文/楊曉東 北京中科網(wǎng)航安全技術(shù)有限公司

　　一、城市安全技術(shù)現(xiàn)狀

　　2016年是“十三五”規(guī)劃開局之年，也是反恐維穩(wěn)工作攻堅(jiān)年，做好反恐維穩(wěn)工作意義重大、責(zé)任艱巨，必須在認(rèn)識上更加清醒，思想上更加重視，行動上更加有力。

　　當(dāng)今時(shí)代，公安系統(tǒng)新技術(shù)變革勢頭強(qiáng)勁、波及全球，以信息技術(shù)為主導(dǎo)的現(xiàn)代化建設(shè)成為各國安全部門追求的目標(biāo)。國家和公安現(xiàn)代化步伐加快要求公安系統(tǒng)加速現(xiàn)代化建設(shè)。但是，目前公安信息化面臨的一體化、可視化、扁平化等固定勤務(wù)/移動勤務(wù)的通信需求，普遍存在語音、IP網(wǎng)絡(luò)接入、數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、可視化指揮調(diào)度等傳統(tǒng)數(shù)字通信手段無法滿足的業(yè)務(wù)需求。

　　主要表現(xiàn)在:

　　1、 針對城市安全視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)在線考核率低、大并發(fā)實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)延遲時(shí)間長、卡頓丟幀嚴(yán)重、高清或超高清視頻傳輸瓶頸問題、分期建設(shè)周期長導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)前瞻性不夠無法支撐視頻業(yè)務(wù)未來增長需求問題、未來的移動終端（單兵、無人機(jī)、巡邏機(jī)器人、無人船）應(yīng)用接入無法實(shí)現(xiàn)等問題，如何提高視頻圖像信息快速接入，并解決現(xiàn)有各類視頻專網(wǎng)無法解決的高清化、移動化、實(shí)戰(zhàn)化、融合化等相關(guān)問題？

　　2、 如何實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市安全系統(tǒng)的視頻、語音、數(shù)據(jù)等多媒體信息的廣泛無死角的接入？臨時(shí)監(jiān)控、移動執(zhí)法如何實(shí)現(xiàn)多媒體信息快速實(shí)時(shí)接入？如何防止非法分子偽造監(jiān)控圖像、盜取機(jī)密視頻？如何防止非法分子通過入侵視頻網(wǎng)、并進(jìn)一步入侵業(yè)務(wù)內(nèi)網(wǎng)？視頻出現(xiàn)故障、如何準(zhǔn)確定位和解決問題、保障業(yè)務(wù)暢通？

　　3、 針對我國超高層、地下、城市綜合體等建筑規(guī)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、防火滅火難度大等問題，如何有效監(jiān)測預(yù)警火災(zāi)、預(yù)防與控制火災(zāi)、防控火災(zāi)蔓延、人員疏散疏導(dǎo)與快速緊急救援？如何構(gòu)建智慧消防系統(tǒng)，來提高火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警和快速防范處置能力？

　　4、 針對我國交通擁堵日益嚴(yán)重、重特大交通事故頻發(fā)、酒駕毒駕汽車炸彈威脅等問題，如何有效管控交通參與者行為、提高道路交通安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與安全管理服務(wù)能力、應(yīng)急反恐管控能力？

　　5、 針對數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化違法犯罪活動的發(fā)現(xiàn)、預(yù)警、處置、取證較難等問題，如何高效監(jiān)測預(yù)警與防控網(wǎng)絡(luò)事件、社會突發(fā)事件、實(shí)時(shí)在線追蹤溯源犯罪活動行徑？提升對數(shù)字化犯罪信息的精確感知、深度溯源和快速處置能力？

　　二、城市安全現(xiàn)有解決方案的問題與不足

　　面對城市地面、地下管道中擠滿各類蜘蛛狀光纜、電纜現(xiàn)狀，工程師們渴望通過無線方式彌補(bǔ)有線光纜電纜靈活性低的弊端和種種不足，因此出現(xiàn)了各式各樣的基站無線設(shè)備，如無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（Wi-Fi）、網(wǎng)橋、微波等。

