市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃設(shè)計(jì)

摘要：隨著我國(guó)國(guó)力的不斷增強(qiáng)，以及以信息技術(shù)為主導(dǎo)的應(yīng)急通信裝備的快速發(fā)展，區(qū)域應(yīng)急通信建設(shè)規(guī)劃成為社會(huì)的研究熱點(diǎn)。本文立足地級(jí)市區(qū)域，面向應(yīng)急事件，提出了一種市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。對(duì)市級(jí)區(qū)域所面臨的應(yīng)急事件類(lèi)型進(jìn)行了闡述，給出了應(yīng)急通信的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)規(guī)劃的目標(biāo)、功能、業(yè)務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，最后給出了組織、訓(xùn)練規(guī)劃理念，為理論指導(dǎo)實(shí)踐提供了操作接口。本文理論能夠?yàn)閼?yīng)急通信規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考方案，具有一定的社會(huì)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：市級(jí)；應(yīng)急通信；規(guī)劃設(shè)計(jì)；組織訓(xùn)練

1引言

應(yīng)急通信在社會(huì)生活中具有重要作用，古代王朝為了抵御外敵入侵，修建烽火臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)敵人動(dòng)態(tài)情報(bào)的快速傳遞。隨著人類(lèi)科技革命的爆發(fā)，遠(yuǎn)距離通信技術(shù)不斷革新[1]。1895年，意大利的馬可尼在距離自己家1.7公里外的山丘上成功的實(shí)現(xiàn)了和家里的通報(bào)實(shí)驗(yàn)，從此開(kāi)創(chuàng)了無(wú)線(xiàn)通信的先河。上個(gè)世紀(jì)，在應(yīng)急通信領(lǐng)域VSAT衛(wèi)星通信、微波圖傳、海事衛(wèi)星通信、長(zhǎng)途電話(huà)、大哥大手機(jī)等裝備及技術(shù)不斷出現(xiàn)，極大的豐富了應(yīng)急通信的可用手段。本世紀(jì)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微處理技術(shù)、人工智能的快速發(fā)展與優(yōu)化，智能化終端、高頻帶應(yīng)急通信裝備不斷出現(xiàn)。如我國(guó)在2017年4月12日成功發(fā)射了高通量十三號(hào)衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星的通信容量比之前我國(guó)研制的所有通信衛(wèi)星加起來(lái)還要多。過(guò)去我國(guó)一個(gè)衛(wèi)星大約有2Gbps的通量，而十三號(hào)衛(wèi)星采用Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)，總?cè)萘窟_(dá)到20Gbps，傳送能力有了數(shù)量級(jí)的提升，為基于衛(wèi)星的動(dòng)中通通信提供了革命性支持。還如短波電臺(tái)通信被業(yè)界看作最不穩(wěn)定的應(yīng)急通信手段，特別是一個(gè)中心臺(tái)基于一個(gè)信道與多個(gè)不同距離的地方臺(tái)進(jìn)行通信時(shí)，很難與每個(gè)地方臺(tái)都實(shí)現(xiàn)較好的通信質(zhì)量。但融入人工智能算法的自主選頻電臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了基于寬頻帶的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)自主信道掃描與分析功能，有效的解決了傳統(tǒng)短波通信組網(wǎng)中的難點(diǎn)問(wèn)題，在應(yīng)急通信領(lǐng)域具有較大實(shí)踐意義。

我國(guó)應(yīng)急事件多發(fā)，如新疆三股勢(shì)力常年進(jìn)行分裂破壞活動(dòng)，動(dòng)輒進(jìn)行暴力恐怖襲擊；還如洪水、地震、火災(zāi)、交通事故等應(yīng)急事件頻發(fā)，如2016年河北及南方洪澇災(zāi)害；2016年江西豐城電廠(chǎng)施工平橋倒塌；2017年5月11日，塔什庫(kù)爾干縣發(fā)生5.5級(jí)地震，8人死亡，5300余間房屋倒塌等。在上述災(zāi)害中，我國(guó)相關(guān)應(yīng)急通信部門(mén)應(yīng)用應(yīng)急通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)及非常規(guī)通信功能。

