市級應急通信規(guī)劃設計

摘要：隨著我國國力的不斷增強，以及以信息技術為主導的應急通信裝備的快速發(fā)展，區(qū)域應急通信建設規(guī)劃成為社會的研究熱點。本文立足地級市區(qū)域，面向應急事件，提出了一種市級應急通信規(guī)劃設計理念。對市級區(qū)域所面臨的應急事件類型進行了闡述，給出了應急通信的總體架構設計，并對規(guī)劃的目標、功能、業(yè)務進行了詳細闡述，最后給出了組織、訓練規(guī)劃理念，為理論指導實踐提供了操作接口。本文理論能夠為應急通信規(guī)劃設計提供參考方案，具有一定的社會價值。

關鍵詞：市級；應急通信；規(guī)劃設計；組織訓練

1引言

應急通信在社會生活中具有重要作用，古代王朝為了抵御外敵入侵，修建烽火臺，實現(xiàn)了對敵人動態(tài)情報的快速傳遞。隨著人類科技革命的爆發(fā)，遠距離通信技術不斷革新[1]。1895年，意大利的馬可尼在距離自己家1.7公里外的山丘上成功的實現(xiàn)了和家里的通報實驗，從此開創(chuàng)了無線通信的先河。上個世紀，在應急通信領域VSAT衛(wèi)星通信、微波圖傳、海事衛(wèi)星通信、長途電話、大哥大手機等裝備及技術不斷出現(xiàn)，極大的豐富了應急通信的可用手段。本世紀，隨著網絡技術、微處理技術、人工智能的快速發(fā)展與優(yōu)化，智能化終端、高頻帶應急通信裝備不斷出現(xiàn)。如我國在2017年4月12日成功發(fā)射了高通量十三號衛(wèi)星，這顆衛(wèi)星的通信容量比之前我國研制的所有通信衛(wèi)星加起來還要多。過去我國一個衛(wèi)星大約有2Gbps的通量，而十三號衛(wèi)星采用Ka頻段多波束寬帶通信系統(tǒng)，總容量達到20Gbps，傳送能力有了數量級的提升，為基于衛(wèi)星的動中通通信提供了革命性支持。還如短波電臺通信被業(yè)界看作最不穩(wěn)定的應急通信手段，特別是一個中心臺基于一個信道與多個不同距離的地方臺進行通信時，很難與每個地方臺都實現(xiàn)較好的通信質量。但融入人工智能算法的自主選頻電臺，實現(xiàn)了基于寬頻帶的點對點自主信道掃描與分析功能，有效的解決了傳統(tǒng)短波通信組網中的難點問題，在應急通信領域具有較大實踐意義。

我國應急事件多發(fā)，如新疆三股勢力常年進行分裂破壞活動，動輒進行暴力恐怖襲擊；還如洪水、地震、火災、交通事故等應急事件頻發(fā)，如2016年河北及南方洪澇災害；2016年江西豐城電廠施工平橋倒塌；2017年5月11日，塔什庫爾干縣發(fā)生5.5級地震，8人死亡，5300余間房屋倒塌等。在上述災害中，我國相關應急通信部門應用應急通信系統(tǒng)，實現(xiàn)了常規(guī)及非常規(guī)通信功能。

從目前的實際情況來看，我國應急通信規(guī)劃以省級建設為主，在國家層面進行統(tǒng)籌。隨著我國國力的不斷增強，以及以信息技術為主導的應急通信裝備的快速發(fā)展，區(qū)域應急通信建設規(guī)劃成為社會的研究熱點。如何增強區(qū)域應急通信力量，提高我國應急通信的細粒度元素戰(zhàn)斗力，優(yōu)化局部應急通信活力因子是研究的重點問題。本文立足地級市區(qū)域，面向應急事件，提出了一種市級應急通信規(guī)劃設計理念。對市級區(qū)域所面臨的應急事件類型進行了闡述，給出了應急通信的總體架構設計，并對規(guī)劃的目標、功能、業(yè)務進行了詳細闡述，最后給出了系統(tǒng)整體的組織、訓練規(guī)劃，為理論指導實踐提供了操作接口。本文理論能夠為應急通信規(guī)劃設計提供參考方案，具有一定的社會價值。詳細內容如下所述。

