公安应急通信技术现状与展望

公安应急通信技术现状与展望

改革开放30多年来，我国经济突飞猛进、高速发展，步入世界经济大国行列。而社会治安形势却日趋严峻，因此，快速及时地处置重大突发事件是各级政府职能部门面临的重大课题。公安部门在预防、监测和应急处置突发事件以及事后救援工作过程中担负着重大的责任和义务，因此有效地解决公安部门在全面应对突发事件活动中所遇到的技术保障难题，显得更加突出和迫切。

公安应急通信作为警务保障工作的重要内容，一直得到公安部通信主管部门的高度重视和支持。各级公安部门已经充分认识到信息化改造的重要性，不断提高行业自身的信息化水平，以加快警务保障和处置突发事件的响应速度，提高工作效率，这必然对公安应急通信提出更高的要求，也预示着发展公安应急数字集群通信系统将面临新的业务需求的挑战。

一、公安应急通信发展历史和现状

公安应急通信的发展历史可追溯到上世纪八十年代初。当时，公安部门开始使用150兆常规移动通信。公安部及各地公安部门先后使用过南斯拉夫5音调选呼系统、日本常规终端。进入九十年代初期，公安部开始用350兆频段，最初是具有警用功能的常规系统。1992年北京市公安局引进了第一套具有警用功能800兆摩托罗拉模拟集群系统。

1995年公安部颁布了CPS-X模拟集群系统标准，同年，第一套350兆MPT1327系统在武汉建成；2004年颁布了公安TETRA数字集群系统标准；2005年开始采用IP联网技术的模拟集群系统。2006年公安部制订了模拟集群系统间的互联标准。2007年第一套350兆TETRA集群系统在北京建成；2008年8月4号，公安部开始制定自己新的数字集群标准。截止到2009年底，全国共有无线通

信系统350兆及其它频段的基站6000余个、移动终端约100万余部。

公安专用350兆系统虽然经过多年的建设，但发展却很不平衡，有些地区还在用常规系统，有些地方建立了全省联网模拟系统。在一些比较发达的地区已经开始建设数字集群系统。目前，公安专用无线通信系统，已经由传统的语音为主的对讲系统逐步发展到语音、图象、数据三大应用齐头并进。

公安应急通信装备历经警用基本级、功能级、自动级三个阶段，发展到如今的集群通信系统，MPT-1327警用模拟集群系统仍是当前的主流装备，已经自上至下覆盖到大多数的县级城市，而作为数字集群代表的TETRA系统也在多个直辖市、省会城市及沿海发达城市建成使用或正在规划建设中。从整个公安应急通信技术的发展来看，从模拟到数字的转移是必然趋势。

TETRA系统本身是成功的，它达到了数字移动通信专网对话音指挥调度通信的要求。但TETRA网相对小区制的电波覆盖特性和高技术复杂度、高昂的设备制造成本，使它并不适合在全国公安系统内大范围铺设。TETRA系统的核心技术（如安全加密技术等等）仅掌握在少数国外厂商手中，不会向中国开放，也是影响TETRA系统在公安行业推广的重要因素。 总之，现有的公安应急通信系统在承担应急通信指挥保障工作时，尚存在多个方面的问题，如跨行业间及公安系统内部门之间互联互通没能很好实现，不利于部门联动和协调统一指挥；通信指挥业务分布在多个承载平台上，应急处置时需要调动的资源很多，往往不能快速建立，部分业务使用公共网络，容易受到损坏和破坏；现有的应急通信技术体制并未

统一，没有明确的设备和承载业务规范，

缺少快速建立和自主组网的能力；语音、数据业务不具备加密功能，信息安全受限于现有技术体制，不能完全解决，制约了公安应急通信指挥系统的发展。

二、公安应急通信系统与其它系统的区别

公安应急通信系统是指在应对突发事件时的通信指挥系统，它和日常通信系统是有区别的。突发事件具有时间不确定、地点不确定、范围不确定、环境不确定、通信要求容量也不确定等一些特点，要求应急通信网要支持语音调度及宽带多媒体接入一体化、要有高度的机动性和灵活性，能适合恶劣环境、抗水能力强。这就形成了应急通信系统与日常通信系统之间的4个主要的不同：

