多網(wǎng)絡(luò)融合在應(yīng)急搶險中的應(yīng)用

朱世偉 熊廷坤 周金全

摘要：隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)界限越來越模糊，應(yīng)急搶險中多種網(wǎng)絡(luò)資源融合應(yīng)用已成為其發(fā)展的必然趨勢。在這一趨勢下，加強(qiáng)對多種通信網(wǎng)絡(luò)融合的組織應(yīng)用研究，充分挖掘和利用當(dāng)前各種商用、專用網(wǎng)絡(luò)資源，能夠更加高效便捷支撐各類應(yīng)急搶險保障，更大限度地為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng)絡(luò);組織應(yīng)用;應(yīng)急搶險;信息技術(shù)

一、引言

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，通信技術(shù)共用性、通用性、替代性的特點(diǎn)愈發(fā)明顯，各種通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)界限越來越模糊，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)日趨統(tǒng)一、融合度越來越高，為公眾網(wǎng)絡(luò)和一些專用網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。因此，加強(qiáng)多種通信網(wǎng)絡(luò)融合在應(yīng)急搶險中的組織應(yīng)用，充分挖掘和利用不同的通信網(wǎng)絡(luò)資源潛力，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)急搶險通信保障的高效支撐，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供更加有力的網(wǎng)絡(luò)保障。

二、多種網(wǎng)絡(luò)融合在應(yīng)急搶險中的優(yōu)勢

我國當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)包括各類有線、衛(wèi)星、4G/5G等公眾網(wǎng)絡(luò)，也包括集群通信、WIFI通信、自組網(wǎng)通信等現(xiàn)場區(qū)域臨時構(gòu)建的專用網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過三十年的建設(shè)發(fā)展，多種網(wǎng)絡(luò)并存形成了網(wǎng)絡(luò)廣域覆蓋、業(yè)務(wù)種類豐富、信息服務(wù)強(qiáng)大、用戶數(shù)量巨大、對國民經(jīng)濟(jì)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)體系[1]。各種網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)急保障中的特點(diǎn)不盡相同，其應(yīng)用通常以單點(diǎn)離散的方式存在，難以滿足應(yīng)急搶險現(xiàn)場多樣化通信保障需求。因此，綜合利用當(dāng)前公眾網(wǎng)絡(luò)和專用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各種通信資源的優(yōu)勢互補(bǔ)，能大大提高應(yīng)急搶險保障中通信網(wǎng)絡(luò)支撐的效能，多種網(wǎng)絡(luò)融合應(yīng)用主要優(yōu)勢如下：

（一）覆蓋范圍大：當(dāng)前我國商用衛(wèi)星、移動4G/5G等可實(shí)現(xiàn)對大部分國人所在區(qū)域的覆蓋，但容易受各類自然災(zāi)害破壞無法保障應(yīng)急條件下的現(xiàn)場及時通信，通過與現(xiàn)場區(qū)域?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)的融合，可實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)急現(xiàn)場通信盲區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

（二）網(wǎng)絡(luò)帶寬高：目前，商用衛(wèi)星、移動4G/5G、WIFI等不斷完善，其在網(wǎng)絡(luò)帶寬、業(yè)務(wù)應(yīng)用等方面將進(jìn)一步提升。特別是隨著5G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用，帶寬達(dá)到4G速率的十倍以上，網(wǎng)絡(luò)時延可以減小到毫秒級，更加有利于應(yīng)急現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)保障效能。

（三）投入經(jīng)費(fèi)低：依托商用網(wǎng)絡(luò)，通過租用專線的方式，避免大量基站建設(shè)及相關(guān)維護(hù)費(fèi)用，通過充分集成路由、信道等功能于一體的小型化高集成設(shè)備根據(jù)應(yīng)急情況靈活部署，可有效降低應(yīng)急保障編配設(shè)備的種類、數(shù)量和前期投入。

（四）建設(shè)周期短：通過融合商用網(wǎng)絡(luò)和專用通信資源，不存在大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，只需按需建設(shè)特定應(yīng)急移動車和便攜站用于集群通信、WIFI通信等現(xiàn)場區(qū)域?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)接入，便可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急現(xiàn)場的通信全覆蓋，其采用設(shè)備均為現(xiàn)有成熟產(chǎn)品，大大縮短了系統(tǒng)建設(shè)周期。

