韓將星

（吉林省延邊朝鮮族自治州工信局無線電監(jiān)測站，吉林 延吉 133000）

0 引 言

人類社會(huì)從第一次信息革命語言開始,經(jīng)歷了文字,印刷術(shù),無線電,電視,互聯(lián)網(wǎng)的六次信息革命，然而第七次信息革命將會(huì)是5G 通信技術(shù)為基礎(chǔ)的智能互聯(lián)網(wǎng)[1]。智能互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不僅僅是實(shí)現(xiàn)信息的無障礙傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)，而是在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上深度融合構(gòu)建了移動(dòng)互聯(lián)、智能感應(yīng)、大數(shù)據(jù)[2]、人工智能[3]、云平臺(tái)[4]等新的信息傳遞體系，其功能更為全面而強(qiáng)大，智能化特征更加明顯。

5G 時(shí)代，車聯(lián)網(wǎng)[5]、物聯(lián)網(wǎng)[6]、無人機(jī)[7-8]等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的全面爆發(fā)，對未來移動(dòng)通信系統(tǒng)接入速率、網(wǎng)絡(luò)連接能力、時(shí)延等提出了更高要求。5G技術(shù)的逐步推進(jìn)，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的爆炸式增長，不斷涌現(xiàn)出新的信息業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景。例如，電力、鐵路、農(nóng)業(yè)、氣象、旅游、醫(yī)療、交通等各行各業(yè)，都全面推進(jìn)了關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一體化智能互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)建設(shè)，已經(jīng)得到了良好的管理效果[9-15]。針對目前發(fā)展形勢，我國國家及各省市無線電監(jiān)測站也努力推動(dòng)了一體化智能互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)建設(shè)，例如，短波監(jiān)測一體化平臺(tái)[16]，寧夏無線電監(jiān)測一體化平臺(tái)[17]，安徽省基于GIS 的可視化監(jiān)測數(shù)據(jù)一體化平臺(tái)[18]等等監(jiān)測網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)，為針對未來的發(fā)展需求，建設(shè)更完善的智能互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)打下了良好的基礎(chǔ)。

本文根據(jù)上述各領(lǐng)域智能互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，提出了5G 時(shí)代無線電監(jiān)測站車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)等一體化業(yè)務(wù)平臺(tái)技術(shù)模型與架構(gòu)，并闡述了該技術(shù)平臺(tái)典型場景應(yīng)用。

1 無線電監(jiān)測站車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)

1.1 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢及問題點(diǎn)

5G 時(shí)代，隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向著智能化、網(wǎng)聯(lián)化融合方向發(fā)展[19-20]，實(shí)現(xiàn)“車 - 路 - 網(wǎng) - 云”的高度協(xié)同[21]，給無線電監(jiān)測站的移動(dòng)監(jiān)測車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用帶來新的靈感。比如，高效編隊(duì)行駛、智能最優(yōu)車速策略、超視距防碰撞、盲區(qū)檢測、安全精準(zhǔn)?？?、緊急救援、實(shí)時(shí)車路協(xié)同、車輛管理、智慧遠(yuǎn)程駕駛、遠(yuǎn)程可視化云平臺(tái)等應(yīng)用服務(wù)。面向未來，高級自動(dòng)駕駛和完全自動(dòng)駕駛發(fā)展逐步實(shí)現(xiàn)，汽車和交通環(huán)境全部聯(lián)網(wǎng)，這將大力解放移動(dòng)監(jiān)測車駕駛工作人員的雙手和大腦，使更多的精力投入到管理與決策上。針對上述車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢，我國無線電監(jiān)測站車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)目前面臨的問題點(diǎn)如下：

（1）人工方式對移動(dòng)監(jiān)測車進(jìn)行管理，導(dǎo)致對車況的了解出現(xiàn)各種遺漏。

（2）執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)時(shí)，車輛網(wǎng)聯(lián)化程度低，數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)共享，導(dǎo)致固定站、便攜式小型移動(dòng)站等各項(xiàng)設(shè)備之間的協(xié)作效率低。

（3）車輛超視距防碰撞、智能緊急救援等安全系統(tǒng)與自動(dòng)駕駛等智能化程度低，導(dǎo)致發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，應(yīng)急措施效率低，并且增加駕駛員疲勞。

