作者：许赤、王喜朋、王资博、刘亮

一、绪论

1.1         警用数字集群（PDT）通信系统概述

PDT（Police DigitalTrunking）是由公安部主持制定的中国数字集群通信标准。具有大区制、系统互联、算法加密、自主知识产权等特点，能够有效满足行业客户的指挥调度需求。根据公安“十三五”规划总体要求，为进一步提升公安机关统一指挥、协同作战的通信保障能力，PDT系统在全国各地公安展开建设，逐渐成为公安应急通信和指挥调度的重要手段。

随着我国高速铁路技术的发展，全国铁路建设里程不断递增，铁路成为重大的民生保障工程。为了确保铁路客运工作的顺利进行，铁路公安部门不断拓展公安指挥系统的应用创新和高新技术的导入，本文对警用数字集群（PDT）在铁路公安指挥调度系统中的应用展开深入研究与探讨。

1.2         铁路公安一体化指挥调度的总体需求

1)       可靠的无线通信保障

随着我国铁路系统的不断提速，对铁路公安无线通信系统也提出了更高的要求和标准，需要能够保障铁路沿线连续的无线信号覆盖，能够承载基本的指挥调度业务，能够提供稳定的无线网络传输。

2)       高效的指挥调度手段

语音交互是最基本、最有效、最可靠的指挥调度手段，加上必要的集群调度功能，满足在各项警务活动中指挥人员能够随时进行指令下达、任务部署、警力调动等指挥调度需求。

3)       跨区域的协同指挥

每条铁路线基本都要跨越多个省份和地市，跨区域的协同指挥调度对于铁路公安在各项警务活动中发挥着重要作用。

1.3         当前实战指挥调度中存在的关键问题

1)       列车高速行驶中的通信质量

高速列车特殊的运行环境以及较强的移动性，对无线通信带来诸多的不利因素，特别是越区切换问题，严重的影响勤务人员的通信畅通。

2)       贯穿铁路全线的指挥调度

现有公安无线通信系统日常多为单交换中心使用，主要以地市为单位，各交换中心之间相对独立运行。而铁路公安的各项勤务活动都需贯穿铁路全线，多个交换中心之间需要实现快速数据同步和业务交换。

二、铁路公安无线指挥调度相关技术研究

为满足铁路公安的无线指挥调度需求，提供列车全线的无线通信保障，提升PDT数字集群系统的可靠性、适用性、稳定性，开展如下关键技术的研究。

2.1         越区切换

越区切换是指移动台在语音通话的过程中切换基站而不间断正在进行的业务的过程，在解决了基站信号覆盖的基本前提下，良好的越区切换机制才能使终端在移动过程中过网通话连续平滑、不掉话，满足铁路公安指挥调度的通信需求。

2.2         终端扫描策略

移动终端接收并记录基站的邻近基站广播信息，若当前基站信号恶化到临界值，就开始周期性扫描邻近基站的信号，一旦搜索到可用的临近基站并达到切换条件，立即启动切换。

2.3         智能分配信道

智能分配信道的中心思想是，系统将前方即将到达的基站预先分配业务信道，保障沿途通信更快速的越区切换。 

2.4         系统互联协议

系统将扁平状的IP网分为虚拟的多级互联管理系统，在扁平化的IP网络内任何二个PDT系统之间的互联都采用完全对等的系统互联架构。PDT系统间互联控制面接口使用pSIP协议，用于移动管理、呼叫控制和网络维护等。

三、部省市三级指挥调度的设计与实现

方案构建部省市三级联网指挥，实现跨省市、跨层级的联合指挥、协同作战，满足铁路公安一体化指挥调度需求，在日常勤务、反恐维稳及大型安保任务中提供全方位、全过程的通信保障和调度指挥。

3.1         系统总体架构

PDT系统三级网络总体架构

部级负责对省一级交换控制系统的联络，厅级负责与公安部的联络，通过公安部实现与其他省份公安厅（局）的交互，厅级与下级各市实现联络。市级负责与厅级联络及本级各基站间的交换。

3.2         系统网络拓扑

整个系统网络由核心网、无线网、网管系统、应用系统、安全体系、基础设施组成，具体按照以下网络架构建设：部级、省厅（直辖市）级、市二级交换控制中心、传输网、基站和终端。

省公安厅PDT系统网络拓扑

市级PDT系统网络拓扑

3.3         优化移动台漫游

核心网实时获得每个基站的主控信道变化的信息后，立即根据系统临近基站的配置，通知相关基站的主控信道进行实时的更新并向下广播，通知移动台。同时每个基站调整原有广播数据的发送周期和时间间隔，尽量降低广播临近基站主控信道信息的发送间隔，同时将更多的广播周期分配给邻站主控信道信息。

3.4         优化移动台越区切换

1. 1.       优化越区切换策略

在整个通话过程中，当发现其相邻基站为非参与基站时，系统将在该非参与基站为组成员分配信道资源，使之状态变成为参与基站，以保证当前基站内的移动台发生越区时可以顺利切换到相该邻参与站。越区切换后，系统再次判断该基站的临近基站是否已经分配无线信道资源，如果没有分配，则仍然自动在邻近基站预分配无线资源，该过程持续到本次通话结束。

1. 2.       优化邻近基站业务信道信息的广播

系统在语音呼叫建立以后，业务信道首先广播参与本次通话的邻近基站的业务信道信息，保证该基站内参与本次通话的移动台最先获得邻近基站的业务信道信息，确保移动台发生越区时可以切换到参与基站。同时利用慢速的嵌入式信令周期性下发邻近基站的业务信道信息，保证在讲话过程中如果参与基站发生变化，也可以及时通知到相关的移动台。

移动台停止讲话后，核心网立即更新每个基站的邻近基站信息，并通知参与本次通话的每个业务信道进行数据更新并向下广播给移动台。

四、应用展望

警用数字集群（PDT）通信系统已经在全国公安系统大规模建设，系统稳定性、可靠性、适用性都得到了充分验证，成为公安系统各项勤务工作的通信保障和指挥调度的重要手段。通过此次应用研究与技术创新实现了PDT终端在高速运行状态下的快速越区切换；实现了多交换控制中心的互通及终端在多交换控制中心之间的快速漫游切换，拓展了警用数字集群（PDT）在铁路公安指挥调度系统中的应用。

此项研究内容与创新技术已经成功应用于高速铁路，并经历了多次重大安保活动的考验，开创了部省市三级联网指挥调度的先河，解决了铁路沿线多地无法统一指挥的难题，满足跨省市统一调度的通信需求。未来，以本项应用研究为契机，为铁路客运安保任务跨省市、跨层级、跨警种的统一调度、联合指挥提供建设依据，同时根据公安部部署，推进“全国一张网”建设工作。