應急通信系統建設淺析

程嵐 賈躍偉

【摘要】 本文首先介紹歐美發達國家應急通信系統發展現狀；其次介紹目前我國應急通信系統發展現狀；最后介紹我國應急通信系統下一步發展建議，主要就應急通信系統的建設基本要求、發展策略和新技術的應用展開描述。

【關鍵詞】 應急通信 衛星通信 公網 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事件，這對應急通信系統特別是公用應急通信網絡提出了嚴峻挑戰。 “十二五”期間應急通信系統的建設須加大步伐，提高要求，建設具有信息采集與處理、通信保障、指揮調度為一體的應急綜合平臺，保證國家和人民生命、財產的安全。

二、國外應急通信系統發展現狀

2.1應急通信系統北美發展現狀

北美國家的應急通信系統包括衛星通信系統、公網的通信系統、集群通信系統以及軍事通信系統等，憑借其科技和經濟實力以及對應急通信的高度重視和大量的經濟投入，在應急通信中收效巨大。

1、衛星通信系統。現階段，美國、加拿大在役衛星約500顆衛星，有通信衛星、廣播衛星、導航衛星、遙感成像衛星和氣象衛星等。其中，銥星、全球星、快鳥遙感成像衛星、海事衛星等系統眾所周知。這些衛星資源為北美地區的應急通信提供了強大的技術保障。

2、公網的應急通信系統。公網通信是實現通信的最便捷手段，北美地區非常重視公網的應急通信建設。911電話報警系統就是覆蓋用戶最廣的應急通信系統，可保證緊急情況下特殊用戶的通信能力。

3、集群通信系統。集群數字增強型網絡iDEN在全美實現了覆蓋， APCO Project 25和加拿大數字綜合移動無線電系統DIMRS，在政府、警察、應急救援等部門都有應用。

4、軍事通信系統。與其他國家相比，美國的軍事通信系統配置最完整、技術最先進，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。美國國防衛星通信系統、軍用衛星通信系統等可在緊急情況下，支撐軍隊作出快速應急反應，并為相關政府部門提供應急通信支持。

2.2應急通信系統歐洲發展現狀

歐洲國家在應急通信系統的發展也非常先進，其在衛星通信、公網通信系統、集群通信及軍事衛星通信等方面不遜于北美。

1、衛星通信系統。衛星通信系統的應用體現在：預警和災情廣播、導航定位、遙感衛星圖像等。目前在軌服役的有70余顆衛星，有熱鳥直播衛星、伽利略導航衛星等。

2、公網的應急通信系統。英國的“999”、比利時的“110”、瑞典的“117”、法國的“17”等都是公網通信的成功案例。歐洲正將公網的應急報警系統進行資源整合和功能完善，發展成為“112”應急聯動系統。

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

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

三、我國應急通信系統發展現狀

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

3.1衛星通信系統

我國現役的衛星有ChinaSat衛星、鑫諾衛星、亞太衛星、北斗衛星導航系統等。國際化的海事衛星、舒拉亞衛星和亞星等衛星系統也在我國的應急通信中發揮了重要的作用。

3.2公網的應急通信系統

我國公網的應急通信系統以公安110、消防119、醫療120為代表，逐步向各行業應急通信的互聯互通、資源共享、互為備份的應急聯動平臺發展。

3.3集群通信系統

我國已建成模擬和數字集群通信網約130個，既有國外的TETRA和iDEN網，也有國內的全球開放式集群結構GoTa網和公共數字集群PDT網。

四、我國應急通信系統發展建議

隨著突發事件和自然災害的頻發，建設一套適合我國國情的應急通信系統顯得尤為重要。

4.1基本原則

為保證應急工作的迅速開展和高效完成，應急現場統一指揮和通信暢通，應遵循下述原則：

1）設備小型化：應急通信設備應輕便、體積小便于運輸及迅速布設。2）節能型：應急應用的場景應充分考慮到電力供應問題，因此，應急通信系統應節能，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急通信系統的運輸及現場部署。4）操作簡單：在應急通信中，設備操作應簡界面友好、直觀；部署迅速；硬件接口連接簡便。

4.2應急通信系統發展策略

應遵循《國家突發公共事件總體應急預案》、《國家通信保障應急預案》等要求，切實制訂與實施好包括預警、監控、管制、協調和保障等內容的應急通信專項預案，確保應對突發事件的實效性與可操作性，積極、穩妥、科學地通過各部門協調合作，實現“統一指揮、快速反應、資源共享、綜合功能、聯合行動”，最終建立一套完善的應急通信系統。

1）應急通信系統是一個復雜的系統工程，應統一認識、切實增強責任感、緊迫感，國家/省/市級的應急通信系統就是一個快速反應的通信與信息系統有機集成的平臺，統一協調公安、消防、醫療、民防等各政府部門，提供快速、及時的應急服務。2）重視異構系統協同與互操作，促進互聯互通，妥善處理好現有公網、專網及應急通信網的融合與信息共享，引導與協調各類通信網按其自身特征進行有機集成、協同工作，實現對突發事件的快速、有效的應急處理。3）有線和無線混合型應急通信網的建設，主要實現程控交換網、光纖通信網與地面無線寬帶通信網、衛星通信網等混合組網，提高網絡運行和應急工作的可靠性。4）天空地一體建設，在應急通信系統中，天上衛星通信、空中的浮游平臺通信和地面通信是一個有機的整體。實現多空間維度通信手段的互相補充，達到應急通信網絡的三維立體式無縫覆蓋，使整個系統應用效能最大化。5）在民用通信與軍用通信的關系方面，構建互補的軍用/民用協同應急通信網絡。[2]