　　但是Wi-Fi與網(wǎng)橋由于其協(xié)議與民用WI-FI頻段沖突，導(dǎo)致受民用設(shè)備干擾嚴(yán)重，無法保證高質(zhì)量穩(wěn)定性傳輸，無法與光纖媲美；而微波設(shè)備通過載波技術(shù)將數(shù)據(jù)加載在高頻信號（通常超過10Ghz以上），在無協(xié)議狀態(tài)下傳輸，優(yōu)勢就是10Ghz以上頻段純凈，不容易受到其他設(shè)備干擾，弊端是無法大規(guī)模組網(wǎng)，只能點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，無法實(shí)現(xiàn)地域覆蓋。

　　當(dāng)前中國警務(wù)現(xiàn)場執(zhí)法通訊手段主要依靠3G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場視頻回傳、信息查詢等工作，但具因其技術(shù)本身在網(wǎng)絡(luò)帶寬、VIP用戶保障、QoS方面存在局限性，給實(shí)際工作帶來很大不便。4G無線專網(wǎng)則存在造價(jià)高昂，無法普及的問題。例如在帶寬方面，事發(fā)現(xiàn)場目前只能開2路圖像回傳，一些重要的活動中使用2~3最多6張3G卡同時(shí)回傳以提高圖像回傳質(zhì)量，大大降低使用便利性，并提高了成本。另外，在某一區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)接入人員較多時(shí)，圖像回傳效果差，經(jīng)常出現(xiàn)卡斷現(xiàn)象，無法保證實(shí)時(shí)回傳；語音和圖像同步傳輸時(shí)也無法保障語音優(yōu)先級，只能通過其他方式進(jìn)行語音對講；重點(diǎn)活動突發(fā)事件則根本無法保障。

　　傳統(tǒng)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)（Mesh）因帶寬阻尼、組網(wǎng)算法、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)能力、硬件集成度等問題，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)。

　?。?）基于Wi-Fi傳輸協(xié)議受到民用Wi-Fi干擾嚴(yán)重。

　?。?）設(shè)備MTBF（平均故障時(shí)間）達(dá)不到電信級水平。

　?。?）使用IP管理設(shè)備給后期運(yùn)維造成巨大壓力。

　　（4）傳輸延時(shí)受到帶寬阻尼現(xiàn)象影響，不穩(wěn)定，5跳后的帶寬會衰減50%以上。

　?。?） 高速移動傳輸受多普勒頻移效應(yīng)，無法實(shí)現(xiàn)高速交通聯(lián)網(wǎng)。

　　（6）無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)（Mesh）中的移動物體做漫游切換時(shí)，因?yàn)閭鬏攨f(xié)議的弊端導(dǎo)致切換延時(shí)超過500ms以上，無法做到無縫漫游。

　　（7）容易受到自然環(huán)境干擾（如大風(fēng)，雷雨，雪霧等），傳統(tǒng)方式通過增大發(fā)射功率彌補(bǔ)，而大功率發(fā)射不符合綠色，健康的無線發(fā)展方向。

　　表：各類通信技術(shù)與無線高速寬帶專網(wǎng)的技術(shù)比較

　　三、城市安全創(chuàng)新型技術(shù)、解決方案

　　基于以上安全需求，我們歷經(jīng)多年技術(shù)積累，聯(lián)合國內(nèi)多家通信技術(shù)研究所，通過產(chǎn)學(xué)研資源整合，推出的“自主可控低輻射低功耗長距離高寬帶超高速無線網(wǎng)狀光網(wǎng)系統(tǒng)”（簡稱“無線網(wǎng)狀光網(wǎng)”）將有效解決這一問題。無須在城市電線桿上增加光纜、電纜，不再持續(xù)增加占用城市地下網(wǎng)道有限空間，具有低輻射、零衰減、低供電需求、可安全長距離轉(zhuǎn)輸、可多跳相互備份安全組網(wǎng)的特點(diǎn)。其自組網(wǎng)、動中通、自修復(fù)、多路徑、高帶寬低延時(shí)、全天候環(huán)境應(yīng)用等特性，是視頻傳輸、尤其是高清、超高清視頻傳輸所必須的。

