應急體系變革下應急通信發展初探

李 飛，張松軼，冀 峰

(河北遠東通信系統工程有限公司，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、發生頻率高、災害損失大。在全球氣候變化和中國經濟社會快速發展的背景下，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濟社會發展的關系，堅持以防為主、防抗救相結合，堅持常態減災和非常態救災相統一，努力實現從注重災后救助向注重災前預防轉變，從應對單一災種向綜合減災轉變，從減少災害損失向減輕災害風險轉變，落實責任、完善體系、整合資源和統籌力量，切實提高防災減災救災工作法治化、規范化、現代化水平，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，整合優化應急力量和資源，推動形成統一指揮、專常兼備、反應靈敏、上下聯動、平戰結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安全和社會穩定。應急管理部的成立是我國應急管理工作順應時代要求，解決應急管理各領域發展不平衡、不充分的矛盾，走向現代化、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生一系列重大的變革。

1.1 應急指揮權更加集中高效

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災害防治、水利部負責水旱災害防治、農業部負責草原防火、國家林業局負責森林防火及中國地震局負責震災應急救援等。為了協調應對自然災害，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調機構，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了堅持以防為主、防抗救結合，堅持常態減災和非常態救災相統一，努力實現從注重災后救助向注重災前預防轉變。現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領域之中，在工作上形成首尾相連、循環往復、持續改進的管理閉環，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

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、地震應急等應急救援隊伍一道，形成"救援隊伍"新的聯合，將主要的救援力量集中到一個部門，由應急管理部統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合訓練、協作培養和救援合作產生深遠影響，進一步提升應急救援通信裝備標準化、專業化和體系化。

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，是支持應急管理監測預防(事前)、預警準備(事發)、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

部分轉隸部門或者依托原單位或者自建有無線專網，但是存在如下幾個主要問題：① 轉隸后原單位網絡不能再使用；② 頻率資源無法支撐現有業務；③ 存在通信盲區、系統覆蓋待完善；④ 新產品和技術應用不足等問題。綜上，當前亟待建設覆蓋范圍廣泛、功能豐富、穩定可靠的無線通信系統，用于支撐常態減災和非常態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，區域性破壞的特重大災害事故頻發，受災面積可達數百平方公里，迫切需要建立覆蓋區域廣泛、檢測手段豐富的預警監測體系，推動有線、無線，公網、專網及天地一體全國覆蓋的災害監測預警系統建設。加強系統實時感知、信息共享和智能分析能力，實現對重點高危企業、礦山事故、危險化學品、地震、海嘯、洪澇、地質災害、火災等單個或復合型災害的風險預警，識別潛在風險隱患，實現應急管理由被動應急向主動防控的轉變，提高事故災難隱患動態監控、智能研判以及突發事件現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 敏捷高效現場應急通信需求

災害的發生和處置具有如下特點：① 原有通信基礎設施遭受了毀滅性的破壞，需要增強現場通信；② 災害事故突發偶然性強，災害發展迅速，損失程度隨時間急劇增加，要求快速的救援反應；③ 事故現場地理環境復雜，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 眾多救援力量跨區域甚至跨國界作戰、投入力量多、部門協同復雜，需要現場通信系統支撐多部門有序、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場態勢、調度指令直達“一線”，提升應急救援效率。

3 應急通信發展趨勢

3.1 高效融合的無線通信系統

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

① 建設窄帶數字集群系統

語音通信是應急管理最基本、最重要的通信需求，窄帶數字集群系統具有強大的語音通信能力和豐富的語音調度功能。當前，國內應用最廣泛的窄帶數字集群系統包括TETRA數字集群系統和PDT數字集群系統。TETRA數字集群系統是目前國際上應用較為廣泛的數字集群標準，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數字集群系統是中國自主研發的專網通信標準，具有高性價比、安全保密、大區制、可擴展和向后兼容的五大優勢，已經在我國的公安部門規模化部署應用[3]。

