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摘要：本文以云视讯视频会议为基础，扩展到5G无线加密移动云视讯移动指挥的实战应用。本文主要探讨无线领域如何实现远程应急指挥调度，首先简要描述公安指挥实战的需求，其次介绍系统的组网情况及应用，最后讲述数据在无线传输中如何保证安全，以此为今后在非固定场所快速实现音视频指挥调度提供参考依据。
关键词：5G技术；云视讯车载；无线技术；指挥车
5G Cloud Vision News Car Command System Research
Huang Zhenyi
(Science and Technology Information Technology Corps of the Public Security Department of Guangxi Zhuang Autonomous Region,Nanning Guangxi,530012)
Abstract:Research background:This article is based on Yunshouxun video conferences to expand to a practical application introduction of 5G wireless encryption mobile cloud video mobile command.It mainly discusses how to achieve remote emergency command scheduling in the wirelessfield.Introduce the system of networking and applications of the system,andfinally tell how the data is guaranteed in wireless transmission,so as to provide a reference for the rapid realization of audio and video command scheduling in non-fixed places in the future.
Key words:5G technology;cloud vision car;wireless technology;command car
一、引言
近年来，随着深化改革和经济建设不断纵深发展，社会矛盾日趋凸显，突发案事件时有发生，利益诉求群体聚集上访次数明显增多。因此，为解决如何将案事件现场情况及时传送至公安机关指挥部，实现公安部门提出的“1、3、5分钟快速反应机制”，降低公安信息化保障部门压力等问题，建设一套实用性强、稳定性高、价格实惠的5G云视讯车载指挥系统尤为重要。
二、无线通信与5G云视讯车载指挥系统的简介
无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式[1]。第五代移动通信技术具有高速率、低时延和大连接的特点，是实现人机物互联的网络基础设施。与其他的网络技术相比，5G通信网络的容量更大，能使上网速率比以往更快。5G通信网络支持的终端设备要比4G等其他通信网络支持的设备多出几倍，同时能量消耗较低。作为一个高效连接、能耗较低的通信网络体系，在互联网技术不断更新变革的前提下，5G通信网络的相关网络、业务和管控都产生了一定的变化，这导致相关产业的服务对象也有所改变。
5G云视讯车载指挥系统作为构建公安基础信息网络平台的现代化高效远程通信手段，已成为公安行政管理信息化的一个重要评测标准。远程视频技术的广泛应用为公安部门实现快速沟通、快速指挥决策提供了助力。随着公安信息化的深入发展与通信技术的不断进步，公安机关对在移动警务中采集、处理、整合、应用视频资源的需求日益迫切，移动指挥视频系统已逐渐应用于公安机关的各个重要业务场景。随着城市的规模扩大，公共安全风险逐步增加，各类安全突发案事件时有发生。但是，因为各类事件具有时空随机性的特点，所以如果现场视频监控覆盖不足，指挥人员就难以实时掌握现场情况，进而导致信息传递的途径单一、信息量少。基于以上种种问题，5G云视讯车载指挥系统应运而生。