　　該項(xiàng)技術(shù)的主要功能體現(xiàn)在：能進(jìn)行全天候、遠(yuǎn)距離、高帶寬、低延時(shí)、低輻射、零衰減、全程實(shí)時(shí)的音視頻數(shù)據(jù)傳輸與監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，能做到及時(shí)險(xiǎn)情預(yù)警預(yù)知、快速處置和應(yīng)急指揮調(diào)度。可有效保障城市安全與重大活動安全，為公共安全提供最佳應(yīng)急服務(wù)體驗(yàn)：

　　基于無線高速通信&寬帶傳輸?shù)墓矐?yīng)急&反恐高速寬帶無線網(wǎng)狀專網(wǎng)

　　取代光纜的城市安全無線高速寬帶通信系統(tǒng)、平安城市無線網(wǎng)狀光網(wǎng)城域網(wǎng)覆蓋

　　創(chuàng)新型無線網(wǎng)狀光網(wǎng)系統(tǒng)的警用多業(yè)務(wù)應(yīng)用

　　警用無線網(wǎng)狀光網(wǎng)地面&低空&地下固定/移動應(yīng)用

　　扁平化“云+端”警用指揮&定位&導(dǎo)航&調(diào)度系統(tǒng)；

　　基于超高速大帶寬的無線網(wǎng)狀光網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備有三個(gè)規(guī)格：

　　1.平安城市、電信運(yùn)營商專用型號；

　　2.車載機(jī)載船載型號（可集成于反恐無人機(jī)、應(yīng)急通信無人機(jī)、反恐機(jī)器人、應(yīng)急通信機(jī)器人、消防救援機(jī)器人）；

　　3.便攜式移動組網(wǎng)型號(公安&武警應(yīng)急反恐專網(wǎng)：偵查搜捕布控，政務(wù)應(yīng)急專網(wǎng))。

　　系統(tǒng)安裝示意圖：

　　四、無線高速寬帶警務(wù)專網(wǎng)/反恐專網(wǎng)/應(yīng)急專網(wǎng)的應(yīng)用

　　1、  新疆***公安局新區(qū)平安城市主干鏈路：用我們的高速寬帶無線專網(wǎng)取代光纜傳輸高清視頻，《人民公安報(bào)》“以最小投入建成無縫對接的視頻天網(wǎng)”做了報(bào)道：

　　城市規(guī)劃不允許在空中新接電線、網(wǎng)線等，公安局決定在南城區(qū)引入無線高帶寬自組網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以無線高帶寬自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對南城區(qū)的視頻全覆蓋。并對北城區(qū)團(tuán)結(jié)路、烏伊路、建設(shè)路等主干道監(jiān)控進(jìn)行拓展延伸布控，與南城區(qū)相連，城區(qū)監(jiān)控與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)相連，構(gòu)成“無縫對接”的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，盤活整個(gè)轄區(qū)監(jiān)控資源。無線高帶寬自組網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)、安裝比較簡單，不用考慮光纜接入等問題。后續(xù)僅需支付電費(fèi)即可，節(jié)省了大量網(wǎng)絡(luò)傳輸費(fèi)用。因?yàn)闊o線傳輸不需要借助任何電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，屬于自組網(wǎng)，高帶寬（帶寬達(dá)800兆/秒）無需承擔(dān)任何網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營費(fèi)用。在保證市容美觀的同時(shí)，大量使用無線高帶寬自組網(wǎng)監(jiān)控探頭，對打擊城區(qū)范圍內(nèi)的街面“兩搶”犯罪起到了較好作用。這一顛覆式的系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用，很好地解決了地方財(cái)政支出負(fù)擔(dān)過大、視頻建設(shè)布控落后的現(xiàn)實(shí)狀況。另外，犯罪嫌疑人案前、案發(fā)、案后的行動軌跡是否連續(xù)，關(guān)鍵在于每個(gè)視頻點(diǎn)位之間是否能夠“無縫對接”，點(diǎn)與點(diǎn)之間能否形成面，面與面之間能否構(gòu)成一張真正的視頻天網(wǎng)。所以，每個(gè)視頻點(diǎn)位之間是否能夠進(jìn)一步關(guān)聯(lián)、“無盲區(qū)，全覆蓋”，是探頭布局的重中之重。

