應急通信保障方案的設計分析

孫淑斌

（中通服建設有限公司，廣州 510095）

0 前言

隨著近年來大型集會活動、自然災害以及其他突發情況的增加，對我國通信系統無疑產生巨大壓力，此時應急通信系統扮演著重要的角色，可以確保信息的及時傳輸，降低經濟損失，良好的應急通信對于社會穩定至關重要。本文將結合筆者在應急通信管理方面的經驗，給出應急通信保障方案的設計建議。

1 應急通信保障系統的特點及設計要求

1.1 應急通信的定義

在早期，應急通信是基于車載集成設計的，對環境的適應性良好，然而實時性要求無法達到。隨著通信技術的快速發展，關于應急通信的定義也更加明確，其核心凸顯在“應急”二字，即面向公共安全、緊急事件、預防恐怖襲擊以及其他突發盈虧的應急反應，都是屬于應急通信的，應急通信可以看作是對基礎通信的補充。

1.2 應急通信的特點

由于突發事件往往在時間、空間上都是未知的，而且常常難以預知，所以應急通信營具備不確定性與靈活性的特點，因此應急通信應當符合下述幾方面要求：

（1）小型化。傳統的通信系統都是大范圍覆蓋的，而且具備相當全面的功能。一旦特殊情況發生，例如發生地震災害時，基礎設施會出現不同程度損壞，此時應急設備的小型化特點就很有必要，可以使布設更加方便，同時也增加設備的移動性。

（2）快速布設。快遞將應急通信設備布設至指定區域，是應當緊急情況的基本要求，布設周期是評價應急處理能力的關鍵性指標。例如在時間空間已知的大型集會開始前，必須在短時間布設好應急通信設備。

（3）節能性。在很多電力無法正常供應的場景下，應急通信系統必須確保長時間的穩定工作，所以節能性是其重要指標。

2 應急通信保障系統設計分析

2.1 應急通信工具準備

應急通信保障系統對物資資料有一定要求，通常必須配備好以下資料：（1）1：600萬全國地圖；（2）通信設施搶修預案；（3）應急調度預案；（4）各搶修保障分隊隊長聯系方式；（5）交換我等網絡結構圖；（6）應急通信物資儲備清單；（7）后勤用具。

2.2 應急通信預案實施

在面臨不同應急事件時，采取的應急通信預案不盡相同，下面分別從自然災害、突發事故以及重大活動三方面分析相應的通信預案：（1）首先是自然災害，例如洪澇、泥石流、臺風、地震等，當自然災害發生時，由當地應急通信保障分隊提供短波電臺等臨時性通信方式，確保搶修工作的順利開展；（2）然后是突發事件，例如礦難、重大交通事故等，應急通信保障分隊需要攜帶小型衛星通信設備深入現場，及時匯報災情以及通信狀態；（3）最后是重大活動，例如“兩會”等，需要設計專門的應急預案，通過應急通信車的方式滿足穩定的通信使用需求。

2.3 無線傳感網絡設計

無線傳感網絡包括傳感器節點與信息接收器，前者起到網關的作用。在待監視區域布設傳感器節點，并通過自組織的原理形成傳感網，信息在傳感網中多跳傳輸，在達到匯聚節點后共同發送至管理節點。這種無線傳感網絡適合作為應急通信系統的核心部分，盡管成本較低，但是卻能實現很高的冗余度，各傳感元件協調工作，對傳感器部署區域的環境有高精度的感知，即便當災難發生時，對惡劣環境的魯棒性很高。無線傳感網絡不僅可以作為災難發生前的預警系統，而且可以作為災后的監控與處理系統。

2.4 多維應急通信網絡構建

在很多緊急狀況下，尤其是當重大災害發生時，通信設備難免會遭受損壞，所以通信可能立即終端，所以憑借單一通信方式是很不可靠的。為此，本文提出多維應急通信網絡的概念，即包括有線通信、短波通信以及衛星通信這三個維度的通信網絡，各網絡發揮相應的作用，即便在緊急情況下也可以在短時間組建功能完整的通信網絡。三個維度的通信網絡以嵌套的方式協調工作。

有線通信主要包括公用電信網、專用網絡以及無線傳感器網絡三種，技術相對更加成熟，可以幫助更好的定位用戶，進而實現報警等功能，這種通信方式的架設相對簡單，然而在災難發生時最容易被破壞，為此，可以通過短波通信的方式提高應急通信系統的適應性，尤其在山川等不方便架設布線的區域也可以采用短波通信的方式。除此之外，短波通信還有更強的靈活性，其中TD-LTE技術在應急工作中更是意義重大，其采用OFDM與MIMO的接入方式，達到足夠高的峰值速率。由于TD-LTE的通信網絡帶寬更高，所以指揮中心可以發送圖像信息、視頻信息，提高調度、指揮效率，這是窄帶數字集群的通信系統難以實現的。即便如此，基于有線通信與短波通信的通信網絡依然在輻射區域與覆蓋面上存在缺陷，因此還需要配合衛星通信系統一起工作，其具有廣域廣播與多播技術，這都是應急通信不可或缺的核心技術。通信衛星通過跟蹤遙測指令系統與監控管理系統進行測控，并通過衛星地球站進行通信，衛星地球站由機載站、手持機、便攜站以及車載站構成。我國自主研制的北斗衛星導航系統可以提供精確授時與定位的功能，在跨地域、跨環境的條件下可以為應急通信提供很大的幫助。