2市級應急通信規(guī)劃的目標

市級應急通信規(guī)劃是以市本級、市里各區(qū)縣為應急通信規(guī)劃主題。當應急事件發(fā)生時，可以利用本市建立起來的應急通信體系完成應急通信保障任務。下面對市級應急通信規(guī)劃所要實現(xiàn)的功能目標進行闡述。

第一：具有完成應急通信任務的硬件裝備及業(yè)務軟件功能。如常規(guī)通信、非常規(guī)通信、視頻會議等。

第二：具有完成應急通信任務的組織體系。如領導結構、人力資源結構、財政經費保障等。

第三：具有完成應急通信任務的指揮決策體系。如應急通信預案、應急通信指揮調度策略庫、應急通信指揮決策智力支持系統(tǒng)、日常訓練方案等。

3市級應急通信裝備規(guī)劃

3.1應急通信手段規(guī)劃

按照第2節(jié)給出的軟硬件通信裝備的規(guī)劃需求，下面給出主要的應急通信手段的規(guī)劃闡述。

（1）Vsat衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設。Vsat是（Very Small Aperture Terminal）的縮寫，是指的天線直徑小于2.4m的甚小口徑衛(wèi)星通信系統(tǒng)[2]。其特點是通信距離不敏感，通信無死角，裝備小型化。市級Vsat衛(wèi)星通信系統(tǒng)規(guī)劃理念是：構建一個市本級Vsat衛(wèi)星中心站，和若干個區(qū)縣Vsat衛(wèi)星子站。并在各區(qū)縣站中，選擇個別站用作備用中心站。中心站的作用是對市級各Vsat子站進行組網和通信管理。如制定通信頻率、設置通信帶寬等。

（2）短波電臺。短波電臺是具有一定歷史，較為傳統(tǒng)的應急通信手段。其與當前基站無線通信、光纖有線網絡通信相比，通信質量與帶寬容量都處于劣勢。但其通信資源基于天波和地波，沒有費用。設備費用較為廉價，通信限制門檻較低，是應急通信不可或缺的通信手段。在市級應急通信規(guī)劃中，市本級及各區(qū)縣應配備相同型號的，具有自適應功能的短波電臺系統(tǒng)，并能實現(xiàn)互聯(lián)互通。

（3）4G通信及微波圖傳。4G通信是當前移動通信的主要方式。雖然，在大部分情況下，應急事件發(fā)生時，常規(guī)通信都會失靈。但也不乏常規(guī)通信方式正常的時候，4G通信具有高品質、高帶寬、穩(wěn)定性強的特點。在市級應急通信規(guī)劃中，市本級及各區(qū)縣應配備不同4G業(yè)務服務商的4G智能終端，實現(xiàn)語音、視頻、文件等多功能效果。在應急通信中，微波圖傳是近距離音視頻通信的主要途徑。如可實現(xiàn)單兵短距離音視頻采集功能。市本級及各區(qū)縣應配備相同型號、相同視音頻編解碼器的微波圖傳裝備。

另外，在配備上述主要應急通信手段外，還可以配備海事衛(wèi)星電話、北斗定位系統(tǒng)、GPS導航系統(tǒng)。下面對應急通信功能業(yè)務進行討論。

3.2 應急通信功能業(yè)務

3.1節(jié)給出了應急通信手段規(guī)劃，通過應急通信手段可以構建應急通信網絡，實現(xiàn)點對點、多對多通信。下面對基于網絡鏈路的通信業(yè)務進行闡述。endprint

（1）視頻會議業(yè)務。視頻會議功能可實現(xiàn)基于視頻會議業(yè)務終端以及應急通信鏈路的音視頻通信功能。在視頻會議系統(tǒng)的構建規(guī)劃中，市本級構建視頻會議服務器及視頻會議終端；各區(qū)縣部署與市本級同型號的視頻會議終端。