從目前的實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)應(yīng)急通信規(guī)劃以省級(jí)建設(shè)為主，在國(guó)家層面進(jìn)行統(tǒng)籌。隨著我國(guó)國(guó)力的不斷增強(qiáng)，以及以信息技術(shù)為主導(dǎo)的應(yīng)急通信裝備的快速發(fā)展，區(qū)域應(yīng)急通信建設(shè)規(guī)劃成為社會(huì)的研究熱點(diǎn)。如何增強(qiáng)區(qū)域應(yīng)急通信力量，提高我國(guó)應(yīng)急通信的細(xì)粒度元素戰(zhàn)斗力，優(yōu)化局部應(yīng)急通信活力因子是研究的重點(diǎn)問(wèn)題。本文立足地級(jí)市區(qū)域，面向應(yīng)急事件，提出了一種市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃設(shè)計(jì)理念。對(duì)市級(jí)區(qū)域所面臨的應(yīng)急事件類(lèi)型進(jìn)行了闡述，給出了應(yīng)急通信的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)規(guī)劃的目標(biāo)、功能、業(yè)務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，最后給出了系統(tǒng)整體的組織、訓(xùn)練規(guī)劃，為理論指導(dǎo)實(shí)踐提供了操作接口。本文理論能夠?yàn)閼?yīng)急通信規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考方案，具有一定的社會(huì)價(jià)值。詳細(xì)內(nèi)容如下所述。

2市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃的目標(biāo)

市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃是以市本級(jí)、市里各區(qū)縣為應(yīng)急通信規(guī)劃主題。當(dāng)應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，可以利用本市建立起來(lái)的應(yīng)急通信體系完成應(yīng)急通信保障任務(wù)。下面對(duì)市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃所要實(shí)現(xiàn)的功能目標(biāo)進(jìn)行闡述。

第一：具有完成應(yīng)急通信任務(wù)的硬件裝備及業(yè)務(wù)軟件功能。如常規(guī)通信、非常規(guī)通信、視頻會(huì)議等。

第二：具有完成應(yīng)急通信任務(wù)的組織體系。如領(lǐng)導(dǎo)結(jié)構(gòu)、人力資源結(jié)構(gòu)、財(cái)政經(jīng)費(fèi)保障等。

第三：具有完成應(yīng)急通信任務(wù)的指揮決策體系。如應(yīng)急通信預(yù)案、應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)、應(yīng)急通信指揮決策智力支持系統(tǒng)、日常訓(xùn)練方案等。

3市級(jí)應(yīng)急通信裝備規(guī)劃

3.1應(yīng)急通信手段規(guī)劃

按照第2節(jié)給出的軟硬件通信裝備的規(guī)劃需求，下面給出主要的應(yīng)急通信手段的規(guī)劃闡述。

（1）Vsat衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)。Vsat是（Very Small Aperture Terminal）的縮寫(xiě)，是指的天線(xiàn)直徑小于2.4m的甚小口徑衛(wèi)星通信系統(tǒng)[2]。其特點(diǎn)是通信距離不敏感，通信無(wú)死角，裝備小型化。市級(jí)Vsat衛(wèi)星通信系統(tǒng)規(guī)劃理念是：構(gòu)建一個(gè)市本級(jí)Vsat衛(wèi)星中心站，和若干個(gè)區(qū)縣Vsat衛(wèi)星子站。并在各區(qū)縣站中，選擇個(gè)別站用作備用中心站。中心站的作用是對(duì)市級(jí)各Vsat子站進(jìn)行組網(wǎng)和通信管理。如制定通信頻率、設(shè)置通信帶寬等。

（2）短波電臺(tái)。短波電臺(tái)是具有一定歷史，較為傳統(tǒng)的應(yīng)急通信手段。其與當(dāng)前基站無(wú)線(xiàn)通信、光纖有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信相比，通信質(zhì)量與帶寬容量都處于劣勢(shì)。但其通信資源基于天波和地波，沒(méi)有費(fèi)用。設(shè)備費(fèi)用較為廉價(jià)，通信限制門(mén)檻較低，是應(yīng)急通信不可或缺的通信手段。在市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃中，市本級(jí)及各區(qū)縣應(yīng)配備相同型號(hào)的，具有自適應(yīng)功能的短波電臺(tái)系統(tǒng)，并能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