一是组网能力不同。应急系统：自组网、自动路由选择、系统参数无线下载等。日常系统：固定网络拓扑。

二是频率的使用不同。应急通信：很难确定，应具有频率感知能力。日常系统：提前规划，不经常更换。

三是基站链路不同。应急通信：无线为主。日常系统：有线为主，无线备份。

四是供电方式不同：应急通信：移动电源为主。日常系统：市电为主、电池备份。 应急通信网的主要业务包括：现场图象采集、数据采集查询、GPS定位、保密通讯、多媒体的数据转播。人们通

常把应急通信系统比作一块云，称作应急云系统。云的特点是形状、大小不固定，另外可以随时地飘动。托起云的有

两个能力：一个是快速组网能力，一个是强大的互联能力。云要承载的业务，就是宽窄带应急无线多媒体的通信系统。

应急通信快速组网能力表现在它要使用全机动的平台，快速建立覆盖整个突发事件区域的无线网络；另外自己宽带自组网、自动路由选择及快速系统参数配置；采用频谱感知技术，自己频谱捕捉。

应急通信系统要做到互联互通，包括不同体制的无线系统、模拟数字常规和与无线公

网的互联；应急通信和有线电话网、IP电话网以及卫星系统的互联（包括VSAT专网、海事电话、北斗系统）；应急通信和公安专网之间的互联；应急通信与互联网之间的互联；不同加密体制系统的关联；宽带系统与窄带系统之间的互联等。

此外，对应急通信系统还有一些特殊的要求。比如在屏蔽干扰，甚至屏蔽干扰的通信。为什么做屏蔽干扰呢？在一些突发事件，特别是跟炸弹有关的事件处理，首先就要把屏蔽干扰仪放在现场。在现场还要跟警员之间通信，这些通信都是要在应急通信系统考虑的。

三、公安应急集群通信系统面临的挑战

归纳应急集群通信系统面对的挑战主要有以下3个方面：一是没有一个网络能覆盖公安应急通信的所有业务需求；二是应急通信需要解决系统的数字化升级、跨部门应急联动及互联互通、多媒体一体化通信能力、快速灵活的组网能力、无线通信安全保障能力等5个问题。三是数字集群标准也存在数据速率低、频谱利用率提高的有限、加密和知识产权等问题。因此，需要从以下5个方面提升。

首先，数字化通信能力需要全面提升。集群系统在以指挥调度为主的公安应急通信中有着不可替代的地位。模拟集群在公安系统得到广泛使用，其优点是技术复杂度低、成本相对低廉、易于普及，但也存在业务种类受限、数据业务能力低、频率利用率低、保密性差和抗干扰能力弱等诸多问题。数字集群通信系统带来的好处显而易见，话音质量改善、频谱利用率显著提升、安全保密性增强及有一定的数据通信能力等。全面提升集群系统的数字化通信能力更显著的特点在于：可与先进的宽带无线接入网异构连接，便于接入计算机通信网络，从而整合不同技术构建统一的综合指挥调度平台。

其次，多媒体通信能力需要全面提升。现行的集群系统以语音调度功能为主，数据传输能力有限，但是在处置突发事件的过程中，不仅要“听得到”，更要“看得见”、“看得清”。虽然数据及图像传输业务可以通过其他网络实现，但是通过应急通信系统实现数据及图像功能无疑是最机动灵活、安全可靠的方式，在统一的调度平台上实现多媒体一体化的通信指挥能力。新一代公安应急通信系统需要提供语音调度、数据调度、高速数据查询、图像实时采集、现场视频监控等多种业务协同的融合调度能力。通过数据业务和视频业务弥补语音业务在准确性、可记录性方面的缺陷，从而实现全数字化的、多媒体一体化的、可记录及可追溯的、事件驱动的指挥调度和协同作业流程。

