應(yīng)急通信保障方案的設(shè)計(jì)分析

孫淑斌

（中通服建設(shè)有限公司，廣州 510095）

0 前言

隨著近年來大型集會(huì)活動(dòng)、自然災(zāi)害以及其他突發(fā)情況的增加，對(duì)我國(guó)通信系統(tǒng)無疑產(chǎn)生巨大壓力，此時(shí)應(yīng)急通信系統(tǒng)扮演著重要的角色，可以確保信息的及時(shí)傳輸，降低經(jīng)濟(jì)損失，良好的應(yīng)急通信對(duì)于社會(huì)穩(wěn)定至關(guān)重要。本文將結(jié)合筆者在應(yīng)急通信管理方面的經(jīng)驗(yàn)，給出應(yīng)急通信保障方案的設(shè)計(jì)建議。

1 應(yīng)急通信保障系統(tǒng)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求

1.1 應(yīng)急通信的定義

在早期，應(yīng)急通信是基于車載集成設(shè)計(jì)的，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性良好，然而實(shí)時(shí)性要求無法達(dá)到。隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，關(guān)于應(yīng)急通信的定義也更加明確，其核心凸顯在“應(yīng)急”二字，即面向公共安全、緊急事件、預(yù)防恐怖襲擊以及其他突發(fā)盈虧的應(yīng)急反應(yīng)，都是屬于應(yīng)急通信的，應(yīng)急通信可以看作是對(duì)基礎(chǔ)通信的補(bǔ)充。

1.2 應(yīng)急通信的特點(diǎn)

由于突發(fā)事件往往在時(shí)間、空間上都是未知的，而且常常難以預(yù)知，所以應(yīng)急通信營(yíng)具備不確定性與靈活性的特點(diǎn)，因此應(yīng)急通信應(yīng)當(dāng)符合下述幾方面要求：

（1）小型化。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)都是大范圍覆蓋的，而且具備相當(dāng)全面的功能。一旦特殊情況發(fā)生，例如發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)出現(xiàn)不同程度損壞，此時(shí)應(yīng)急設(shè)備的小型化特點(diǎn)就很有必要，可以使布設(shè)更加方便，同時(shí)也增加設(shè)備的移動(dòng)性。

（2）快速布設(shè)。快遞將應(yīng)急通信設(shè)備布設(shè)至指定區(qū)域，是應(yīng)當(dāng)緊急情況的基本要求，布設(shè)周期是評(píng)價(jià)應(yīng)急處理能力的關(guān)鍵性指標(biāo)。例如在時(shí)間空間已知的大型集會(huì)開始前，必須在短時(shí)間布設(shè)好應(yīng)急通信設(shè)備。

（3）節(jié)能性。在很多電力無法正常供應(yīng)的場(chǎng)景下，應(yīng)急通信系統(tǒng)必須確保長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定工作，所以節(jié)能性是其重要指標(biāo)。

2 應(yīng)急通信保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1 應(yīng)急通信工具準(zhǔn)備

應(yīng)急通信保障系統(tǒng)對(duì)物資資料有一定要求，通常必須配備好以下資料：（1）1：600萬全國(guó)地圖；（2）通信設(shè)施搶修預(yù)案；（3）應(yīng)急調(diào)度預(yù)案；（4）各搶修保障分隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)聯(lián)系方式；（5）交換我等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；（6）應(yīng)急通信物資儲(chǔ)備清單；（7）后勤用具。

2.2 應(yīng)急通信預(yù)案實(shí)施

在面臨不同應(yīng)急事件時(shí)，采取的應(yīng)急通信預(yù)案不盡相同，下面分別從自然災(zāi)害、突發(fā)事故以及重大活動(dòng)三方面分析相應(yīng)的通信預(yù)案：（1）首先是自然災(zāi)害，例如洪澇、泥石流、臺(tái)風(fēng)、地震等，當(dāng)自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，由當(dāng)?shù)貞?yīng)急通信保障分隊(duì)提供短波電臺(tái)等臨時(shí)性通信方式，確保搶修工作的順利開展；（2）然后是突發(fā)事件，例如礦難、重大交通事故等，應(yīng)急通信保障分隊(duì)需要攜帶小型衛(wèi)星通信設(shè)備深入現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)匯報(bào)災(zāi)情以及通信狀態(tài)；（3）最后是重大活動(dòng)，例如“兩會(huì)”等，需要設(shè)計(jì)專門的應(yīng)急預(yù)案，通過應(yīng)急通信車的方式滿足穩(wěn)定的通信使用需求。

