大型活动中的通信保障工作及技术研究——基于LTE无线宽带专网的大型活动安保方案

吉林太 罗义斌

1. 内蒙古自治区呼和浩特市公安局 2. 鼎桥通信技术有限公司

引言

2017年8月8日，内蒙古自治区成立七十周年庆典活动在呼和浩特举办，作为我国成立最早的自治区和“中蒙俄一带一路经济走廊”的核心省份，此次活动受到了自治区政府和国家的关注。呼和浩特市公安局根据大型活动安全保卫工作需求，充分发挥4G LTE无线宽带专网的特点和优势，确保庆祝活动安保各级指挥通讯安全畅通，确保安保信息通讯全程、全网畅通，顺利完成了“内蒙古自治区70周年庆典活动”的安保工作。

一、大型活动的安保通信需求和挑战

大型活动安保主要包括大型活动、要人警卫等场景，各种场景也存在交叉的情况，“纵向调度、横向协作、统一指挥、属地负责、密切配合”是大型活动安保的指挥特点。大型活动指挥组由具体参与保障任务的相关公安机关、应急保障、交通管理、医疗救助等各部门人员组成；参与警种和警员众多，甚至需要大量外地警力加入保障活动；指挥上通常包括指挥员层级和工作层级，工作层级可能按警种划分，可能按任务划分；工作层级各种通信保障和后勤保障组众多，具有通话频繁，话务量大等特点。

大型活动安保工作中的通信保障工作，需要满足以下几点需求，以便于前线指挥部和市局指挥中心根据现场情况，及时部署和调整相应的指挥调度，完成保障任务。

（一）大型活动现场可视化

前线指挥部和指挥中心需要及时了解现场的情况，需要通过语音对讲、视频监控、移动视频回传等多种信息化手段，将现场的音频、图像和视频等信息，实时传输到前线指挥部和市局指挥中心；让指挥员能够实时的了解活动现场的情况，指挥员根据汇报或主动掌握的信息下达指令给相应的人员，做到调整反应。

（二）多警种、多部门联动，协同作战

参与大型活动安保的公共安全领域部门和警种较多，如特警、交警、消防、综治人防以及公共医疗等，各个部门通常有各自的通信网络和通信设备，在大型活动安保时，指挥中心需要统一指挥各个部门和各种警种的资源和人员，形成统一的指挥通信网络，实现各警种、各部门的协同作战，共同完成保障任务。

（三）警力分布和警用装备及时掌握

指挥中心需要及时了解各部门和各警种的警用资源和警力的部署情况，通过指挥沙盘和GIS地图及时了解每个岗位的人员部署和到岗情况。当发生紧急情况时，可以根据警力部署情况，及时调整，应对各种突发状况。

（四）多通信网络互通，形成统一指挥网

公共安全部门有多个通信系统，包括语音通信、视频监控、图传系统、大数据平台、警综平台和情报信息平台等。在大型活动安保时，需要实现各个网络的融会贯通，形成一张统一的通信指挥网。语音通信通常有模拟集群、350M数字集群、PSTN固定电话和4G LTE无线宽带集群系统等，在大型活动安保时，指挥人员需要无障碍的及时呼叫相应的群组，相应的警力资源，下达指挥调度指令；视频监控包括公安视频监控网、社会面视频监控、各种图传系统以及各种移动视频（如手持终端视频、无人机视频）监控网络，在大型活动安保时，指挥人员可以直接在地图上调用活动现场的各个视频监控资源，及时了解实时现场情况。指挥人员还需要了解情报分析平台提供的各种情报信息，获取案事件及犯罪嫌疑人等警综信息。

（五）大型活动现场指挥和市局指挥中心联动

大型活动指挥通常有前线指挥部和市局指挥中心。前线指挥部在活动现场及时掌握现场各个岗位和卡口的信息和警力部署等，进行指挥部署；市局指挥中心在公安局指挥大厅统筹规划，全局掌控。市局指挥中心需要和前线指挥部建立实时通信方式，上下呼应，实现联动指挥，确保活动保障顺利完成。

