香港公共安全通信的发展与展望

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作者：黄振球 博士
" v- g& Q* {/ P( u6 M& f香港警务处 首席技术官（CTO）及总电讯工程师 （CTE）
劍橋大學 科學與政策中心院士 （CSaP Policy Fellow）
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- T5 O" x8 |" c8 H4 X/ p6 X香港，作为全球三大金融中心之一，是全球最自由经济体和最具竞争力的城市之一，以廉洁的政府、现代化的管理运营水平和良好的社会治安而闻名于全球。特别是在全球恐怖袭击或社会暴乱频发之际，香港，这个国际化都市的维稳更显得突出，是全球最安全的城市之一。这离不开香港警察——成立于1844年5月1日，为香港特区最大最悠久的纪律部队在维护香港治安稳定中发挥的核心作用。
7 N1 m5 E0 o0 O3 G香港警察的警民比例及编制均为全球城市首列，现有警员29,455人，文职人员4,579人，辅助警员4,500名，合共近38,000人员。警务处分设六大总区: 港岛总区,、东九龙总区、 西九龙总区、新界北总区、新界南总区和水警总区，由港岛、九龙和新界三个大区指挥中心（RCCC）进行调度指挥。
香港警察也是亚洲地区最优秀的警队之一，这得益于香港警察所拥有的严格的管理体系和高效可靠的关键通信系统。
香港警察无线通信系统的发展历程
, _$ N/ _) v6 E+ y' P' a香港警察无线通信系统在四十多年的发展中与时俱进，始终保持当时最先进的技术与应用兼顾，助力香港警察无论在日常社会治安的维护，还是大型活动和赛事的保障，民众游行安全以及灾害应急处理中，不断提升通信效率，提升工作效率。

3 D* g7 i/ w  }到目前为止，香港警察的指挥及控制通信系统已经历了几代无线通信技术变革：
•1976年，香港警察第一代（CC2）无线通信系统开通，采用晶体管技术，是香港警察第一个覆盖全香港的无线通信系统；
•1980年代末到1990年代初，香港警察建设了第二代无线系统（CC2），采用了当时最先进的常规通信系统：
0 r$ L/ T! E& y0 x•1996年，交警建设了无线通信系统，采用了摩托罗拉的Smartzone设备，这是香港警察的第一套模拟集群无线电系统；
•1999年，水警又建设了新一代的数字无线通信系统，该系统采用空客公司的TETRA系统，,这也是亚太区的第一套TETRA数字集群无线通信系统；由于刑警的加入，该网络实现了端对端加密。
•2004年，香港警察建设了第三代指挥及控制通信系统（CC3），采用了摩托罗拉的TETRA系统，并实施了和指挥中心系统的全面集成。系统造价为5亿4千万港元。此系统为巡逻警务人员提供多个创新的信息及通信科技应用系统，容易使用的器材及无缝运作模式，大大提高了警务处回应香港市民的紧急求助电话的效率。
目前，香港警察正在着手规划第四代指挥及控制通信系统（CC4），预计2019年完成。
8 y. f6 _7 q9 k, OTETRA优势助力香港警察应对挑战
& Z- Q% M' x* X) G) U* i! \如前所述，香港警察拥有两套TETRA数字集群通信系统，一套用于对覆盖和安全性有特殊要求的水警和刑警，另一套用于其它地面警察部队。两套系统非常成熟且互为补充，全面保障了香港警察各个警种的指挥调度通信，具备以下特点：系统采用了开放标准、可扩展的数字无线电和计算机基础设施，基站覆盖到警务行动的所有地区，安全的数字传输平避免了窃听和非法接入系统；警察冲锋车装备的车载终端支持话音和数据通信，且系统里话音和数据传输无干扰；支持GIS和电子地图、事件分析和基于位置的应用；实现了和指挥中心系统的全面集成；其中水警和刑警的系统还支持支持端对端加密确保语音安全通訉，而且配备了隐蔽式配件装备，满足刑警机密行动的需要。
# @. \3 K- z3 _3 i6 ?! qTETRA无线通信系统的稳定可靠且灵活的通信优势，大大提升了香港警察的通信效率和工作效率，在香港重要事件的通信保障工作中发挥了重要作用，如成功保障了2005年世界贸易组织第6届部长级会议、2008年香港承办的奥运会马术比赛、2009年的东亚运动会等重大活动和重要赛事。
以WTO 第6次部长级会议的保障为例，香港警察部署超过 14,000 警力，共设置90通话组，重点地区9,000 警力，建立了50个通话组。保障中，TETRA无线通信系统克服潜在干扰，助力香港警察实现了有效协调，最终成功完成保障任务。
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2017年6月底，主席访港的保安行动，及香港特别行政区成立二十周年暨新一届特别行政区政府就职典礼等的相关庆祝活动都把TETRA无线通信系统的考验推至最高峰。系统的专业表现确保了整个行动得以安全，有序及稳妥地举行。
! j( _5 A+ a: o2 w0 y2 x: K5 `此外，香港的台风、暴雨等灾害天气比较频繁，民众游行集会时常发生，TETRA数字集群系统高效助力香港警察应对了这些突发事件的巨大挑战。以2016年为例，公众活动如游行、集会就有超过 13,000宗，香港警察指挥中心和前线警员必须实现稳定可靠的密切沟通，及时作出正确应对决策，避免了恶性事件的发生。