（4）對車輛行駛的歷史路線、時(shí)間、狀況等數(shù)據(jù)無法通過云平臺(tái)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、分析、管理，導(dǎo)致無法對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析與總結(jié)。

1.2 系統(tǒng)模型

本文根據(jù)5G 時(shí)代車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢及問題點(diǎn)，提出無線電監(jiān)測站車聯(lián)網(wǎng)一體化平臺(tái)系統(tǒng)模型，如圖1 所示。圖中可以看到，“云、管、端”三者跨界結(jié)合為車云互聯(lián)網(wǎng)，承載車聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容分發(fā)和回傳。

（1）“端”作為平臺(tái)的終端系統(tǒng)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)原生數(shù)據(jù)的采集與云端系統(tǒng)控制指令的執(zhí)行。移動(dòng)監(jiān)測車之間通過D2D[22]等車際網(wǎng)可以直接快速通信，也可以車輛單元OBU[23]（on-board unit）跟4G、5G基站的通信方式形成車云網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的共享與傳輸。車輛和車內(nèi)的用戶終端可以在沒有基站協(xié)助的情況下通過自行控制鏈路，進(jìn)行短距離的車輛數(shù)據(jù)傳輸并形成車內(nèi)網(wǎng)。5G 時(shí)代，民用無人機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于檢測、監(jiān)測、環(huán)保、安全、環(huán)保、娛樂等等諸多領(lǐng)域，天基互聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航衛(wèi)星等先端科技的逐步推進(jìn)，助力于無人機(jī)由視距內(nèi)人工遙控器操作發(fā)展為超視距內(nèi)遠(yuǎn)程無人機(jī)云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)操作，必定向智能化、網(wǎng)聯(lián)化、云化、集群化方向發(fā)展[24-29]， 給無線電監(jiān)測站無人機(jī)云平臺(tái)應(yīng)用帶來美好的前景。無人機(jī)技術(shù)可以靈活應(yīng)用到無線電監(jiān)測領(lǐng)域，并通過5G 互聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航衛(wèi)星、云平臺(tái)管控等技術(shù)，可以與移動(dòng)監(jiān)測車協(xié)同作戰(zhàn)。

（2）“管”作為管道，負(fù)責(zé)終端采集數(shù)據(jù)的回傳和控制信息的分發(fā)。5G 時(shí)代，車聯(lián)網(wǎng)除了路測單元，網(wǎng)絡(luò)切片，邊緣計(jì)算等5G 技術(shù)的安全、超低時(shí)延快速通信以外，還可以借助天基互聯(lián)網(wǎng)[30-32]提供低延遲衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)連接服務(wù)，實(shí)現(xiàn)山路、高速路、國道、鄉(xiāng)路等沒有普通信號的地方進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)還可以增強(qiáng)汽車導(dǎo)航能力，轉(zhuǎn)發(fā)北斗差分改正信息等方式，為機(jī)載、車載定位終端提供更加精準(zhǔn)可靠的位置服務(wù)。

（3）“云”作為業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)回傳數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理以及控制信息的生成。云端車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)將車輛數(shù)據(jù)、車機(jī)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、廠商數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、第三方數(shù)據(jù)等，利用終端設(shè)備及外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入集成等多種技術(shù)手段收集起來，并儲(chǔ)存到監(jiān)測站云端數(shù)據(jù)平臺(tái)中，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等挖掘處理，以移動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化、車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)報(bào)表等方式提供豐富的數(shù)據(jù)服務(wù)。

2 無線電監(jiān)測站物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)

2.1 物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展趨勢與問題點(diǎn)

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云平臺(tái)、信息通信等技術(shù)的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、電力、鐵路、農(nóng)業(yè)、水紋監(jiān)測、車輛管理、設(shè)備庫管理、機(jī)房管理、安全管理、智能家居等領(lǐng)域[33-48]。5G 物聯(lián)網(wǎng)、天基互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的逐步推進(jìn)，“人的互聯(lián)”逐步向“萬物互聯(lián)”演進(jìn),給未來無線電監(jiān)測站物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)帶來了美好的前景。針對當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展形勢，我國無線電監(jiān)測站目前面臨的問題點(diǎn)如下：