（2）電話業(yè)務。電話是進行音頻傳輸的重要裝備，在電話業(yè)務的規(guī)劃中，市本級及各區(qū)縣部署VOIP語音網關[3]、多部電話、小型程控交換機。

（3）音視頻采集、處理及切換業(yè)務。應急通信業(yè)務主要是對各類音視頻信息的采集、處理和切換。市本級及各區(qū)縣部署攝像頭、會討麥克實現(xiàn)對應急事件現(xiàn)場的音視頻采集；配備顯示器、音響、調音臺實現(xiàn)對音視頻信息的播放功能；配備音視頻編碼其及切換矩陣，實現(xiàn)音視頻信息的處理及切換功能。

3.3 應急通信裝備集成

本節(jié)在3.1節(jié)給出的應急通信手段規(guī)劃和3.2節(jié)給出的應急通信業(yè)務規(guī)劃的基礎上，對應急通信裝備集成進行討論。

應急通信機動裝備可以是應急通信機動車、應急通信機動船，應急通信無人機等。應急通信無人機可以搭載在應急通信車和應急通信船中，也可以自成體系。應急通信無人機的集成規(guī)劃思想是：因為無人機的搭載能力較為有限，且不具備長時間發(fā)電功條件。本設計中，無人機搭載高清雙鏡頭攝像機一部，微型語音采集終端及微波圖傳系統(tǒng)一套，無人機采集到的航拍信息通過微波圖傳系統(tǒng)與后方中繼端或接收端進行通信。應急通信車與應急通信船的集成規(guī)劃思想是：選取性能優(yōu)越的車或船作為機動通信裝備載體，按照3.1節(jié)和3.2的規(guī)劃理念對車和船進行改裝。主要部署Vsat衛(wèi)星通信系統(tǒng)、短波電臺系統(tǒng)、微波圖傳系統(tǒng)、視頻會議終端、VOIP語音終端、音視頻矩陣、信息采集系統(tǒng)、發(fā)電電力系統(tǒng)等。

4市級應急通信組織體系規(guī)劃

從實際情況來看，市里具備應急通信裝備的單位較多。如公安局、消防隊、武警支隊、駐地部隊、人防信息保障中心、地震局、地礦管理局、林業(yè)局、畜牧局、防汛抗旱指揮部、交通局、應急辦公室等等。幾乎上述每個單位都有應急通信體系。本文給出的應急通信組織架構規(guī)劃主要思想是：市政府成立一個應急通信辦公室，對具備應急通信能力的單位進行歸納，并形成強有力的調度支配權力。各單位負責制定應急通信系統(tǒng)的開支預算，并實現(xiàn)對所屬應急通信裝備的維護、保養(yǎng)。對于人力資源規(guī)劃應按照應急通信工作的實際需要進行配置，裝備是靠人來操作，通信工作是靠人來組織。對人力資源配置應面向實際，科學、合理的配置人力，如果編制有限，可以采取“民兵”理念，即平時對非應急通信崗位人員進行培訓，掌握應急通信指揮、操作等本領。上述人力資源在平時不從事應急通信工作，但在應急事件發(fā)生時，如果需要可以進行應急通信保障工作。

5應急通信“戰(zhàn)斗力”規(guī)劃

第3節(jié)給出了市級應急通信的硬件裝備規(guī)劃，對應急通信的物力支持進行了討論；第4節(jié)給出了市級應急通信的組織架構、人力資源和經費支持規(guī)劃，是對應急通信人力、財力的討論。本節(jié)在上兩節(jié)的基礎上，對市級應急通信的“智力支持”進行研究。

（1）形成面向市級的應急預案。俗話說“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”，我國地域遼闊，每個地區(qū)都有各自面臨的應急突發(fā)問題。如在地震帶上的城市，地震應急預案需要整理；在林業(yè)豐富的城市，火災應急預案需要整理；在邊疆地區(qū)，恐怖分子的沖突事件需要進行應急響應。所以，市級應急通信規(guī)劃智力支持的重要前提是對本市范圍內的應急事件進行歸納。