（3）4G通信及微波圖傳。4G通信是當(dāng)前移動(dòng)通信的主要方式。雖然，在大部分情況下，應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，常規(guī)通信都會(huì)失靈。但也不乏常規(guī)通信方式正常的時(shí)候，4G通信具有高品質(zhì)、高帶寬、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。在市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃中，市本級(jí)及各區(qū)縣應(yīng)配備不同4G業(yè)務(wù)服務(wù)商的4G智能終端，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、視頻、文件等多功能效果。在應(yīng)急通信中，微波圖傳是近距離音視頻通信的主要途徑。如可實(shí)現(xiàn)單兵短距離音視頻采集功能。市本級(jí)及各區(qū)縣應(yīng)配備相同型號(hào)、相同視音頻編解碼器的微波圖傳裝備。

另外，在配備上述主要應(yīng)急通信手段外，還可以配備海事衛(wèi)星電話(huà)、北斗定位系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。下面對(duì)應(yīng)急通信功能業(yè)務(wù)進(jìn)行討論。

3.2 應(yīng)急通信功能業(yè)務(wù)

3.1節(jié)給出了應(yīng)急通信手段規(guī)劃，通過(guò)應(yīng)急通信手段可以構(gòu)建應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多對(duì)多通信。下面對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)鏈路的通信業(yè)務(wù)進(jìn)行闡述。endprint

（1）視頻會(huì)議業(yè)務(wù)。視頻會(huì)議功能可實(shí)現(xiàn)基于視頻會(huì)議業(yè)務(wù)終端以及應(yīng)急通信鏈路的音視頻通信功能。在視頻會(huì)議系統(tǒng)的構(gòu)建規(guī)劃中，市本級(jí)構(gòu)建視頻會(huì)議服務(wù)器及視頻會(huì)議終端；各區(qū)縣部署與市本級(jí)同型號(hào)的視頻會(huì)議終端。

（2）電話(huà)業(yè)務(wù)。電話(huà)是進(jìn)行音頻傳輸?shù)闹匾b備，在電話(huà)業(yè)務(wù)的規(guī)劃中，市本級(jí)及各區(qū)縣部署VOIP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)[3]、多部電話(huà)、小型程控交換機(jī)。

（3）音視頻采集、處理及切換業(yè)務(wù)。應(yīng)急通信業(yè)務(wù)主要是對(duì)各類(lèi)音視頻信息的采集、處理和切換。市本級(jí)及各區(qū)縣部署攝像頭、會(huì)討麥克實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急事件現(xiàn)場(chǎng)的音視頻采集；配備顯示器、音響、調(diào)音臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)音視頻信息的播放功能；配備音視頻編碼其及切換矩陣，實(shí)現(xiàn)音視頻信息的處理及切換功能。

3.3 應(yīng)急通信裝備集成

本節(jié)在3.1節(jié)給出的應(yīng)急通信手段規(guī)劃和3.2節(jié)給出的應(yīng)急通信業(yè)務(wù)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對(duì)應(yīng)急通信裝備集成進(jìn)行討論。

應(yīng)急通信機(jī)動(dòng)裝備可以是應(yīng)急通信機(jī)動(dòng)車(chē)、應(yīng)急通信機(jī)動(dòng)船，應(yīng)急通信無(wú)人機(jī)等。應(yīng)急通信無(wú)人機(jī)可以搭載在應(yīng)急通信車(chē)和應(yīng)急通信船中，也可以自成體系。應(yīng)急通信無(wú)人機(jī)的集成規(guī)劃思想是：因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的搭載能力較為有限，且不具備長(zhǎng)時(shí)間發(fā)電功條件。本設(shè)計(jì)中，無(wú)人機(jī)搭載高清雙鏡頭攝像機(jī)一部，微型語(yǔ)音采集終端及微波圖傳系統(tǒng)一套，無(wú)人機(jī)采集到的航拍信息通過(guò)微波圖傳系統(tǒng)與后方中繼端或接收端進(jìn)行通信。應(yīng)急通信車(chē)與應(yīng)急通信船的集成規(guī)劃思想是：選取性能優(yōu)越的車(chē)或船作為機(jī)動(dòng)通信裝備載體，按照3.1節(jié)和3.2的規(guī)劃理念對(duì)車(chē)和船進(jìn)行改裝。主要部署Vsat衛(wèi)星通信系統(tǒng)、短波電臺(tái)系統(tǒng)、微波圖傳系統(tǒng)、視頻會(huì)議終端、VOIP語(yǔ)音終端、音視頻矩陣、信息采集系統(tǒng)、發(fā)電電力系統(tǒng)等。

