應急體系變革下應急通信發(fā)展初探

李 飛，張松軼，冀 峰

(河北遠東通信系統(tǒng)工程有限公司，河北 石家莊 050200)

0 引言

我國是世界上自然災害最為嚴重的國家之一，災害種類多、分布地域廣、發(fā)生頻率高、災害損失大。在全球氣候變化和中國經(jīng)濟社會快速發(fā)展的背景下，中國面臨的災害形勢更加嚴峻，風險不斷加劇，損失日趨嚴重。

2016年12月《中共中央國務院關(guān)于推進防災減災救災體制機制改革的意見》中指出，針對應急救災管理，要“正確處理防災減災救災和經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系，堅持以防為主、防抗救相結(jié)合，堅持常態(tài)減災和非常態(tài)救災相統(tǒng)一，努力實現(xiàn)從注重災后救助向注重災前預防轉(zhuǎn)變，從應對單一災種向綜合減災轉(zhuǎn)變，從減少災害損失向減輕災害風險轉(zhuǎn)變，落實責任、完善體系、整合資源和統(tǒng)籌力量，切實提高防災減災救災工作法治化、規(guī)范化、現(xiàn)代化水平，全面提升全社會抵御自然災害的綜合防范能力。”

2018年3月，國務院機構(gòu)改革方案公布，決定組建應急管理部。應急管理部主要職責是防范化解特、重大安全風險，健全公共安全體系，整合優(yōu)化應急力量和資源，推動形成統(tǒng)一指揮、專常兼?zhèn)洹⒎磻`敏、上下聯(lián)動、平戰(zhàn)結(jié)合的中國特色應急管理體制，提高防災減災救災能力，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定。應急管理部的成立是我國應急管理工作順應時代要求，解決應急管理各領(lǐng)域發(fā)展不平衡、不充分的矛盾，走向現(xiàn)代化、科學化和精細化的重要里程碑，也是應急管理工作的一次重要體制和機制創(chuàng)新。

1 應急管理體系變革

在應急管理部新組建背景下，我國的應急管理體系將發(fā)生一系列重大的變革。

1.1 應急指揮權(quán)更加集中高效

我國原有災害應對存在管理碎片化的問題，民政部負責災害救助、國土資源部負責地質(zhì)災害防治、水利部負責水旱災害防治、農(nóng)業(yè)部負責草原防火、國家林業(yè)局負責森林防火及中國地震局負責震災應急救援等。為了協(xié)調(diào)應對自然災害，我國成立了防汛抗旱指揮部、減災委、抗震救災指揮部及森林防火指揮部等高層次議事協(xié)調(diào)機構(gòu)，體制十分繁雜，形成的“九龍治水”的局面,既浪費資源，又難以形成合力。應急管理部的成立使這些分散的職責得以有效整合，對于災害應對及應急指揮的效率會有顯著提高。

1.2 應急管理突出防災減災

應急管理部的職責中體現(xiàn)了堅持以防為主、防抗救結(jié)合，堅持常態(tài)減災和非常態(tài)救災相統(tǒng)一，努力實現(xiàn)從注重災后救助向注重災前預防轉(zhuǎn)變。現(xiàn)有整合部門中既有防災功能，也有救災功能，本次整合將打通預防、準備、處置、評估、改進和緩解等各個階段，將全流程、標準化、科學化的應急管理模式和工作機制推廣到各個專業(yè)領(lǐng)域之中，在工作上形成首尾相連、循環(huán)往復、持續(xù)改進的管理閉環(huán)，從而提升應急管理的前瞻性和主動性。

1.3 應急救援隊伍更加專業(yè)

應急管理部成立后，公安消防部隊、武警森林部隊與安全生產(chǎn)、地震應急等應急救援隊伍一道，形成"救援隊伍"新的聯(lián)合，將主要的救援力量集中到一個部門，由應急管理部統(tǒng)一管理后可以建成綜合性常備應急骨干力量，這將對未來國家救援力量聯(lián)合訓練、協(xié)作培養(yǎng)和救援合作產(chǎn)生深遠影響，進一步提升應急救援通信裝備標準化、專業(yè)化和體系化。

