應(yīng)對自然災(zāi)害的無線基站建設(shè)方案研究

何華勇　楊燕玲　肖祥

【摘要】 近年來，各類極端天氣和自然災(zāi)害頻出，極大的影響了人民的生活，在災(zāi)害發(fā)生時，災(zāi)區(qū)對外通信的暢通既是救災(zāi)工作順利開展的重要保障，也是救災(zāi)工作開始階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文根據(jù)我國常見自然災(zāi)害的發(fā)生情況，分析了各類自然災(zāi)害對于基站的影響，并根據(jù)各類災(zāi)害危害特點的不同提出了各類型抗災(zāi)基站的建設(shè)方案。

【關(guān)鍵詞】 自然災(zāi)害 無線基站 建設(shè)方案

一、引言

近年來，地震、冰雪災(zāi)害、特大臺風等自然災(zāi)害頻出，給人民群眾帶來財產(chǎn)和生命的極大威脅。本文在研究常見的自然災(zāi)害對于移動通信的影響的基礎(chǔ)上，提出了如何應(yīng)對自然災(zāi)害，在自然災(zāi)害發(fā)生時能盡量保證通信正常進行的無線基站建設(shè)方案。

二、自然災(zāi)害的分類及簡介

在中國較為常見的自然災(zāi)害主要包括地震、臺風、洪水、泥石流和冰雪災(zāi)害等，其中，不同的地區(qū)發(fā)生災(zāi)害的種類和規(guī)模都不相同，如沿海地區(qū)臺風的影響最大，而地震帶的地震災(zāi)害影響最大，而在內(nèi)陸山區(qū)，洪水和冰雪災(zāi)害都會造成較大的影響。

2.1 地震

我國位于世界兩大地震帶--環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶的交匯部位，地震活動具有頻度高、強度大、震源淺、分布廣的特點，是一個震災(zāi)比較嚴重的國家。從人員傷亡數(shù)量來看，地震為眾害之首。地震災(zāi)害還具有突發(fā)性和瞬間性。

2.2 臺風

在我國的沿海地區(qū)，幾乎每年夏秋兩季都會或多或少地遭受臺風的侵襲。臺風過境時常常帶來狂風暴雨天氣，引起海面巨浪，嚴重威脅航海安全，也會摧毀莊稼、各種建筑設(shè)施等，造成人民生命、財產(chǎn)的巨大損失。臺風災(zāi)害主要有幾個特點：一是季節(jié)性。二是臺風中心登陸地點難以準確預(yù)報。三是臺風具有旋轉(zhuǎn)性。

2.3 洪水

洪水是指江河水量迅猛增加及水位急劇上漲的自然現(xiàn)象。我國中東部地區(qū)以暴雨洪水為主，西北部地區(qū)多為融雪洪水和雨雪混合洪水。我國的長江流域以及珠江流域多以暴雨洪水為主，其發(fā)生的特點具有季節(jié)性，地域性的特點。

2.4 泥石流

泥石流是指山地突然暴發(fā)飽含大量泥沙、石塊的洪流。泥石流常由強降雨、地震等其他災(zāi)害造成，較多發(fā)生在山區(qū)，特別是山高溝深，地形陡峻，溝床縱度降大，流域形狀便于水流匯集的區(qū)域。

2.5 冰災(zāi)

由于人類活動對于自然的影響和破壞日益嚴重，目前全球都進入了極端天氣氣候事件的頻發(fā)期，包括極端暴風雪和冷凍災(zāi)害的頻繁襲擊。如2008年春季，中國南方部分省份出現(xiàn)了罕見的持續(xù)大范圍低溫、雨雪和冰凍的極端天氣。

三、自然災(zāi)害對對無線基站的影響

綜合歷史上各類自然災(zāi)害的經(jīng)驗教訓(xùn)，自然災(zāi)害對于移動通信網(wǎng)絡(luò)的影響，主要在通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施（機房，塔桅等）、傳輸網(wǎng)絡(luò)、電力供應(yīng)等方面。

3.1 機房

對于移動通信網(wǎng)絡(luò)，機房包括核心網(wǎng)機房和基站機房。一般來說，核心網(wǎng)機房多分布于通信機樓內(nèi)，設(shè)計標準較高，具有很高的應(yīng)對防震防洪等災(zāi)害的防護能力，而基站機房，由于分布范圍廣，數(shù)量眾多，相當一部分為租用民房，因此很難抵抗較大范圍的自然災(zāi)害，如地震、洪水和泥石流都可能造成房屋的開裂甚至倒塌，直接導(dǎo)致機房內(nèi)設(shè)備的退服。

3.2 塔桅

根據(jù)基站覆蓋范圍的不同，移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站塔桅離地高度和種類差別都比較大，支撐桿、鐵塔、簡易拉線塔和通信桿等不同的建設(shè)方式，應(yīng)對自然災(zāi)害的能力也不同。

3.3 傳輸網(wǎng)絡(luò)

