應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)淺析

程嵐 賈躍偉

【摘要】 本文首先介紹歐美發(fā)達國家應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀；其次介紹目前我國應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀；最后介紹我國應(yīng)急通信系統(tǒng)下一步發(fā)展建議，主要就應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)基本要求、發(fā)展策略和新技術(shù)的應(yīng)用展開描述。

【關(guān)鍵詞】 應(yīng)急通信 衛(wèi)星通信 公網(wǎng) 集群通信

一、引言

近年來，汶川8.0級特大地震、玉樹7.1級大地震、康定6.3級地震以及日本東北地區(qū)9.0級超特大地震，均屬破壞能力特強、破壞面積特大、破壞速度特快的突發(fā)事件，這對應(yīng)急通信系統(tǒng)特別是公用應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)提出了嚴峻挑戰(zhàn)。 “十二五”期間應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)須加大步伐，提高要求，建設(shè)具有信息采集與處理、通信保障、指揮調(diào)度為一體的應(yīng)急綜合平臺，保證國家和人民生命、財產(chǎn)的安全。

二、國外應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1應(yīng)急通信系統(tǒng)北美發(fā)展現(xiàn)狀

北美國家的應(yīng)急通信系統(tǒng)包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)、公網(wǎng)的通信系統(tǒng)、集群通信系統(tǒng)以及軍事通信系統(tǒng)等，憑借其科技和經(jīng)濟實力以及對應(yīng)急通信的高度重視和大量的經(jīng)濟投入，在應(yīng)急通信中收效巨大。

1、衛(wèi)星通信系統(tǒng)。現(xiàn)階段，美國、加拿大在役衛(wèi)星約500顆衛(wèi)星，有通信衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感成像衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星等。其中，銥星、全球星、快鳥遙感成像衛(wèi)星、海事衛(wèi)星等系統(tǒng)眾所周知。這些衛(wèi)星資源為北美地區(qū)的應(yīng)急通信提供了強大的技術(shù)保障。

2、公網(wǎng)的應(yīng)急通信系統(tǒng)。公網(wǎng)通信是實現(xiàn)通信的最便捷手段，北美地區(qū)非常重視公網(wǎng)的應(yīng)急通信建設(shè)。911電話報警系統(tǒng)就是覆蓋用戶最廣的應(yīng)急通信系統(tǒng)，可保證緊急情況下特殊用戶的通信能力。

3、集群通信系統(tǒng)。集群數(shù)字增強型網(wǎng)絡(luò)iDEN在全美實現(xiàn)了覆蓋， APCO Project 25和加拿大數(shù)字綜合移動無線電系統(tǒng)DIMRS，在政府、警察、應(yīng)急救援等部門都有應(yīng)用。

4、軍事通信系統(tǒng)。與其他國家相比，美國的軍事通信系統(tǒng)配置最完整、技術(shù)最先進，形成了滿足陸、海、空不同兵種通信需要的先進專用通信系統(tǒng)。美國國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)、軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)等可在緊急情況下，支撐軍隊作出快速應(yīng)急反應(yīng)，并為相關(guān)政府部門提供應(yīng)急通信支持。

2.2應(yīng)急通信系統(tǒng)歐洲發(fā)展現(xiàn)狀

歐洲國家在應(yīng)急通信系統(tǒng)的發(fā)展也非常先進，其在衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信系統(tǒng)、集群通信及軍事衛(wèi)星通信等方面不遜于北美。

1、衛(wèi)星通信系統(tǒng)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用體現(xiàn)在：預(yù)警和災(zāi)情廣播、導(dǎo)航定位、遙感衛(wèi)星圖像等。目前在軌服役的有70余顆衛(wèi)星，有熱鳥直播衛(wèi)星、伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星等。