再次，安全防护能力需要全面提升。目前的应急通信系统，尤其是无线语音调度系统，基本没有采用通信加密，在警务保障和处置突发事件时，公安部门的指挥调度通信很容易被人窃听。TETRA数字集群系统由于外国不开放加密接口，到现在为止也无法使用国产加密算法，所有的公安应急通信对国外的专业机构完全是透明的，这给国家安全带来了很大的隐患。新一代公安应急通信系统需要设计具有多个安全等级的分级服务机制，提供包括机密性、鉴权、身份认证、审计、过滤等安全功能。使用安全认证、密钥协商及管理、空中接口加密及数据完整性保护、端到端信息内容加密、无线链路数据加密等安全机制，全面提升应急通信系统的安全防护能力。

此外，快速组网能力需要全面提升。处置突发事件的应急保障具有时间的不确定、地点的不确定、范围的不确定、容量的不确定和环境的不确定的特点，因此对应急通信系统的

要求也非常高，必须具备全机动运输方式所要求的条件（自行或者便于装卸、运输、部署和开通）；系统具有自主组网和快速配置功能，系统的节点应能灵活设置，覆盖范围可大可小；针对不同类型的突发事件可以配置不同的业务功能。目前公安系统使用的通信车、指挥车及应急通信系统都缺乏组网能力，通常只能解决小范围的覆盖。

最后，互联互通能力需要全面提升。在重大突发事件发生时，往往需要政府多个部门以及包括公安、武警、消防等多警种的协同作战。很多部门都有专用通信系统，使用的频段也各不相同，在紧急情况下如何保证各系统之间的互联互通以及有效协调和统一指挥调度，是应急通信系统亟需解决的问题。因此，新一代应急通信系统在数字化、一体化的发展趋势下还需要整合连接各种通信系统资源，架构统一的运行应用平台，实现不同系统间的互联互通。

四、公安应急通信技术标准

长期以来，公安无线集群通信系统都采用模拟制式，存在着频率资源紧张、系统容量不足、安全性能较差等诸多问题，难以满足信息化条件下公安机关日益增长的实战需要。

为了加快推动应急通信从模拟向数字的转移，公安部从行业标准开始做起，早在2008年就着手制订适合中国国情的警用数字集群（PDT）通信系统系列标准。在公安部科技信息化局的主持下，部分在公安移动通信市场有影响力的厂家和技术专家，成立了“中国公安无线通信数字化改造咨询委员会”和“PDT产业技术创新战略联盟”，积极推动警用移动通信的新技术体制警用数字集群（PDT）通信系统的技术研究和标准编制工作，PDT系统标准的制定一方面参考相关的国际标准，另一方面根据我国公安业务的实际需求设计，成为行业通用标准。

工信部[2009]666号文件规定：2015年年底模拟对讲机的型号核准不再进行延期办理。这意味着2016年公安机关实现无线通信系统数字化势在必行。2011年10月，公安部正式制定下发了《警用数字集群(PDT)通信系统总体技术范》，该技术规范的数字集群通信标准，具有大区制、广覆盖、可从模拟向数字平滑过渡、采用国产密码算法加密、拥有自主知识产权等特点和优势，而且具有较高的性价比，符合公安机关的工作特点和实际。

要求也非常高，必须具备全机动运输方式所要求的条件（自行或者便于装卸、运输、部署和开通）；系统具有自主组网和快速配置功能，系统的节点应能灵活设置，覆盖范围可大可小；针对不同类型的突发事件可以配置不同的业务功能。目前公安系统使用的通信车、指挥车及应急通信系统都缺乏组网能力，通常只能解决小范围的覆盖。

最后，互联互通能力需要全面提升。在重大突发事件发生时，往往需要政府多个部门以及包括公安、武警、消防等多警种的协同作战。很多部门都有专用通信系统，使用的频段也各不相同，在紧急情况下如何保证各系统之间的互联互通以及有效协调和统一指挥调度，是应急通信系统亟需解决的问题。因此，新一代应急通信系统在数字化、一体化的发展趋势下还需要整合连接各种通信系统资源，架构统一的运行应用平台，实现不同系统间的互联互通。