5 C3 j  [: Q3 e9 e) d总之，TETRA系统提供了高效的指挥调度通信，并助力实现了香港社会治安的维稳，2016总体罪案60,646宗，比2015下降8.7%，罪案率（每十万人口的罪案数字）为825比2015下降9.2%。
创新理念 全面提升香港城市应急能力
/ s# j$ K2 v: Q5 N3 c: \& `北京、广州等城市建设了政府部门共享的数字集群无线政务网络，这些网络从一开始设计就采用了共享模式，香港警察的TETRA网络则采用了从专用到共享的模式，这种模式和理念在亚洲关键通信领域也是首创，需要打破各个部门自建网络的传统，说服他们加入由警察管理控制的网络，整个过程也是充满艰辛和挑战。
到目前为止，香港警察TETRA数字集群通信系统已经成为香港特区政府多部门共享的统一的数字通信平台（UDCP,Unified Digital Communications Platform），网络由香港政府飞行服务队、警务处、民众安全服务队、保安局、香港消防处、香港海关、卫生署、警察辅助队等部门共享，实现了跨部门的任务关键通信，在意外和灾难应急联合行动中实现了高效统一的指挥和调度，大大提升了特区政府的应急响应能力。
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以上的创新思维亦为香港警务处获取了多项国际创新及科技大奖，包括：2011年FutureGov Summit Connected Government Award，2012年Best TETRA Innovation Award 及2015年Civil Service Outstanding Service Award。
: |: N3 k# S0 S/ r/ L另外，为了实现警察及其它关键通信用户在大型建筑物室内的无线通信，香港警察创新性地采用PPP （Public-Private-Partnership 公私合作)模式，政府出资租赁及共享私营移动网络运营商的室内通信设施，实现了TETRA在大型建筑物内的室内覆盖，大大扩展了最终用户的通信能力和在室内的应急响应能力。
公共安全宽带系统面临的挑战
随着近几年移动宽带的飞速发展带来了更加便捷和丰富的数据应用， 未来的趋势是越来越多的关键数据（Critical data）将会在公共安全通信网络上传输，从窄带向宽带演进成为历史必然。香港警察不断追踪和研究新技术的发展和应用，正在规划现有通信系统的进一步演进和提升，以满足不断发展的关键通信需求应对日益复杂的挑战。

6 [+ R. S& p1 w: T5 i4 U目前来看，公共安全通信向LTE演进的前景固然美好，但是在现阶段实施面临着诸多挑战，其中最关键的问题在于：
1 t5 C; z7 }" a" O( a+ \% _& H$ H一、技术成熟性：移动宽带用于关键通信的标准尚在制订过程中；3GPP或者B-trunC的任务关键型功能还在发展阶段，不同宽带制造商之间的功能特性还有较大差异，且不同制造商之间只有少量IOP。因此早期的采用者面临着很大的风险。
二、宽带频谱资源：在无线通信领域，一项技术的成功商用关键还在于频谱，宽带公共安全专网也不例外。目前仅有个别国家为宽带专网分配了专用频段，大部分的国家地区还在探讨中，紧张的频率资源成为发展宽带专网的限制条件。
三、业务运作模式：和窄带系统相比，公共安全LTE网络的投入巨大运维更为复杂，网络也不可以由一个部门专用，而会涉及很多不同部门共享，探索可持续发展的网络运作模式十分重要。是采用专用宽带模式还是通过MVNO方式利用宽带公众网络，需要根据实际情况仔细探讨规划。
因此，虽然从窄带向宽带演进为大势所趋，但是，仍需要谨慎规划全面考虑，我们认为，在现阶段窄带宽带共存和融合是一个安全的策略。公共安全组织能够检验什幺业务应该留在窄带，什幺业务能够演进到宽带，需要考虑到操作、安全以及终端和数据管理，共存/融合能够确保对公共安全的每日的操作影响最小，甚至没有影响。
实际上，宽窄带融合已在关键通信领域达成普遍共识，窄带和宽带的共存及融合也是许多标准组织的建议，例如APCO和TCCA。而早期的践行者，例如美国国土安全部倡议的FirstNet和英国内政部领头的ESMCP，也在维持窄带和宽带通信网的共存，将维系到宽带完全准备好为止。在欧洲，芬兰国家政务VIRVE网络正在实施向宽带演进的五步计划。他们的经验为其它关键通信用户提供了实现宽带演进的很好借鉴。
关键通信用户在关键任务面前第一需要可靠的语音确保安全的通信。同时，用户经常需要与其它组织共享数据。语音和窄带数据是目前TETRA网络最主要的应用。随着向LTE的演进，关键通信用户可以基于宽带网络和智能终端引入新的数据增值应用，例如视频相关应用等。
1 o: D3 v# E. M香港警察无线通信网络的展望
基于现有网络的使用现状，考虑未来的应用需求，香港警察对于通信网络的未来发展正在进行科学的规划，计划着手建设第四代（CC4）系统，将继续以TETRA数字集群系统电支持语音通信，为全面寛带通信作准备，目标于2019年基本完成。