② 建設寬帶數字集群系統

科技的不斷進步，特別是“大智移云物”等新技術和應用的紛紛涌現，對無線系統提出了大帶寬數據傳輸的需求。需要重點在化工園區、商業中心等災害高風險區域，建設寬帶數字集群系統，承載寬帶數據、高清圖像、高清視頻等應急管理業務。

③ 依托公共通信設施的數字集群

是否具有足夠的頻譜資源是建設廣覆蓋數字集群系統首要的限制條件。窄帶方面，工信部無線電管理局規定了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、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定了1.4 GHz頻段用于建設TD-LTE寬帶無線專網[4]，主要用于政務、公共安全和應急通信等。規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“共網建設”等模式是建設數字集群系統最有效模式[5]。由于我國幅員遼闊，各地經濟和社會發展不平衡，全國網的投資巨大，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地方性的數字集群共同網；第二階段，在各地數字集群共用網健康發展的基礎上，互連互通形成全國一張網[6]。同時，在專網覆蓋不到的區域，依托公共通信設施，通過運營商VPDN業務建設PoC公網集群系統和移動政務系統作為專用寬窄帶數字集群系統的重要補充[7]，共同滿足不同部門圖片、數據及視頻等大數量傳輸的寬帶移動業務需求。

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

3.2 全風險要素覆蓋的物聯感知網

將物聯網、人工智能及大數據等技術與應急管理業務深度融合，對安全生產管理和自然災害監測中的安全要素進行實時監測與智能化處理，在監測預警、應急準備、應急管理及事故調查等各個環節，構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網監測預警平臺，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技術在應急資源調配中的應用：應急資源調配是應急指揮系統中關鍵的一環，關系到整個突發事件處理的成敗，大規模突發事件應急資源調配的復雜性遠遠超出一般意義上的資源調度。RFID技術是一項利用射頻信號通過空間耦合實現無接觸信息傳遞，達到識別目的的物聯網技術，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議互傳信息。基于RFID的智能物應急資管理系統實現了對貨物的識別和跟蹤，大大提高了應急資源調配的信息化和自動化水平[8]。

② 無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network,WSN)在應急信息感知與傳輸中的應用：WSN解決了節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)的情境下大規模動態自組織成網的難題，低成本的傳感器節點可以在電池供電的狀況下，大量散布于監測區域，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域[9]。

3.3 多手段、一體化現場應急通信裝備體系

現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展。

3.3.1 多體制融合化

建設第一救援現場、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、不同通信節點和不同角色人員的復雜通信需求，需要將不同技術體制有效整合。采用窄帶和寬帶數字集群系統完成第一救援現場的網絡覆蓋，為多部門協同救援提供窄帶音頻和寬帶數據通信保障。采用衛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]；采用無線自組網在缺乏網絡基礎設施的條件下，在事發現場迅速布建一個專用指揮通信網絡[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揮各項技術的優勢，針對不同現場需求，靈活組織協調，實現多體制高度集成、互為備份、互聯互通，通過高度的業務融合和終端融合保證用戶接口的統一性，通過高效的數據轉發和靈活的路由策略保證網絡整體的柔韌性。

3.3.2 小型一體化

在交通基礎設施遭受嚴重破壞和野外極端惡劣地理環境條件下，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輔助裝備，按照功能分為指揮設備、通信設備、傳輸設備、電源設備、定位和生命體征探測設備、個體防護設備以及輔助和后勤保障設備等。按照部署方式分為便攜設備、車載設備、機載設備、單兵背負設備和單兵手持設備，共同構成“天-空-地”三維一體現場通信裝備體系[14]。

4 結束語

建設公專融合、寬窄融合的無線通信網、全風險要素覆蓋的物聯感知網和多手段、一體化現場應急通信裝備體系可以在災前預防、災害評估、災害救援中發揮重要的作用，助力我國統一指揮、專長兼備、反應靈敏、上下聯動、平戰結合的中國特色應急管理體制的全面建設。

本文對新時期應急通信技術和裝備進行了體系化的梳理和分析，希望能夠為該領域研究工作和相關通信設備廠家的業務規劃與產品研制工作提供參考和借鑒。