（2）構建應急通信指揮調度策略庫

下面用形式化方法給出市級應急通信指揮調度策略庫的構建算法。

算法1：構建應急通信指揮調度策略庫

輸入：各應急通信單位的通信實力，應急通信事件庫，應急通信預案庫。

輸出：應急通信指揮調度策略庫

第一步：新建應急通信指揮調度策略庫Q。遍歷應急通信事件庫，假設當前元素為t，遍歷應急通信預案庫，假設當前元素為p。

第二步：假設元素t標識的應急事件與元素標識的應急通信預案相對應。則新建一個應急通信指揮調度策略q。

第三步：遍歷應急預案p。假設當前元素為k。k中需要的通信裝備資源為y，人力資源為i。

第四步：遍歷各應急通信單位的通信實力，假如當前元素為n。若n滿足y及i的要求，則用元素n對元素k進行標注。

第五步：將應急通信指揮調度策略q放入應急通信指揮調度策略庫Q中。

第六步：輸出應急通信指揮調度策略庫Q。

算法1給出了形式化的應急通信指揮調度策略庫的構建方法，由算法1可知，本文所述的指揮調度策略，是依靠應急預案并結合當前各單位的應急通信實力而制定的。下面給出日常訓練規(guī)劃。

（3）應急通信日常訓練。應急事件是小概率事件，在實踐中看，擁有應急通信裝備的單位，可能在一個較長的時間段“無用武之地”。鑒于此，應急通信的日常訓練尤為重要。訓練是對應用的真實模擬，只有貼近“實際”，在真正應急時才能發(fā)揮出應有的作用。下面給出應急通信訓練的基本架構。

第一：應急通信訓練的常規(guī)化。按照本單位應急裝備的實際情況，制定天、周、月、季度、年度訓練計劃。

第二：應急通信訓練應面向應急事件，力求真實化。在訓練時，要模擬真實的應急事件的發(fā)生。如一般的破壞性應急事件發(fā)生時，手機是不能用的。假如在訓練時，訓練科目為衛(wèi)星通信，但衛(wèi)星參數設置，衛(wèi)星調試時，都用手機進行溝通協(xié)調。那到遇到應急事件發(fā)生時，我們將無所適從了。故應強化訓練的有效性。

第三：應急通信訓練科目應全面。應急通信訓練應著重訓練應急通信指揮、應急通信裝備管理、應急通信裝備使用、應急通信要素的協(xié)同。在實際應用中，應急通信要素、管理要素較為豐富。在日常的應急通信訓練中，應強化面向應急通信集群的組織及協(xié)同訓練。要在真實的應急通信工作中，體現(xiàn)出應急通信的訓練成果，展現(xiàn)出集群通信要素的整體優(yōu)勢。

6總結

我國應急事件頻發(fā)，應急通信體系構建利國利民。本文在第2節(jié)至第5節(jié)給出了市級應急通信的規(guī)劃理念，其基本特點是：市級應急通信規(guī)劃是以地級市行政區(qū)域為規(guī)劃范圍，是以市本級及各區(qū)縣為應急通信的建設主體。市級應急通信要素的規(guī)劃較為綜合。對通信手段、通信業(yè)務、通信要素集成給出了指導性闡述。給出了市級應急通信體系的組織、維護、訓練、運行策略。并提出了“民兵式”人力資源組織方式、“仿真式”應急通信要素訓練模式、“集群式”應急通信要素的協(xié)作模式等理念。本文工作能夠為市級應急通信規(guī)劃提供智力支持，具有一定的實踐指導意義。

下一步的工作是對縣級應急通信規(guī)劃設計進行研究，并對目前應急通信建設中的實際問題進行歸納和研究。

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作者簡介：張魯南（1982-），男，理工學士，臨沂市人防指揮信息保障中心工程師，主要研究方向為應急通信、網絡構建等。endprint