圖1 無線電監(jiān)測站車聯(lián)網(wǎng)一體化平臺(tái)系統(tǒng)模型示意

（1）設(shè)備健康狀態(tài)管理方面：因監(jiān)測、壓制等設(shè)備逐漸老化，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行精密度下降，影響工作效率，并且沒有統(tǒng)一的解決方案；執(zhí)行任務(wù)過程中，因突然出現(xiàn)設(shè)備故障，導(dǎo)致無法正常開展工作；因人工方式檢測大量設(shè)備健康狀態(tài)情況，導(dǎo)致設(shè)備檢測精密度不高，提前故障預(yù)防效率低；大型考試保障等任務(wù)繁忙時(shí)，因設(shè)備更新?lián)Q代緩慢，導(dǎo)致新老設(shè)備運(yùn)行效率不均衡；因人工方式分析、判斷設(shè)備使用率及運(yùn)行效率狀況，缺乏正確的科學(xué)管理手段，導(dǎo)致各項(xiàng)決策判斷容易出現(xiàn)遺漏。

（2）設(shè)備庫管理方面：因科學(xué)統(tǒng)一智能化的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備庫管理系統(tǒng)還沒有得到大范圍普及，落后的人工管理方式，相比先進(jìn)的智能化倉儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)管理手段，管理效率甚低。

（3）智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面：智慧能效、智能家居、車輛管理等智能化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)還沒得到廣泛普及，導(dǎo)致不必要的人力、財(cái)力、物力的浪費(fèi)。

2.2 技術(shù)架構(gòu)

本文根據(jù)上述5G 時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展趨勢及問題點(diǎn)，提出無線電監(jiān)測站物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)，如圖2 所示。監(jiān)測站物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)從下至上包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。

（1）感知層與網(wǎng)絡(luò)層

感知層主要采集底層物理信息，根據(jù)無線電監(jiān)測站的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)系統(tǒng)種類，有多種感知手段。比如，機(jī)房設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)使用采集電路、視頻傳感器、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測傳感器、邊緣物聯(lián)代理等等。RFID 設(shè)備庫管理系統(tǒng)使用RFID 傳感器、視頻傳感器、智能業(yè)務(wù)終端等等，智能家居系統(tǒng)使用溫度傳感器、濕度傳感器、煙感傳感器等等，物聯(lián)網(wǎng)車輛管理系統(tǒng)使用移動(dòng)監(jiān)測車輛設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測傳感器、視頻傳感器、車載單元OBU 等等。根據(jù)底層采集數(shù)據(jù)量的大小，可以搭建路由器、Wi-Fi 等輕量級物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算平臺(tái)來協(xié)助感知層信息采集與存儲(chǔ)，并把數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸給監(jiān)測站云計(jì)算中心平臺(tái)。

網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)不同物聯(lián)網(wǎng)場景，可以使用無線接入網(wǎng)和有線接入網(wǎng)，比如，機(jī)房設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)等，可以根據(jù)室內(nèi)、室外地理位置情況，可使用有線、無線網(wǎng)絡(luò)，也可以使用衛(wèi)星導(dǎo)航、天基物聯(lián)網(wǎng)、低功耗廣域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)、局域網(wǎng)等來傳輸數(shù)據(jù)；設(shè)備庫管理系統(tǒng)、智慧家居系統(tǒng)、智慧能效管控系統(tǒng)等，可使用局域網(wǎng)、有線接入網(wǎng)等等來把數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)測站云計(jì)算中心平臺(tái)。

