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无线电管理数据分析与应用思考

李辉宇,魏 文,冯 岩,费 伟

  摘要:本文从支撑国家无线电管理“十三五”规划重点工作出发,分析了无线电管理数据分析和应用需求,以需求为导向,从支撑无线电管理决策、重点领域无线电管理应用、无线电管理社会服务三方面对国家无线电管理数据的融合分析内容进行了研究,最后对后续研究工作进行了展望。

  关键词:无线电管理应用;大数据;数据分析

  1 引言

  在当前无线电管理大数据蓬勃发展的新形势下,加强无线电管理数据的深入挖掘分析,使无线电管理核心数据产生价值,创新无线电管理和服务应用,是我国无线电管理信息化工作的核心内容,也是新时期无线电管理工作的必然需要。

  2 现状和问题分析

  2.1 数据应用现状

  国家无线电监测中心作为国家无线电管理的技术机构,积极开展了无线电管理大数据应用的研究和落地工作。一是将数据中心建设作为“十三五”规划的一项重大工程提出,强调“建设以大数据技术为主体的国家级无线电管理数据中心,以无线电管理业务应用需求为导向,融合监测、频率、台站、卫星和设备检测数据库,利用数据挖掘分析技术,对各类无线电管理数据进行数据整合和挖掘分析,提供数据分析平台和数据综合应用服务,为科学决策提供数据支撑”;二是紧锣密鼓开展了无线电管理数据分析应用试点工作。其中,频谱使用评估分析与应用系统提供了原始监测数据从报送校验、数据处理到数据入库,再到分析展现评估全流程的信息化手段,为公众移动通信测、广播电视、卫星广播等重点频段的频率评估、频率管理、科学决策提供有力的支持;信息系统三期数据平台软件开发项目汇总融合了频率、台站、监测、检测等业务数据,并进行无线电频谱综合分析等主题分析,同时,建设了全国干扰排查、行政执法、频占费申报和资金执行数据采集平台,为推动《无线电管理条例》(以下简称“《条例》”)宣贯、加强频占费资金使用监管工作提供有力支撑。

  2.2 存在问题

  (1)数据融合分析与应用需求不明确。有必要结合无线电管理重点工作,对无线电管理应用需求进行系统梳理,促进各业务数据有效融合,全面支撑无线电管理各业务工作科学高效开展。

  (2)大数据的分析与应用能力较弱。需要以无线电管理和服务需求为导向,充分利用大数据、云计算等信息技术手段,加强数据分析模型算法研究,提升数据融合、分析、挖掘水平,实现对数据的深层次利用。

  (3)公众服务能力有待提升。应加强无线电管理数据统筹规划,在确保数据安全的基础上,加快数据开放共享,推动资源整合,丰富面向用户单位和社会公众的信息服务,提高政府服务和监管水平。

  3 分析与应用研究

  3.1 无线电管理决策支撑

  (1)无线电频谱资源使用评估。为掌握当前国家频谱资源使用状态,推动实现频谱精细化管理,为优化频率使用制定科学规划,需要构建无线电频谱资源使用评估系统。依托大数据技术,融合监测、台站、频率等数据资源,对频段业务使用情况、台站部署情况、台站合规使用情况等进行分析,并从频谱占用情况、信号场强分布、信号覆盖率等多角度评估频谱利用效率,进一步实现对频谱资源可分配/规划空间和频谱资源使用价值的科学评估,以及频谱资源需求的有效预测,为研究无线电管理相关理论提供决策依据,实现科学规划无线电频率资源。

  (2)无线电电磁环境评估。通过对电磁环境复杂度的评估,可以为科学规划监测设施、优化监测网布局、及时发现不明信号、打击非法设台,实现台站智能化监管、合理选址台站地址等提供决策支撑。一方面,可以通过分析当前电磁环境下台站的使用情况,台站能否正常通信,是否收到有害干扰等,评估电磁环境对台站的影响;另一方面,基于对历史监测数据和实时监测数据的趋势分析,结合传播模型计算,准确重构、预测和发布电磁环境信息,绘制频谱地图,直观展示电磁环境分布,实现频谱空间综合管理。

  (3)无线电频谱地图。无线电频谱可视化是全面、高效、精细掌握无线电态势的关键,也是无线电频谱管理、台站管理及监测的重要应用。无线电频谱地图通过融合多元化大数据(车载、机载、固定站、网格化节点……),由局部(点、线)数据获得全局分布及频谱态势,同时结合地图和模型计算,实现频谱占用情况、覆盖率、用频密度、电磁辐射强度等指标的可视化展示,全面、准确、及时地反映各监测地区时域、空域、频域、能量域“四维空间”的频谱地图。

  (4)无线电管理综合能力评估。依托大数据技术对机构管理综合能力进行科学评估,发现自身的不足以及无线电行业发展和社会热点形势的需求,从而及时准确地制定无线电管理行业相关战略规划和政策法规。具体可从以下三方面展开:一是从提升贯彻落实国家无线电管理规划科学性角度出发,研究并构建国家无线电管理规划评估模型,为国家无线电管理机构精确掌握发展动向、及时调整工作思路、指导各省建设方向等方面提供决策依据;二是通过构建无线电管理行业服务能力评估模型,对国家、各省无线电管理机构的组织机构和人力资源、频率台站业务管理、已建监测网覆盖、检测、执法能力等进行综合评估;三是结合各级无线电管理机构项目资金预算与审批数据,监督检查,从设施饱和度、设施利用率、投资成效比、投资有效率等方面进行评估,指导各级无线电管理机构建设投资方向,督促提高资金的使用效率。

