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应急通信保障机制建立的重要性和建立应急通信基站的解决方案
2017-06-07 15:50:01 来源:网络通信中国 作者:【
关键词:应急通信
 
现代意义的应急通信,一般指在出现自然的或人为的突发性紧急情况时,同时包括重要节假日、重要会议等通信需求骤增时,综合利用各种通信资源,保障救援、紧急救助和必要通信所需的通信手段和方法,是一种具有暂时性的、为应对自然或人为紧急情况而提供的特殊通信机制。

  现代意义的应急通信,一般指在出现自然的或人为的突发性紧急情况时,同时包括重要节假日、重要会议等通信需求骤增时,综合利用各种通信资源,保障救援、紧急救助和必要通信所需的通信手段和方法,是一种具有暂时性的、为应对自然或人为紧急情况而提供的特殊通信机制。

  什么是应急通信?“应急通信”一词,对许多人来说可能显得陌生而专业,但若讲“飞鸽传书”、 “烽火告急”、“鸡毛信”等人类早期的应急通信手段,大家一定都能理解。在不同的紧急情况下,对应急通信的需求不同,使用的技术手段也不相同。

  应急通信的使用:应急通信突出体现在“应急”二字上,在面对公共安全、紧急事件处理、大型集会活动、救助自然灾害、抵御敌对势力攻击、预防恐怖袭击和众多突发情况的应急反应,均可以纳入应急通信的范畴。应急通信所涉及的紧急情况包括个人紧急情况以及公众紧急情况。

  存在意义:当今社会,日益增多的大型集会类事件给现有通信系统带来极大的压力;同时,一系列的突发事件诸如地震、火灾、恐怖事件等不断地考验着政府及其相应的职能机构的工作能力、办事效率。提高政府及其主要职能机关的应变能力、反应速度越来越成为一个焦点的话题。在大型集会时,数以万计的人群集中在一起,某些区域的通信设施处于饱和状态,严重的过载会使通信瘫痪直至中断;在消防案例中,建筑物被毁严重时,楼体内的通信设施基本处于瘫痪状态,而现场周围的公用通信网无法完成指挥调度的功能,同时对图像、视频的支持度也比较低;在公安办案尤其是重大恐怖事件的处理过程中,国家、地方领导需要实时的掌握案发现场的状况,这时候图像、视频监控的地位尤其突出;更有甚者,在破坏性的自然灾害面前(比如上次的汶川大地震),基础设施包括通信设施、交通设施、电力设施等完全被毁,灾区在一定程度上属于孤城的状态,所有的现场信息都需要实时的采集、发送、反馈。在所有的这些情况下,无线应急通信系统是至关重要的。

  应急通信体系在城市运转遭到突发灾害或事故时,承担着及时、准确、畅通地传递第一手信息的“急先锋”角色,是决策者正确指挥抢险救灾的中枢神经。应急通信只有在突发灾害来临时,真正及时、准确、畅通地传递抢险救灾信息,而不是紧急情况时的哑巴和瞎子,才能把好城市安全管理的第一道关。例如2008年5月12日,四川汶川发生8级地震,汶川等多个县级重灾区内通信系统全面阻断,昔日高效、便捷的通信网络遭受毁灭性打击而陷入瘫痪。网通、电信、移动和联通四大运营商在灾区的互联网和通信链路全部中断。四川等地长途及本地话务量上升至日常10倍以上,成都联通的话务量达平时的7倍,短信是平时的两倍,加上断电造成传输中断,电话接通率是平常均值的一半,短信发送迟缓,整个灾区霎时成了“信息孤岛”。

  在不同情况下,对应急通信有着不同的要求。

  (1)由于各种原因发生突发话务高峰时,应急通信要避免网络拥塞或阻断,保证用户正常使用通信业务。通信网络可以通过增开中继、应急通信车、交换机的过负荷控制等技术手段扩容或减轻网络负荷。并且无论什么时候,都要能保证指挥调度部门的正常的调度指挥等通信。

  (2)当发生交通运输事故、环境污染等事故灾难或者传染病疫情、食品安全等公共卫生事件时,通信网络首先要通过应急手段保障重要通信和指挥通信,实现上述自然灾害发生时的应急目标,满足上述需求。另外,由于环境污染、生态破坏等事件的传染性,还需要对现场进行监测,及时向指挥中心通报监测结果。

