移动警务智能资源适配引擎机制研究与探讨*

魏守明，何晨光，卢佳琦

（哈尔滨工业大学通信技术研究所，黑龙江 哈尔滨 150001）

0 引言

近几年，在技术和业务的双重驱动下，国内外公共安全行业移动信息化无论从政策支持、技术演进还是实际应用方面都取得了显着的成效。公安移动警务是公安信息化的重要组成部分，是一项战略性、基础性、先导性、全局性工程。近几年，中国公安部先后发布了《关于大力推进基础信息化建设的意见》《关于推进公安信息化发展若干问题的意见》等文件，提出了“建成融合智能移动警务系统”和“建立健全新一代移动警务体系”的重点任务，大力推进公安业务从桌面向移动端拓展，从单一警务服务向惠警惠民综合服务转变，实现“大整合、高共享、深应用、智能化”的公安移动信息化目标。

但是，当前移动警务建设中存在因宽窄带专网、公网物理隔离导致的资源无法共享、业务难以协同、安全管控分散等问题，迫切需要在网络融合互通、资源智能适配、设备融合、安全体系、应用支撑等方面实现关键技术的突破和创新。移动警务智能资源适配引擎机制旨在实现异构网络融合的基础上，研究设计智能资源适配引擎技术方案，包括其逻辑架构以及具体部署方案等[1]。

1 移动警务智能资源适配引擎机制

1.1 智能资源适配引擎逻辑架构设计

在移动警务的融合网络架构中，为实现智能资源适配，在系统架构设计中纵向引入了一个移动警务智能资源适配引擎，它与融合网络的各层都有逻辑连接关系，通过相应的智能决策算法和智能服务接口，实现多层面的移动警务智能融合。智能资源适配引擎的逻辑层次结构如图1所示，逻辑上将智能资源适配引擎划分为终端、通信网以及公安移动信息网三个层面。依托智能资源适配引擎逻辑，在三个层面实现融合智能目标，即融合终端智能接入、异构网络智能切换以及应用业务智能协同[2-3]。

图1 移动警务智能资源适配引擎逻辑架构

终端层包括异构融合网络中的各类型通信终端，如公/专融合终端、宽/窄融合终端、专网PDT终端、专网LTE终端、视频终端等。融合终端智能接入旨在综合应用高效资源感知算法、异构网络选择算法以及干扰协同管理机制等关键技术，实现多模终端（包括公/专融合终端、宽/窄融合终端）在融合网中的网络自主切换。

通信网层包括公网LTE、专网LTE、专网PDT、视频专网等异构通信网络。在移动警务融合系统架构下，通信网层设置网络融合平台，该网络融合平台通过异构网络资源适配接口与系统中的各类通信网络资源交互，并透过安全边界网关接入到公安移动信息网层的融合服务平台。通信网层的智能资源适配引擎主要完成各类异构网络资源的管理和适配，通过部署智能资源适配引擎实现异构网络智能切换[4]。

在公安移动信息网层设置融合服务平台，通过融合服务平台，可实现移动信息网中移动警务应用与异构融合网络资源之间的信息交互。融合服务平台提供服务总线标准接口，从而为公安移动信息网中的各类移动警务的业务智能协同提供应用支撑。在公安移动信息网层通过部署智能资源适配引擎，实现融合指挥调度、态势感知预警等多场景的移动警务业务的智能协同应用。

1.2 架构设计难点及设计方案的优势

本架构设计难点是旨在异构融合网络的基础上，引入移动警务智能资源适配引擎，分层级获取从终端到通信网，再到公安移动信息网应用平台的各类接口信息，通过部署智能资源适配引擎，使系统最终能够实现融合终端智能接入、异构网络智能切换以及应用业务智能协同。