2、公網(wǎng)的應(yīng)急通信系統(tǒng)。英國的“999”、比利時的“110”、瑞典的“117”、法國的“17”等都是公網(wǎng)通信的成功案例。歐洲正將公網(wǎng)的應(yīng)急報警系統(tǒng)進行資源整合和功能完善，發(fā)展成為“112”應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)。

3、集群通信系統(tǒng)。全歐集群無線電TETRA系統(tǒng)被歐洲國家廣泛使用，應(yīng)用在公共安全、交通、政府、軍事等行業(yè)。

4、軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。歐洲著名的天網(wǎng)軍事衛(wèi)星系統(tǒng)，不僅用于軍隊的日常通信和緊急協(xié)調(diào)，同時也可作為緊急情況下衛(wèi)星通信的重要補充手段。 [1]

三、我國應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著國家對應(yīng)急通信工作的重視和努力，公安、消防、民防、地震、氣象、安監(jiān)、水利、電力等部門加強應(yīng)急通信建設(shè)工作，效果顯著。

3.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)

我國現(xiàn)役的衛(wèi)星有ChinaSat衛(wèi)星、鑫諾衛(wèi)星、亞太衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等。國際化的海事衛(wèi)星、舒拉亞衛(wèi)星和亞星等衛(wèi)星系統(tǒng)也在我國的應(yīng)急通信中發(fā)揮了重要的作用。

3.2公網(wǎng)的應(yīng)急通信系統(tǒng)

我國公網(wǎng)的應(yīng)急通信系統(tǒng)以公安110、消防119、醫(yī)療120為代表，逐步向各行業(yè)應(yīng)急通信的互聯(lián)互通、資源共享、互為備份的應(yīng)急聯(lián)動平臺發(fā)展。

3.3集群通信系統(tǒng)

我國已建成模擬和數(shù)字集群通信網(wǎng)約130個，既有國外的TETRA和iDEN網(wǎng)，也有國內(nèi)的全球開放式集群結(jié)構(gòu)GoTa網(wǎng)和公共數(shù)字集群PDT網(wǎng)。

四、我國應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展建議

隨著突發(fā)事件和自然災(zāi)害的頻發(fā)，建設(shè)一套適合我國國情的應(yīng)急通信系統(tǒng)顯得尤為重要。

4.1基本原則

為保證應(yīng)急工作的迅速開展和高效完成，應(yīng)急現(xiàn)場統(tǒng)一指揮和通信暢通，應(yīng)遵循下述原則：

1）設(shè)備小型化：應(yīng)急通信設(shè)備應(yīng)輕便、體積小便于運輸及迅速布設(shè)。2）節(jié)能型：應(yīng)急應(yīng)用的場景應(yīng)充分考慮到電力供應(yīng)問題，因此，應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)節(jié)能，盡量采用太陽能、電池供電。3）便于攜帶：可由交通工具包括車輛、直升機/無人機、飛艇或快艇等完成應(yīng)急通信系統(tǒng)的運輸及現(xiàn)場部署。4）操作簡單：在應(yīng)急通信中，設(shè)備操作應(yīng)簡界面友好、直觀；部署迅速；硬件接口連接簡便。

4.2應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展策略

應(yīng)遵循《國家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》、《國家通信保障應(yīng)急預(yù)案》等要求，切實制訂與實施好包括預(yù)警、監(jiān)控、管制、協(xié)調(diào)和保障等內(nèi)容的應(yīng)急通信專項預(yù)案，確保應(yīng)對突發(fā)事件的實效性與可操作性，積極、穩(wěn)妥、科學(xué)地通過各部門協(xié)調(diào)合作，實現(xiàn)“統(tǒng)一指揮、快速反應(yīng)、資源共享、綜合功能、聯(lián)合行動”，最終建立一套完善的應(yīng)急通信系統(tǒng)。