4市級(jí)應(yīng)急通信組織體系規(guī)劃

從實(shí)際情況來(lái)看，市里具備應(yīng)急通信裝備的單位較多。如公安局、消防隊(duì)、武警支隊(duì)、駐地部隊(duì)、人防信息保障中心、地震局、地礦管理局、林業(yè)局、畜牧局、防汛抗旱指揮部、交通局、應(yīng)急辦公室等等。幾乎上述每個(gè)單位都有應(yīng)急通信體系。本文給出的應(yīng)急通信組織架構(gòu)規(guī)劃主要思想是：市政府成立一個(gè)應(yīng)急通信辦公室，對(duì)具備應(yīng)急通信能力的單位進(jìn)行歸納，并形成強(qiáng)有力的調(diào)度支配權(quán)力。各單位負(fù)責(zé)制定應(yīng)急通信系統(tǒng)的開(kāi)支預(yù)算，并實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬應(yīng)急通信裝備的維護(hù)、保養(yǎng)。對(duì)于人力資源規(guī)劃應(yīng)按照應(yīng)急通信工作的實(shí)際需要進(jìn)行配置，裝備是靠人來(lái)操作，通信工作是靠人來(lái)組織。對(duì)人力資源配置應(yīng)面向?qū)嶋H，科學(xué)、合理的配置人力，如果編制有限，可以采取“民兵”理念，即平時(shí)對(duì)非應(yīng)急通信崗位人員進(jìn)行培訓(xùn)，掌握應(yīng)急通信指揮、操作等本領(lǐng)。上述人力資源在平時(shí)不從事應(yīng)急通信工作，但在應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，如果需要可以進(jìn)行應(yīng)急通信保障工作。

5應(yīng)急通信“戰(zhàn)斗力”規(guī)劃

第3節(jié)給出了市級(jí)應(yīng)急通信的硬件裝備規(guī)劃，對(duì)應(yīng)急通信的物力支持進(jìn)行了討論；第4節(jié)給出了市級(jí)應(yīng)急通信的組織架構(gòu)、人力資源和經(jīng)費(fèi)支持規(guī)劃，是對(duì)應(yīng)急通信人力、財(cái)力的討論。本節(jié)在上兩節(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)市級(jí)應(yīng)急通信的“智力支持”進(jìn)行研究。

（1）形成面向市級(jí)的應(yīng)急預(yù)案。俗話(huà)說(shuō)“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”，我國(guó)地域遼闊，每個(gè)地區(qū)都有各自面臨的應(yīng)急突發(fā)問(wèn)題。如在地震帶上的城市，地震應(yīng)急預(yù)案需要整理；在林業(yè)豐富的城市，火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案需要整理；在邊疆地區(qū)，恐怖分子的沖突事件需要進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)。所以，市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃智力支持的重要前提是對(duì)本市范圍內(nèi)的應(yīng)急事件進(jìn)行歸納。

（2）構(gòu)建應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)

下面用形式化方法給出市級(jí)應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)的構(gòu)建算法。

算法1：構(gòu)建應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)

輸入：各應(yīng)急通信單位的通信實(shí)力，應(yīng)急通信事件庫(kù)，應(yīng)急通信預(yù)案庫(kù)。

輸出：應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)

第一步：新建應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)Q。遍歷應(yīng)急通信事件庫(kù)，假設(shè)當(dāng)前元素為t，遍歷應(yīng)急通信預(yù)案庫(kù)，假設(shè)當(dāng)前元素為p。

第二步：假設(shè)元素t標(biāo)識(shí)的應(yīng)急事件與元素標(biāo)識(shí)的應(yīng)急通信預(yù)案相對(duì)應(yīng)。則新建一個(gè)應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略q。

第三步：遍歷應(yīng)急預(yù)案p。假設(shè)當(dāng)前元素為k。k中需要的通信裝備資源為y，人力資源為i。

第四步：遍歷各應(yīng)急通信單位的通信實(shí)力，假如當(dāng)前元素為n。若n滿(mǎn)足y及i的要求，則用元素n對(duì)元素k進(jìn)行標(biāo)注。

第五步：將應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略q放入應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)Q中。

第六步：輸出應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)Q。

算法1給出了形式化的應(yīng)急通信指揮調(diào)度策略庫(kù)的構(gòu)建方法，由算法1可知，本文所述的指揮調(diào)度策略，是依靠應(yīng)急預(yù)案并結(jié)合當(dāng)前各單位的應(yīng)急通信實(shí)力而制定的。下面給出日常訓(xùn)練規(guī)劃。