本方案面向公共安全行业应用及其发展需求，其优势主要体现在以下几个方面，同时也是移动警务智能资源适配引擎方案设计中遵循的设计原则。

（1）架构的可扩展能力

为了最大限度地增强系统的价值，最大限度地吻合各业务应用的需求，充分考虑系统今后在功能扩展、应用扩展、集成扩展等多层面的延伸，在智能资源适配引擎方案的逻辑架构设计过程中，从全局出发，充分应用分层架构设计、组件化结构设计、标准化接口设计、开放APP设计等设计方法，保证系统具有可持续扩展及提升的能力，以满足未来用户需求不断发展变化的要求[5]。

（2）符合公安移动信息网的演进策略

随着“大整合、高共享、深应用、智能化”的公安移动信息化目标的不断推进，公安移动信息网不断优化和演进。现有的公安集群专网因独立于公安移动信息网之外，与公安移动信息网没有接口，不能适应我国公安新一代移动警务架构的发展趋势。本设计方案充分研究了公安移动信息网架构及其未来发展规划，既能够将异构融合网络提供的服务导入到公安移动信息网中，还能够满足公安移动信息网中服务总线标准的应用接口要求，从而为移动信息网中的融合指挥调度等移动警务智能化应用提供服务支撑，符合公安移动信息网的演进策略。

（3）多场景的适应能力

由于不同的警种或执法部门（如交警、巡警、社区警务等），其职责划分有较大差异性，移动警务系统中的各项业务应用也主要按照执法人员的业务需求来做适配，这就要求在研究设计智能资源适配引擎技术方案时，必须针对可能面对的不同应用场景，设计相应的解决方案。本方案可通过智能资源适配引擎逻辑机制，在通信网侧以及公安移动信息网侧协同部署，根据可获得接入资源的差异性（如PDT终端、专网LTE终端、公/专融合终端、宽/窄融合终端、视频终端、物联网终端等），利用多种接入方式来满足多场景甚至是全场景的需求。

2 智能资源适配引擎通信网侧部署

2.1 通信网侧部署方案

如图2 所示，智能资源适配引擎通信网侧部署方案，是将融合网智能切换算法逻辑配置到各级融合设备的智能决策模块中，从而实现终端智能接入网络、基站智能网络选择、网络融合平台智能网络选择的融合智能目标。

图2 通信网侧部署方案框图

通信网侧融合设备包括融合终端、基站、网络融合平台三个层级，因此在多种网络环境融合基础上，终端设备对于接入网络的选择及切换可以根据具体规则及接入方案按需自动切换，目的为最大限度降低因网络环境因素导致正常警务业务失败或中断。综合各网元测量信息，可以实现多层级智能网络选择方案[6-7]。

2.2 融合终端智能决策过程

由融合终端完成下行网络测量和终端自身状态信息采集，并将所有信息传递给融合终端智能决策模块；融合终端智能决策模块首先根据网络状态（通过信道质量、网络质量等）综合判断是否满足切换门限，并考虑终端当前的状态（是否正在进行重要业务等），指示终端智能网络切换模块进行网络切换。

2.3 基站智能决策过程

由融合终端进行下行网络测量和终端自身状态信息的采集并上报给基站；基站侧完成上行网络信息测量和小区资源利用率监控；基站智能决策模块对所有已知信息进行综合判断，当输入条件满足切换门限时下达指令给终端进行网络切换。

在基站侧实现智能网络选择算法的优势有：

（1）由于终端的发射功率较低，在实际的网络应用中更容易出现终端上行网络覆盖受限的场景，在基站侧进行智能网络判决能够更及时地通知终端进行网络切换。

（2）基站可以实时监控小区资源的利用率，可根据不同网络的资源利用率进行不同网络的切换。

2.4 网络融合平台智能决策过程

由终端进行下行网络测量和终端自身状态信息采集并上报给融合平台；基站完成上行网络测量和小区资源利用率监控并上报给融合平台；融合平台信息采集模块完成异构融合网络状态信息的获取；融合平台智能决策模块对所有已知信息进行综合判断，当输入条件满足切换门限时下达指令给终端进行网络切换。

