近年來,隨著無人機、輕型航空器等低空飛行器的快速普及,低空領域成為社會治理的新盲區。“黑飛”無人機干擾機場航班起降、闖入重大活動安??沼?、偷拍涉密場所等事件頻發,給公共安全、國家安全帶來嚴峻挑戰。
為破解低空治理難題,浙江省公安廳聯合浙江移動,依托浙江省數字經濟發展優勢,率先啟動5G-A低空公共安全管理平臺(下稱“平臺”)項目。該項目以5G-Advanced通感一體技術為核心,整合多源數據融合感知、目標智能識別分析、空地一體化通信等技術,在杭州市蕭山博奧片區打造了全國首個城市復雜環境下的5G-A連片網絡,構建覆蓋全省重點區域的低空安全防控體系,實現對低空目標的全天候、高精度、智能化監測與管控,為全國低空公共安全治理提供“浙江方案”,高質量護航低空經濟發展。
5G-A技術創新方案,實現“通信+感知”深度融合
傳統低空管控手段存在感知范圍有限、識別精度不足、響應效率低下等問題,難以滿足新形勢下的低空安全管理需求。隨著信息技術的發展,公安機關需要各類無人機更精準、更及時的數據支持,以實現精細化管理和智能化決策,確保低空飛行的安全可控,從而提高整體的監管效能。
平臺在探測側部署5G-A、云臺攝像機、遠程報文、光電探測等偵測設備,通過多源數據融合技術實現全量探測及視覺識別取證;在預警側基于目標識別與分析,對偵測到的低空飛行器等各類信號進行實時分析分類,判斷威脅并及時警報;在反制側運用信號干擾等手段進行協同反制,結合探測側和預警側提供的目標信息,對威脅性低空飛行器進行精準、快速和合法的處置;在平臺側構建低空監管數字化平臺,實現探測側、預警側和反制側的數據共享和協同,形成全流程業務閉環。
5G-A通感一體架構主要包含四大關鍵技術——
通感一體探測感知技術?;驹谕瓿?G通信功能的基礎上擴展感知探測能力,其中感知能力聚焦無線信號感知,通過分析無線電波的直射、反射、散射信號,獲得回波時間差、多普勒效應及反射波束方向解析,準確地計算出移動物體的距離、速度和位置等狀態參數。
垂直起飛5G-A檢測技術。通過研究組網調整,優化基站垂直FOV角度,抑制地面雜波干擾,提升空中目標回波信號質量,增強徑向速度檢測精度。采用多波束精確測角技術,配合米級定位算法,可對1km范圍內的低空目標進行精準定位,從而快速提升樓基線以下和垂直起飛的檢測能力,實踐中在全國首次實現垂直起飛階段的無人機快速偵測,并支持多種機型檢出。
5G-A基站融合組網技術。通過信標方式消除系統工參的大偏差,將多站檢測結果對齊至統一坐標系,并對各節點的目標狀態進行航跡關聯處理,最后對關聯成功的航跡進行融合,實現目標航跡估計間的空間融合。有效降低了虛警和無人機的定位偏差,通過對不同場景下的航跡監測進行模擬,航跡完整度大于95%。
無人機防御與檢測技術。引入深度學習目標識別模型,通過圖像識別、感知探測多手段,能有效區分無人機、飛鳥等空中目標,識別準確率達98%以上,大幅降低虛警率;創新軌跡跟蹤算法,即使目標短暫懸停或受遮擋,也能保持軌跡連續追蹤,解決傳統雷達“丟目標”問題。并且通過5G-A的低時延端到端能力,快速將無人機位置實時傳輸到監控平臺,提示“黑飛”無人機告警,便于采取多種手段進行防御。
拓寬應用場景覆蓋范圍,增強社會治理實踐效能
平臺打造“感知、分析、預警、處置”全流程智能化管控閉環,整合全省感知節點數據,通過三維電子地圖實時展示低空目標飛行軌跡、類型、高度等關鍵信息。利用5G-A基站的內生智能技術,通過分析流量的業務特征篩選出無人機終端,將無人機的號卡信息與省級無人機公共安全管理平臺數據庫比對,實現網聯無人機身份識別跟蹤,目前識別率可達95%以上。
為解決執法處置不及時的痛點,平臺充分調用路面巡處力量執行疑似“黑飛”無人機核查處置工作。全省警務通、執法記錄儀、警用無人機等警務裝備均已接入5G政法移動專網,系統偵測到疑似“黑飛”情況后調度警力處置,民警從接到指令到找到飛手整個流程由之前的半小時縮短至8分鐘內,違規飛行查處超2000次。
利舊改造降本增效,一網多用協同治理
項目采用“利舊+改造”的建設模式,充分復用現有5G基站基礎設施,通過軟件升級和部分硬件改造實現通感一體功能,單站改造成本僅為新建專用感知站點的60%。以杭州蕭山博奧片區周邊部署為例,通過5G基站通感一體升級改造,替代原計劃建設的8個傳統雷達站點,一次性節省建設成本超300萬元,年運維成本降低50%。同時,平臺具備“一網多用”能力,在保障低空安全的同時,可為民航航班跟蹤、氣象數據采集、城市交通監測等提供數據支撐,大幅提升基礎設施利用效率,實現公共安全與城市治理的協同增效。
“十四五”期間,我國數智化社會轉型持續深化,低空經濟成為拉動區域經濟增長、整合產業發展要素的新賽道,不規范的低空活動存在威脅公共安全的潛在風險。浙江公安5G-A低空公共安全管理平臺融合電子圍欄、防碰撞預警等非法目標告警機制,對于未經報備或進入禁飛區域的“黑飛”無人機,可一鍵下發反制指令,通過干擾信號等方式迫使無人機迫降,有效打擊“黑飛”行為,保障低空飛行秩序。通過雷視聯動,可真實記錄預警、反制全過程,提供真實直觀的影像資料,監管人員可對預警情況實時觀察,及時了解現場情況并協調調度指揮,從而助力相關部門高效執法。
未來,5G-A技術的進一步成熟和低空智聯網的全面投建,將推動城市低空安防系統朝著更加智能化、一體化的方向發展。浙江公安5G-A低空公共安全管理平臺的研究在城市復雜環境低空管控場景中的潛力巨大,且隨著5G專網、內生智能等通信技術的迭代升級,其感知精度、識別效率將持續提升,有望構建全域低空目標無縫監測網絡。平臺后期將深化與交通、應急等領域協同聯動,進一步拓展至民航保障、賽事安保、應急救援等場景,通過“一網多用”提升治理效能,助力全省低空防控網絡規?;采w,為低空經濟安全發展筑牢防線。
(作者單位:中國移動通信集團浙江有限公司)