  (3)当发生恐怖袭击、经济安全等社会安全事件时,一方面要利用应急手段保证重要通信和指挥通信;另一方面,要防止恐怖分子或其他非法分子利用通信网络进行恐怖活动或其他危害社会安全的活动,即通过通信网络跟踪和定位破毁分子、抑制部分或全部通信,防止利用通信网络进行破坏。

  (4)当发生水旱、地震、森林草原火灾等自然灾害时,通信网络可能出现两种情况:自然灾害引发通信网络本身出现故障造成通信中断,网络灾后重建,通信网络通过应急手段保障重要通信和指挥通信。应急通信的目标即是利用各种管理和技术手段尽快恢复通信,保证用户正常使用通信业务,实现如下目标,即应急指挥中心/联动平台与现场之间的通信畅通;及时向用户发布、调整或解除预警信息;保证国家应急平台之间的互联互通和数据交互;疏通灾害地区通信网话务,防止网络拥塞,保证用户正常使用。

  系统要求 :应急通信系统,应该能做到迅速布设网络,保障重要信息的传输,快速有效地指挥发令。可以应对基础设施遭受严重破坏时的重大突发事件,如2001年美国的“9。11”恐怖袭击和2008年四川的“5。12”大地震等;亦可以应对“东突”、“藏独”等恐怖组织对北京奥运赛场、上海世博会以及和平时期民用设施等场所破坏,能快速完成应急联动网络的组建,确保指挥调度有效、维护政务通信畅通,达到“反恐维稳”的目的。由于公安、交警等专用系统的移动性、突发性、紧急性等特点,应急通信具有随机性、稳定性、紧急性、灵活性、安全性等特点。

  (1)需要应急通信的时间一般不确定,人们无法进行事先准备,如海啸、地震、水灾、火灾、飓风等突发事件。只有极少数情况下,如重要节假日、重要会议等,可以预料到需要应急通信的时间;

  (2)需要应急通信的地点一般不确定;

  (3)在通信量突发时,人们无法预知需要多大的容量才能满足需求;

  (4)进行应急通信时,需要什么类型的网络不确定。

  应急专用通信系统需要独立于公众网络之外,打造出信息高速公路上的应急专用车道。如果应急通信依赖公众网络,一旦发生应急事件,即使通信基础设施没有遭到破坏,由于公网通话量激增,也会导致公众通信拥塞或瘫痪,既无法进行调度指挥,也无法保障政府决策与支持系统的信息传输畅通。此外,在应对诸如反恐等重大突发公共安全事件时,通常需要创造不对称的通讯环境,在切断恐怖分子通信的同时,政府和公安人员仍然可以通过专网进行调度指挥,并通过无线宽带网络将现场视频图像传回指挥中心,及时掌握恐怖分子动向。此外,为了应对地震、飓风等破坏通信基础设施的应急事件。还有必要部署以应急通信车为主体,与卫星、微波传输相结合,高速率、高带宽、支持高速移动的城市机动应急指挥网络,作为城市应急通信专网的有效补充。

  综上所述,应急通信系统必须满足以下几个基本要求:

  1、小型化,这里的小型化并不是针对常规状态下的应急通信系统。常规情况下,系统是大区制的、广泛覆盖的,基站设备复杂,功能完善,可以满足公安、交警以及政府其它职能机关的工作要求。在特殊情况下,诸如地震、洪水、雪灾等破坏性的自然灾害面前,基础设施部分或全部受损,这时的应急通信设备需要具有小型化的特点,以便迅速运输、快速布设、节约能源,甚至对设备的移动已能够最大限度的支持。

  2、快速布设,不管是基于公网的应急通信系统,还是专用应急通信系统,都应该具有能够快速布设的特点。在可预测的事件诸如大型集会、重要节假日景点活动等面前,通信量激增,基于公网的应急通信设备应该能够按需迅速布设到指定区域;在破坏性的自然灾害面前,留给国家和政府的反应时间会更短,这时应急通信系统的布设周期会显得更加关键。