2.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

無線傳感網(wǎng)絡(luò)包括傳感器節(jié)點(diǎn)與信息接收器，前者起到網(wǎng)關(guān)的作用。在待監(jiān)視區(qū)域布設(shè)傳感器節(jié)點(diǎn)，并通過自組織的原理形成傳感網(wǎng)，信息在傳感網(wǎng)中多跳傳輸，在達(dá)到匯聚節(jié)點(diǎn)后共同發(fā)送至管理節(jié)點(diǎn)。這種無線傳感網(wǎng)絡(luò)適合作為應(yīng)急通信系統(tǒng)的核心部分，盡管成本較低，但是卻能實(shí)現(xiàn)很高的冗余度，各傳感元件協(xié)調(diào)工作，對(duì)傳感器部署區(qū)域的環(huán)境有高精度的感知，即便當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，對(duì)惡劣環(huán)境的魯棒性很高。無線傳感網(wǎng)絡(luò)不僅可以作為災(zāi)難發(fā)生前的預(yù)警系統(tǒng)，而且可以作為災(zāi)后的監(jiān)控與處理系統(tǒng)。

2.4 多維應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

在很多緊急狀況下，尤其是當(dāng)重大災(zāi)害發(fā)生時(shí)，通信設(shè)備難免會(huì)遭受損壞，所以通信可能立即終端，所以憑借單一通信方式是很不可靠的。為此，本文提出多維應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的概念，即包括有線通信、短波通信以及衛(wèi)星通信這三個(gè)維度的通信網(wǎng)絡(luò)，各網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮相應(yīng)的作用，即便在緊急情況下也可以在短時(shí)間組建功能完整的通信網(wǎng)絡(luò)。三個(gè)維度的通信網(wǎng)絡(luò)以嵌套的方式協(xié)調(diào)工作。

有線通信主要包括公用電信網(wǎng)、專用網(wǎng)絡(luò)以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)三種，技術(shù)相對(duì)更加成熟，可以幫助更好的定位用戶，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)報(bào)警等功能，這種通信方式的架設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單，然而在災(zāi)難發(fā)生時(shí)最容易被破壞，為此，可以通過短波通信的方式提高應(yīng)急通信系統(tǒng)的適應(yīng)性，尤其在山川等不方便架設(shè)布線的區(qū)域也可以采用短波通信的方式。除此之外，短波通信還有更強(qiáng)的靈活性，其中TD-LTE技術(shù)在應(yīng)急工作中更是意義重大，其采用OFDM與MIMO的接入方式，達(dá)到足夠高的峰值速率。由于TD-LTE的通信網(wǎng)絡(luò)帶寬更高，所以指揮中心可以發(fā)送圖像信息、視頻信息，提高調(diào)度、指揮效率，這是窄帶數(shù)字集群的通信系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)的。即便如此，基于有線通信與短波通信的通信網(wǎng)絡(luò)依然在輻射區(qū)域與覆蓋面上存在缺陷，因此還需要配合衛(wèi)星通信系統(tǒng)一起工作，其具有廣域廣播與多播技術(shù)，這都是應(yīng)急通信不可或缺的核心技術(shù)。通信衛(wèi)星通過跟蹤遙測(cè)指令系統(tǒng)與監(jiān)控管理系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)控，并通過衛(wèi)星地球站進(jìn)行通信，衛(wèi)星地球站由機(jī)載站、手持機(jī)、便攜站以及車載站構(gòu)成。我國(guó)自主研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以提供精確授時(shí)與定位的功能，在跨地域、跨環(huán)境的條件下可以為應(yīng)急通信提供很大的幫助。