蔣文榮

(杭州市公安局蕭山分局,浙江杭州 311200)

0 引言

隨著巡訪警務的不斷推進,越來越多的警力囤集街面。但如何有效協(xié)同指揮管理分散在各大街小巷的警力,形成有機的防控網絡,提升整體戰(zhàn)斗力,對公安機關傳統(tǒng)的指揮調度通信系統(tǒng)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。因此,需要構建一種集定位與通信于一體的通信系統(tǒng),實時掌握街面警力的動態(tài)位置,使系統(tǒng)在具備無線通信指揮的同時,具有對巡訪警力所在位置進行實時掌控的功能,以輔助對街面警力的科學調度指揮,提高公安機關處置警情的快速反應能力。

1 傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的一般構成

公安機關傳統(tǒng)的指揮調度通信系統(tǒng)是指依托公安自建的無線通信基站,利用無線對講機實現雙方或多方相互通話的系統(tǒng),其一般由無線通信基站或中轉臺和移動通信單元對講機構成。其系統(tǒng)結構示意圖如圖1所示。

這種通信系統(tǒng),只要在基站信號覆蓋范圍,對講機間就能進行通話,但通話雙方不知對方的具體位置,因此,在指揮調度時,有一定的盲目性,尤其在流動性警力的指揮調度上,往往會出現舍近求遠的不當指揮,影響公安機關的反應速度,甚至錯過警情處置的最佳時機。

2 GPS定位無線通信系統(tǒng)的設計

圖1 傳統(tǒng)指揮調度通信系統(tǒng)

具有定位功能的無線通信系統(tǒng),是無線通信、衛(wèi)星定位和地理信息三大技術的綜合應用而構成的通信系統(tǒng)。其不僅具有語音快捷通信功能,還能實時掌握警力的位置,實現從盲目指揮向可視指揮,靜態(tài)管理到動態(tài)掌控的轉變;同時還可具有警務管理的各種功能。這種系統(tǒng)集無線通信、GPS定位與傳輸、GIS信息顯示與應用于一體,是一種綜合性的通信系統(tǒng),可以有效地提升指揮調度的科技含量,是推進巡訪警務的重要科技手段。

2.1 系統(tǒng)構架及組成

GPS定位無線通信系統(tǒng)是在原有無線通信系統(tǒng)基礎之上,以對講機為載體,嵌入 GPS定位信息接收模塊,并借助一定的傳輸通道,將定位信息傳輸到指揮中心,然后以 GIS為工作平臺,在 GIS地圖上顯示應用的系統(tǒng)。其一般由帶有 GPS接收模塊的移動通信單元,語言和 GPS信號傳輸基站,中心顯示及管理應用三大部分組成,其系統(tǒng)構架示意圖如圖2所示 。

圖2 具有定位功能的指揮調度通信系統(tǒng)

2.2 系統(tǒng)軟件及功能設計

這種無線通信指揮系統(tǒng)不僅使指揮人員一目了然地掌握街面警力的動態(tài)位置,實現警情處置的科學指揮調度,而且在提升巡訪警務的規(guī)范管理,深化巡訪警務的開展等方面具有很大的拓展空間,其系統(tǒng)軟件及功能組成如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)軟件及功能組成框圖

系統(tǒng)軟件分信息資源層、應用服務層、應用層和門戶層,在 GIS系統(tǒng)的基礎上,主要實現了警力資源管理、可視化調度、巡訪管理等功能模塊。

警力資源管理模塊對全體巡訪警員和車輛等警力資源進行管理,并設有警力資源顯示、監(jiān)控,在崗警力查詢、定位、跟蹤等功能。實現警力分布情況電子地圖顯示,警力運行軌跡實時顯示以及特定警力位置查詢等。

可視化調度模塊實現在地圖或線列表上點擊警力資源,或以案發(fā)地為中心,在地圖上拉圈選擇警力資源。系統(tǒng)自動對選擇警力發(fā)起呼叫,進行快速可視指揮調度,同時地圖上閃爍顯示當前被呼的對象。

巡訪管理模塊可根據高發(fā)案件和熱點地區(qū)的分析,設定相應的巡防線路和巡防人員,并可通過對比預設線路和實際軌跡,進行巡防督查等。

2.3 GPS定位實現及傳輸

GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱,系統(tǒng)由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)三大子系統(tǒng)構成。通常講的 GPS定位是依托美國的全球定位系統(tǒng),實現我們自己定位應用的一種俗稱。其太空衛(wèi)星系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)均由美國實施及控制管理,用戶系統(tǒng)可由各國用戶自行設計和實施。海灣戰(zhàn)爭后,美國將 GPS系統(tǒng)向全世界的民用用戶免費開放。在全世界任何地點的用戶,只要有一臺 GPS接收機,即可通過免費接收 GPS衛(wèi)星提供的定位信息,精確地確定自己所處的地理位置(經、緯度等)。

本文所講的 GPS定位無線通信系統(tǒng),也是依托美國衛(wèi)星定位系統(tǒng)的一個具體應用。其關鍵是如何將 GPS衛(wèi)星接收模塊與對講機結合,利用什么通道傳輸定位信息,并如何將移動警員位置信息在指揮中心顯示應用,以實現“可視化”指揮。根據 GPS信息接收模塊與對講機的結合方式以及定位傳遞通道的不同,其實現方式一般有三種。

