面向异域环境的一体化执法信息系统架构研究

黄东

【摘要】 为实现在复杂物理环境和多元应用条件下的一体化高效执法，本文设计一种能够满足各种处理现场的复杂环境下多任务、高可靠性、高效率等需求的公安和武警信息系统架构，为公安武警等特种部门实现高效执法提供保障。

【关键词】 一体化执法 异域环境 系统架构

一、研究现状

我国公安机关信息化建设的目标是建立以高效任务和资源调度为核心的信息综合传输和处理[1]。由于目前在公安系统各警种间存在不同的通信系统，如交警部门在进行交通指挥和交通监控时有交通信息平台，治安部门在执行治安巡查任务时对人员的调度和指挥采用治安专用通信系统，刑侦部门在抓捕犯罪嫌疑人的过程中也有自己的通信指挥系统等，武警和消防部队也都有自己的指挥通信平台，而市政府的其他职能机关也都有自己的通信指挥平台。但无论在公安系统内部还是其与其它各部门之间由于使用不同的通信和指挥管理体制，在维护社会稳定和处置突发公共安全事件等过程中难以实现互联互通，因而缺少高效、低成本的公安信息系统解决方案，难以实现信息共享。而国外公共安全通信体系也是由现有的商业通信网络、政府和军队的专用通信系统组成，在应对大规模突发性事件及各种灾难时，都难以提供及时可靠的通信保障。美国911调查报告指出[2]：各救援队的专用通信设备在使用制式和工作频段等方面缺乏有效协同，导致通信系统之间不能互通甚至相互干扰；民用陆地公众通信系统大多要求有固定基础设施，而在灾难区域常常损毁基站等固定基础设施。即使能够正常工作，也很难适应救援工作的大通信容量、设备密集且分布不均匀、通信业务种类繁多、安全和可靠性、移动和游牧性等方面的特殊要求。为此，美国国土安全部制定了SAFECOM[3]计划，目的是使应急联动的各个领域实现通信系统间的兼容和互操作， 实现应急系统中不同通信系统间信息的联通互动。

二、一体化执法信息系统架构

设计一种能够满足各种处理现场的复杂环境下多任务、高可靠性、高效率等需求的公安和武警信息系统，其核心是保障警务任务的实施，重点研究多警种信息平台的信息资源有效利用问题，需要解决异构信息的融合技术。重点研究在任务指挥和调度时，使警用装备、人员以及相关任务要素信息采取一体化采集、传输和处理，保证在前线的作战人员能实时采集和接收态势信息，后方的指挥和后勤人员具有动态信息保障能力。拟以物联网技术支持为基础，采用新一代的信息感知、传输、应用技术。在信息系统背景下，重点研究以一线执法任务为核心的新型执法信息系统。该系统需要实现一线无线通信系统的网络共存和信息互通，具有多源信息的感知、传输、应用能力。重点研究多警种无线网络的无线资源管理和信息协同处理机制，实现不同警种通信装备之间的互联互通；研究基于警务任务的多源异构信息综合处理技术，拟建立警务全景信息系统，采用统一的警务信息标识体系管理各种警用装备、人员信息以及相关任务环境等信息要素，满足对警务任务的高效指挥、保障。本课题以我市公安系统现有信息平台为基础，以信息栅格和物联网等先进技术为参考，以一线警务任务为目标，实现系统平滑演进。

包括：

基于信息栅格与物联网融合的公安和武警信息系统建设的核心应是保障警务任务的实施，重点研究多警种信息平台的信息资源有效利用问题，需要解决异构信息的融合技术。重点研究在任务指挥和调度时，使警用装备、人员以及相关任务要素信息采取一体化采集，传输和处理，保证在前线的作战人员能实时采集和接收态势信息，后方的指挥和后勤人员具有动态信息保障能力。拟以物联网技术支持为基础，采用新一代的信息感知、传输、应用技术，设计信息系统体系结构：

为实现多任务下不同警种间信息保障，包括不同警种间通信系统的互通和任务要素信息的交互[4-6]，需实现无线资源的高效管理和利用，包括研究基于任务要素信息互通互联的网络互连体系、服务体系、系统管理体系，构建多任务条件下的面向演进的分层分布体系架构，如图1所示，具备信息感知、数据传输、信息集成融合以及智能应用能力。

三、设计策略

以“提高公安和武警信息保障能力”为牵引，以“信息栅格和物联网技术相结合”为指导，以“任务要素相关信息互通”为突破点，以“理论分析”为基础，以“计算机仿真”为辅助分析以及“硬件平台”为验证手段。

（1）建立具备快速组网能力的通信网络模型

为实现公安和武警一线单位现有的蜂窝移动通信网、无线局域网、无线个域网以及卫星/数字广播/固定无线接入网高效互联互通需采用以下技术路线：

1）采用基于信息栅格的层叠网络演进路线，使用SDN系统作为具有快速组网能力的通信系统的核心控制设备，在满足以高效包交换为核心的网络管理的要求条件下，实现业务、控制、传送与接入相分离，采用集中设置和管理模式，覆盖多个业务区域，减少网络间切换的数量；实现跨区域的资源共享，以及更高效的设备资源利用率和网络效率。2）建立相应的协议互通模型，运用紧耦合和松耦合模型相结合的方式，实现现有专用ATM网络、IP网络以及TDM网络之间的信令互通和分属不同体制网络的终端用户的业务互通。3）采用动态自适应的层叠网络路由机制与网络性能度量构造对网络性能全面和可信的描述，实现层叠网络的上层路由对底层网络拓扑的变化探测或感知，如图2所示。层叠网络的路由协议可采用基于网格的方式，首先由端系统构成一个网状的拓扑结构，然后，基于网格构造多播树，如图3所示。

四、总 结

本文提出了“一体化执法信息系统”的体系结构，解决了用于不同警种间通信系统互通和多源异构信息交互的各个通信子网络共存与融合问题。采用资源控制系统可实时调整（监测和控制）“频谱使用规则”，有利于实现快速异构组网。

参 考 文 献

[1]王春元，杨善林，刘心报，公安信息化与信息网络安全保障.中国科技论坛，2007年。

[2] Kean， T.H.， et al. The 9–11 Commission Report. http：//www.9-11commission.gov/report/911Report.pdf.

[3] SAFECOM Program， US Department of Homeland Security. Statement of Requirements for Public Safety Wireless Communication and Interoperability. Version 1.0 pdf， March 2004， http：//www.safecomprogram.gov/SAFECOM.

[4] Jang Su Park，Im Yeong Lee.2006. RFID Authentication Protocol Using ID Synchronization Insecure Communication [C]. 2006 International Conference on Hybrid Information Technology.

[5] W.Zhang and G.Cao，Optimizing tree reconfiguration for mobile target tracking in sensor networks[C]，in Proceedings of IEEE INFOCOM，Hong Kong， China， Mar.2004

[6] Kaeye Dastner，ThomasKausch，Felixopitz.An object oriented Development suite for Data Fusion.httP：//ieeexPlore.ieee.org，2007.