基站的配套傳輸是最容易受到災(zāi)害影響的部分，基站的傳輸一般包括微波傳輸和光纜傳輸，地震，洪水，泥石流等自然災(zāi)害都會可能造成光纜的中斷，特別是大范圍的災(zāi)害，會造成整個保護環(huán)路的中斷，導(dǎo)致全區(qū)的基站不能工作。因此在應(yīng)對自然災(zāi)害中，傳輸網(wǎng)絡(luò)的保障是工作的重心。

3.4 電源配套

在自然災(zāi)害來臨是，電力網(wǎng)絡(luò)也是最容易受到?jīng)_擊的，電力電纜和傳輸光纜一樣都會在災(zāi)害來臨是造成中斷，按照目前基站中配套設(shè)置情況，電池會在外電中斷時啟動工作，保證基站短時用電。根據(jù)上文的分析，表1總結(jié)了各類自然災(zāi)害對無線基站配套設(shè)施的影響情況。

四、應(yīng)對自然災(zāi)害的無線基站建設(shè)方案

在大范圍的自然災(zāi)害來臨時，保證通信的暢通可以及時的傳遞災(zāi)害信息，并保障救援工作的迅速開展，最大限度的挽救受災(zāi)人民生命和財產(chǎn)安全，因此在建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)時，需要制定能夠應(yīng)對自然災(zāi)害的無線基站建設(shè)方案。

4.1 部署策略

在實際部署中，一般抗地震等大范圍災(zāi)害的基站均選址在政府、學(xué)校、醫(yī)院等要害部門或者通信樞紐大樓，以在大災(zāi)產(chǎn)生時保證救災(zāi)指揮的正常開展。

4.2 建設(shè)方案

1、抗震型基站：在地震災(zāi)害發(fā)生時，房屋倒塌，電力，傳輸光纜的中斷是造成基站無法工作的主要原因，因此抗震型基站從以下幾方面建設(shè)：（1）機房：以自建/自有物業(yè)為主，根據(jù)地區(qū)的地震烈度等級分布情況，建設(shè)抗震等級大于8級地震的機房，并完成專業(yè)評估。（2）塔桅：以落地塔/通信桿為主，避免支撐桿和拉線塔等簡易塔桅。（3）傳輸：建設(shè)光纜雙路由，并建設(shè)衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，保證在光纜被地震損壞時，基站和核心網(wǎng)機房之間的通信。核心網(wǎng)機房同時建設(shè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，在干線光纜也損毀時，保證對外的通信。（4）電力配套：由于外電在地震中中斷的可能性也非常高，因此必須加大電池容量，建設(shè)超長電池供電時間。2、抗震型基站由于對于機房等的選擇要求非常高，因此建議在地震帶地區(qū)，一個縣區(qū)保證建設(shè)一個抗震型基站，保證整個區(qū)域不成為孤島。3、抗臺風型基站：在沿海地區(qū)，臺風會造成塔桅的折斷，從而造成基站不能正常工作，但是由于臺風已經(jīng)建立起一套完善的預(yù)防機制，目前已經(jīng)不會造成大范圍的通信中斷。在基站建設(shè)時，重點考慮塔桅的抗風能力，注意塔桅的加固，并加大電池容量即可。4、抗洪型基站：洪水，泥石流災(zāi)害也會造成大范圍的影響，因此類似于抗震型基站，需要在洪水/泥石流高發(fā)區(qū)域，保證要害地區(qū)建設(shè)一個基站保證對外的聯(lián)系。在機房站址選擇時，除了以自建/自有物業(yè)為主，完成專業(yè)承重評估以外，不能選擇低洼地區(qū)，或者低層樓房作為站址，避免洪水發(fā)生時，被洪水淹沒。而塔桅也盡量以樓面塔為主，避免洪水對塔桅的沖擊。傳輸和電源建設(shè)方案參見抗震型基站。5、抗冰雪型基站：在冰災(zāi)中，對基站影響最大的是冰凌壓斷架空光纜或壓倒鐵塔，所以在容易發(fā)生冰雪災(zāi)害的地區(qū)，需要考慮將光纜埋地，可采用抗冰雪鐵塔等新技術(shù)，避免冰雪造成的危害。

五、小結(jié)

根據(jù)目前全球極端氣候現(xiàn)象和重大自然災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)狀，在災(zāi)害發(fā)生時，保證災(zāi)區(qū)對外的通信聯(lián)絡(luò)可以保障救災(zāi)工作的順利，最大程度的搶救受災(zāi)人民的生命和財產(chǎn)安全。本文針對我國常見的自然災(zāi)害情況，分析了各類自然災(zāi)害對于通信網(wǎng)絡(luò)的影響，并按照不同的抗災(zāi)類型，提出了應(yīng)對的建設(shè)方案和部署策略。

參 考 文 獻

[1] 黃崇福. 《自然災(zāi)害基本定義的探討》. 《自然災(zāi)害學(xué)報》，2009年5月

[2] 邢玉領(lǐng)等. 《應(yīng)急通信發(fā)展策略研究》. 《郵電設(shè)計技術(shù)》，2009年9月

[3] 王海濤等. 《應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)探討》. 《指揮信息系統(tǒng)與技術(shù)》，2010年10月