（3）平臺(tái)層與應(yīng)用層

監(jiān)測站云計(jì)算中心平臺(tái)把各類數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)、AI、邊緣計(jì)算、微服務(wù)、第三方服務(wù)等等技術(shù)平臺(tái)手段進(jìn)行統(tǒng)一建模、統(tǒng)一存儲(chǔ)，統(tǒng)一為應(yīng)用層服務(wù)提供接口服務(wù)，實(shí)現(xiàn)將物理世界的物理信息轉(zhuǎn)變成虛擬數(shù)據(jù)信息，并利用可視化顯示平臺(tái)展現(xiàn)出各類數(shù)據(jù)模型，便于正確的決策與判斷。關(guān)于平臺(tái)層系統(tǒng)的具體功能模塊如圖3 所示；應(yīng)用層針對各類業(yè)務(wù)需求，通過移動(dòng)手機(jī)、移動(dòng)辦公等多種智能終端手段，把平臺(tái)層的各類數(shù)據(jù)服務(wù)通過相關(guān)軟件服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)與工作人員進(jìn)行溝通，并把相關(guān)內(nèi)容通過應(yīng)用層反饋給平臺(tái)層。

圖2 無線電監(jiān)測站物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)示意

圖3 無線電監(jiān)測站物聯(lián)網(wǎng)一體化平臺(tái)管理系統(tǒng)功能模塊示意

圖3 中，機(jī)房設(shè)備健康狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)是基于大數(shù)據(jù)、各類設(shè)備檢測傳感器、采集電路、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測站室內(nèi)機(jī)房設(shè)備的工作狀態(tài)、運(yùn)行質(zhì)量和工況信息等進(jìn)行采集、整合、處理、分析，構(gòu)建一種安全、高效、智能的故障診斷預(yù)測和自身健康狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，讓工作人員實(shí)現(xiàn)高效率的“預(yù)測修”與“狀態(tài)修”的管理平臺(tái)。隨著云計(jì)算、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)也越來越朝著智能化方向發(fā)展，進(jìn)一步對設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行有效的智能故障原因回溯分析，從而保障設(shè)備運(yùn)作檢測系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外通過RFID 設(shè)備庫管理系統(tǒng)、智慧能效管控系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)對監(jiān)測站物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)移動(dòng)設(shè)備、電器、車輛、安全等進(jìn)行全生命周期管理與控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)保養(yǎng)，延長使用壽命，提高服務(wù)質(zhì)量，節(jié)能降耗、減員增效，對監(jiān)測站的綠色、高效、安全發(fā)展有重大意義。

3 無線電監(jiān)測站監(jiān)測網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)

3.1 監(jiān)測網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展趨勢及問題點(diǎn)

近年來，無線電電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜，輻射源種類多，輻射強(qiáng)度差別大、信號分布密集、信號形式多樣對無線電監(jiān)測網(wǎng)帶來巨大壓力。為了對5G 時(shí)代的全覆蓋、低功率的海量無線電信號進(jìn)行高效率的分析處理，對那些區(qū)域廣、頻度高、隱蔽性和移動(dòng)性強(qiáng)的新型無線電犯罪活動(dòng)進(jìn)行有效的打擊，無線電監(jiān)測網(wǎng)向網(wǎng)格化、智能化、移動(dòng)化發(fā)展[49-52]。針對當(dāng)前無線電監(jiān)測網(wǎng)發(fā)展趨勢，我國無線電監(jiān)測站目前面臨的問題點(diǎn)如下：

（1）監(jiān)測網(wǎng)設(shè)施的網(wǎng)格化、智能化普及水平完全處于初級階段，缺乏產(chǎn)品、環(huán)境適應(yīng)性、軟件系統(tǒng)等技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)[53]，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)設(shè)施建設(shè)水平很低。

歐盟委員會(huì)提出的“FAIR 原則”(Findable、Accessible、Interoperable、Reusable，即可發(fā)現(xiàn)、可訪問、可交互、可重用) 正成為科學(xué)數(shù)據(jù)管理、監(jiān)管與出版的最新通用原則。2016年7月26日，歐盟委員會(huì)公布《Horizon 2020框架下的FAIR數(shù)據(jù)管理指南》，提出所有受Horizon 2020資助且參與“開放研究數(shù)據(jù)試行計(jì)劃”的項(xiàng)目必須提交數(shù)據(jù)管理計(jì)劃(Data Management Plan，DMP)。

（2）車載單站電磁環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，但甄別異常和定位干擾信號能力弱，無法及時(shí)處置突發(fā)情況。

（3）多個(gè)（一般3 個(gè)或以上）固定站組成的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測定位系統(tǒng)功能強(qiáng)大，但建設(shè)成本昂貴，不便因需求增加而擴(kuò)展。