2 應急通信需求分析

應急通信是為應對自然或人為突發(fā)性緊急情況，綜合利用各種通信資源，為保障緊急求援和必要通信而提供的一種暫時的、快速響應的特殊通信機制，是支持應急管理監(jiān)測預防(事前)、預警準備(事發(fā))、處置救援(事中)和恢復重建(事后)4個階段的重要通信保障。針對應急管理三大變革，新時期應急通信需滿足如下3個核心需求。

2.1 廣域覆蓋的無線通信需求

部分轉(zhuǎn)隸部門或者依托原單位或者自建有無線專網(wǎng)，但是存在如下幾個主要問題：① 轉(zhuǎn)隸后原單位網(wǎng)絡不能再使用；② 頻率資源無法支撐現(xiàn)有業(yè)務；③ 存在通信盲區(qū)、系統(tǒng)覆蓋待完善；④ 新產(chǎn)品和技術(shù)應用不足等問題。綜上，當前亟待建設(shè)覆蓋范圍廣泛、功能豐富、穩(wěn)定可靠的無線通信系統(tǒng)，用于支撐常態(tài)減災和非常態(tài)救災的通信保障需求。

2.2 立體感知的災害預警需求

我國幅員遼闊，區(qū)域性破壞的特重大災害事故頻發(fā)，受災面積可達數(shù)百平方公里，迫切需要建立覆蓋區(qū)域廣泛、檢測手段豐富的預警監(jiān)測體系，推動有線、無線，公網(wǎng)、專網(wǎng)及天地一體全國覆蓋的災害監(jiān)測預警系統(tǒng)建設(shè)。加強系統(tǒng)實時感知、信息共享和智能分析能力，實現(xiàn)對重點高危企業(yè)、礦山事故、危險化學品、地震、海嘯、洪澇、地質(zhì)災害、火災等單個或復合型災害的風險預警，識別潛在風險隱患，實現(xiàn)應急管理由被動應急向主動防控的轉(zhuǎn)變，提高事故災難隱患動態(tài)監(jiān)控、智能研判以及突發(fā)事件現(xiàn)場感知和快速反應能力，提升應急管理的輔助決策水平[1]。

2.3 敏捷高效現(xiàn)場應急通信需求

災害的發(fā)生和處置具有如下特點：① 原有通信基礎(chǔ)設(shè)施遭受了毀滅性的破壞，需要增強現(xiàn)場通信；② 災害事故突發(fā)偶然性強，災害發(fā)展迅速，損失程度隨時間急劇增加，要求快速的救援反應；③ 事故現(xiàn)場地理環(huán)境復雜，交通運輸中斷甚至完全沒有道路，嚴重削弱了向災區(qū)投送人員和裝備的能力，需要輕便小型化的通信保障裝備；④ 眾多救援力量跨區(qū)域甚至跨國界作戰(zhàn)、投入力量多、部門協(xié)同復雜，需要現(xiàn)場通信系統(tǒng)支撐多部門有序、有力、有效的救援；⑤ 救援任務復雜，需要快速形成第一救援現(xiàn)場、前線指揮所和后方各級指揮所之間前后貫通、高速傳輸，跨層級跨地域“扁平化”的指揮體系，后方指揮所清晰掌控現(xiàn)場態(tài)勢、調(diào)度指令直達“一線”，提升應急救援效率。

3 應急通信發(fā)展趨勢

3.1 高效融合的無線通信系統(tǒng)

針對廣域覆蓋的無線通信需求，建設(shè)固定部署的無線通信系統(tǒng)，具體包括窄帶數(shù)字集群、寬帶數(shù)字集群和依托公共通信設(shè)施的數(shù)字集群。

① 建設(shè)窄帶數(shù)字集群系統(tǒng)

語音通信是應急管理最基本、最重要的通信需求，窄帶數(shù)字集群系統(tǒng)具有強大的語音通信能力和豐富的語音調(diào)度功能。當前，國內(nèi)應用最廣泛的窄帶數(shù)字集群系統(tǒng)包括TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)和PDT數(shù)字集群系統(tǒng)。TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)是目前國際上應用較為廣泛的數(shù)字集群標準，但是由于加密接口不對中國開放，因此存在使用安全性的問題[2]。PDT數(shù)字集群系統(tǒng)是中國自主研發(fā)的專網(wǎng)通信標準，具有高性價比、安全保密、大區(qū)制、可擴展和向后兼容的五大優(yōu)勢，已經(jīng)在我國的公安部門規(guī)模化部署應用[3]。