1）應(yīng)急通信系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)統(tǒng)一認識、切實增強責(zé)任感、緊迫感，國家/省/市級的應(yīng)急通信系統(tǒng)就是一個快速反應(yīng)的通信與信息系統(tǒng)有機集成的平臺，統(tǒng)一協(xié)調(diào)公安、消防、醫(yī)療、民防等各政府部門，提供快速、及時的應(yīng)急服務(wù)。2）重視異構(gòu)系統(tǒng)協(xié)同與互操作，促進互聯(lián)互通，妥善處理好現(xiàn)有公網(wǎng)、專網(wǎng)及應(yīng)急通信網(wǎng)的融合與信息共享，引導(dǎo)與協(xié)調(diào)各類通信網(wǎng)按其自身特征進行有機集成、協(xié)同工作，實現(xiàn)對突發(fā)事件的快速、有效的應(yīng)急處理。3）有線和無線混合型應(yīng)急通信網(wǎng)的建設(shè)，主要實現(xiàn)程控交換網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)與地面無線寬帶通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等混合組網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)運行和應(yīng)急工作的可靠性。4）天空地一體建設(shè)，在應(yīng)急通信系統(tǒng)中，天上衛(wèi)星通信、空中的浮游平臺通信和地面通信是一個有機的整體。實現(xiàn)多空間維度通信手段的互相補充，達到應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的三維立體式無縫覆蓋，使整個系統(tǒng)應(yīng)用效能最大化。5）在民用通信與軍用通信的關(guān)系方面，構(gòu)建互補的軍用/民用協(xié)同應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。[2]

4.3應(yīng)急通信系統(tǒng)中新技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)急通信系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)手段繁多，發(fā)展迅猛，綜合運用各種通信手段，互為補充和備份，最大程度的滿足應(yīng)急通信的需求。

4.3.1下一代網(wǎng)絡(luò)NGN

下一代網(wǎng)絡(luò)基于分組交換技術(shù)，以新的分組交換技術(shù)及IP協(xié)議為基礎(chǔ)，是融合語音、圖像、數(shù)據(jù)于一體的全新網(wǎng)絡(luò)。用戶可接入到不同的業(yè)務(wù)提供商，下一代網(wǎng)絡(luò)科提供各種個性化的服務(wù)，且網(wǎng)絡(luò)不受時間、空間和帶寬的限制。與Internet、電信網(wǎng)、移動網(wǎng)、廣播/有線電視網(wǎng)及專用通信網(wǎng)相比，下一代網(wǎng)絡(luò)可提供多業(yè)務(wù)、智能化、個性化的寬帶服務(wù)，且具有移動性、安全性、開放性、兼容性與可管理性等特征，這些特點完全滿足應(yīng)急通信的需求。

4.3.2 3/4G

3G系統(tǒng)以其高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、更好的無線漫游和圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式的信息處理服務(wù)現(xiàn)階段得到了大規(guī)模的應(yīng)用。

4G系統(tǒng)的優(yōu)勢是集成多功能的寬帶移動通信系統(tǒng)，可在不同的無線平臺及跨越不同頻帶的網(wǎng)絡(luò)運行中提供無線服務(wù)。4G系統(tǒng)可接入互聯(lián)網(wǎng)，提供信息通信、定位定時、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、遠程控制及交互式多媒體等綜合服務(wù)。

3/4G系統(tǒng)的建設(shè)為行業(yè)間、部門間信息的暢通傳輸保駕護航，更為應(yīng)急工作快速、高效的開展提供有力的技術(shù)保障。

4.3.3 VSAT衛(wèi)星通信

VSAT衛(wèi)星通信有開通時間短、傳輸距離不受限制、通信容量大、設(shè)備部署快、組網(wǎng)靈活等特點，是當(dāng)今應(yīng)急救援時的最重要的通信手段之一。在最近的幾次特大災(zāi)害中，VSAT衛(wèi)星通信已成為現(xiàn)場應(yīng)用最廣泛的通信手段。