3.2 網(wǎng)格化智能監(jiān)測網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

網(wǎng)格化智能監(jiān)測網(wǎng)（網(wǎng)格化智能監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)）就是將重要的無線電監(jiān)測場區(qū)及周邊按照空間距離和監(jiān)測重要程度，劃分成若干個(gè)大小不等的網(wǎng)格單元，并在每個(gè)網(wǎng)格單元布置監(jiān)測網(wǎng)格點(diǎn)，組成一張無線電實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。利用5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將網(wǎng)格點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)，上傳到云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行分析計(jì)算，獲取相應(yīng)區(qū)域內(nèi)電磁環(huán)境情況，實(shí)現(xiàn)場區(qū)及周邊電磁環(huán)境精細(xì)化管理。本文根據(jù)無線電監(jiān)測站監(jiān)測網(wǎng)平臺(tái)發(fā)展趨勢及問題點(diǎn)，提出無線電監(jiān)測站智能網(wǎng)格化監(jiān)測網(wǎng)一體化平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)，如圖4 所示。網(wǎng)格化智能監(jiān)測網(wǎng)平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)從下至上包括網(wǎng)格點(diǎn)感知層功能模塊、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。

圖4 無線電監(jiān)測站智能網(wǎng)格化監(jiān)測網(wǎng)一體化平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

（1）網(wǎng)格點(diǎn)感知層功能模塊

隨著技術(shù)的發(fā)展，智能傳感器技術(shù)已經(jīng)非常成熟，可以集成干擾定位、頻譜監(jiān)測、射頻測試等應(yīng)用的感知終端，導(dǎo)航定位模塊（GPS 或北斗定位系統(tǒng)），環(huán)境監(jiān)測傳感器，視頻監(jiān)測，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測，通信等等多功能模塊。網(wǎng)格點(diǎn)智能傳感器具有體積小，成本低，功能多樣化與有一定的智能化計(jì)算處理能力等特點(diǎn)，可以勝任智能監(jiān)測網(wǎng)格點(diǎn)的信號采集、控制處理、信息交換、數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N任務(wù)。

頻譜感知終端一般采用集成接收機(jī)，內(nèi)置頻譜分析儀探頭，集成高性能計(jì)算機(jī)平臺(tái)，提供顯示輸出、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、USB 擴(kuò)展接口及 WIFI 等物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)無線電信號的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送及本地存儲(chǔ)；視頻監(jiān)測模塊實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格點(diǎn)整體態(tài)勢的視頻監(jiān)控；衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊主要實(shí)現(xiàn) GPS/北斗授時(shí)與觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格點(diǎn)間的無線同步；環(huán)境監(jiān)測傳感器感知現(xiàn)場溫度、濕度等環(huán)境條件，給云端提供設(shè)備工作環(huán)境信息，確保終端在適宜的條件下正常工作。通信模塊負(fù)責(zé)與天基互聯(lián)網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)等無線、有線網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)格點(diǎn)距離方面，根據(jù)無線電監(jiān)測場區(qū)的具體情況，適當(dāng)?shù)剡x擇與調(diào)整。在海上或者沙漠等人員稀少的地區(qū)，可以利用船舶、無人機(jī)等移動(dòng)監(jiān)測手段來設(shè)置臨時(shí)網(wǎng)格點(diǎn)。

（2）網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)傳輸與定位技術(shù)

智能網(wǎng)格化監(jiān)測網(wǎng)平臺(tái)在長時(shí)間監(jiān)測任務(wù)過程中，對網(wǎng)格點(diǎn)產(chǎn)生的龐大的數(shù)據(jù)量不僅需要進(jìn)行智能化的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、深入分析、快速識(shí)別、準(zhǔn)確定位，而且根據(jù)需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析和轉(zhuǎn)化應(yīng)用。所以，如圖5所示，網(wǎng)格點(diǎn)與監(jiān)測站云端服務(wù)器之間，根據(jù)網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)量與區(qū)域，需要搭建多個(gè)邊緣計(jì)算平臺(tái)來完成網(wǎng)格點(diǎn)與監(jiān)測站云計(jì)算中心之間的數(shù)據(jù)處理與傳輸。邊緣計(jì)算是云計(jì)算由全集中模式向分布式演進(jìn)的升級，云計(jì)算中心將算法下發(fā)到邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)處理，甚至引入大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)大幅地提高本地的數(shù)據(jù)響應(yīng)速度。通過分布式計(jì)算技術(shù)和合理的資源調(diào)度管理，把邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的算力、存儲(chǔ)等資源和云計(jì)算中心進(jìn)行統(tǒng)一，形成邏輯集中、物理分散的云邊協(xié)同計(jì)算平臺(tái)。