  3、节能型,由于某些应急场合电力供应不健全,完全依靠电池供电会带来诸多问题。因此,应急系统应该尽可能地节省电源,满足系统长时间、稳定的工作。从基站设备到移动终端均应该严格满足节能要求。鉴于通信对电力有很强的依赖性,在应急指挥车上应适当增加小型的发电油机、太阳能蓄电设备及备用电池等设备,尤其是要加强小型卫星电话储备的向下延伸力度。

  4、移动性,要求电信基础结构是由可携带的、可重新部署的或完全机动的设施组成。覆盖范围以一个县城为基本覆盖范围。承载设施包括车辆(陆地)、直升机/无人机(空中)、飞艇(平流层)、车载卫星VSAT系统,可以根据覆盖范围选择一种或几种。(在建设前需要在不同地形条件下进行实测以取得确切数据)。指挥调度中心可以随时接入到应急系统中。指挥调度中心可以大到指挥调度车辆、飞机、飞艇,小到笔记本电脑、PDA、卫星电话、对讲机、短波电台等移动设备,利用无线链路远程监控整个系统。从而使指挥人员可以根据实际情况从容地应对各种应急场合。

  5、简单易操作,应急通信系统要求设备简单、易操作、易维护,能够快速的建立、部署、组网。操作界面友好、直观,硬件系统连接端口越少越好。所有接口标准化、模块化,并能兼容现有的各种通信系统。

  其他相关:区域空间应急通信系统是以浮空平台为载体,构成一个区域空间通信网,恢复地面被破坏的移动通信信息,并解决异地的基于视频、语音的指挥调度问题。该系统主要包括浮空平台、地面系统、用户终端3部分。

  区域空间应急通信系统主要有6个方面的特点,分别是:提供高效的大范围覆盖;机动灵活,可快速部署;适用于多种复杂环境及重大灾情;提供高带宽,最低传输速率达到2Mbit/s,满足实时视频的传输要求;兼容现有地面与卫星通信系统;提供可靠的优先级服务,有效避免网络拥塞,保证应急救灾部门的指挥调度。

  区域空间应急通信系统有很好的应用前景,在地面系统受破坏比较大的通信环境,往往能够得到很好的应用。另外,除了救灾之外,空间应急通信系统在会议保障、国防等方面都将有重要的作用。

  临近空间应急通信主要适应于各种重大灾情,具有快速低成本部署的能力,能够将通信恢复时间降低到8小时甚至4小时。

  我国已经具备了发展空间通信的研究基础,基于空间的应急通信能够切实解决我国在频发的自然灾害面前实施应急救灾和保证信息畅通的问题,具有巨大的经济和社会效益。

  目前应急通信基站大多采用卓翼智能的系留无人机作为通信基站的平台载体。系留多旋翼无人机通信基站系统可以搭载自组网电台、集群微型基站、LTE微型基站等多种通信载荷,形成多种灵活的通信应用配置方式,在灾区核心区域快速开通通信服务,在后方应急中心、现场指挥部与抢险队伍间形成超短波通信达40km、宽带视频通信达10km的大区域覆盖应急通信网络。

  系留多旋翼无人机采用地面系留电动飞行,安全可靠、性能稳定、使用方便,可以拥有几公斤乃至10几公斤的任务载荷,具有不低于6级风的抗风能力和优秀的姿态自我控制能力。采用全碳纤维机身结构,安装有飞控导航电路、无刷电机、结合三维磁力计的GPS/INS导航系统,支持2.0BCAN总线,支持全自动导航自动驾驶飞行。

  主要功能:50米至200米高空方圆30公里信号覆盖;与自由移动基站车辆位置精确跟随;一键车上自动起降。地面发电机进行供电,24小时不间断滞空,系统可由卡车、船舶等平台装载,支持人工控制模式和自动控制模式(人工控制模式时,可通过摇杆控制无人机运动;自动飞行模式时,可实现无人机自动悬停和车载的自动跟随)通过地面站设置飞行高度,支持一键起飞,通过地面站一键降落和回收,运动平台(车辆、船舶等)静止时,无人机悬停在平台上方,运动平台(车辆、船舶等)运动时,无人机自动跟随平台运动。


      

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