　　2、  華東***省公安廳應(yīng)急通信科：針對G20峰會，已經(jīng)采購一期20套移動便攜式電源型的自組網(wǎng)無線高速寬帶通信設(shè)備（長期野戰(zhàn)工作時(shí)，有配套的可折疊太陽能充電包），認(rèn)為我們的技術(shù)在保障高清尤其是超高清視頻上（800-1600-3000萬像素?cái)z像機(jī)）比其它無線寬帶技術(shù)更有優(yōu)勢，性價(jià)比更好。

　　3、  華中***省公安廳應(yīng)急通信科認(rèn)為：針對治安～反恐～交通～消防，該技術(shù)解決了“現(xiàn)有通信指揮系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、智能化調(diào)度不足”的痛點(diǎn)問題，是構(gòu)建各地平安城市傳輸系統(tǒng)專網(wǎng)和應(yīng)急通信專網(wǎng)的最佳選擇。

　　4、  中鐵建***工程局：針對地鐵、隧道等復(fù)雜環(huán)境施工安全生產(chǎn)監(jiān)控及質(zhì)量控制管理難度，該技術(shù)每臺設(shè)備具有的兩個(gè)POE接口可各接1臺POE攝像機(jī)+1臺無線POE路由器，或2臺POE攝像機(jī)/2臺無線POE路由器，還可以接入IP廣播設(shè)備、IP緊急報(bào)警對講設(shè)備、PDT/Tetra數(shù)字集群對講機(jī)，實(shí)現(xiàn)了在地鐵、隧道等復(fù)雜環(huán)境下的安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控監(jiān)測，可跟隨施工進(jìn)度進(jìn)行移動式監(jiān)控監(jiān)測，并針對突發(fā)性施工事故及災(zāi)難進(jìn)行安全預(yù)警保障，大大提升了工程質(zhì)量控制管理水平。

　　5、  中海油***項(xiàng)目部：之前很多項(xiàng)目采用傳統(tǒng)無線技術(shù)，每個(gè)鏈路只能傳輸2-5路1080P攝像機(jī)，多個(gè)無線設(shè)備堆疊傳輸更多路數(shù)視頻及多媒體信息時(shí)，就會出現(xiàn)卡頓延遲等問題；而在更遠(yuǎn)距離傳輸上，微波、網(wǎng)橋加入中繼節(jié)點(diǎn)后的信號衰減問題導(dǎo)致的卡頓延遲更加嚴(yán)重，PTZ攝像機(jī)則根本無法精準(zhǔn)遠(yuǎn)控。很多年了，一直沒有找到合適的全天候的無線傳輸技術(shù)。通過無線網(wǎng)狀光網(wǎng)的應(yīng)用，其接近光纖的傳輸效果，0.9-2ms的高速通信技術(shù)，連續(xù)15跳390公里遠(yuǎn)距離仍能實(shí)時(shí)傳輸25路1080P視頻信號的能力，在保障遠(yuǎn)距離能源管道安全方面，提供了最佳技術(shù)保障；在巡邏車、無人機(jī)移動巡邏方面，巡邏車、無人機(jī)的無線網(wǎng)狀光網(wǎng)設(shè)備和地面的無線網(wǎng)狀光網(wǎng)設(shè)備可以快速組網(wǎng)，進(jìn)行車地通信，在保障巡邏設(shè)施安全的同時(shí)，還能在監(jiān)控指揮中心對巡邏車、無人機(jī)的自身運(yùn)行及安全狀況進(jìn)行全局掌控。