不同應用場景，設計相應的解決方案。本方案可通過智能資源適配引擎邏輯機制，在通信網側以及公安移動信息網側協同部署，根據可獲得接入資源的差異性（如PDT終端、專網LTE終端、公/專融合終端、寬/窄融合終端、視頻終端、物聯網終端等），利用多種接入方式來滿足多場景甚至是全場景的需求。

2 智能資源適配引擎通信網側部署

2.1 通信網側部署方案

如圖2 所示，智能資源適配引擎通信網側部署方案，是將融合網智能切換算法邏輯配置到各級融合設備的智能決策模塊中，從而實現終端智能接入網絡、基站智能網絡選擇、網絡融合平臺智能網絡選擇的融合智能目標。

圖2 通信網側部署方案框圖

通信網側融合設備包括融合終端、基站、網絡融合平臺三個層級，因此在多種網絡環境融合基礎上，終端設備對于接入網絡的選擇及切換可以根據具體規則及接入方案按需自動切換，目的為最大限度降低因網絡環境因素導致正常警務業務失敗或中斷。綜合各網元測量信息，可以實現多層級智能網絡選擇方案[6-7]。

2.2 融合終端智能決策過程

由融合終端完成下行網絡測量和終端自身狀態信息采集，并將所有信息傳遞給融合終端智能決策模塊；融合終端智能決策模塊首先根據網絡狀態（通過信道質量、網絡質量等）綜合判斷是否滿足切換門限，并考慮終端當前的狀態（是否正在進行重要業務等），指示終端智能網絡切換模塊進行網絡切換。

2.3 基站智能決策過程

由融合終端進行下行網絡測量和終端自身狀態信息的采集并上報給基站；基站側完成上行網絡信息測量和小區資源利用率監控；基站智能決策模塊對所有已知信息進行綜合判斷，當輸入條件滿足切換門限時下達指令給終端進行網絡切換。

在基站側實現智能網絡選擇算法的優勢有：

（1）由于終端的發射功率較低，在實際的網絡應用中更容易出現終端上行網絡覆蓋受限的場景，在基站側進行智能網絡判決能夠更及時地通知終端進行網絡切換。

（2）基站可以實時監控小區資源的利用率，可根據不同網絡的資源利用率進行不同網絡的切換。

2.4 網絡融合平臺智能決策過程

由終端進行下行網絡測量和終端自身狀態信息采集并上報給融合平臺；基站完成上行網絡測量和小區資源利用率監控并上報給融合平臺；融合平臺信息采集模塊完成異構融合網絡狀態信息的獲取；融合平臺智能決策模塊對所有已知信息進行綜合判斷，當輸入條件滿足切換門限時下達指令給終端進行網絡切換。

在融合平臺實現智能網絡選擇算法的優勢有：

（1）融合平臺可以獲取到異構融合網的網絡信息，使終端進行切換時業務質量得到有效保障。

（2）融合平臺可以記錄各終端在地圖上面的網絡切換點的地理位置及關聯性，從而指導終端進行網絡選擇，如規避乒乓切換的問題。

3 智能資源適配引擎公安移動信息網側部署

3.1 公安移動信息網側部署方案

融合智能網架構為移動警務的復雜應用提供了更多選項，如圖3所示。智能資源適配引擎公安移動信息網側部署方案，是將業務智能協同算法邏輯配置到公安移動信息網相應應用服務中的智能協同模塊中，從而實現多場景的移動警務業務智能協同的融合智能目標。例如針對融合指揮調度應用和現場態勢感知應用的部署，未來亦可擴展到其它應用服務[8]。

圖3 公安移動信息網側部署方案框圖

3.2 融合指揮調度業務智能協同流程

融合指揮調度應用服務主要由應用業務請求模塊、終端資源信息獲取模塊、智能協同模塊及調度方案生成模塊組成。融合指揮調度智能協同模塊收到應用業務請求模塊發來的融合指揮調度業務請求后，進行業務解析，對獲取到的融合網絡可提供的各類終端資源信息進行關聯分析，并結合警用地理信息系統，建立業務協同模型；然后由調度方案生成模塊按業務協同模型生成調度方案，如各類終端警力配備、警力編組、路徑規劃、救援聯動等，以期達到最佳資源匹配，供調度員參考決策。

3.3 現場態勢呈現業務智能協同流程

在某些突發的應用場景中（如火場救災、處突現場等），可能出現多人多次報警，每人描述信息可能側重點也不一致，輿情信息也非常多，信息非常繁雜，控制中心需要實時掌握處于這些場景中的人員警情關鍵信息以及周邊的資源情況，這些信息由一線人員身上的融合終端進行采集，通過大數據原理及相關技術對這些數據進行分析并建立業務協同智能算法模型，通過模型的分析結果及時給出預判，以期達到智能感知現場環境、掌握一線人員狀態、發現前方危險狀況并提前預警、及時指派合適的資源解決對應的問題，以及時刻保障前線人員安全的目標[9]。

現場態勢呈現應用服務主要由應用業務請求模塊、態勢信息獲取模塊、智能協同模塊及態勢呈現生成模塊組成。現場態勢呈現智能協同模塊收到應用業務請求模塊發來的態勢業務請求后，首先對請求業務進行解析，區分不同應用場景的態勢業務，然后對由現場態勢信息獲取模塊提供的各類現場態勢信息進行綜合分析及預判，建立業務協同模型，發給態勢呈現生成模塊。態勢呈現生成模塊按接收到的態勢業務協同模型執行GIS地圖呈現、預警輸出、輔助調度等操作。

4 結束語

論文研究和探討了基于異構融合網絡基礎上的移動警務智能資源適配引擎機制，為實現智能資源適配，在系統架構設計中縱向引入了一個移動警務智能資源適配引擎，它與融合網絡的各層都有邏輯連接關系，通過相應的智能決策算法和智能服務接口，實現多層面的移動警務智能融合。論文完成了智能資源適配引擎的邏輯架構層次劃分，邏輯上將智能資源適配引擎劃分為終端、通信網以及公安移動信息網三個層面，給出了智能資源適配引擎的具體部署方案，包括通信網側部署方案和公安移動信息網側部署方案。本文提出的移動警務智能資源適配引擎機制，面向行業現實需求，具有一定的前瞻性，符合公安新一代移動警務架構的發展趨勢。

隨著公安大數據戰略的實施以及人工智能技術的普及和深化，移動警務面臨更好的發展前景，但同時對移動警務也提出了更高的要求。以公安大數據戰略為中心，以智慧警務為方向，從深度應用向智能應用發展，扁平化、智能化、精準化、合成化、動態化、人性化將成為未來移動警務的特征。同時打破現有網絡和系統壁壘，實現跨區域、跨網絡、跨平臺信息資源安全共享，解決公安多警種、廣覆蓋、業務復雜的問題，構建網絡融合、上下貫通、扁平服務、安全可控的信息共享體系，以及移動終端的多樣化等移動警務發展趨勢，在給未來移動警務的智能化設計帶來挑戰的同時也將有利推動移動警務智能資源適配技術的深入研究。