基于衛(wèi)星通信構(gòu)建應(yīng)急通信系統(tǒng)的研究①

宋傳志

(91033部隊 山東青島 266071)

我國疆域遼闊，地理氣候條件復雜，是受自然災害危害最嚴重的國家之一。為了應(yīng)對突發(fā)災害事故，減少其造成的損失，提高應(yīng)急處置的指揮效率，需要構(gòu)建一套行之有效的應(yīng)急通信保障體系。

1 應(yīng)急通信保障的特點及需求

自然災害發(fā)生的共同特點，都是會對電力、交通、通信、廣播等各類社會基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴重損毀，致使受災地區(qū)的電力供應(yīng)和常規(guī)通信中斷。根據(jù)突發(fā)災害應(yīng)急響應(yīng)及指揮的要求，結(jié)合應(yīng)用特點，應(yīng)急通信保障主要具有下列特點及需求。

首先，災情的突發(fā)性和不可預見性，決定應(yīng)急救援的準備時間短、實效性要求高，應(yīng)具備快速反應(yīng)能力。因為災害發(fā)生導致通信癱瘓，災區(qū)與外界失去聯(lián)絡(luò)，這就需要構(gòu)建一套行之有效的應(yīng)急通信系統(tǒng)，能夠第一時間將災區(qū)的受災情況和人員傷亡情況傳出來，幫助指揮部做出及時準確的判斷和決策，完成相應(yīng)的人員、裝備和物資的準備工作，并順利將救災人員和物資及時送達災區(qū)開展救援工作。

其次，災區(qū)現(xiàn)場環(huán)境的復雜性和條件惡劣性，增加了保障的難度，對應(yīng)急通信系統(tǒng)的適應(yīng)性提出很高的要求。自然災害破壞力大，災區(qū)環(huán)境非常復雜，常規(guī)通信手段難以滿足，各類器材物資極度匱乏。這就對應(yīng)急通信保障能力提出了很高的要求，能夠克服地理條件的限制保障到位，能夠適應(yīng)惡劣的各種環(huán)境考驗，具有很高的穩(wěn)定性和自主供電能力，能夠提供長期、穩(wěn)定、持續(xù)的保障能力。應(yīng)急通信系統(tǒng)裝備應(yīng)當具有相應(yīng)的機動能力，適應(yīng)陸運、水運及空運等多種投送方式，能夠快速到達受災現(xiàn)場，在惡劣條件下快速展開通聯(lián)，具備小型化、輕量化和模塊化等特點。

再次，災情的復雜性、不確定性和多變性，對應(yīng)著巨量的信息傳輸需求和極高的傳輸時效要求。應(yīng)急救援行動中，災情信息全面、準確、及時地傳遞到指揮部，為正確的決策和部署提供依據(jù)是至關(guān)重要的。這就需要應(yīng)急通信系統(tǒng)能夠提供足夠的傳輸帶寬和較快的傳輸速率，能夠提供話音、數(shù)據(jù)和音視頻等多種帶寬的通信業(yè)務(wù)，滿足不同的救援辦公手段要求，提高救援效率。

最后，救援行動需要多個職能部門、多個相關(guān)地區(qū)的參與，是一場“協(xié)同作戰(zhàn)”，需要具備協(xié)調(diào)指揮作戰(zhàn)的能力。復雜的應(yīng)急救援現(xiàn)場情況，因多個職能部門、多個相關(guān)地區(qū)的參與，各自體系下的不同指揮系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通問題需要解決。這就要求應(yīng)急通信系統(tǒng)既能完成獨立組網(wǎng)，又能靈活組網(wǎng)接入不同的通信網(wǎng)絡(luò)，滿足扁平化的指揮需求，能夠?qū)崿F(xiàn)各個職能部門之間、各個相關(guān)地區(qū)之間以及指揮中心與救援現(xiàn)場之間的直接聯(lián)動。

2 應(yīng)急通信系統(tǒng)的解決方案

2.1 應(yīng)急通信網(wǎng)技術(shù)選擇

分析上述特點及需求，衛(wèi)星通信因為具有可以快速方便搭建、部署機動靈活、快速響應(yīng)、受外界環(huán)境限制少等優(yōu)勢，可以作為應(yīng)急通信實現(xiàn)的優(yōu)先選擇?；谛l(wèi)星通信技術(shù)構(gòu)建應(yīng)急通信系統(tǒng)，實現(xiàn)不同用戶、不同平臺之間高速、穩(wěn)定、靈活的話音、數(shù)據(jù)、音視頻等多種業(yè)務(wù)通信保障，為災害救援行動提供專用的、不受限制的通信信道，帶來極大的便捷。

2.2 應(yīng)急通信網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成

衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)按硬件可以分為空間部分、地面部分和用戶部分三部分?？臻g部分就是通信衛(wèi)星；地面部分通常由固定站、控制中心和信關(guān)站等組成；用戶部分由車載站、背負站、便攜站等終端用戶組成?？梢愿鶕?jù)災情應(yīng)急救援不同的需求來組網(wǎng)，組成點對點、星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)和混合網(wǎng)結(jié)構(gòu)。移動站機動靈活，可以第一時間部署到需求地域建立起通信聯(lián)絡(luò)。

衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)按層級可以分為中心站、區(qū)域站和遠端站三個層級。國家衛(wèi)星固定站為中心站，負責全網(wǎng)運行管理；省自治區(qū)地面站為區(qū)域站，負責行政區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)運行管理及與地面網(wǎng)的匯接；地市級地面站、車載站、便攜站等為遠端站，為末端用戶，按照任務(wù)需求配置。按層級劃分，有利于全國統(tǒng)一規(guī)劃管理，區(qū)域集中保障，更層級之間上下貫通、左右銜接。

2.3 應(yīng)急通信網(wǎng)組織運用

災情發(fā)生后，應(yīng)急通信系統(tǒng)作為常規(guī)通信的補充和延伸，具有較高的機動性、靈活性，能夠快速部署，快速組網(wǎng)，輔以相應(yīng)的衛(wèi)星通信資源、地面通信資源，后端支持保障系統(tǒng)，及專業(yè)的前端支持保障團隊，能夠迅速恢復前方關(guān)鍵位置的通信能力。

應(yīng)急救援行動可以充分發(fā)揮衛(wèi)星通信的優(yōu)勢，多途徑調(diào)用衛(wèi)星通信資源，組織開展衛(wèi)星通信保障。依托衛(wèi)星通信系統(tǒng)建立通信，構(gòu)建遠程話音、數(shù)據(jù)、音視頻等多業(yè)務(wù)傳輸。根據(jù)災情現(xiàn)場具體情況，進行通信裝備配置，開設(shè)相應(yīng)通信站點。在災區(qū)現(xiàn)場場地條件好的情況下，可以在前進指揮所附件地域開設(shè)輕型車載站或者大型車載站建立通信，提供容量大、多手段的通信業(yè)務(wù)保障。在前進道路不通、現(xiàn)場情況不明、大中型裝備無法進入的災害地區(qū)，為救援人員配備便攜式衛(wèi)星通信終端進行伴隨救援保障，擴大保障范圍，提高通信效果，保障指揮所與一線救援隊伍的通信暢通，可以向指揮所及時報告災害和救援情況；此外，還可以補充利用小型衛(wèi)星站及衛(wèi)星電話，采用頂點部署和交替滾動的方式，組成遠距離移動通信網(wǎng)，保證災情通報、報告及人員物資調(diào)動、增員等信息及時準確地傳遞。

2.4 應(yīng)急通信網(wǎng)相關(guān)技術(shù)

2.4.1 帶寬動態(tài)管理技術(shù)

災情信息具有多樣性、突發(fā)性和隨機性等特點，與之對應(yīng)的信息傳輸同樣具有大數(shù)據(jù)、高突發(fā)和不確定等特點，因此對帶寬的要求也是動態(tài)的，要達成帶寬資源分配依據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的變化而改變。這就需要一套帶寬動態(tài)管理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)帶寬資源分配快速響應(yīng)，對帶寬資源按需求進行分配，并在通信完成后能夠及時釋放空閑帶寬，動態(tài)、高效地共享寶貴的帶寬資源。

2.4.2 系統(tǒng)接口兼容技術(shù)

因系統(tǒng)建設(shè)的時間跨度和地域跨度等原因，系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備生廠廠家和技術(shù)標準存在差異。要實現(xiàn)在不同設(shè)備和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，就需要在建設(shè)過程中，選擇統(tǒng)一的、標準的接口和協(xié)議，從而保證通信網(wǎng)絡(luò)體系的一致性和互操作性，為網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建提供方便，實現(xiàn)互通互聯(lián)，保證達成準確的、穩(wěn)定的、及時的災情信息傳遞。

2.4.3 信息互通融合技術(shù)

應(yīng)急通信系統(tǒng)不是一個獨立封閉的系統(tǒng)，還需要與其他行政部門、地區(qū)的專有信息系統(tǒng)互通，與常規(guī)通信系統(tǒng)互聯(lián)，這樣才能讓系統(tǒng)的效能得到最大的發(fā)揮。所以，研究應(yīng)急通信保障并不是把衛(wèi)星通信獨立開來，單獨研究，而是要綜合考慮各個系統(tǒng)和網(wǎng)系，相互融合，從而構(gòu)建一個完整、統(tǒng)一的大平臺，發(fā)揮整體信息優(yōu)勢，為應(yīng)急救援提供完整的技術(shù)手段和信息保障。

3 結(jié)語

應(yīng)急通信系統(tǒng)不但是技術(shù)實現(xiàn)，更是組織運用，需要結(jié)合國家和政府部門應(yīng)急通信需求，重點研究新技術(shù)、新手段在應(yīng)急通信中的應(yīng)用，重點圍繞新一代衛(wèi)星移動通信、高空基站等新技術(shù)開展研究，構(gòu)建全面完善、科學先進的應(yīng)急通信體系。近幾年來，天通一號、中星16號等衛(wèi)星的相繼研究成功并發(fā)射投于運行，使得國內(nèi)衛(wèi)星通信技術(shù)能力有了重大突破，依靠可以提供大容量、廣覆蓋、不受地理限制等不可比擬的優(yōu)勢，衛(wèi)星通信的應(yīng)用價值日益凸顯，成為應(yīng)急通信應(yīng)用的新亮點。未來的應(yīng)急通信系統(tǒng)，可以依托天地一體化的信息網(wǎng)絡(luò)，在災害救援中，為現(xiàn)場通信、多級聯(lián)動、協(xié)同指揮提供信息服務(wù)支持，在國家應(yīng)急救援通信保障中發(fā)揮更加重要的作用。