  3.2 重点领域无线电管理应用

  (1)重点行业无线电数据分析。随着网络强国、制造强国等国家战略的启动与实施,无线电技术与应用更加普及,台站数量和密度呈上升趋势。在这种背景下,无线电管理一方面要积极满足各行业的用频需求,一方面要保障民航、铁路、水上和广播电视等重点行业的用频安全。通过对民航、广播电视、铁路、水上等重点行业设台分布情况、电磁环境情况、相关区域场强覆盖分析以及特有的行业数据,可以为重点行业无线电通信系统合理布控、科学规划和安全运行提供支持和保障。

  (2)重点区域无线电数据分析。对于国家政治、经济、文化等发展战略所涉及到的重点区域,利用大数据手段,实现重点区域无线电数据高效汇总融合分析挖掘辅助管理决策的数据价值,对于保障这些重点区域的用频需求和用频安全、推动经济社会发展具有重要意义。具体包括:重点区域电磁环境特征分析,发现无线电违法信号的特征,为重点区域专项监测部署提供决策依据;重点区域无线电台站分布和场强覆盖分析,为维护重点区域电波秩序、保障通信安全提供参考;重点区域无线电保障能力分析,为重点区域监测网建设规划提供决策依据;边境可利用频率资源分析,为我方申报边境台站以及边境谈判提供有力支撑等。

  (3)重大活动保障无线电数据分析。利用大数据技术,通过重大活动期间重要区域的无线电应用特征分析、电磁环境特征分析、用频需求规律和活动区域电磁环境复杂程度分析、活动保障力量部署情况分析等,为国家无线电管理机构全面掌握重大活动无线电通信需求和现状、科学制定重大活动安全保障预案、规划重大活动用频、合理配置人力物力、精确保障提供指导意见。

  (4)无线电社会热点问题数据分析。针对考试无线电作弊、伪基站、黑广播、卫星电视干扰器等无线电相关社会热点问题,利用大数据技术,分析相关事件的发生频率、社会公众危害程度、社会关注度等,一方面向公众及时发布热点问题的现状和问题,另一方面为决策机构研究制定解决方案,及时解决危害提供科学依据。

  3.3 无线电管理社会服务

(1)公众无线电数据信息预测与发布。根据社会热点和公众最关心的无线电领域话题,定期发布数据分析结果,如全国伪基站分布与查处情况、全国黑广播分布和查处情况、各大运营商基站分布情况查询、业余无线电爱好者及台站情况查询等。区分不同用户群,主动推送相关政策、规定,如用频政策、设台规定等。同时,基于电磁环境分析结果,对部分城市或重点区域定期发布电磁环境数据播报。

(2)重点行业无线电数据服务信息推送。从重点行业特征和需求出发,综合分析相关无线电管理数据和行业数据,实现有价值的分析结果对外公开服务。例如通过分析重点保护频段的信号特征,及时发现危险信号(新信号、不明信号、非法信号)或潜在干扰,即时发布电磁环境异常信息,形成快速告警,以便用户应急处理突发情况;定时发布电磁环境态势分析成果,根据不同的用频单位形成不同频段、不同地区的电磁态势分析图,供用户了解当前频谱资源的用频状况,并按最终用户对成果信息的使用特点分类发布。

  4 工作展望

通过对无线电管理大数据分析应用研究,更加明确了无线电管理大数据分析与应用方向。为了更好地开展这项工作,切实为领导决策、业务应用和公众服务提供有效的数据支撑,还需要从以下几个方面提供保障。一是明确的应用需求。需要各级无线电管理机构在管理工作中紧跟国家发展形势,及时梳理业务需求,总结存在问题,无线电管理大数据分析与应用也应坚持以需求为导向,分清主次,有序开展。二是可靠的数据保障。需要通过建立统一的无线电管理数据中心,完善数据共享与交换机制,实现数据资源的有效整合和综合管理,解决无线电管理各业务信息孤岛问题,提高信息化的数据共享能力、数据管理能力和数据质量,为数据的进一步分析应用提供及时、一致、准确的数据服务。三是先进的技术支持。由于数据量大,数据格式不一致、数据标准不一致,必须要使用数据挖掘和机器学习等先进技术进行分析利用,才能获取更多智能的、深入的、有价值的信息。

  5 结束语

本文通过梳理无线电管理数据应用现状、存在问题和分析应用需求,明确了无线电管理大数据分析应用的方向和内容,并对未来工作进行了展望。本次研究工作旨在从无线电管理大数据分析与应用研究的角度出发,推动无线电管理数据资源的整合和分析挖掘,基于准确全面的数据资源和先进的技术手段为管理决策者提供可靠的信息支持,促进无线电管理决策水平、重点领域支撑能力和社会服务能力的全面提高。

  参考文献

[1] 中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要.

[2] 国家信息化发展战略纲要.

[3] 促进大数据发展行动纲要.

[4] 中华人民共和国无线电管理条例.

[5] 国家无线电管理规划(2016-2020年).

[6] 国家无线电监测中心“十三五”发展规划.

 
 
 
 
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