文/楊曉東 北京中科網(wǎng)航安全技術有限公司

　　一、城市安全技術現(xiàn)狀

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

　　當今時代，公安系統(tǒng)新技術變革勢頭強勁、波及全球，以信息技術為主導的現(xiàn)代化建設成為各國安全部門追求的目標。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。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/移動勤務的通信需求，普遍存在語音、IP網(wǎng)絡接入、數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、可視化指揮調度等傳統(tǒng)數(shù)字通信手段無法滿足的業(yè)務需求。

　　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)實時視頻業(yè)務延遲時間長、卡頓丟幀嚴重、高清或超高清視頻傳輸瓶頸問題、分期建設周期長導致的網(wǎng)絡前瞻性不夠無法支撐視頻業(yè)務未來增長需求問題、未來的移動終端（單兵、無人機、巡邏機器人、無人船）應用接入無法實現(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、實戰(zhàn)化、融合化等相關問題？

　　2、 如何實現(xiàn)整個城市安全系統(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？臨時監(jiān)控、移動執(zhí)法如何實現(xiàn)多媒體信息快速實時接入？如何防止非法分子偽造監(jiān)控圖像、盜取機密視頻？如何防止非法分子通過入侵視頻網(wǎng)、并進一步入侵業(yè)務內網(wǎng)？視頻出現(xiàn)故障、如何準確定位和解決問題、保障業(yè)務暢通？

　　3、 針對我國超高層、地下、城市綜合體等建筑規(guī)模結構復雜、防火滅火難度大等問題，如何有效監(jiān)測預警火災、預防與控制火災、防控火災蔓延、人員疏散疏導與快速緊急救援？如何構建智慧消防系統(tǒng)，來提高火災監(jiān)測預警和快速防范處置能力？

　　4、 針對我國交通擁堵日益嚴重、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險預警與安全管理服務能力、應急反恐管控能力？

　　5、 針對數(shù)字化、網(wǎng)絡化違法犯罪活動的發(fā)現(xiàn)、預警、處置、取證較難等問題，如何高效監(jiān)測預警與防控網(wǎng)絡事件、社會突發(fā)事件、實時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備，如無線局域網(wǎng)標準（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，導致受民用設備干擾嚴重，無法保證高質量穩(wěn)定性傳輸，無法與光纖媲美；而微波設備通過載波技術將數(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，不容易受到其他設備干擾，弊端是無法大規(guī)模組網(wǎng)，只能點對點傳輸，無法實現(xiàn)地域覆蓋。

　　當前中國警務現(xiàn)場執(zhí)法通訊手段主要依靠3G網(wǎng)絡，實現(xiàn)現(xiàn)場視頻回傳、信息查詢等工作，但具因其技術本身在網(wǎng)絡帶寬、VIP用戶保障、QoS方面存在局限性，給實際工作帶來很大不便。4G無線專網(wǎng)則存在造價高昂，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卡同時回傳以提高圖像回傳質量，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)絡接入人員較多時，圖像回傳效果差，經常出現(xiàn)卡斷現(xiàn)象，無法保證實時回傳；語音和圖像同步傳輸時也無法保障語音優(yōu)先級，只能通過其他方式進行語音對講；重點活動突發(fā)事件則根本無法保障。

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

　?。?）基于Wi-Fi傳輸協(xié)議受到民用Wi-Fi干擾嚴重。

　?。?）設備MTBF（平均故障時間）達不到電信級水平。

　?。?）使用IP管理設備給后期運維造成巨大壓力。

　?。?）傳輸延時受到帶寬阻尼現(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，無法實現(xiàn)高速交通聯(lián)網(wǎng)。

　?。?）無線網(wǎng)格網(wǎng)絡（Mesh）中的移動物體做漫游切換時，因為傳輸協(xié)議的弊端導致切換延時超過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，雷雨，雪霧等），傳統(tǒng)方式通過增大發(fā)射功率彌補，而大功率發(fā)射不符合綠色，健康的無線發(fā)展方向。

　　表：各類通信技術與無線高速寬帶專網(wǎng)的技術比較

　　三、城市安全創(chuàng)新型技術、解決方案

　　基于以上安全需求，我們歷經多年技術積累，聯(lián)合國內多家通信技術研究所，通過產學研資源整合，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、可安全長距離轉輸、可多跳相互備份安全組網(wǎng)的特點。其自組網(wǎng)、動中通、自修復、多路徑、高帶寬低延時、全天候環(huán)境應用等特性，是視頻傳輸、尤其是高清、超高清視頻傳輸所必須的。

　　該項技術的主要功能體現(xiàn)在：能進行全天候、遠距離、高帶寬、低延時、低輻射、零衰減、全程實時的音視頻數(shù)據(jù)傳輸與監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，能做到及時險情預警預知、快速處置和應急指揮調度?？捎行ПＵ铣鞘邪踩c重大活動安全，為公共安全提供最佳應急服務體驗：

　　基于無線高速通信&寬帶傳輸?shù)墓矐?amp;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)務應用

　　警用無線網(wǎng)狀光網(wǎng)地面&低空&地下固定/移動應用

　　扁平化“云+端”警用指揮&定位&導航&調度系統(tǒng)；

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

　　1.平安城市、電信運營商專用型號；

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

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

　　系統(tǒng)安裝示意圖：

　　四、無線高速寬帶警務專網(wǎng)/反恐專網(wǎng)/應急專網(wǎng)的應用

　　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》“以最小投入建成無縫對接的視頻天網(wǎng)”做了報道：

　　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)絡傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對南城區(qū)的視頻全覆蓋。并對北城區(qū)團結路、烏伊路、建設路等主干道監(jiān)控進行拓展延伸布控，與南城區(qū)相連，城區(qū)監(jiān)控與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)相連，構成“無縫對接”的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡，盤活整個轄區(qū)監(jiān)控資源。無線高帶寬自組網(wǎng)系統(tǒng)建設、安裝比較簡單，不用考慮光纜接入等問題。后續(xù)僅需支付電費即可，節(jié)省了大量網(wǎng)絡傳輸費用。因為無線傳輸不需要借助任何電信運營商網(wǎng)絡，屬于自組網(wǎng)，高帶寬（帶寬達800兆/秒）無需承擔任何網(wǎng)絡運營費用。在保證市容美觀的同時，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)技術應用，很好地解決了地方財政支出負擔過大、視頻建設布控落后的現(xiàn)實狀況。另外，犯罪嫌疑人案前、案發(fā)、案后的行動軌跡是否連續(xù)，關鍵在于每個視頻點位之間是否能夠“無縫對接”，點與點之間能否形成面，面與面之間能否構成一張真正的視頻天網(wǎng)。所以，每個視頻點位之間是否能夠進一步關聯(lián)、“無盲區(qū)，全覆蓋”，是探頭布局的重中之重。

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

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

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

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