当前大部分公安的通信系统通常是以350M窄带集群和模拟集群作为语音通信网络，在市区主要场所、道路和重点单位等地方部署了视频监控网络，基本实现了城区道路和主要场所的视频监控覆盖。但在大型活动安保时，还存在很多不足的地方，主要表现在公安各种通信手段之间独立运行，系统整合能力差，缺乏一个能够进行多种通信手段融合的集成系统，仅靠传统窄带PDT数字集群系统又无法满足在处理突发事件时可视化指挥调度的需求；缺乏移动视频监控、缺乏实时视频会商，缺少可视化指挥调度的手段，无法实现前线指挥部和市局指挥中心的实时联动；各种警用资源和警力分布难以在一张指挥GIS地图上展现，指挥人员无法及时掌握各个部门、各个警种和各个岗位的警用资源和警力分布情况，给大型活动安保工作带来了巨大的挑战。

基于4G LTE无线宽带专网系统和融合通信技术，利用其提供的集群对讲、移动视频监控、可视化指挥调度、融合通信技术以及无线宽带数据业务，可以很好应对当前公安面临的各种挑战，满足公安大型活动安保的需要。

二、基于LTE无线宽带专网的大型活动安保方案

为做好内蒙古自治区成立七十周年庆祝活动安全保卫的通讯保障工作，呼和浩特市公安局于2016 年11月就启动了1.4G LTE无线宽带专网建设，完成了市区范围公安4G LTE无线宽带专网覆盖，同时部署了融合通信平台，实现LTE无线宽带专网与350MPDT集群系统、视频监控系统、视频会议系统、PGIS等系统的互联互通，整合信息通信资源，实现“全天候、全方位、全过程”的信息通信保障，确保各参与单位和路线等通信畅通，顺利完成各项保障任务。

（一）LTE无线宽带专网系统

LTE无线宽带专网采用具有中国自主知识产权的4G TD-LTE技术。该技术作为全球4G标准，具有高速率、高频谱效率、低时延等优点。LTE无线宽带专网是在传统窄带数字集群业务的基础上，增加了宽带数据业务、移动视频业务、多媒体调度等业务，从而更加有效地满足公安各应用场景业务需求。

LTE无线宽带专网整个网络架构由终端设备层、无线接入层和核心层及业务层组成。终端层包括LTE无线宽带专网终端，车载台，无线路由CPE设备以及快速布控球等设备。这些终端通过LTE信号接入无线宽带专网，可进行语音对讲，视频监控和视频分发，以及移动警务等操作；无线接入层主要是指LTE无线专网基站，包括天线、BBU、RRU，主要完成无线接入功能，包括管理空中接口、接入控制、移动性控制、用户资源分配等无线资源管理功能；核心层及业务层包括核心网、多媒体调度平台、无线核心交换机、网络管理单元等，主要负责用户开户管理、终端移动性管理、鉴权、漫游控制、分组数据的交换和路由，提供集群调度功能，包括视频、语音、对讲、数据、GIS等多种调度方式。

LTE无线宽带专网提供丰富的业务类型以满足公安日常警务应用、大型活动安保、应急事件处理和要人保障等应用场景的业务需求。主要业务包括：

·支持指挥中心发起实时移动视频监控、进行视频分发，实现可视化的指挥调度；终端可以进行视频回传和视频对讲等视频业务。

·支持全双工/半双工点呼、群组组呼、紧急呼叫、抢权等专业集群语音服务。

·具备同时传输大容量的下行和上行数据的能力，构建了一张无线宽带基础网络，通过强大的宽带数据接入功能，实现移动政务和移动警务办公。

·无线宽带专网支持GPS作为同步时钟源，并在所有终端配置GPS、北斗定位系统模块，支持定位业务应用。

·提供指挥调度功能，实现视频业务与语音业务并发，支持终端GIS定位服务，可在GIS地图上实时显示各种警用资源和警力部署情况，对事发地周围的警力分布情况清晰、准确掌握，支持地图圈选功能，迅速实现事发地附近警力统一指挥与调度，以提升紧急事件处理人员分配的准确度。

