应对自然灾害的无线基站建设方案研究

何华勇　杨燕玲　肖祥

【摘要】 近年来，各类极端天气和自然灾害频出，极大的影响了人民的生活，在灾害发生时，灾区对外通信的畅通既是救灾工作顺利开展的重要保障，也是救灾工作开始阶段的关键环节。本文根据我国常见自然灾害的发生情况，分析了各类自然灾害对于基站的影响，并根据各类灾害危害特点的不同提出了各类型抗灾基站的建设方案。

【关键词】 自然灾害 无线基站 建设方案

一、引言

近年来，地震、冰雪灾害、特大台风等自然灾害频出，给人民群众带来财产和生命的极大威胁。本文在研究常见的自然灾害对于移动通信的影响的基础上，提出了如何应对自然灾害，在自然灾害发生时能尽量保证通信正常进行的无线基站建设方案。

二、自然灾害的分类及简介

在中国较为常见的自然灾害主要包括地震、台风、洪水、泥石流和冰雪灾害等，其中，不同的地区发生灾害的种类和规模都不相同，如沿海地区台风的影响最大，而地震带的地震灾害影响最大，而在内陆山区，洪水和冰雪灾害都会造成较大的影响。

2.1 地震

我国位于世界两大地震带--环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇部位，地震活动具有频度高、强度大、震源浅、分布广的特点，是一个震灾比较严重的国家。从人员伤亡数量来看，地震为众害之首。地震灾害还具有突发性和瞬间性。

2.2 台风

在我国的沿海地区，几乎每年夏秋两季都会或多或少地遭受台风的侵袭。台风过境时常常带来狂风暴雨天气，引起海面巨浪，严重威胁航海安全，也会摧毁庄稼、各种建筑设施等，造成人民生命、财产的巨大损失。台风灾害主要有几个特点：一是季节性。二是台风中心登陆地点难以准确预报。三是台风具有旋转性。

2.3 洪水

洪水是指江河水量迅猛增加及水位急剧上涨的自然现象。我国中东部地区以暴雨洪水为主，西北部地区多为融雪洪水和雨雪混合洪水。我国的长江流域以及珠江流域多以暴雨洪水为主，其发生的特点具有季节性，地域性的特点。

2.4 泥石流

泥石流是指山地突然暴发饱含大量泥沙、石块的洪流。泥石流常由强降雨、地震等其他灾害造成，较多发生在山区，特别是山高沟深，地形陡峻，沟床纵度降大，流域形状便于水流汇集的区域。

2.5 冰灾

由于人类活动对于自然的影响和破坏日益严重，目前全球都进入了极端天气气候事件的频发期，包括极端暴风雪和冷冻灾害的频繁袭击。如2008年春季，中国南方部分省份出现了罕见的持续大范围低温、雨雪和冰冻的极端天气。

三、自然灾害对对无线基站的影响

综合历史上各类自然灾害的经验教训，自然灾害对于移动通信网络的影响，主要在通信网络的基础设施（机房，塔桅等）、传输网络、电力供应等方面。

3.1 机房

对于移动通信网络，机房包括核心网机房和基站机房。一般来说，核心网机房多分布于通信机楼内，设计标准较高，具有很高的应对防震防洪等灾害的防护能力，而基站机房，由于分布范围广，数量众多，相当一部分为租用民房，因此很难抵抗较大范围的自然灾害，如地震、洪水和泥石流都可能造成房屋的开裂甚至倒塌，直接导致机房内设备的退服。

3.2 塔桅

根据基站覆盖范围的不同，移动通信网络的基站塔桅离地高度和种类差别都比较大，支撑杆、铁塔、简易拉线塔和通信杆等不同的建设方式，应对自然灾害的能力也不同。

3.3 传输网络

基站的配套傳输是最容易受到灾害影响的部分，基站的传输一般包括微波传输和光缆传输，地震，洪水，泥石流等自然灾害都会可能造成光缆的中断，特别是大范围的灾害，会造成整个保护环路的中断，导致全区的基站不能工作。因此在应对自然灾害中，传输网络的保障是工作的重心。