四、公安应急通信技术标准

长期以来，公安无线集群通信系统都采用模拟制式，存在着频率资源紧张、系统容量不足、安全性能较差等诸多问题，难以满足信息化条件下公安机关日益增长的实战需要。

为了加快推动应急通信从模拟向数字的转移，公安部从行业标准开始做起，早在2008年就着手制订适合中国国情的警用数字集群（PDT）通信系统系列标准。在公安部科技信息化局的主持下，部分在公安移动通信市场有影响力的厂家和技术专家，成立了“中国公安无线通信数字化改造咨询委员会”和“PDT产业技术创新战略联盟”，积极推动警用移动通信的新技术体制警用数字集群（PDT）通信系统的技术研究和标准编制工作，PDT系统标准的制定一方面参考相关的国际标准，另一方面根据我国公安业务的实际需求设计，成为行业通用标准。

工信部[2009]666号文件规定：2015年年底模拟对讲机的型号核准不再进行延期办理。这意味着2016年公安机关实现无线通信系统数字化势在必行。2011年10月，公安部正式制定下发了《警用数字集群(PDT)通信系统总体技术范》，该技术规范的数字集群通信标准，具有大区制、广覆盖、可从模拟向数字平滑过渡、采用国产密码算法加密、拥有自主知识产权等特点和优势，而且具有较高的性价比，符合公安机关的工作特点和实际。

PDT系统在实现全部MPT-1327模拟集群功能的基础上，吸收了TETRA、P25数字集群系统的长处，并根据公安集群通信多年的应用经验加入自己的特色功能和应用模式，有充分的创新空间。PDT标准满足建设全国性网络的要求，联网标准针对公安的实际需求量身定制，可以适应公安行政管理的要求，也可以使不同厂家的系统能够无缝互联。PDT系统支持国家范围内各省间的多基站、多交换节点网络互联；支持多基站自动漫游（支持移动台通话过程中自动漫游），完全兼容MPT-1327模拟集群系统，支持模拟集群系统向PDT系统的平滑过渡和升级。

PDT系统制定了完善的安全加密解决方案，完成了相关安全设备的研制。使用国产加密算法支持用户鉴权和端到端语音加密功能。使警用数字集群（PDT）系统具有如下鲜明的行业特点：数字语音，指挥调度功能为主；大区覆盖，全网自动漫游；中心设备采用IP数字交换技术；向下兼容模拟集群，确保平滑过渡到数字集群；使用国产加密算法，自主安全加密技术。

具体而言，警用数字集群（PDT）系统标准由如下几部分组成：空中接口物理层及数据链路层；空中接口呼叫控制层；移动终端；安全条款；互联技术规范；兼容性测试等。 当然，PDT系统每载波的最大数据传输速率仅为9.6kbps，对数据业务的支持能力有限，尤其是系统不能满足用户对高速数据查询、高清图片传输和实时视频监控等多媒体业务的需求。

但是，与传统模拟集群相比，数字集群的优势就在于通过软件应用，提高实战效能。在创造性地建设开发了语音边界平台、解决安全接入的基础上，着力实现数字集群系统与指挥调度系统、PGIS警务指挥系统、勤务管理系统的互通互联与无缝融合，打造出以350兆数字集群系统为核心，集实战指挥、勤务管理、警情研判为一体的勤务模式，提升了指挥和管理效能。

五、公安应急通信技术展望

近几年来，各地公安机关加大了投资，部署启动350兆PDT数字集群系统建设，打造基于融合技术宽窄带兼容的系统，提升日常警务勤务，应急通信及大型安保无线通讯信息化水平。

