卫星通信车在应急通信中的应用
2014-08-12张树桐史军良
张树桐 史军良
【摘 要】我国地形、气候条件复杂，自然灾害事件时有发生，同时当前国内外安全形势也不容乐观，暴恐事件及群体性事件经常发生。面对公共安全及自然灾害事件的频发，重大突发事件的现场应急通信能力越来越受到重视，不断提高应对突发事件的能力已是当务之急。本文简要介绍了应急通信的概念、基本要求、发展现状，简述了卫星通信的基本原理、主要特点以及卫星通信车在应急通信中的应用。
【关键词】应急通信；卫星通信；动中通；静中通
0 引言
应急通信是指在出现自然的或人为的突发性紧急情况时，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特殊通信机制。应急通信具有随机性、不确定性、紧急性、灵活性、安全性等特点。
当突发公共事件（如飓风、雨雪、洪水、地震、事故灾难和公共安全等）及重要国事活动发生的时候，公众通信网络可能会遭受损失，或在局部出现过大流量，这些会造成通信网络承载能力下降，进而造成应急响应能力下降。近年来，在世界各地，包括在我国，出现过多次各种紧急事件，既考验了各国政府的应急响应能力，同时也考验了通信网络的应急通信保障能力。中国是世界上受自然灾害影响最为严重的国家之一，灾害种类多、灾害发生频率高、灾害损失严重。我国目前正进入经济社会发展的关键阶段，既是关键发展期，同时又是矛盾凸显期，安全生产问题、环境保护问题、社会问题突现，可以说， 我国目前处在突发公共事件的高发时期， 在未来很长一段时间内，都将面临突发公共事件所带来的严峻考验。特别是自2008年我国突如其来的南方冰雪灾和汶川大地震等一系列严重事件之后，我国对建立应急通信网络体系的重视程度大大提高，因此，加强对应急通信的建设力度具有重要的现实意义[1]。
1 应急通信基本要求
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，能快速完成应急联动网络的组建，确保指挥调度有效、维护通信畅通。应急通信系统应满足以下基本要求：
1）小型化：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，以便迅速到达现场。
2）布设快：不管是基于公网的应急通信系统，还是专用应急通信系统，都应具有快速布设的特点，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机、储备电池等设备。
4）可移动：通信装备的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，提高通信设备的灵活性。
5）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[2]。
2 我国应急通信现状
我国的应急通信主要负责一些特殊的通信，如重大的活动、抢险救灾、突发事件等。当前公安、武警、消防、人防及应急等部门，均配有应急通信装备，不少部门装备了卫星通信设备，形成了较为完善的应急通信保障体系。我国的应急通信主要有以下方式：
1）有线通信，包括常规的电话网、互联网等，特别是有线公众电信网是全国分布最广泛的信息交换网络，它通达范围广、适应性强、费用低，在自然灾害应急通信中是最基本的信息传递手段。但是有线应急通信主要通过光缆、电缆进行传输，受到地理条件的限制且抗毁能力差，一旦被摧毁，通信立刻被阻断且很难恢复。
2）移动通信具有个人通信的特点， 目前政府部门开始通过向民众发送短消息来告警或者发布信息。移动定位技术可以极大地增加受灾人员获救的可能性。
3）卫星通信不受一般紧急事件的影响， 能够覆盖到大范围没有地面通信网络覆盖的地域，非常适合应急通信广度的需求，是保障应急通信的一支重要力量。当前卫星通信在我国应急通信中正处在一个迅速发展阶段。
4）专用数字集群网作为专用网络必然不如公众通信网络那样健壮，其通信容量也不大。但是专用数字集群网络作为独立的指挥网络，有很多公众通信网络不具备的优势，如响应速度、群组指挥等，而且不会受公众通信的干扰。
5）广播网络是一种单向信息传播的网络， 从信息承载能力上来看是比较弱的，网络系统的健壮性也不算好，但是作为信息发布最便捷、快速的方式，还是具有不可替代的作用。
6）IP 多媒体网络代表了电信网络发展的方向， 出现了很多新电信技术、新业务，可以用于更有效、更便捷、更完善的应急通信。不仅VoIP 业务应支持应急通信，而且各种宽带业务，像视频广播、视频会议及监控等多媒体业务也会为应急通信带来更多方便[3]。
3 卫星通信
卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信，它是在地面微波通信和空间技术的基础上发展起来的，卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。与电缆通信、微波中继通信、光纤通信、移动通信等通信方式相比，卫星通信具有以下特点：
1）卫星通信覆盖区域大，通信距离远。一颗地球同步卫星可覆盖地球表面三分之一，利用三颗合理分布的地球同步卫星即可实现除两极以外的全球通信。
2）卫星通信具有多址连接功能。卫星所覆盖区域内的所有地球站都能利用同一卫星进行相互间的通信。
3）卫星通信频段宽，容量大。卫星通信采用微波频段，每个卫星上可设置多个转发器，故通信容量很大。
4）卫星通信机动灵活。地球站的建立不受地理条件限制，可建在平原、山地、汽车、船舶和飞机上。
5）卫星通信通信质量好。卫星通信的电波主要在自由空间船舶，噪声小，通信质量好。
6）卫星通信不易受陆地灾害的影响，可靠性高。
图1 卫星通信原理图
4 卫星通信车
卫星通信车是指载有卫星地面站以及相关通信设备和音视频设备的车辆系统，主要包括静中通卫星通信车和动中通卫星通信车，卫星通信车具备良好的机动能力。