3.4 电源配套

在自然灾害来临是，电力网络也是最容易受到冲击的，电力电缆和传输光缆一样都会在灾害来临是造成中断，按照目前基站中配套设置情况，电池会在外电中断时启动工作，保证基站短时用电。根据上文的分析，表1总结了各类自然灾害对无线基站配套设施的影响情况。

四、应对自然灾害的无线基站建设方案

在大范围的自然灾害来临时，保证通信的畅通可以及时的传递灾害信息，并保障救援工作的迅速开展，最大限度的挽救受灾人民生命和财产安全，因此在建设通信网络时，需要制定能够应对自然灾害的无线基站建设方案。

4.1 部署策略

在实际部署中，一般抗地震等大范围灾害的基站均选址在政府、学校、医院等要害部门或者通信枢纽大楼，以在大灾产生时保证救灾指挥的正常开展。

4.2 建设方案

1、抗震型基站：在地震灾害发生时，房屋倒塌，电力，传输光缆的中断是造成基站无法工作的主要原因，因此抗震型基站从以下几方面建设：（1）机房：以自建/自有物业为主，根据地区的地震烈度等级分布情况，建设抗震等级大于8级地震的机房，并完成专业评估。（2）塔桅：以落地塔/通信杆为主，避免支撑杆和拉线塔等简易塔桅。（3）传输：建设光缆双路由，并建设卫星传输系统，保证在光缆被地震损坏时，基站和核心网机房之间的通信。核心网机房同时建设卫星通信系统，在干线光缆也损毁时，保证对外的通信。（4）电力配套：由于外电在地震中中断的可能性也非常高，因此必须加大电池容量，建设超长电池供电时间。2、抗震型基站由于对于机房等的选择要求非常高，因此建议在地震带地区，一个县区保证建设一个抗震型基站，保证整个区域不成为孤岛。3、抗台风型基站：在沿海地区，台风会造成塔桅的折断，从而造成基站不能正常工作，但是由于台风已经建立起一套完善的预防机制，目前已经不会造成大范围的通信中断。在基站建设时，重点考虑塔桅的抗风能力，注意塔桅的加固，并加大电池容量即可。4、抗洪型基站：洪水，泥石流灾害也会造成大范围的影响，因此类似于抗震型基站，需要在洪水/泥石流高发区域，保证要害地区建设一个基站保证对外的联系。在机房站址选择时，除了以自建/自有物业为主，完成专业承重评估以外，不能选择低洼地区，或者低层楼房作为站址，避免洪水发生时，被洪水淹没。而塔桅也尽量以楼面塔为主，避免洪水对塔桅的冲击。传输和电源建设方案参见抗震型基站。5、抗冰雪型基站：在冰灾中，对基站影响最大的是冰凌压断架空光缆或压倒铁塔，所以在容易发生冰雪灾害的地区，需要考虑将光缆埋地，可采用抗冰雪铁塔等新技术，避免冰雪造成的危害。

五、小结

根据目前全球极端气候现象和重大自然灾害频发的现状，在灾害发生时，保证灾区对外的通信联络可以保障救灾工作的顺利，最大程度的抢救受灾人民的生命和财产安全。本文针对我国常见的自然灾害情况，分析了各类自然灾害对于通信网络的影响，并按照不同的抗灾类型，提出了应对的建设方案和部署策略。

参 考 文 献

[1] 黄崇福. 《自然灾害基本定义的探讨》. 《自然灾害学报》，2009年5月

[2] 邢玉领等. 《应急通信发展策略研究》. 《邮电设计技术》，2009年9月

[3] 王海涛等. 《应急通信网络设计及关键技术探讨》. 《指挥信息系统与技术》，2010年10月