基于衛(wèi)星通信構建應急通信系統(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。為了應對突發(fā)災害事故，減少其造成的損失，提高應急處置的指揮效率，需要構建一套行之有效的應急通信保障體系。

1 應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設施造成嚴重損毀，致使受災地區(qū)的電力供應和常規(guī)通信中斷。根據(jù)突發(fā)災害應急響應及指揮的要求，結合應用特點，應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，決定應急救援的準備時間短、實效性要求高，應具備快速反應能力。因為災害發(fā)生導致通信癱瘓，災區(qū)與外界失去聯(lián)絡，這就需要構建一套行之有效的應急通信系統(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，對應急通信系統(tǒng)的適應性提出很高的要求。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。應急通信系統(tǒng)裝備應當具有相應的機動能力，適應陸運、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，對應著巨量的信息傳輸需求和極高的傳輸時效要求。應急救援行動中，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)是至關重要的。這就需要應急通信系統(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，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。復雜的應急救援現(xiàn)場情況，因多個職能部門、多個相關地區(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，滿足扁平化的指揮需求，能夠實現(xiàn)各個職能部門之間、各個相關地區(qū)之間以及指揮中心與救援現(xiàn)場之間的直接聯(lián)動。

2 應急通信系統(tǒng)的解決方案

2.1 應急通信網(wǎng)技術選擇

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、受外界環(huán)境限制少等優(yōu)勢，可以作為應急通信實現(xiàn)的優(yōu)先選擇?；谛l(wèi)星通信技術構建應急通信系統(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 應急通信網(wǎng)系統(tǒng)構成

衛(wèi)星應急通信系統(tǒng)按硬件可以分為空間部分、地面部分和用戶部分三部分。空間部分就是通信衛(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)結構。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。

衛(wèi)星應急通信系統(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 應急通信網(wǎng)組織運用

災情發(fā)生后，應急通信系統(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鍵位置的通信能力。

應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，構建遠程話音、數(shù)據(jù)、音視頻等多業(yè)務傳輸。根據(jù)災情現(xiàn)場具體情況，進行通信裝備配置，開設相應通信站點。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 應急通信網(wǎng)相關技術

2.4.1 帶寬動態(tài)管理技術

災情信息具有多樣性、突發(fā)性和隨機性等特點，與之對應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，能夠實現(xiàn)帶寬資源分配快速響應，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

因系統(tǒng)建設的時間跨度和地域跨度等原因，系統(tǒng)內(nèi)的設備生廠廠家和技術標準存在差異。要實現(xiàn)在不同設備和系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，就需要在建設過程中，選擇統(tǒng)一的、標準的接口和協(xié)議，從而保證通信網(wǎng)絡體系的一致性和互操作性，為網(wǎng)絡構建提供方便，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

應急通信系統(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，從而構建一個完整、統(tǒng)一的大平臺，發(fā)揮整體信息優(yōu)勢，為應急救援提供完整的技術手段和信息保障。

3 結語

應急通信系統(tǒng)不但是技術實現(xiàn)，更是組織運用，需要結合國家和政府部門應急通信需求，重點研究新技術、新手段在應急通信中的應用，重點圍繞新一代衛(wèi)星移動通信、高空基站等新技術開展研究，構建全面完善、科學先進的應急通信體系。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)星通信的應用價值日益凸顯，成為應急通信應用的新亮點。未來的應急通信系統(tǒng)，可以依托天地一體化的信息網(wǎng)絡，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支持，在國家應急救援通信保障中發(fā)揮更加重要的作用。