多個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)通過有線接入網(wǎng)，天基互聯(lián)網(wǎng)、無線蜂窩網(wǎng)、衛(wèi)星導(dǎo)航、低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)等無線接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)傳送給對應(yīng)區(qū)域（比如：分布在區(qū)域分界線的網(wǎng)格點(diǎn)，根據(jù)情況可以與多個(gè)邊緣計(jì)算平臺(tái)形成互聯(lián)，有助于定位查除無線電干擾源）的邊緣計(jì)算平臺(tái)，進(jìn)行智能化快速分析、定位、判斷、決策，并把結(jié)果反饋給網(wǎng)格點(diǎn)與云端，根據(jù)需要作進(jìn)一步的決策。臨近區(qū)域的邊緣計(jì)算平臺(tái)之間，也可以通過有線和無線相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、協(xié)同計(jì)算等，建立協(xié)作關(guān)系。監(jiān)測站云端把所有的邊緣計(jì)算平臺(tái)傳送過來的數(shù)據(jù)利用大數(shù)據(jù)、AI 平臺(tái)等進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)與處理。網(wǎng)格化定位方面，針對大規(guī)模布置網(wǎng)格點(diǎn)，由于TDOA（Time Difference of Arrival ）定位具有系統(tǒng)簡單、單站投資少等優(yōu)點(diǎn)成為網(wǎng)格化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)選擇。比如查找某網(wǎng)格化區(qū)域某點(diǎn)干擾源信號時(shí)，TDOA 定位系統(tǒng)只需在邊緣計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行智能化快速定位計(jì)算處理，把結(jié)果發(fā)送給云端即可，減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，提高監(jiān)測效率。

圖5 無線電監(jiān)測站智能網(wǎng)格化監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)模型示意

（3）平臺(tái)層與應(yīng)用層

平臺(tái)層主要包括邊緣計(jì)算平臺(tái)與監(jiān)測站云端服務(wù)器平臺(tái)，負(fù)責(zé)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理與數(shù)據(jù)傳輸，包括網(wǎng)格點(diǎn)的管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)分析、挖掘等各類相關(guān)應(yīng)用。邊緣計(jì)算平臺(tái)主要包括智能網(wǎng)關(guān)，邊緣彈性計(jì)算，設(shè)備運(yùn)維管理，邊緣Agent等等內(nèi)容，主要負(fù)責(zé)網(wǎng)格點(diǎn)與云端服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸與異常信號快速定位、智能化快速處理等，確保網(wǎng)格點(diǎn)的低時(shí)延數(shù)據(jù)處理。云端服務(wù)器平臺(tái)主要包括網(wǎng)格點(diǎn)設(shè)備位置顯示、視頻監(jiān)控、狀態(tài)監(jiān)測等相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)，GIS（Geographic Information System）平臺(tái)，數(shù)據(jù)可視化管理平臺(tái)，對異常信號的監(jiān)測、定位服務(wù)平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行維護(hù)管理平臺(tái)，此外還有臺(tái)站數(shù)據(jù)管理、頻率管理、監(jiān)測月報(bào)管理等等日常業(yè)務(wù)平臺(tái)。此外，還可以添加值班管理系統(tǒng)[54]、干擾案例知識(shí)庫系統(tǒng)[55]等等相關(guān)內(nèi)容平臺(tái)來助力無線電監(jiān)測工作。