三、多種通信網(wǎng)絡(luò)資源融合在應(yīng)急搶險中的典型組織應(yīng)用

商用網(wǎng)絡(luò)在為用戶提供高質(zhì)量通信服務(wù)的同時需考慮經(jīng)濟(jì)利益的最大化，在偏遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋范圍小，通信能力弱，對有些敏感熱點(diǎn)地區(qū)甚至存在覆蓋盲區(qū)，其整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性和覆蓋范圍有限，比如：商用網(wǎng)絡(luò)主要面向公眾用戶，提供的服務(wù)往往是均等的，但在突發(fā)應(yīng)急事件引起事發(fā)地域網(wǎng)絡(luò)擁塞、損壞時，難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急條件下?lián)岆U調(diào)度的專用保障。因此，在滿足日常通信需求時，利用商用成熟設(shè)備集成應(yīng)急保障通信移動節(jié)點(diǎn)，在商用通信網(wǎng)絡(luò)資源不足或自然災(zāi)害破壞的情況下，可迅速機(jī)動至應(yīng)急現(xiàn)場區(qū)域，構(gòu)建應(yīng)急現(xiàn)場通信保障節(jié)點(diǎn)并提供相應(yīng)的應(yīng)急搶險通信保障。其主要的組織應(yīng)用方式如下：

（一）商用通信網(wǎng)絡(luò)資源不足的臨時增強(qiáng)

如圖1所示，當(dāng)應(yīng)急事件發(fā)生后，商用網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)A由于應(yīng)急事件突發(fā)的日常用戶通信以及應(yīng)急搶險保障現(xiàn)場指揮調(diào)度通信的需要。一是短時間內(nèi)容易出現(xiàn)訪問用戶超出該節(jié)點(diǎn)設(shè)計建設(shè)時的服務(wù)用戶數(shù)，導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)通信服務(wù)性能大幅下降甚至服務(wù)中斷。二是隨著用戶通信的突發(fā)增加，整個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)訪問流量大幅增加，會出現(xiàn)各類用戶平均分配的網(wǎng)絡(luò)資源大幅下降，甚至出現(xiàn)整個區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)擁塞，導(dǎo)致整個應(yīng)急現(xiàn)場的通信難以保障。因此，一旦應(yīng)急事件發(fā)生后，現(xiàn)場已有的商用網(wǎng)絡(luò)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)資源不足時，將會大大影響應(yīng)急搶險現(xiàn)場的指揮調(diào)度效率，給人們的生命財產(chǎn)造成巨大損失。

商用通信網(wǎng)絡(luò)資源不足的臨時增強(qiáng)主要利用現(xiàn)場通信（如集群、WIFI、自組網(wǎng)等）專網(wǎng)專用的特點(diǎn)，通過臨時快速部署應(yīng)急保障現(xiàn)場通信保障節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場保障力量的高效指揮，并可減少應(yīng)急現(xiàn)場商用網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源的占用，對降低應(yīng)急搶險現(xiàn)場商用網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)的負(fù)載具有一定的幫助。如圖2所示，在應(yīng)急搶險保障現(xiàn)場，通過部署應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B，并根據(jù)應(yīng)急搶險任務(wù)按需對各應(yīng)急搶險力量分發(fā)現(xiàn)場通信終端，各終端可開機(jī)接入應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急搶險保障現(xiàn)場通信專網(wǎng)快速構(gòu)建，在應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B綜合集成信息處理單元，對應(yīng)急搶險保障現(xiàn)場區(qū)域的各類信息進(jìn)行區(qū)分服務(wù)和內(nèi)部處理，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)急搶險保障力量的高效指揮。同時，通過應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B的處理，大大減小應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B與商用網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)A之間的網(wǎng)絡(luò)流量，可有效減輕應(yīng)急現(xiàn)場商用網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)A的負(fù)荷，將有利于為應(yīng)急搶險現(xiàn)場的信息交互提供高效通信保障。