② 建設(shè)寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)

科技的不斷進步，特別是“大智移云物”等新技術(shù)和應用的紛紛涌現(xiàn)，對無線系統(tǒng)提出了大帶寬數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆Ｐ枰攸c在化工園區(qū)、商業(yè)中心等災害高風險區(qū)域，建設(shè)寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)，承載寬帶數(shù)據(jù)、高清圖像、高清視頻等應急管理業(yè)務。

③ 依托公共通信設(shè)施的數(shù)字集群

是否具有足夠的頻譜資源是建設(shè)廣覆蓋數(shù)字集群系統(tǒng)首要的限制條件。窄帶方面，工信部無線電管理局規(guī)定了350 MHz頻段，即351～358/361～368 MHz，372～379/382～389 MHz，共560對頻點，專供公、檢、法、司法、安全、海關(guān)、軍隊和武警等8個部門使用；寬帶方面，工信部無線電管理局規(guī)定了1.4 GHz頻段用于建設(shè)TD-LTE寬帶無線專網(wǎng)[4]，主要用于政務、公共安全和應急通信等。規(guī)劃的應急管理專用頻段非常困難。

探索“寬窄融合”“公專融合”和“共網(wǎng)建設(shè)”等模式是建設(shè)數(shù)字集群系統(tǒng)最有效模式[5]。由于我國幅員遼闊，各地經(jīng)濟和社會發(fā)展不平衡，全國網(wǎng)的投資巨大，不可能一步到位、一蹴而就，需要分階段開展。第一階段各地政府、公安、應急管理等部門建設(shè)地方性的數(shù)字集群共同網(wǎng)；第二階段，在各地數(shù)字集群共用網(wǎng)健康發(fā)展的基礎(chǔ)上，互連互通形成全國一張網(wǎng)[6]。同時，在專網(wǎng)覆蓋不到的區(qū)域，依托公共通信設(shè)施，通過運營商VPDN業(yè)務建設(shè)PoC公網(wǎng)集群系統(tǒng)和移動政務系統(tǒng)作為專用寬窄帶數(shù)字集群系統(tǒng)的重要補充[7]，共同滿足不同部門圖片、數(shù)據(jù)及視頻等大數(shù)量傳輸?shù)膶拵б苿訕I(yè)務需求。

窄帶數(shù)字集群、寬帶數(shù)字集群和公網(wǎng)通信的綜合利用，共同形成公專融合、寬窄融合的無線通信一張網(wǎng)，支撐應急管理常態(tài)減災和非常態(tài)救災的通信保障需求。

3.2 全風險要素覆蓋的物聯(lián)感知網(wǎng)

將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能及大數(shù)據(jù)等技術(shù)與應急管理業(yè)務深度融合，對安全生產(chǎn)管理和自然災害監(jiān)測中的安全要素進行實時監(jiān)測與智能化處理，在監(jiān)測預警、應急準備、應急管理及事故調(diào)查等各個環(huán)節(jié)，構(gòu)建一個涵蓋事前預警、事中處置與事后備查的服務型智能物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測預警平臺，形成全流程、標準化、科學化的應急管理模式。具體應用如下：

① RFID技術(shù)在應急資源調(diào)配中的應用：應急資源調(diào)配是應急指揮系統(tǒng)中關(guān)鍵的一環(huán)，關(guān)系到整個突發(fā)事件處理的成敗，大規(guī)模突發(fā)事件應急資源調(diào)配的復雜性遠遠超出一般意義上的資源調(diào)度。RFID技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合實現(xiàn)無接觸信息傳遞，達到識別目的的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通常由電子標簽和閱讀器組成，閱讀器與電子標簽可按約定的通信協(xié)議互傳信息。基于RFID的智能物應急資管理系統(tǒng)實現(xiàn)了對貨物的識別和跟蹤，大大提高了應急資源調(diào)配的信息化和自動化水平[8]。