應(yīng)用層主要利用辦公電腦、移動(dòng)手機(jī)、可視化監(jiān)控大屏幕等多種智能終端手段，把平臺(tái)層的各類數(shù)據(jù)服務(wù)通過相關(guān)軟件應(yīng)用平臺(tái)與工作人員進(jìn)行互動(dòng)，并提供輔助決策支持。比如，通過移動(dòng)用戶終端的瀏覽器來訪問云端服務(wù)器、查看異常信號數(shù)據(jù)查詢、頻譜占用度分析等；手機(jī)短信方式提供異常信號快速報(bào)警，黑廣播報(bào)警提示等等諸多功能服務(wù)。

4 監(jiān)測站一體化智能互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用

無線電監(jiān)測站主要利用車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的移動(dòng)監(jiān)測車、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的各種便攜式監(jiān)測壓制設(shè)備、監(jiān)測網(wǎng)平臺(tái)的智能網(wǎng)格點(diǎn)、各類無人機(jī)等技術(shù)手段查除無線電異常信號源，保障社會(huì)電磁環(huán)境秩序。下面列舉典型應(yīng)用場景來描述該平臺(tái)的各類技術(shù)應(yīng)用。

4.1 移動(dòng)監(jiān)測車行駛方面應(yīng)用

當(dāng)移動(dòng)監(jiān)測車行駛當(dāng)中，遇到突發(fā)事件（如車輛碰撞、故障、惡劣天氣、道路堵塞、人員傷亡等）時(shí)，車輛能自動(dòng)或手動(dòng)通過天基互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星導(dǎo)航、5G基站等網(wǎng)絡(luò)手段，對外發(fā)起“緊急呼叫”，并提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，包括車輛類型、交通事故時(shí)間地點(diǎn)等（服務(wù)提供方可以是政府緊急救助中心、運(yùn)營商緊急救助中心或第三方緊急救助中心等）。同時(shí)，通過監(jiān)測站物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)車輛管理系統(tǒng)，把全路段實(shí)時(shí)視頻信息發(fā)送到監(jiān)測站可視化監(jiān)控云平臺(tái)，形成信息內(nèi)外互動(dòng)，大幅度提高決策判斷效率；當(dāng)多輛移動(dòng)監(jiān)測車編隊(duì)協(xié)同行駛在高速公路等特定道路時(shí)，可利用協(xié)作式自適應(yīng)巡航技術(shù)，通過V2X 通信實(shí)現(xiàn)車隊(duì)內(nèi)部車輛之間速度、位置、狀態(tài)等信息共享，保證車隊(duì)行駛安全。此外，還有車速引導(dǎo)、車內(nèi)標(biāo)牌、汽車近場支付、碰撞預(yù)警、緊急制動(dòng)預(yù)警等等車聯(lián)網(wǎng)諸多應(yīng)用服務(wù)可提供安全保障?？傊囕v行駛狀態(tài)、路段、通信、安全等全過程與監(jiān)測站一體化云平臺(tái)的車聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)形成實(shí)時(shí)對接狀態(tài)，并且實(shí)時(shí)分析、處理各類行駛數(shù)據(jù)，根據(jù)情況，提供智能決策信息數(shù)據(jù)。

4.2 查找黑廣播、偽基站方面的應(yīng)用

在城市高層建筑密集區(qū)，由于無線電信號在地面?zhèn)鞑r(shí)受到反射、折射等介質(zhì)的影響，使地面監(jiān)測很難快速準(zhǔn)確地定位信號源；有些黑電臺(tái)搭在幾十公里以外的山區(qū)，這時(shí)候如果想準(zhǔn)確定位，多數(shù)情況下利用空中組網(wǎng)定位方式，且兩個(gè)測試點(diǎn)距離10 km 以外是基本要求；有些非法電臺(tái)、偽基站搭在移動(dòng)車輛或無人機(jī)上，這時(shí)候單一的監(jiān)測手段很難快速查除。

遇到以上幾種情況時(shí)，可以利用監(jiān)測站一體化云平臺(tái)的多項(xiàng)技術(shù)來快速查除，并全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控與內(nèi)外互動(dòng)。