这套融合通信一体化终端具有造价低、部署简单、使用方便、组网灵活、高效稳定、安全可靠等特点，即能满足公安在应急事件处理中所需的远程视频浏览、远程控制、地理位置定位、语音对讲等传统应用功能，又能实现远程视频会议协同作战等需求的融合通信一体化终端建设，解决应急处突过程中需要视频回传及远程视频会议协商的问题。该一体化终端为公安应急指挥、训练演练、日常业务处理和社会公共服务提供了实时视频、可视化指挥调度等服务，能够更好地发挥移动指挥车的优势作用。
三、5G云视讯车载指挥系统组网介绍
近年来，随着信息通信技术的不断发展，传统单一的语音通信正逐渐向可视化转变。尤其在突发应急事件中，移动中的视频图像传输及远程视频协同作战发挥着越来越重要的作用。然而，由于数据来源分散、结构复杂，且密级不同，因此只能发挥各自的零散作用，无法统一汇聚、调取，不能做到实时音视频交互，亦无法支撑前后方的高效协同[2]。
5G云视讯车载指挥系统根据公安本身业务保密要求，采用的是电信VPDN业务的隧道技术。手机卡、物联网卡拨通APN后，终端会与电信4G/5G无线网线中的LNS路由器建立隧道，而数据被负载加密封装后可在隧道进行传输，最终通过SDH/MSTP电路传送至公安内网。SDH/MSTP电路是中国电信为政企客提供的传输电路，是硬管道，与互联网物理隔离，具备极强的安全性、保密性(如图1)。
图1系统拓扑图
5G云视讯车载指挥系统的设备设计更符合车载环境需求。通信一体化终端采用专业车载铝型材材质轻便化、无风扇设计，支持车载9-36V宽幅电源输入，可适配市场上大多数车型。4G/5G全网能通让数据传输更加快捷高效。产品设计中加入了2.4G/5G WIFi模块，可以满足手机、平板等设备的接入需求，以及满足多样化的应用需求[3]。
系统在图控中心部署了MCU与视频监控平台。MCU负责系统内所有视频终端的接入、码流处理及控制。视频监控平台主要负责获取应急通信车的实时定位信息，并部署一套视频会议终端、视频解码器及周边音视频输入和输出设备配合图控中心大屏系统，满足中心点与应急通信车的音视频交互需求。
在应急指挥车上可部署融合通信一体化终端、高清视频会议终端、监控摄像机、会议摄像机、话筒与显示器等设备。融合通信一体化终端作为应急通信车的核心设备，负责监控设备的接入与将监控图像输出至视频会议终端。视频会议终端采集音视频信号后可通过融合通信一体化终端的4G/5G信号与图控中心或网络中的任意点连接。如有单兵类应用需求单兵类终端，也可以通过4G/5G信号实现与图控中心或网络中任意点的互联，随时随地召开视频会议，满足即时通信应用。
车载终端采用国产海思高性能SOC芯片方案。芯片支持2个GMAC接口，GMAC接口支持RGMII、MII和RMII模式，RGMII0连接RTL8211E对外网口，可实现千兆级网络带宽的数据传输。RGMII1支持连接88E6097高性能网络交换芯片，88E6097支持8个百兆带宽和3个千兆带宽，88E6097下级对外可连接8个POE摄像机，实现8路POE网络摄像机的高清视频采集，并支持连接WiFi模块，支持WIFI2.4G/5G，WIFI AP和Station模式，支持IEEE 802.11a/b/g/n/ac。车载设备的软件和硬件相互协调，能够对接入的信息数据进行实时过滤、高带宽转发，有效解决车载前端、视频会议之间网络资源、数据的共享问题。
四、5G云视讯车载指挥系统的应用
5G云视讯车载指挥系统要想解决车载监控、视频会议、无线通信系统互联的难题，可通过融合通信一体化终端对车外监控摄像机、车内视频图像进行编解码后与国密视频会议终端交互，再通过融合通信一体化终端将各视频图像通过4G/5G传输通道与网络中任意点进行实时交互、高效协同。这既能满足远程视频浏览、远程控制、地理位置定位、语音对讲等传统应用，又能实现远程实时音视频交互和协同作战等应用。5g云视讯车载指挥系统可广泛应用于执法取证、移动侦查、巡逻盘查、指挥调度等应用场景。在执法、安保或指挥过程中，系统可对事发地进行全程录像、实时上传地理位置。执法单位如果需要与上级单位或多部门协作，可开启远程视频会议实现远程协同作战。同时，拥有国密芯片的视频会议设备可有效解决在远程视频交互过程中的安全问题，满足公安应急处突过程中第一时间掌握第一手现场图像并及时与指挥中心进行高效协作的需求，切实提升公安的沟通效率。
