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融合发展互联网+无线电 打造智能边疆无线电监管网

2016-03-02 15:54
天堂的苦涩
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  边境无线电监管工作十分重要,涉及国家主权利益、边疆社会稳定和各民族团结,事关我国“兴边富民”、“一带一路”以及网络空间安全战略的顺利实施。随着“互联网+”时代的全面到来,我国边境地区无线电监管工作迎来新的挑战,也面临新的机遇。为此,打造基于大数据、云计算、物联网等信息技术的智能边疆无线电监管网显得尤为重要。

  技术设施存在短板

  与内陆地区相比,我国边境地区无线电技术设施建设起步晚、起点低。总的来说,当前边境无线电技术设施在宏观上,布局需要完善,功能需要提升,体系需要创新;在发展趋势上,边境电磁环境越来越复杂,需要以业务应用带动技术设施建设;从管理角度来看,设施的可靠性、架构的信息化、接口的标准化、人员的维护水平等亟须提高;在应用层面上,急需整合数据资源,提升应用能力,重构智能化信息系统,提供边境无线电监管一体化服务。

  在建设方面,现有的边境地区无线电监测体系以固定监测站为主、少量的移动监测站为辅。目前,我国139个沿边县市仅分布了114个无线电固定监测站,在2.2万公里边境线上只建设了57个无线电移动监测站,且现有设施的频谱监测范围及识别分析能力有限,因此,需要加大建设力度,结合业务应用需求,完善功能布局。同时,为实现对特定频段实时、动态、精细化的频谱监测,需尝试新的监测手段,构建更为科学合理的边境无线电监测体系。

  在管理方面,一方面,边境地区通常山高路陡、交通不便,属于技术力量薄弱、基础设施薄弱的区域,安装、测试及维护均较为困难,因此对设备可靠性、稳定性,以及后续的日常维护工作提出了更高的要求。另一方面,当前不同的无线电监测系统集成商有不同的数据接口标准、不同的数据格式与统计查询方式,妨碍了无线电监测数据的深度挖掘和应用。

  在应用方面,传统的数据处理方式无法分析处理海量非格式化数据,致使数据效能无法充分发挥。比较典型的是,利用已有技术设施尚无法获得时间连续、频谱完整、要素齐全的境外监测数据。同时,我国部分边境省区已建设的信息系统在功能、数据处理和分析方式等方面未进行统一规划,全国边境无线电监管信息的横向及纵向共享是明显的短板,无法满足精细化无线电管理需求。

  构建智能监管网络

  为补齐短板、适应新时代的需要,我国边疆无线电监管工作应充分利用大数据、云计算等信息化技术手段,朝着建设上移动化、带状化、智能化,管理上精细化、主动化、人性化,应用上“信息一体化”的方向发展。这就需在统一的云计算平台上,构建基于物联网的智能边疆无线电监管网,实现“云、网、端”的集成和统一。其中,“云”是指云计算、大数据基础设施,提供计算资源;“网”不仅包括原有的“互联网”,还拓展到“物联网”领域,用于网络承载;“端”则是数据的来源,例如传感器。

  在硬件设施上,除了对现行监测网体系下的固定监测站、移动监测站进行查漏补缺和功能升级外,需重点关注监测设备的传感化和小型化,甚至微型化。一方面,为了满足“互联网+”时代无线电应用的特点和趋势,微小型监测站将在边境地区进行大量部署;另一方面,现行监测网体系下的监测站要进行传感化和智能化改造,使得监测系统满足“互联网+谱传感”的需要,有助于边疆无线电监管网的建设。

  在软件平台上,智能无线电监测网是一种典型的传感网。近20年来,各级无线电管理机构沉淀了大量宝贵的无线电监测数据。利用大数据模型、采用云计算技术,能够帮助无线电管理人员从结构化和非结构化的数字、文本、语音、视频、图片、地理位置等数据中挖掘、抽取有用信息,实现信息的共享和整合,为科学决策提供客观依据。通过构建全国边境无线电管理云计算平台,为边境无线电管理机构提供可视化的一体化智能监管服务,以解决摸清频率资源、管好台站、掌握越界覆盖实时动态情况、及时查处干扰、高效完成保障工作等实际问题。

  需要注意的是,在硬件设施建设上,应制定基于互联网的边疆无线电监管网的技术设施建设标准,包括信息系统架构、协议集、接口标准及数据格式;在软件平台建设上,强化顶层设计,应当全国边境地区一盘棋地进行统一规划。基于物联网的智能边疆无线电监管网建设时,可以先试点再在全国推广,以便提高技术水平、降低投资风险。

  三大组网关键环节

  基于物联网的智能边疆无线电监管网由感知层、传输层和云计算平台构成,实现云计算和物联网的集成,同时利用大数据技术高效的海量数据信息挖掘能力,高效率驾驭海量数据。

  一是谱传感节点。感知层设备包括固定监测站、移动监测站、可搬移/便携式监测设备和谱传感节点。谱传感节点具备微小型监测站的功能。针对特定频段的监测需求,结合网络技术建设成本低廉的谱传感节点是现有无线电监测体系的有益补充。“互联网+谱传感”有利于数据的挖掘、处理与融合,以达到精细化监测的目的。

  二是制定数据/接口标准规范。在智能边疆无线电监管网中,可将基于云平台所提供的应用系统称为“云服务”。云服务接口和技术的标准化是保障网络互联互通的前提。由于智能边疆无线电监管网以及云计算平台的建设不仅涉及监测站点之间的互联互通问题,而且涉及服务的请求、访问和监测节点的调度等问题,因此制定数据/接口标准是十分关键的环节。

  三是云计算平台。从数据的获取、处理和应用的角度可以将云计算平台划分为数据源层、计算层、应用与服务层。数据预处理、大数据分析与计算采用离线方式,而应用服务采用在线方式。大数据分析与计算用于建立各种分析模型,提取蕴含在监测数据中的信息,比如频谱使用模式及演化规律、频谱的多维相关性等,为应用与服务提供技术支持。应用与服务层提供新时期边境无线电监管一体化服务,包括无线电管理综合信息服务、境外频率台站数据库服务、电磁环境展示服务等。如边境无线电管理综合信息服务除了资产管理、项目管理、频率台站管理、应急指挥管理外,还包括边境无线电监测站技术指标数据库,涵盖天线校准数据、馈线损耗等数据信息,有利于日后监管工作中定期对天线的性能以及监测站的覆盖能力进行评估,以保证边境地区无线电监测网的高效正常运行,并据此逐步形成无线电技术设施升级换代的长效机制。

  总而言之,通过将“互联网+”与无线电紧密结合,建设全国边疆无线电管理云计算平台,建设全国智能边疆无线电监管网,必将推动我国边疆无线电监管事业取得新的突破,更好地服务和融入网络强国战略、国家安全战略以及“一带一路”等国家重大战略部署,为两化深度融合、边疆经济社会发展、国防建设提供高效安全的无线电频谱资源支撑。

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