同时LTE无线宽带专网提供融合通信平台，通过各种互联互通网关和互通协议，实现与视频监控平台、350M PDT数字集群、视频会议系统、PGIS平台等互联互通，实现语音业务、视频业务、GIS以及多媒体数据业务的融合；实现无线宽带专网与无线宽带应急通信系统的分布式组网，打造可视化的、统一指挥调度网络，满足大型活动安保工作的业务需求。

（二）LTE无线宽带应急通信系统

在大型活动安保和各种应急处理场景，需要搭建现场指挥部，部署现场应急通信网络。采用LTE无线宽带专网应急通信系统，利用LTE无线宽带网络的高带宽、低时延的特点，实时获取现场的语音、图像和视频信息，进行现场的指挥调度，同时实时回传给指挥中心，构建上下联动，相互协同的指挥调度系统。

LTE无线宽带应急通信系统支持的业务与LTE无线宽带专网提供的业务一样，包括集群语音业务、视频业务、GIS位置服务和群组多媒体服务等。LTE无线宽带应急通信系统可以采用卫星、光纤、微波、公网3G/4G、自回传等方式与LTE无线宽带专网互联互通，实现前线指挥部与后方指挥中心的通讯。

根据应用场景的不同，LTE无线宽带专网应急通信系统可以分为无线宽带车载应急通信系统和无线宽带快速部署Rapid系统。这两种应急通信系统需要部署一套无线宽带应急通信设备，主要包括：

·一体化通信设备：集成了LTE无线宽带专网核心网和基站的功能，用于构建现场LTE无线宽带网络，接入LTE无线宽带终端设备。

·集群调度系统：LTE无线专网的集群调度系统，提供视频、语音、对讲、数据、GIS等多种调度方式。同时通过与各种互连互通网关的对接，实现LTE无线宽带通信系统与其他通信网络的之间的业务融合。

·LTE无线宽带基站的射频单元和天馈系统：发射无线宽带网络信号，实现现场无线宽带专网信号覆盖。

·LTE无线宽带终端：接入到无线宽带专网应急通信系统，进行各种业务操作。

·其他各种互联互通设备，传输设备和电源设备等：

现场可以根据实际情况需要，部署相应的互联互通设备和传输设备，实现LTE无线宽带应急通信系统与卫星通信，与PDT等系统互通，将现场的语音、图片和视频等信息回传到指挥中心。同时为确保无线宽带应急通信系统的正常工作，现场通常需要配备相应的电源设备等。

无线宽带车载应急通信系统是对车辆经过一体化设计和改装集成，将无线宽带应急通信设备安装在通信车固定机柜，根据业务要求和车辆底盘确定设备安装位置、线缆连接关系，并综合考虑供电、减震、防雷等；无线宽带快速部署Rapid系统是为了满足临时性、机动性、隐蔽性等应用场景而设计的产品形态，采用军用加固机箱承载，其具备出厂时已经开通业务、可以通过不同交通工具运输，极端情况下可以采用人力运输等特点。图2为无线宽带车载应急通信系统的整体方案图。

（三）LTE无线宽带专网与无线宽带应急通信系统互联互通

在大型活动现场，通过部署无线宽带应急通信系统，构建前线指挥部。前线指挥部可以通过现场的各种无线宽带集群终端或无线接入的视频摄像头，及时了解现场的语音、视频等信息；同时根据预设的各种群组，指挥各个应急处理小组或是大型活动安保小组，安排各种应急处理措施或大型活动安保措施，实现无线视频监控、多媒体指挥调度和无线视频会议业务。

前线指挥部采集的视频、图像和数据信息可实时回传到后方指挥中心，实现前线指挥部和后方指挥中心的协同作战，构成一张统一的指挥网络。后方指挥中心可以根据前线指挥部回传的各种现场语音、图像和视频信息，做出及时决策，指挥前线指挥部和相应保障小组执行相应的任务和工作，从而顺利完成各种应急事件处理、大型活动安保、要人警卫保障等工作。