静中通可以根据需要停靠在指定地点，快速、自动对准通信卫星，建立静中通与远端卫星站点的通信连接。其特点在于卫星天线系统置于运动的载体上，同时静中通具有自动展开、快速对星的能力，因此大大提高了卫星地面站的机动能力。
动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称，通过动中通系统，移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星，可以不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息。与静中通相比其优点在于：整个通信过程中车辆无需停靠，正常行进中即可实现与远端卫星站点之间的互联互通，因此其较静中通具有更高的实时性和机动性。
图2 静中通卫星通信车
图3 动中通卫星通信车
卫星通信车设备齐全、使用方便，一般来说，车上装有齐备的音频、视频采集装置及电话、网络等设备，另外还可以在车内集成短波、超短波电台、无线集群系统及无线图传系统等辅助装备。首先利用车内集成的这些中短距离通信设备，可以在卫星通信车周边无线设备基站覆盖范围内迅速建立小型的通信网络，同时还可以通过卫星链路，实时将卫星通信车覆盖范围内的图像、语音、数据等信息传递给远端卫星站，反之，卫星通信车可以接收远端站点回传的多媒体信息。
例如，在灾害事故现场，卫星通信车可以作为移动指挥车负责现场信息采集和现场指挥，卫星通信车将现场采集的多媒体信息传输给指挥中心，为指挥中心提供丰富的现场信息，提高信息的实时性和多样性，从而为决策者提供了及时有效的信息，指挥中心根据现场实时图像、语音等信息进行远程决策，以便制定最优调度方案，最终再将调度方案反馈给卫星通信车，为卫星通信车的现场指挥提供决策依据。当卫星通信车与指挥中心建立通信连接后，两者之间可以进行远程会议，大幅提升了决策的效率和水平[4]。
5 结论
卫星通信因其具有覆盖区域大、通信距离远、不依赖地面线路等独特优势，已经得到越来越高的重视。卫星通信车作为移动的卫星站，具有较高的机动性能和较强的通信能力，在需要时可以快速部署到突发事件现场，独立、迅速地建立起应急通信网络，可靠性相当强。因此在应急通信领域具有不可或缺的优势。
【参考文献】
[1]李文峰，韩晓冰，等.现代应急通信技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007，8.
[2]http：//baike.baidu.com/[OB/DL].
[3]王成.应急通信技术综述[J].科技信息，2009，27.
[4]刘琨伟，郑兴义.“动中通”应急通信车的设计[J].商用汽车，2011，04.
[责任编辑：薛俊歌]
3）卫星通信频段宽，容量大。卫星通信采用微波频段，每个卫星上可设置多个转发器，故通信容量很大。
4）卫星通信机动灵活。地球站的建立不受地理条件限制，可建在平原、山地、汽车、船舶和飞机上。
5）卫星通信通信质量好。卫星通信的电波主要在自由空间船舶，噪声小，通信质量好。
6）卫星通信不易受陆地灾害的影响，可靠性高。
图1 卫星通信原理图
4 卫星通信车
卫星通信车是指载有卫星地面站以及相关通信设备和音视频设备的车辆系统，主要包括静中通卫星通信车和动中通卫星通信车，卫星通信车具备良好的机动能力。
静中通可以根据需要停靠在指定地点，快速、自动对准通信卫星，建立静中通与远端卫星站点的通信连接。其特点在于卫星天线系统置于运动的载体上，同时静中通具有自动展开、快速对星的能力，因此大大提高了卫星地面站的机动能力。
动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称，通过动中通系统，移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星，可以不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息。与静中通相比其优点在于：整个通信过程中车辆无需停靠，正常行进中即可实现与远端卫星站点之间的互联互通，因此其较静中通具有更高的实时性和机动性。
图2 静中通卫星通信车
图3 动中通卫星通信车
卫星通信车设备齐全、使用方便，一般来说，车上装有齐备的音频、视频采集装置及电话、网络等设备，另外还可以在车内集成短波、超短波电台、无线集群系统及无线图传系统等辅助装备。首先利用车内集成的这些中短距离通信设备，可以在卫星通信车周边无线设备基站覆盖范围内迅速建立小型的通信网络，同时还可以通过卫星链路，实时将卫星通信车覆盖范围内的图像、语音、数据等信息传递给远端卫星站，反之，卫星通信车可以接收远端站点回传的多媒体信息。
例如，在灾害事故现场，卫星通信车可以作为移动指挥车负责现场信息采集和现场指挥，卫星通信车将现场采集的多媒体信息传输给指挥中心，为指挥中心提供丰富的现场信息，提高信息的实时性和多样性，从而为决策者提供了及时有效的信息，指挥中心根据现场实时图像、语音等信息进行远程决策，以便制定最优调度方案，最终再将调度方案反馈给卫星通信车，为卫星通信车的现场指挥提供决策依据。当卫星通信车与指挥中心建立通信连接后，两者之间可以进行远程会议，大幅提升了决策的效率和水平[4]。
5 结论
卫星通信因其具有覆盖区域大、通信距离远、不依赖地面线路等独特优势，已经得到越来越高的重视。卫星通信车作为移动的卫星站，具有较高的机动性能和较强的通信能力，在需要时可以快速部署到突发事件现场，独立、迅速地建立起应急通信网络，可靠性相当强。因此在应急通信领域具有不可或缺的优势。
【参考文献】
[1]李文峰，韩晓冰，等.现代应急通信技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007，8.