一是外置定位,同頻傳輸。這種方式其 GPS定位模塊與移動對講機分離設置,GPS定位模塊及GPS天線安裝在對講機的外接肩嘜內,肩嘜在負責通話的同時還負責 GPS定位信息接收和數據處理。定位信息利用肩嘜與對講機連接,并利用對講機本身的語音通道進行定位信息傳輸,中心配備一臺接收對講機進行定位信息接收,然后傳送到電子地圖平臺顯示。這種方式其實質就是在原有的無線通信系統(tǒng)上,增加了嵌有衛(wèi)星接收天線和定位模塊的肩嘜,再利用原有語音通道進行定位信息傳輸而構成。

二是外置定位,異頻傳輸。其接收模塊與對講機的結合方式與第一種方式相同,但其定位信息的傳輸不占用對講機的語音通話信道,而是在對講機中增加跳頻功能,將信道跳轉到另外一個頻點上來進行定位信息的傳輸,然后由中心配備的接收設備進行定位信息的接收和顯示應用。這種方式其定位的實現與第一種方式相同,但定位信息傳輸采用單獨信道,其實質是在通話和定位公用一個對講機的同時,構建了一個 150或 450/350M的簡易專網來傳輸 GPS數據,通過對講機改造,利用跳頻方式實現語音信道和 GPS數據信道間的切換。

三是內置一體,獨立傳輸。這種方式將定位模塊直接集成到對講機中,在對講機中完全集成一語音通信、衛(wèi)星定位和公網通信功能,并利用公網建立獨立于對講通話信道的定位信息傳輸信道,在對講機中嵌入公網無線通信的 SIM卡,利用無線移動通信公網將定位信息傳輸到中心,其定位和語音對講是通過完全不同的兩套系統(tǒng),即語音走專網,GPS數據走公網,來實現 GPS定位和傳輸。這種方式 GPS定位與對講機完全集成,并借助 GSM/CDMA網絡來傳輸定位信息,其實質是多種通信功能在對講機中的集成。

3 系統(tǒng)性能分析

這種基于對講機無線通信指揮系統(tǒng)構建的 GPS定位應用,都是以無線通信為基本業(yè)務,然后增加擴展定位功能的一種構建思路,其具有循序發(fā)展、節(jié)約成本、方便攜帶等優(yōu)點。但由于受當前單工、模擬通信系統(tǒng)的限制,其定位實現及傳輸方式的不同,決定了系統(tǒng)在語音干擾、定位實時性及定位盲區(qū)等方面性能的優(yōu)劣,影響著系統(tǒng)的可用性。上述三種不同定位傳輸方式所建系統(tǒng)的性能比較見表1。

第一種方式雖然經濟性較好,系統(tǒng)實現也比較方便,但由于語音和定位信息依賴同一頻率進行傳輸,語音通信和定位信息傳輸互相干擾。并且當系統(tǒng)用戶數量增加,或系統(tǒng)定位實時性需要提高而縮短定位信息發(fā)送時間間隔時,系統(tǒng)干擾將同比增加,干擾嚴重甚至導致系統(tǒng)不可用。因此,這種方式構建的系統(tǒng)容量很小,且實時性也很差。另外,當遇到大樓阻擋區(qū)域或進入室內時,由于接收不到三顆以上衛(wèi)星的 GPS導航電文,則會出現定位盲區(qū),移動終端超出基站覆蓋范圍,定位信息也將無法傳回。

第二種方式避免了一個對講機發(fā)送定位信息影響全體語音通信的問題,但影響本對講機通信的問題依然存在。在頻率切換傳送定位信息時,本對講機不能通話,且跳轉切換時也會對整體通信產生脈沖干擾。因此,這種方式大大降低了語音干擾問題,其實時性也可以較大提高,可提高到每 2分鐘定位一次,但干擾依然存在。當系統(tǒng)用戶大幅增加,或大幅提高實時性時,系統(tǒng)也將受到嚴重干擾。另外,系統(tǒng)盲區(qū)問題依然存在,且由于頻率資源有限,因需要單獨增設一個頻率,會導致頻率復用、盜用的現象大量存在。

表1 系統(tǒng)功能性能比較表

第三種方式使兩種信息的通信獨立進行,互不干擾,基本解決了系統(tǒng)中兩種信息同時傳輸的干擾問題。系統(tǒng)用戶數量的增加和系統(tǒng)實時性的提高不會引起系統(tǒng)干擾,其系統(tǒng)容量和實時性僅依賴信道傳輸速率,定位實時性和系統(tǒng)容量可大幅提升。并且當移動目標進入室內或被建筑物阻擋時,可借助手機基站定位進行彌補,適當減輕盲區(qū)問題,即使超出對講通信基站覆蓋范圍,定位信息依靠公網無線通信依然可以傳輸。但這種方式需要在對講機中集成手機通信模塊,并要配置 SIM卡,使用中產生一定的公網使用費用,除一次性投資外,還需要一筆使用費,相對費用較大。

4 結語

在警用對講機中嵌入 GPS定位功能,是公安移動通信指揮調度系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,實現移動警員定位,進行可視指揮,是公安機關提高快速反應能力的必由之路。在當前現有無線通信系統(tǒng)條件下實現的GPS定位功能,雖然都存在一定的缺陷和不足,但三種方式都可在不同層面及范圍得到一定的應用。隨著公安警用無線通信系統(tǒng)的發(fā)展,新型對講機的不斷普及,尤其是數字集群無線通信系統(tǒng)的發(fā)展和應用,GPS定位在公安通信指揮中的應用必將大有發(fā)展。

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