（3）應(yīng)急通信日常訓(xùn)練。應(yīng)急事件是小概率事件，在實(shí)踐中看，擁有應(yīng)急通信裝備的單位，可能在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間段“無(wú)用武之地”。鑒于此，應(yīng)急通信的日常訓(xùn)練尤為重要。訓(xùn)練是對(duì)應(yīng)用的真實(shí)模擬，只有貼近“實(shí)際”，在真正應(yīng)急時(shí)才能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。下面給出應(yīng)急通信訓(xùn)練的基本架構(gòu)。

第一：應(yīng)急通信訓(xùn)練的常規(guī)化。按照本單位應(yīng)急裝備的實(shí)際情況，制定天、周、月、季度、年度訓(xùn)練計(jì)劃。

第二：應(yīng)急通信訓(xùn)練應(yīng)面向應(yīng)急事件，力求真實(shí)化。在訓(xùn)練時(shí)，要模擬真實(shí)的應(yīng)急事件的發(fā)生。如一般的破壞性應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，手機(jī)是不能用的。假如在訓(xùn)練時(shí)，訓(xùn)練科目為衛(wèi)星通信，但衛(wèi)星參數(shù)設(shè)置，衛(wèi)星調(diào)試時(shí)，都用手機(jī)進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)。那到遇到應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，我們將無(wú)所適從了。故應(yīng)強(qiáng)化訓(xùn)練的有效性。

第三：應(yīng)急通信訓(xùn)練科目應(yīng)全面。應(yīng)急通信訓(xùn)練應(yīng)著重訓(xùn)練應(yīng)急通信指揮、應(yīng)急通信裝備管理、應(yīng)急通信裝備使用、應(yīng)急通信要素的協(xié)同。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)急通信要素、管理要素較為豐富。在日常的應(yīng)急通信訓(xùn)練中，應(yīng)強(qiáng)化面向應(yīng)急通信集群的組織及協(xié)同訓(xùn)練。要在真實(shí)的應(yīng)急通信工作中，體現(xiàn)出應(yīng)急通信的訓(xùn)練成果，展現(xiàn)出集群通信要素的整體優(yōu)勢(shì)。

6總結(jié)

我國(guó)應(yīng)急事件頻發(fā)，應(yīng)急通信體系構(gòu)建利國(guó)利民。本文在第2節(jié)至第5節(jié)給出了市級(jí)應(yīng)急通信的規(guī)劃理念，其基本特點(diǎn)是：市級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃是以地級(jí)市行政區(qū)域?yàn)橐?guī)劃范圍，是以市本級(jí)及各區(qū)縣為應(yīng)急通信的建設(shè)主體。市級(jí)應(yīng)急通信要素的規(guī)劃較為綜合。對(duì)通信手段、通信業(yè)務(wù)、通信要素集成給出了指導(dǎo)性闡述。給出了市級(jí)應(yīng)急通信體系的組織、維護(hù)、訓(xùn)練、運(yùn)行策略。并提出了“民兵式”人力資源組織方式、“仿真式”應(yīng)急通信要素訓(xùn)練模式、“集群式”應(yīng)急通信要素的協(xié)作模式等理念。本文工作能夠?yàn)槭屑?jí)應(yīng)急通信規(guī)劃提供智力支持，具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

下一步的工作是對(duì)縣級(jí)應(yīng)急通信規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并對(duì)目前應(yīng)急通信建設(shè)中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行歸納和研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]王春乙，張繼權(quán)，霍治國(guó)等.農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究進(jìn)展與展望[J].氣象學(xué)報(bào)，2015，20（1）：23-25.

[2]Rahulamathavan Y， Veluru S， Han J， et al. User Collusion Avoidance Scheme for Privacy-Preserving Decentralized Key-Policy Attribute-Based Encryption[J]. IEEE Transactions on Computers， 2016， 65（9）：2939-2946.

[3]郭志華， 寧玉輝， 姚喜. 基于云服務(wù)的衛(wèi)星通信應(yīng)用體系建設(shè)構(gòu)思[J]， 信息與電腦， 2016， 18（13）：37-38.

作者簡(jiǎn)介：張魯南（1982-），男，理工學(xué)士，臨沂市人防指揮信息保障中心工程師，主要研究方向?yàn)閼?yīng)急通信、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等。endprint