（二）商用通信網(wǎng)絡(luò)遭到破壞的臨時替代

如圖3所示，商用網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)A由于受到地震、洪水、塌方等自然災(zāi)害遭到破壞，導(dǎo)致該區(qū)域通信中斷，雖各運(yùn)營商會在事發(fā)后快速組織力量進(jìn)行應(yīng)急現(xiàn)場搶修并按需臨時構(gòu)建通信節(jié)點(diǎn)，但其時效性難以滿足應(yīng)急搶險保障力量的需求，并且臨時構(gòu)建通信保障節(jié)點(diǎn)需大面積服務(wù)整個應(yīng)急現(xiàn)場所有用戶，其網(wǎng)絡(luò)資源將十分緊張，導(dǎo)致應(yīng)急力量到達(dá)現(xiàn)場后無法充分利用商用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行現(xiàn)場保障溝通指揮，大大延緩整個應(yīng)急搶險現(xiàn)場的保障效率。

商用通信網(wǎng)絡(luò)遭到破壞的臨時替代主要利用現(xiàn)場通信專網(wǎng)專用以及商用衛(wèi)星遠(yuǎn)距離通信的特點(diǎn)，通過臨時快速部署應(yīng)急搶險現(xiàn)場的通信保障節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場保障力量的高效指揮，并通過衛(wèi)星等通信手段將現(xiàn)場應(yīng)急信息傳回后方供上級指揮調(diào)度。如圖4所示，在應(yīng)急保障現(xiàn)場，通過部署應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B，并根據(jù)應(yīng)急搶險任務(wù)按需對各應(yīng)急搶險力量分發(fā)現(xiàn)場通信終端，各終端可開機(jī)接入應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急搶險保障現(xiàn)場通信專網(wǎng)快速構(gòu)建，在應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B綜合集成信息處理單元，對應(yīng)急搶險保障現(xiàn)場區(qū)域的各類信息進(jìn)行區(qū)分服務(wù)和內(nèi)部處理，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)急搶險保障力量的高效指揮。同時，在應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B綜合集成商用衛(wèi)星遠(yuǎn)距離通信手段，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急搶險現(xiàn)場與后方指揮中心的通信互連，確保后方對應(yīng)急搶險現(xiàn)場情況的實(shí)時掌握，供上級應(yīng)急指揮調(diào)度決策參考。

（三）商用通信網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)補(bǔ)盲

商用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計建設(shè)出于經(jīng)濟(jì)效益考慮，網(wǎng)絡(luò)存在一定的通信覆蓋盲區(qū)，如一些偏遠(yuǎn)地區(qū)、礦洞等。這些通信覆蓋盲區(qū)地區(qū)發(fā)生災(zāi)難事件時，應(yīng)急搶險力量到達(dá)后難以利用商用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢資源保障應(yīng)急搶險力量的高效指揮調(diào)度，進(jìn)而影響現(xiàn)場應(yīng)急搶險的效率。

如圖5所示，商用通信網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)補(bǔ)盲主要通過部署應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B，并根據(jù)應(yīng)急搶險任務(wù)按需對各應(yīng)急搶險力量分發(fā)現(xiàn)場通信終端，各終端可開機(jī)接入應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)B，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急搶險保障現(xiàn)場通信專網(wǎng)快速構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)急保障現(xiàn)場指揮調(diào)度信息的傳輸。同時，在應(yīng)急保障節(jié)點(diǎn)綜合集成衛(wèi)星、遠(yuǎn)距離移動通信接入設(shè)備，并可按需部署通信中繼節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急搶險現(xiàn)場專用網(wǎng)絡(luò)就近快速接入商用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急現(xiàn)場商用網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)的有效覆蓋。

四、結(jié)束語

隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，以及對不同特點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)融合優(yōu)勢互補(bǔ)的趨勢，對當(dāng)前比較典型的移動4G/5G、衛(wèi)星、WIFI、自組網(wǎng)等通信資源如何在應(yīng)急搶險中組織應(yīng)用方式進(jìn)行探索，為高效利用當(dāng)前成熟的商用網(wǎng)絡(luò)資源以及現(xiàn)場區(qū)域?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)資源在應(yīng)急搶險中的融合應(yīng)用供一些積極有效的參考思路。

作者單位：朱世偉? ? 熊廷坤? ? 周金全? ? 中國電子科技集團(tuán)公司第三十研究所

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 盧美蓮，程時端.網(wǎng)絡(luò)融合的趨勢分析和展望[J].中興通訊技術(shù)，2007，13（1）：10-13.

[2] 謝水珍.下一代網(wǎng)絡(luò)NGN[J].電腦知識與技術(shù)，2006（17）：81-83.