无线宽带应急可根据现场条件，采用光纤、卫星通信或微波链路等方式构建起一条连接前线指挥车和后方指挥中心的通道，实现前线指挥部与后方指挥中心的互联互通，构建上下联动，协同联动的指挥网络。

（四）LTE无线宽带专网融合通信

LTE无线宽带专网融合通信平台的目标是打造一个多业务融合通信平台、将现有的各个通信网络融合成一张通信网络、提供多种业务的融合对接，实现“看得见、呼得通、调得动”的多媒体一体化的指挥调度，构建上下联动、横向呼应、高效运行的现代指挥体系，以满足公安在日常警用应用、大型活动安保、应急事件处理和要人保障等多个应用场景的需要。根据公安各个应用场景的业务需求，融合通信业务主要包括：

1. 语音业务融合

采用SIP、PSIP等标准协议，实现LTE无线宽带专网与PDT数字集群系统、公安固定电话、移动公网语音系统之间的语音融合。支持LTE无线宽带专网与PDT集群组呼、模拟集群、警务通之间的混合编组、集群组呼、联合调度；支持LTE无线宽带集群专网与PDT系统、PSTN固定电话以及警务通终端之间的点呼操作；从而将多个语音通信网络融合成一张统一语音通信指挥网络。

2. 视频业务融合

基于GB-T28181协议，融合通信平台融合了LTE无线宽带专网的移动视频资源、公安道路交通监控、电子警察、治安卡口监控、以及社会面视频监控资源等，实现了视频资源的统一监控。指挥调度员可以通过融合平台，获取各种视频资源，并将视频分发给下级指挥中心、无线宽带专网终端、移动警务通终端及其它安装警用视频应用的终端。现场指挥员、警员可将现场视频上传到融合平台供其他视频系统调取，并通过安装视频应用的终端查看授权的终端及系统视频。

3. GIS业务融合

LTE无线宽带专网融合通信平台支持统一采集、存储各系统终端的定位数据，支持GPS、北斗等多种终端定位手段。可以获取无线宽带专网集群终端、PDT系统的数字集群终端以及移动警务通终端的GIS位置信息，在地图上实时显示终端的当前位置和状态，进行位置跟踪，对指定终端进行历史移动轨迹回放，有效地推动公安信息整合、信息共享，实现语音、视频、定位信息的有效协同，全面提升公安信息化应用水平。

4. 宽带数据业务融合

无线宽带专网具备大容量的下行和上行数据的并发处理能力，具备高宽带和高可用性特性，各种移动警务业务应用（如：移动指挥调度、移动警务查询、身份证核查、移动视频会议等）可以部署在这条宽带通道上，从而实现移动警务办公。同时无线宽带专网提供各种宽带数据业务，如短信、彩信、以及各种群组多媒体服务及数据业务服务等，用户可以基于用户、基于群组进行图片、语音和视频的共享，满足公安各个应用场景的即时通信的业务诉求。

三、实战应用场景

在呼和浩特市自治区70周年庆典实战应用中，LTE无线宽带专网和应急通信系统助力呼和浩特公安在活动保障中成功部署了一体化语音调度、可视化指挥、移动视频巡查和快速布控球视频监控等业务应用，增强应急警务处置能力，指挥调度更加便捷，指挥决策更加科学精确，全面提升呼和浩特公安机关应急处突、社会服务和执法办案能力，提升警务工作效率。

（一）宽窄融合，混合编组

基于4G LTE专网和融合通信技术，实现LTE 系统与PDT 核心交换系统深度融合，将LTE无线宽带专网群组、警务通POC集群、350M PDT数字集群群组和模拟集群群组进行混编，从而群组内的任一终端发起组呼操作，LTE无线宽带群组、350M PDT群组和模拟群组都能响应该组呼操作，形成一张语音通信指挥网。在保证低时延语音通信的同时，还实现了LTE无线宽带专网、350M PDT数字集群和警务通系统之间的短消息、GIS 的互联互通，通过采集这些系统终端的实时GIS位置信息，在GIS地图上展现，从而实现一图显，一键呼的功能。