[2]http：//baike.baidu.com/[OB/DL].
[3]王成.应急通信技术综述[J].科技信息，2009，27.
[4]刘琨伟，郑兴义.“动中通”应急通信车的设计[J].商用汽车，2011，04.
[责任编辑：薛俊歌]
3）卫星通信频段宽，容量大。卫星通信采用微波频段，每个卫星上可设置多个转发器，故通信容量很大。
4）卫星通信机动灵活。地球站的建立不受地理条件限制，可建在平原、山地、汽车、船舶和飞机上。
5）卫星通信通信质量好。卫星通信的电波主要在自由空间船舶，噪声小，通信质量好。
6）卫星通信不易受陆地灾害的影响，可靠性高。
图1 卫星通信原理图
4 卫星通信车
卫星通信车是指载有卫星地面站以及相关通信设备和音视频设备的车辆系统，主要包括静中通卫星通信车和动中通卫星通信车，卫星通信车具备良好的机动能力。
静中通可以根据需要停靠在指定地点，快速、自动对准通信卫星，建立静中通与远端卫星站点的通信连接。其特点在于卫星天线系统置于运动的载体上，同时静中通具有自动展开、快速对星的能力，因此大大提高了卫星地面站的机动能力。
动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称，通过动中通系统，移动载体在运动过程中可实时跟踪卫星，可以不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息。与静中通相比其优点在于：整个通信过程中车辆无需停靠，正常行进中即可实现与远端卫星站点之间的互联互通，因此其较静中通具有更高的实时性和机动性。
图2 静中通卫星通信车
图3 动中通卫星通信车
卫星通信车设备齐全、使用方便，一般来说，车上装有齐备的音频、视频采集装置及电话、网络等设备，另外还可以在车内集成短波、超短波电台、无线集群系统及无线图传系统等辅助装备。首先利用车内集成的这些中短距离通信设备，可以在卫星通信车周边无线设备基站覆盖范围内迅速建立小型的通信网络，同时还可以通过卫星链路，实时将卫星通信车覆盖范围内的图像、语音、数据等信息传递给远端卫星站，反之，卫星通信车可以接收远端站点回传的多媒体信息。
例如，在灾害事故现场，卫星通信车可以作为移动指挥车负责现场信息采集和现场指挥，卫星通信车将现场采集的多媒体信息传输给指挥中心，为指挥中心提供丰富的现场信息，提高信息的实时性和多样性，从而为决策者提供了及时有效的信息，指挥中心根据现场实时图像、语音等信息进行远程决策，以便制定最优调度方案，最终再将调度方案反馈给卫星通信车，为卫星通信车的现场指挥提供决策依据。当卫星通信车与指挥中心建立通信连接后，两者之间可以进行远程会议，大幅提升了决策的效率和水平[4]。
5 结论
卫星通信因其具有覆盖区域大、通信距离远、不依赖地面线路等独特优势，已经得到越来越高的重视。卫星通信车作为移动的卫星站，具有较高的机动性能和较强的通信能力，在需要时可以快速部署到突发事件现场，独立、迅速地建立起应急通信网络，可靠性相当强。因此在应急通信领域具有不可或缺的优势。
【参考文献】
[1]李文峰，韩晓冰，等.现代应急通信技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007，8.
[2]http：//baike.baidu.com/[OB/DL].
[3]王成.应急通信技术综述[J].科技信息，2009，27.
[4]刘琨伟，郑兴义.“动中通”应急通信车的设计[J].商用汽车，2011，04.
[责任编辑：薛俊歌]