在实战中，指挥中心通过前方上传的图像，不用亲临现场就能了解整个大型活动或突发事件现场的态势。现场一线民警既可以通过5G云视讯车载指挥系统第一时间向指挥中心实时汇报现场情况，也可以通过文字、表格、图形、图像等形式汇报现场情报、作战方案、命令执行情况，从而提高整体指挥作战的效率。
在应急抢险救灾中，公安人员在有限的时间内快速完成任务，是保障人民群众生命和财产安全的必要条件。通过该系统，前方救灾人员可以向后方指挥中心实时传送和汇报现场受灾情况，让后方指挥中心及时了解现场信息。这样，指挥中心就可以根据前方情况作出最合理的决定，并及时与一线民警进行协同工作。
五、5G云视讯车载指挥系统的传输安全
因为5G云视讯车载指挥系统前端部署在无线网中，所以数据的安全传输尤为重要。首先系统会部署在VPDN加密网络中以加强网络的安全，其次为解决传输过程端到端的信息安全问题，系统可配合拥有国密芯片的视频会议终端来解决。
传统会议采用的加密算法是国际标准的AES加密算法，这种加密算法容易被破解，一旦视频会议系统安全性受影响就可能导致内容被窃听、身份被冒充、主机被攻击等问题。而各车载视频会议终端内置的国密芯片可完成音视频和数据的加解密工作。国密是国家密码局认定的国产密码算法。国密视频会议终端的终端加入了商密安全芯片，主要用于数字签名、密钥协商、SM1加解密。在国密视频会议过程中，终端和平台侧的通信可通过国密SSL、SRTP协议实现视频会议过程中数据的加密传输[4]。
国密SSL协议实现满足《GM/T 0024-2014 SSL VPN技术规范》，采用国密算法SM2+SM3+SM4。
SIP协议在SSL协议之上，使用SSL安全通道进行加密，可对会议信令进行安全保护，以及对媒体流通道进行密钥交换，符合RFC3261规范。
SRTP是和SIP并列的媒体流通道，主要负责对视频会议中的媒体流进行加密，其密钥通过随机数生成，由SIP协议进行交换。音视频码流加密符合RFC3711规范，并添加了国家商用密码算法(SM1/SM4+SM3)。SRTP中包括对媒体流的对称加密和对数据包完整性保护的HMAC。其中，对称加密使用SM1-CTR/SM4-CTR加密算法，具体算法选择由会议创建者指定；HMAC使用SM3算法，在码流加密过程中，采用SM1或SM4算法，工作模式采用CTR模式，用于对码流数据进行对称加解密。
系统核心加密算法采用国家密码管理局认定的国产密码算法，能够保证算法的安全、可信、自主、可控。系统中的MCU内置国家密码管理局批准的密码卡和安全芯片，用于数字签名、密钥协商、SM1、SM4加解密等，以此保证会议召开时不会被窃取、破解。视频会议终端内置国密安全芯片，具有低功耗、高性能、多功能与高安全性的特点，用于数字签名、密钥协商、SM1、SM4加解密等。终端和平台侧的通信通过国密SSL、SRTP协议可实现视频会议过程中的数据加密传输，以此保障会议内容安全，避免会议内容被第三方窃取和破译。
六、结语
5G技术具有信息高容量、传输低延时、宽带大和高效率等特点，在5G云视讯车载指挥系统中充分发挥了它的优势和先进功能，为公安、应急等行业提供了强有力的技术支持。目前，5G云视讯车载指挥系统的应用还处于起步阶段，随着实战指挥的应用及今后信息技术的快速发展，各部门只要做好数据传输安全性的保障与人才培养，便可使5G云视讯车载系统在无线指挥中发挥更大作用。
【参考文献】
[1]李龙.基于物联网的应急救援指挥抢险系统[J].防灾科技学院学报，2020(1).
[2]陈水桥，陈洪山.表面材料对红外热成像仪测温准确性的影响和分析[J].实验技术与管理，2008(11).
[3]肖蓉.探索5G网络安全架构与安防业务融合[J].中国安防，2021(05).
[4]秦宁丽，李博，姚学鹏.基于国密算法的智能移动终端安全防护技术研究[C]Ⅱ电力通信技术研究及应用，2019.
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