在融合平台实现智能网络选择算法的优势有：

（1）融合平台可以获取到异构融合网的网络信息，使终端进行切换时业务质量得到有效保障。

（2）融合平台可以记录各终端在地图上面的网络切换点的地理位置及关联性，从而指导终端进行网络选择，如规避乒乓切换的问题。

3 智能资源适配引擎公安移动信息网侧部署

3.1 公安移动信息网侧部署方案

融合智能网架构为移动警务的复杂应用提供了更多选项，如图3所示。智能资源适配引擎公安移动信息网侧部署方案，是将业务智能协同算法逻辑配置到公安移动信息网相应应用服务中的智能协同模块中，从而实现多场景的移动警务业务智能协同的融合智能目标。例如针对融合指挥调度应用和现场态势感知应用的部署，未来亦可扩展到其它应用服务[8]。

图3 公安移动信息网侧部署方案框图

3.2 融合指挥调度业务智能协同流程

融合指挥调度应用服务主要由应用业务请求模块、终端资源信息获取模块、智能协同模块及调度方案生成模块组成。融合指挥调度智能协同模块收到应用业务请求模块发来的融合指挥调度业务请求后，进行业务解析，对获取到的融合网络可提供的各类终端资源信息进行关联分析，并结合警用地理信息系统，建立业务协同模型；然后由调度方案生成模块按业务协同模型生成调度方案，如各类终端警力配备、警力编组、路径规划、救援联动等，以期达到最佳资源匹配，供调度员参考决策。

3.3 现场态势呈现业务智能协同流程

在某些突发的应用场景中（如火场救灾、处突现场等），可能出现多人多次报警，每人描述信息可能侧重点也不一致，舆情信息也非常多，信息非常繁杂，控制中心需要实时掌握处于这些场景中的人员警情关键信息以及周边的资源情况，这些信息由一线人员身上的融合终端进行采集，通过大数据原理及相关技术对这些数据进行分析并建立业务协同智能算法模型，通过模型的分析结果及时给出预判，以期达到智能感知现场环境、掌握一线人员状态、发现前方危险状况并提前预警、及时指派合适的资源解决对应的问题，以及时刻保障前线人员安全的目标[9]。

现场态势呈现应用服务主要由应用业务请求模块、态势信息获取模块、智能协同模块及态势呈现生成模块组成。现场态势呈现智能协同模块收到应用业务请求模块发来的态势业务请求后，首先对请求业务进行解析，区分不同应用场景的态势业务，然后对由现场态势信息获取模块提供的各类现场态势信息进行综合分析及预判，建立业务协同模型，发给态势呈现生成模块。态势呈现生成模块按接收到的态势业务协同模型执行GIS地图呈现、预警输出、辅助调度等操作。

4 结束语

论文研究和探讨了基于异构融合网络基础上的移动警务智能资源适配引擎机制，为实现智能资源适配，在系统架构设计中纵向引入了一个移动警务智能资源适配引擎，它与融合网络的各层都有逻辑连接关系，通过相应的智能决策算法和智能服务接口，实现多层面的移动警务智能融合。论文完成了智能资源适配引擎的逻辑架构层次划分，逻辑上将智能资源适配引擎划分为终端、通信网以及公安移动信息网三个层面，给出了智能资源适配引擎的具体部署方案，包括通信网侧部署方案和公安移动信息网侧部署方案。本文提出的移动警务智能资源适配引擎机制，面向行业现实需求，具有一定的前瞻性，符合公安新一代移动警务架构的发展趋势。

随着公安大数据战略的实施以及人工智能技术的普及和深化，移动警务面临更好的发展前景，但同时对移动警务也提出了更高的要求。以公安大数据战略为中心，以智慧警务为方向，从深度应用向智能应用发展，扁平化、智能化、精准化、合成化、动态化、人性化将成为未来移动警务的特征。同时打破现有网络和系统壁垒，实现跨区域、跨网络、跨平台信息资源安全共享，解决公安多警种、广覆盖、业务复杂的问题，构建网络融合、上下贯通、扁平服务、安全可控的信息共享体系，以及移动终端的多样化等移动警务发展趋势，在给未来移动警务的智能化设计带来挑战的同时也将有利推动移动警务智能资源适配技术的深入研究。