4.3應急通信系統中新技術的應用

應急通信系統復雜，技術手段繁多，發展迅猛，綜合運用各種通信手段，互為補充和備份，最大程度的滿足應急通信的需求。

4.3.1下一代網絡NGN

下一代網絡基于分組交換技術，以新的分組交換技術及IP協議為基礎，是融合語音、圖像、數據于一體的全新網絡。用戶可接入到不同的業務提供商，下一代網絡科提供各種個性化的服務，且網絡不受時間、空間和帶寬的限制。與Internet、電信網、移動網、廣播/有線電視網及專用通信網相比，下一代網絡可提供多業務、智能化、個性化的寬帶服務，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急通信的需求。

4.3.2 3/4G

3G系統以其高速數據業務、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現階段得到了大規模的應用。

4G系統的優勢是集成多功能的寬帶移動通信系統，可在不同的無線平臺及跨越不同頻帶的網絡運行中提供無線服務。4G系統可接入互聯網，提供信息通信、定位定時、數據采集、數據傳輸、遠程控制及交互式多媒體等綜合服務。

3/4G系統的建設為行業間、部門間信息的暢通傳輸保駕護航，更為應急工作快速、高效的開展提供有力的技術保障。

4.3.3 VSAT衛星通信

VSAT衛星通信有開通時間短、傳輸距離不受限制、通信容量大、設備部署快、組網靈活等特點，是當今應急救援時的最重要的通信手段之一。在最近的幾次特大災害中，VSAT衛星通信已成為現場應用最廣泛的通信手段。

但在使用當中也暴露出一些問題，由于災害事件的突發性，衛星資源和設備終端數量儲備不足，對應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衛星系統的自主研發和衛星應急通信網的建設，確保應急通信的有序開展。有機地將現有的應急衛星通信網絡和系統，根據需求和場合靈活配置使用，并與地面有線網絡、無線移動網絡相結合，實現天地互補、天地兼容和天地融合。

4.3.4定位導航系統

任何一次成功的應急救援行動，其關鍵因素是快速的響應時間、救災地點精確的位置信息和三維地理信息。導航定位系統可提供全天候的、高精度的定位導航信息。

現有的衛星導航定位系統有美國的全球定位系統GPS、俄羅斯的全球導航衛星系統GLONASS 、歐洲伽利略衛星定位系統GALILEO以及我國自主研發的北斗導航衛星系統BeiDou四種。

我國自主研發的北斗導航衛星系統除具備定位導航功能外，還可雙向通信，這更有利于應急救援工作的開展。

4.3.5寬帶無線應急通信系統MiWAVE

寬帶無線應急通信系統MiWAVE是國家十一五重大專項“新一代寬帶無線移動通信網”的重要技術方向之一，也是我國4G提案的一個補充方案。其在救災中的優勢主要表現在可以即架即用和高速率傳輸，其系統峰值數據傳輸率可達上百兆。在災害現場基礎通信設施破壞嚴重的情況下，可快速布設，實現各救援分隊、救災指揮點、新聞站之間的寬帶連接，實現相互間的應急通信視頻傳輸，也可以實現與外界的信息交互。[3]

4.3.6無線傳感器網絡WSN

無線傳感器網絡WSN是由大量的微型傳感器節點以自組織和多跳的方式構成的無線網絡，以協作地感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋地理區域內被感知對象的信息，并最終把這些信息發送給網絡的所有者。無線傳感器網絡可應用在應急救援現場，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。通過部署在監測區域內大量的微型傳感器節點，特別是在惡劣環境下或人類不宜到達的區域，無線傳感器網絡將實時監測和采集網絡分布區域內的各種檢測對象的信息發送到網關節點，以實現復雜的指定范圍內目標檢測與跟蹤，為應急工作提供各種未知數據信息，方便應急人員對應急工作的判斷、決策與快速展開。[4]

五、結束語

應急通信業務都是緊急、臨時性的任務，且具有多業務、高質量、移動性、安全性等特點，其建設應借鑒國外的建設經驗，充分利用現有通信技術，積極開展新通信技術的研發與應用，加大現有通信網絡與新建通信網絡的融合，規范建設與管理標準，最終建設規范的區域性和全國性的應急通信網絡，確保我國應急通信系統健康有序的發展。

參 考 文 獻

[1] 張雪麗，王睿，董曉魯等 應急通信新技術與系統應用 機械工業出版社： 2010. 4-20.

[2] 通信產業網 –新聞正文-從汶川到玉樹：應急通信保障的六個建議 網址http：//www.ccidcom.com/html/guanzhu/201005/12-106149.html 2010

[3] 通信世界網-技術專題-MiWAVE 網址http：//www.cww.net.cn/tech/techHtml/693.htm 2010

[4] 百度百科-無線傳感器網絡 網址http：//baike.baidu.com/view/140209.htm 2011