' _% E8 j8 B8 t$ }4 U在这个计划中，一方面进一步改善现有网络的可靠性，另一方面逐步将宽带移动的数据应用引入专业通信领域，向用户提供新的数据增值服务和体验。我们认为，最好的演进就是在现有网络中有规划有步骤地引入。
9 b4 x4 @/ l- a9 T5 O9 ?* {巨细无遗的规划，这也是香港警察从1999年开始实施TETRA网络时就遵循的“成功秘诀”。在现网运行使用中升级或演进网络永远是一个挑战。需要认真规划才能够尽可能地避免或者减少有可能被打断的服务。规划一定要考虑所有新的功能融合到实战应用。效率则体现在规划在前，实施演进级、减少风险和监控实施后系统的性能。
: k6 i! ^0 x7 B$ W+ c2 p; U未来，香港警察将和其它领先的无线通信系统用户一样，积极推进宽窄带并存融合，结合现有TETRA无线网络资源和移动宽带资源，加强融合网络的可靠性、安全性，通过更加丰富便捷的数据和语音应用助力香港警察“同心创前路， 掌握新机遇”，实现远大抱负。
作者简介

黄振球博士是一名专业特许工程师。他出任香港警队最高的技术岗位及累积超过30年公共行政经验。作为首席技术官（Chief Technology Officer）及总警察电讯工程师（Chief Telecommunications Engineer），他负责监督与支持警察的业务和营运资讯和通信技术（ICT）及系统方面的规划设计，系统工程和研究，政策和标准的制定，项目管理，技术创新和支援警务行动。
黄博士拥有管理大型，复杂的资讯和通信技术项目的丰富知识和经验，曾获取多个重要的国际及本地项目管理及技术创新奖项包括2006年的第三代指挥控制通讯系统（CC3），2011年的水警中央指挥系统（CCS）及2012年的联合数码通讯平台。他是精研商业模式创新和战略伙伴关系的专家。2015年获英国Middlessex大学颁与最杰出博士论文奬（Ken Goulding Prise）。2016年5月协助警务处取得第四代指挥控制通讯及基建的拨款（合共12.5亿港元）。
黄博士毕业于香港理工大学。曾在英国Essex大学及香港中文大学进修。并获颁英国Middlesex大学的博士学位。2016年当选英国剑桥大学科学与政策研究所院士。
专业方面，他是香港工程师学会（HKIE），澳大利亚工程师会（IEAust）和英国特许资讯科技学会（BCS）的资深会员。他曾担任香港工程师学会资讯科技分部和电子分部主席、工程与科技学会（IET）全球副会长及香港分会主席，美国电器和电子工程师协会（IEEE）工程管理委理委员会主席。黄博士积极投入义务和社区工作。他一直与全球科技专业网络保持紧密的联系。
/ r; j+ N- q$ |3 ]9 b& c8 E0 Y黄博士在2007年接受职业训练局（职训局）的杰出校友奖。2008年获TETRA协会颁授杰出贡献大奖，2012年获关键通信协会颁授创新大奖 及2015年中文大学电子工程系杰出校友奬等。他亦是上海大学（智慧城市研究中心）及北京邮电大学（经济学院）的客席教授。

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