搶險救災中前沿指揮機構的網絡搭建

陳悅敏

[摘要]在搶險救災中,指揮機構擔負著調查、指揮、協調、監測、共享情報等重要任務,前沿指揮機構作為指揮機構的一部分,更是充當耳、口、目的作用,對通信保障提出更高的要求。一個穩定的、高效的、安全的前沿指揮網絡將在處理突發公共事件中發揮不可替代的作用。

[關鍵詞]搶險救災 前沿指揮機構 無線局域網 網絡搭建

中圖分類號:TN91文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0910059-01

搶險救災是處理突發公共事件中的重要事項,突發公共事件是指突然發生,造成或者可能造成重大人員傷亡、財產損失、生態環境破壞和嚴重社會危害,危及公共安全的緊急事件,分為自然災難、事故災難、公共衛生事件和社會安全事件四大類。本文主要針對處置自然災難中的搶險救災而提出一些網絡建設的方案。

一、網絡搭建的需求

搶險救災的環境的特殊性決定了其指揮機構網絡搭建需求的特殊性,作為一級應急機構,自身的方案是根據當時所處的復雜環境來制定的。

(一)搭建、撤收、轉移的及時性。自然災害發生時,指揮機構應當在盡可能短的時間內建立起來,以盡可能早的搶救人民的生命財產,及時性是面對自然災害的反應能力的重要體現。同時,由于前沿指揮機構需要深入到搶險救災的第一線,隨著災情的發展,指揮機構應當能夠根據需要撤收、轉移到新的工作重點。

(二)組網的靈活性。由于搶險救災工作是在相對復雜的環境中進行的,往往沒有可以依托的基礎設施,這就要求網絡的搭建需要因地制宜的展開,能夠靈活的建立起通信網絡。同時應急方案可能隨時在改變,各個終端的功能和數量可能會隨時的變更。

(三)網絡的覆蓋范圍。前沿指揮機構內部的覆蓋范圍。一般來說,縣、市級的前沿指揮機構內部覆蓋直徑不超過100米。一般的無線產品理論值遠遠超過這個范圍,目前市場上常見的產品的室外最大傳輸距離均為300米。考慮到應急情況下可能沒有衛星、光纜等基礎設施的情況,我們選用微波擴頻技術,市場上一些產品兩點之間的傳輸距離已經達到80公里。

二、網絡架構

網絡架構是在需求分析的基礎上進行的,要根據簡潔、高效、穩定的原則來架構,保證指揮機構能夠適應深入險難復雜的前沿,正常的搜集處理情況。

(一)指揮機構總體架構。前沿指揮機構是實施指揮的最小單元,各單元內部組建獨立的無線局域網,再通過無線擴頻微波和上級指揮機構連接成一個有機整體,信號在上下級之間上傳下達,與同級之間通過相同的上級機構進行情報共享。

(二)前沿指揮機構內部架構。在指揮機構的內部主要采用無線AP

(Access Point)為主要設備,與交換機和各個終端通過無線的方式互聯成一個無線局域網。一般情況下,一個AP連接多個無線用戶,其理論值達256個。無線AP產品還帶有RJ-45網口,在存在有線網絡的情況下,AP可以與有線網絡相連,其作用相當于有線網絡中的集線器。終端用戶可通過無線網卡等設備訪問網絡。

(三)與上級、同級的互聯架構。與上級同級的互聯是局域網之間的互聯,采用無線擴頻微波的方式互聯成星型結構。擴展頻譜通信(Spread Spectrum Communication)基本特征是使用比發送的信息數據速率高許多倍的偽隨機代碼對載有信息數據的基帶信號的頻譜進行擴展,形成寬帶的低功率譜密度的信號來發射。前沿指揮機構使用的擴頻微波應當設計成易于移動和升降的。

三、網絡配置方式

由于前沿指揮機構一般處于復雜的自然環境,我們提出以無線局域網技術為主,有線通信為備用方案的方式。

(一)指揮機構內部采用AD-HOC模式。這是一種自組織模式,也可以稱為對等無線局域網。對等工作組是一組無線用戶終端,這些計算機以相同的工作組名、SSID和密碼對等的相互連接,它們之間可以相互直接通信,因此,在每臺計算機上插上無線網卡,即可實現計算機之間的連接,構建成簡單靈活的局域網。但只適用于用戶數量較少、速率要求低的網絡;同時,該方案也無法實現與其他以太網的連接;所以只有在情況特別緊急的情況下可以考慮采用這種組網方式。

(二)指揮機構內部采用INFRASTRUCTURE模式。基于INFRASTRUCTURE

模式的無線局域網方是在無線局域網方案中加入了無線訪問點AP。該模式下的無線網絡可以通過無線AP網口將無線局域網與有線網網絡連接起來,可以組建多種復雜的無線局域網接入網絡。這種模式不如AD-HOC模式組網方便,只要在網絡的基站的傳輸速率內,無線終端就能和基礎架構保持穩定的連接,可以作為前沿指揮機構內部架構的首選方案。

(三)與上級指揮機構“點對多點”模式。設定前沿指揮機構數量為2個以上,面對相同的上級指揮機構?？梢圆捎猛ㄟ^無線擴頻微波進行“點對多點”的連接。只需在每個無線局域網網段中都安裝一個無線擴頻微波設備,即可實現網段之間點到點連接。

在點對多點連接方式中,上級指揮機構擴頻微波設備設置為MaSter,下級的微波設備則全部設置為Slave。由于微波具有方向性強的特點,在點對多點連接方式中,MaSter必須采用全向天線,S1ave則最好采用定向天線,所有的下級機構室外單元指向上級指揮機構。這樣的連接方式一般能夠實現保密、穩定、高效的要求,即使當傳輸距離超過設備允許的范圍或中間有不可逾越的阻擋物時,也可以增加中繼的方式來實現傳輸信號的接力?！包c對多點”是無線擴頻微波通信中常用的組網方案,具有傳輸距離遠、保密性好、抗干擾性強等優點。

四、常見問題及對策

(一)信息安全。安全問題一般包括:未經授權用戶的接入;網上鄰居的攻擊;非法用戶截取無線鏈路中的數據;非法AP的接入。為此,我們采用一些無線網絡安全技術來實現對問題的控制:服務集標識符;物理地址過濾;連線對等保密;WI-FI保護接入;端口訪問控制技術等等。

(二)電源供給。搶險救災往往是在野外環境中進行的,險情經常會對當地電力設施造成破壞。所以前沿指揮機構應當能夠自助建立發電設備來保證電源的供應,同時為了得到頻率穩定、電壓穩定、不含諧波失真、沒有噪聲干擾、低輸出阻抗、持續供應電力的電源,可以選擇適當的UPS電源,防止瞬時停電和事故停電對用戶造成的危害。

(三)防雷擊系統。在組網的過程中應當采用等電位與接地防雷設計,即交流接地和安全工作接地合二為一,與直流接地,防雷接地分別用3根接地引線引至地面,再將它們與避雷地樁接成綜合接地網,這樣,它們應有同樣的電位,在發生雷擊時便不會發生雷電反擊而損壞設備。

五、結語

靈便可靠的指揮系統是搶險救災工作的神經中樞,一個反應快速、技術成熟、保障配套的前沿指揮機構網絡的搭建,能夠增強搶險救災的時效,保證實施正確的科學決策,最大限度的減少人員傷亡和經濟損失,在搶險救災工作中發揮重要的作用。

參考文獻:

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[2]謝銳、凌捷、李振軍,校園網防雷分析與設計[J].計算機工程與設計,2006,27(12):2200～2202.