② 無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN)在應急信息感知與傳輸中的應用：WSN解決了節(jié)點在野外和惡劣條件下無人值守工作的3個有限(電源能量有限、通信能力有限、計算和存儲能力有限)的情境下大規(guī)模動態(tài)自組織成網(wǎng)的難題，低成本的傳感器節(jié)點可以在電池供電的狀況下，大量散布于監(jiān)測區(qū)域，不需人為干預，自動將采集到的信息通過多跳回傳。可以廣泛應用于煤礦可燃氣體探測、安全生產(chǎn)有毒氣體警報、城市和森林火災報警、山體滑坡探測及救援人員生命體征探測等領(lǐng)域[9]。

3.3 多手段、一體化現(xiàn)場應急通信裝備體系

現(xiàn)場通信裝備將向多體制融合化、小型一體化和系列化方向發(fā)展。

3.3.1 多體制融合化

建設(shè)第一救援現(xiàn)場、前線指揮所和后方各級指揮所之間指揮體系，需要滿足不同救援場景、不同通信節(jié)點和不同角色人員的復雜通信需求，需要將不同技術(shù)體制有效整合。采用窄帶和寬帶數(shù)字集群系統(tǒng)完成第一救援現(xiàn)場的網(wǎng)絡覆蓋，為多部門協(xié)同救援提供窄帶音頻和寬帶數(shù)據(jù)通信保障。采用衛(wèi)星通信建立前線指揮所和后方各級指揮所之間臨時的高速傳輸通道[10]；采用無線自組網(wǎng)在缺乏網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施的條件下，在事發(fā)現(xiàn)場迅速布建一個專用指揮通信網(wǎng)絡[11]。采用短波通信在不依賴任何外部資源保障的情況下，通過較小的資源投入，為前后方應急救援指揮提供“低限度”語音通信保障[12]；采用衛(wèi)星移動通信(MSS)作為應急通信的“第一反應器”和“保底的通信手段”。

多體制融合需要充分發(fā)揮各項技術(shù)的優(yōu)勢，針對不同現(xiàn)場需求，靈活組織協(xié)調(diào)，實現(xiàn)多體制高度集成、互為備份、互聯(lián)互通，通過高度的業(yè)務融合和終端融合保證用戶接口的統(tǒng)一性，通過高效的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和靈活的路由策略保證網(wǎng)絡整體的柔韌性。

3.3.2 小型一體化

在交通基礎(chǔ)設(shè)施遭受嚴重破壞和野外極端惡劣地理環(huán)境條件下，救援人員能夠攜帶小型化、一體化應急通信裝備進入救援現(xiàn)場，快速展開。小型化、一體化應急通信裝備可以通過機載、車載及單兵等多種方式攜行[13]。

3.3.3 體系化

為了應對復雜多變的自然災害和事故災難，需要多種多樣、體系化的應急通信及相關(guān)輔助裝備，按照功能分為指揮設(shè)備、通信設(shè)備、傳輸設(shè)備、電源設(shè)備、定位和生命體征探測設(shè)備、個體防護設(shè)備以及輔助和后勤保障設(shè)備等。按照部署方式分為便攜設(shè)備、車載設(shè)備、機載設(shè)備、單兵背負設(shè)備和單兵手持設(shè)備，共同構(gòu)成“天-空-地”三維一體現(xiàn)場通信裝備體系[14]。

4 結(jié)束語

建設(shè)公專融合、寬窄融合的無線通信網(wǎng)、全風險要素覆蓋的物聯(lián)感知網(wǎng)和多手段、一體化現(xiàn)場應急通信裝備體系可以在災前預防、災害評估、災害救援中發(fā)揮重要的作用，助力我國統(tǒng)一指揮、專長兼?zhèn)洹⒎磻`敏、上下聯(lián)動、平戰(zhàn)結(jié)合的中國特色應急管理體制的全面建設(shè)。

本文對新時期應急通信技術(shù)和裝備進行了體系化的梳理和分析，希望能夠為該領(lǐng)域研究工作和相關(guān)通信設(shè)備廠家的業(yè)務規(guī)劃與產(chǎn)品研制工作提供參考和借鑒。