（二）随时随地可视化指挥调度

基于4G LTE无线宽带专网提供的视频点呼、视频监控、视频分发、视频回传和视频会商等功能。指挥人员可以在任何地方、任何时候，及时了解警力分布情况、直接查看调用各种视频资源，对相应人员进行指挥调度。参与安保的各个警种通过LTE无线宽带专网终端将庆典现场视音频实时回传到呼和浩特公安现场安保指挥部，方便指挥中心实时掌握现场情况。指挥中心领导可以使用LTE无线宽带专网终端直接与庆典现场的一线民警进行视频点呼，及时了解现场情况，并进行实时指挥调度。

（三）车载视频监控和布控球临时布控

针对公安巡逻车、移动警务车进行改装，在公安巡逻车和贵宾车上部署基于LTE无线宽带的快速布控球或车载视频监控系统，可以将车队和道路的图像视频实时回传到前线指挥部和指挥中心。公安巡逻车和贵宾车队随行人员可以通过无线宽带专网终端，以语音、视频回传等方式，实时汇报车辆行进情况、周边安保情况等重要信息。

在自治区70周年大庆活动现场以及各个临时布控卡点，部署无线宽带专网快速布控球，将现场情况实时视频回传，弥补固定视频监控的监控补盲，实现了全方位，无死角的视频监控。

指挥中心通过对呼和浩特市固定视频、临时布控以及随行监控实现现场情况多视角、全方位、实时掌控，提高要人警卫的跨区域警力拉动集结效率。

（四）基于一图显功能，实现基于GIS地图的指挥

利用无线宽带专网和融合通信平台提供的GIS位置服务，系统获取各种警用资源的地理位置信息，包括无线图传车、摄像头、LTE无线宽带终端、PDT终端等设备的GIS位置信息，在指挥中心GIS指挥地图上展现呼和浩特市所有民警（包括LTE 宽带集群终端、PDT 窄带集群终端）、警车等警力资源的部署。呼和浩特市公安局安保指挥部基于地图可以直接查看各种视频资源，直接指挥到全部单兵、路面民警和机动警力，利用LTE无线宽带终端，可以最短时间获取一线的视频、语音信息，全面实现可视化调度。

（五）移动警务办公

利用无线宽带专网具备大容量的下行和上行数据的并发处理能力，具备高宽带和高可用性特性，在专网终端上部署各种移动警务业务应用，包括移动指挥调度、移动警务查询、身份证核查、移动视频会议等，通过安全认证，可以实现移动警务办公。

民警手持带有NFC 模块的无线宽带专网终端可以实现身份证及车辆扫描，排查嫌疑人身份信息，实时回传在终端上显示查询结果。民警可以现场违法取证、现场信息录入、进行移动接处警等警务操作。

（六）无人机视频监控

在大型活动安保或是应急通信保障任务中，搭载LTE无线宽带专网通信模块的警用无人机可在第一时间飞到事件现场上空，现场实施立体式、无死角的空中视频采集和侦察处置和其它保障工作等工作，通过该通信模块接入到通过LTE无线宽带专网或是LTE无线宽带应急通信车，可将现场采集的视频图像和信息实时传送到前线指挥部和指挥中心，为指挥员全面及时了解现场提供第一手资料。

（七）后续实战应用场景探讨

随着大数据、人工智能以及物联网等技术在公安领域的应用越来越广泛。无线宽带网络与这些技术相结合，将进一步提升公安信息化水平，使公安信息化手段更加智能、应用范围更加广泛，为警务应用创造新的价值。

四、结语

呼和浩特市公安局基于LTE无线宽带专网和融合通信平台，结合呼和浩特市公安局的实战需要，充分发挥无线宽带专网的业务优势，顺利完成了自治区70周年大庆安保、神州11号返回舱安保、内蒙古自治区党代会和呼和浩特市党代会安保、呼和浩特市平安夜安保、春节大召安保等一系列大型活动安保工作。LTE无线宽带专网也在公安日常警务应用、应急事件处理等多个场景下发挥了重要作用，提升了呼和浩特公安机关应急处突、社会服务和执法办案能力和警务工作效率。