但在使用當(dāng)中也暴露出一些問題，由于災(zāi)害事件的突發(fā)性，衛(wèi)星資源和設(shè)備終端數(shù)量儲備不足，對應(yīng)急救援的通信造成一些不利的影響，這就迫切要求我們加大VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)的自主研發(fā)和衛(wèi)星應(yīng)急通信網(wǎng)的建設(shè)，確保應(yīng)急通信的有序開展。有機地將現(xiàn)有的應(yīng)急衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，根據(jù)需求和場合靈活配置使用，并與地面有線網(wǎng)絡(luò)、無線移動網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，實現(xiàn)天地互補、天地兼容和天地融合。

4.3.4定位導(dǎo)航系統(tǒng)

任何一次成功的應(yīng)急救援行動，其關(guān)鍵因素是快速的響應(yīng)時間、救災(zāi)地點精確的位置信息和三維地理信息。導(dǎo)航定位系統(tǒng)可提供全天候的、高精度的定位導(dǎo)航信息。

現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GLONASS 、歐洲伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)GALILEO以及我國自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)BeiDou四種。

我國自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)除具備定位導(dǎo)航功能外，還可雙向通信，這更有利于應(yīng)急救援工作的開展。

4.3.5寬帶無線應(yīng)急通信系統(tǒng)MiWAVE

寬帶無線應(yīng)急通信系統(tǒng)MiWAVE是國家十一五重大專項“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”的重要技術(shù)方向之一，也是我國4G提案的一個補充方案。其在救災(zāi)中的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在可以即架即用和高速率傳輸，其系統(tǒng)峰值數(shù)據(jù)傳輸率可達上百兆。在災(zāi)害現(xiàn)場基礎(chǔ)通信設(shè)施破壞嚴重的情況下，可快速布設(shè)，實現(xiàn)各救援分隊、救災(zāi)指揮點、新聞?wù)局g的寬帶連接，實現(xiàn)相互間的應(yīng)急通信視頻傳輸，也可以實現(xiàn)與外界的信息交互。[3]

4.3.6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN是由大量的微型傳感器節(jié)點以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對象的信息，并最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的所有者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用在應(yīng)急救援現(xiàn)場，其功耗低、成本低、部署迅速、抗毀性強，是一種全新的信息獲取平臺。通過部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點，特別是在惡劣環(huán)境下或人類不宜到達的區(qū)域，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將實時監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測對象的信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以實現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標檢測與跟蹤，為應(yīng)急工作提供各種未知數(shù)據(jù)信息，方便應(yīng)急人員對應(yīng)急工作的判斷、決策與快速展開。[4]

五、結(jié)束語

應(yīng)急通信業(yè)務(wù)都是緊急、臨時性的任務(wù)，且具有多業(yè)務(wù)、高質(zhì)量、移動性、安全性等特點，其建設(shè)應(yīng)借鑒國外的建設(shè)經(jīng)驗，充分利用現(xiàn)有通信技術(shù)，積極開展新通信技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，加大現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)與新建通信網(wǎng)絡(luò)的融合，規(guī)范建設(shè)與管理標準，最終建設(shè)規(guī)范的區(qū)域性和全國性的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，確保我國應(yīng)急通信系統(tǒng)健康有序的發(fā)展。

參 考 文 獻

[1] 張雪麗，王睿，董曉魯?shù)?應(yīng)急通信新技術(shù)與系統(tǒng)應(yīng)用 機械工業(yè)出版社： 2010. 4-20.

[2] 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng) –新聞?wù)?從汶川到玉樹：應(yīng)急通信保障的六個建議 網(wǎng)址http：//www.ccidcom.com/html/guanzhu/201005/12-106149.html 2010

[3] 通信世界網(wǎng)-技術(shù)專題-MiWAVE 網(wǎng)址http：//www.cww.net.cn/tech/techHtml/693.htm 2010

[4] 百度百科-無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)址http：//baike.baidu.com/view/140209.htm 2011