（1）查除城市高層建筑密集區(qū)隱蔽信號源時(shí)，首先利用云平臺(tái)監(jiān)測網(wǎng)技術(shù)判斷大概方位，然后派遣可以管控多架監(jiān)測無人機(jī)的移動(dòng)監(jiān)測車到方位區(qū)進(jìn)行巡邏式監(jiān)測，進(jìn)一步縮小信號源范圍，范圍縮小到一定層度時(shí)，監(jiān)測車派遣多架監(jiān)測無人機(jī)從不同的角度進(jìn)行空中組網(wǎng)定位，精準(zhǔn)查除高層隱蔽區(qū)信號源。

（2）查除人員山區(qū)黑電臺(tái)時(shí)，首先利用云平臺(tái)監(jiān)測網(wǎng)技術(shù)判斷大概方位，然后派遣移動(dòng)監(jiān)測車逼近方式接近信號源區(qū)，然后出動(dòng)多架監(jiān)測無人機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的空中組網(wǎng)定位并鎖定信號源范圍。如果遇到山區(qū)車輛無法通行路段時(shí)，派遣偵查無人機(jī)進(jìn)行搜索，人員在車內(nèi)可視化監(jiān)控?zé)o人機(jī)，最終把信號源查除掉。

（3）查除搭在車輛、無人機(jī)等移動(dòng)端的信號源時(shí)，首先利用平臺(tái)監(jiān)測網(wǎng)技術(shù)鎖定移動(dòng)端目標(biāo)，然后在監(jiān)測網(wǎng)平臺(tái)的協(xié)同下，派遣移動(dòng)監(jiān)測車迅速逼近目標(biāo)并鎖定在目視范圍內(nèi)。如果目標(biāo)是移動(dòng)車輛時(shí)，通知公安人員進(jìn)行協(xié)同查除。如果目標(biāo)是無人機(jī)時(shí)，根據(jù)情況，進(jìn)行地面壓制或者派遣反制無人機(jī)進(jìn)行壓制或者捕獲，最終把信號源查除掉。

4.3 重大活動(dòng)保障或者考試保障方面的應(yīng)用

重大活動(dòng)、考試保障時(shí)，首先，提前利用監(jiān)測網(wǎng)網(wǎng)格點(diǎn)或者移動(dòng)監(jiān)測車、便攜式監(jiān)測設(shè)備到保障地點(diǎn)進(jìn)行周圍無線電電磁環(huán)境測試，把監(jiān)測數(shù)據(jù)保存到監(jiān)測站云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行保障當(dāng)天實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)測對比。保障當(dāng)天，動(dòng)用移動(dòng)監(jiān)測車、監(jiān)測無人機(jī)、偵查無人機(jī)等，對現(xiàn)場周圍地面、空域進(jìn)行盤旋監(jiān)測，并通過通信互聯(lián)網(wǎng)手段與監(jiān)測站云平臺(tái)保持實(shí)時(shí)互動(dòng)。如果遇到異常情況，第一時(shí)間動(dòng)用地空所有監(jiān)測手段，快速協(xié)同定位，根據(jù)信號源情況，派遣反制無人機(jī)、移動(dòng)監(jiān)測車或者利用便攜式監(jiān)測壓制設(shè)備進(jìn)行有效查除、壓制。所有現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存到監(jiān)測站云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，保障結(jié)束后進(jìn)行全面分析與總結(jié)。

5 結(jié) 語

為了應(yīng)對日益復(fù)雜的未來無線電電磁環(huán)境與技術(shù)發(fā)展，本文提出了無線電監(jiān)測站車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)等一體化技術(shù)云平臺(tái)模型與架構(gòu)，詳細(xì)分析了相關(guān)技術(shù)平臺(tái)特點(diǎn)，并描述該平臺(tái)的技術(shù)場景應(yīng)用。面向未來，無線電各項(xiàng)技術(shù)的融合與發(fā)展是一個(gè)連續(xù)且充滿不確定性的過程，實(shí)現(xiàn)從潛力到現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)變，充滿了各種挑戰(zhàn)。面對日益復(fù)雜的社會(huì)環(huán)境，無線電監(jiān)測站應(yīng)把握好時(shí)代技術(shù)變革與發(fā)展規(guī)律，抓好技術(shù)改善的切入點(diǎn)，積極探索，努力打造成為世界領(lǐng)先水平的智能化監(jiān)測站。