从对国外的技术跟踪分析，高速分组数据、高清图片和实时视频的传输同样是国外警察部门迫切需要在警察通信系统中解决的问题，面对相同的业务需求，宽带无线接入技术成为提供技术解决方案的首选。美国警察通信语音调度业务通过多模式终端，在应用层整合多媒体业务，以提供良好的用户体验；我国则提出融合数字集群技术和宽带无线接入技术，打造全新的专业移动通信网技术标准——宽带无线多媒体集群系统技术标准。

国家对新一代专业移动通信网的发展给予了大力支持。“十二五”期间国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”中设立了多个与“宽带无线多媒体集群系统”相关的课题，从技术验证到标准化研究，涵盖了对新一代专业移动通信在系统架构、宽带无线接入、音视频编解码、安全、终端及芯片等方面的深入研究。今后，国家将对新一代专业移动通信网的应用示范和产业化给予进一步支持。

宽带多媒体集群系统是基于宽带无线通信技术，采用多媒体业务形式，以指挥调度功能为主的专用无线通信系统。宽带多媒体集群系统着重解决以下几个方面的能力需求：高效的指挥控制能力；实时的系统响应能力；高度的安全防护能力；灵活的机动重组能力；按需的资源共享能力；多种业务应用能力；多场景的适应能力；模块化的配置能力；架构的可扩展能力等。这个系统由四个部分组成，包括：终端、接入子系统、交换控制平台、调度应用平台。

宽带多媒体集群系统在同一个系统平台上面向最终用户提供广泛的无线语音调度和多媒体（数据、图像传输和互联网接入）业务，特别针对警用移动通信指挥平台，合理配置系统资源，统一规范业务内容，规范接口协议，提供语音终端（单模终端）和多媒体业务终端（多模终端）。

宽带多媒体集群系统通过异构网络技术将具有不同网络结构特点（如工作频率，传输速率，覆盖范围，系统容量和服务质量等）的移动网络（接入子系统）连接在一起，充分利用这些网络的特点，向用户提供一个完整的业务能力和服务水平。

宽带多媒体集群系统为用户提供高质量的多媒体业务，通过中低速接入子系统（如PDT基站），兼容公安部门仍然大量使用的窄带无线通信设备，在同一个系统平台上既满足用户对于高标准多媒体业务的需求，又平滑地实现宽窄带无线通信技术的融合。

宽带多媒体集群系统提供自组网能力。自组网相对常规通信网络而言，最大的区别就是在任何时刻，任何地点不需要现有信息基础网络设施（包括有线和无线网络）的支持，快速构建起一个移动通信网络。自组网能力特点满足应急通信指挥系统组网方式的要求。 宽带多媒体集群系统交换控制平台（SCC）采用基于IP软交换的全能力交换控制技术。一方面，系统本身既包括窄带移动通信系统设备，又包括宽带无线通信系统设备，可同时支持多任务的数字语音和高性能的多媒体业务；另一方面，系统和现有的模拟或数字移动通信系统、公安信息网、卫星通信网，甚至是国家公众移动通信网互连互通，采用基于IP软交换的网络协议控制技术成为技术实现的关键所在。

宽带多媒体集群系统调度应用平台是宽带多媒体集群系统的调度控制中心，负责整个集群系统的协调调度和呼叫控制，并提供用户操作界面。调度应用平台的主要网元包括多媒体调度控制器、调度台、用户数据服务器、安全服务器和各种应用服务器等。宽带多媒体集群系统支持符合公安系统行业规范的信息安全加密技术，采用国产加密算法。宽带多媒体集群技术标准描绘了在“一个统一平台、多种接入融合”的体系架构下，实现包括语音、图像、视频以及分组数据在内的一体化多媒体业务的系统蓝图，在“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项的支持下，通过实施公安行业应用示范项目，必将更加贴近和符合公安一线业务需求，成为发展公安应急通信技术的基石，为新一代公安应急通信技术标准的制定导航。

总之， 公安应急通信未来终端应采用多模模式。包括窄带技术，甚至4G技术，能够做到同一个终端上，以便于

宽窄兼容、远近结合、专公互补、天地一体，扩大应急通信的覆盖。