公共安全应急通信系统探析

●刘玉藏

(石家庄市消防支队，河北 石家庄 050000)

公共安全应急通信系统探析

●刘玉藏

(石家庄市消防支队，河北 石家庄 050000)

通过分析公共安全应急通信系统的构成、现状及需求，结合目前国内外应急通信技术现状，从公共安全应急平台与无线应急通信手段两个方面探讨了公共安全应急通信系统的发展趋势，通过对相关标准的分析，提出公共安全应急通信的四大技术热点。

公共安全；应急通信；需求；技术热点

“面向突发事件的应急机制已经受到国际社会的普遍重视。应急通信是应急机制的重要组成部分，不仅是当前通信领域关注的问题，而且越来越受到政府部门的高度重视。”[1]公共安全应急通信，是政府、公安部门、部队和承担公共安全应急通信保障的通信部门用于满足应对各类突发事件中指挥、信息传递、通信需求的重要保障手段，是应急通信中最重要的部分，是平安智慧城市的基础设施，是应对各种突发事件的生命线[2]。通过研究应急通信的前生今世，笔者发现应急通信技术的发展和应用与突发事件、国家民生的紧急状态具有紧密关系。可以说，应急通信尤其是公共安全应急通信是服务于突发事件的指挥调度、信息的处置，而突发事件指挥调度和信息的处置是促进应急通信技术发展的最重要的动力。例如：美国“9·11”灾难的发生促使各国政府高度重视应急机制的建设，吸取了应急通信设施不足和机制不健全的教训后，在随后发生的美国飓风灾难时，应急通信无论服务于公共救援还是民众的通信需求都显然进行了一场“有把握之战”。目前国内公共安全应急通信的建设和利用上已获得长足的发展，卫星、微波、短波、计算机通信、移动通信等系统和设施均在此领域使用，但面对实战需求还不能做到精准。研究应急通信发展趋势和技术热点，尤其是能够应用于公共安全领域的是需要长期研究和总结的，也是对于国内公共安全应急通信下一步建设方向和机制的建设具有重大意义。

1 公共安全应急通信系统的构成

按照技术领域划分，目前应用在公共安全领域的应急通信系统主要有应急平台(计算机通信)、卫星通信系统、短波系统、超短波系统、3G/4G通信系统、GPS+GIS系统、遥感监测系统等。例如作为国家应对突发事件的主要力量之一——公安消防部队应急通信设施如表1所示。一个完善的应急通信系统以应急平台为核心，利用不同的接口协议将卫星通信系统、短波系统、超短波系统、3G/4G通信系统、GPS+GIS系统、遥感监测系统等融合为一个功能完善、合理冗余、平战结合的体系。

2 公共安全应急通信系统的现状与需求

2.1.1 应急平台建设

“应急平台是以公共安全科技为核心，以信息技术为支撑，软硬件相结合的突发公共事件应急保障技术系统，是实施应急预案的工具；具备日常管理、风险分析、监测监控、预测预警、动态决策、综合协调、应急联动与总结评估等功能。”[3]应急平台建设在我国主要经历了三个阶段：接处警平台阶段、网络化阶段、集成综合化阶段。正在使用的主要有三种模式：以城市为单位集成系统模式、以行业为体系上下贯通模式、混合集成模式。

表1 公安消防部队应急通信设施

目前国内应急平台功能齐备，但是在实战中远远没有达到预期效果。存在的主要问题是：(1)各类系统重开发、轻应用。多个应急平台在建设初期领导极其重视，大干快上。所上的系统、设备不成熟、稳定性差，甚至还只能算“概念”产品。在推进应用阶段，因为“畏难、怕麻烦”等原因对系统不应用，甚至成为摆设。(2)操作复杂是难以达到预期效果的直接原因，“纸上谈兵”的应用是根本原因。(3)缺少国家标准、集成“貌合神离”，造成预期设计功能难以达到效果，设备与系统互相掣肘，难以发挥效能。

2.1.2 卫星通信系统、短波通信系统

四川汶川地震后，卫星通信系统建设和短波通信系统建设在公共安全应急救援领域获得快速发展。目前仅公安消防部队具有的卫星和短波设备达300余套。这些系统和设备在大连油库爆炸、秦皇岛山火救援和各类演习中上传语音、图像视频、数据发挥了巨大的作用。目前存在的不足是：(1)还不能做到与应急平台之间的无缝对接，其采集的信息还不能直接进入应急平台数据库，作为研判事故资料有效储存和利用。(2)卫星通信系统和短波通信建设还处于“全而不精”的阶段。(3)短波通信系统的抗干扰能力还比较差，未能做到快速组网。

2.1.3 超短波系统、3G/4G通信系统

传统媒体的盈利主要在于收视率和广告宣传，新媒体融合形势下，要善于整合不同的营销渠道，包括广告的宣传模式、相关产品的推介等，都要采用全新的模式。目前，微信的广告宣传采用植入软广告的方式，宣传内容设置专门的文章，有很强的代入情境。借助网红的个人影响力，对媒体的宣传形成名流效应。对于营销策略的整合，还在于与多家媒体的通力合作，双方信息的共享，降低信息获得的成本，促进新媒体的迅速发展。借助互联网技术，不断更新媒体传播方式，促进传媒业的变革。

超短波系统一直是国内应对突发事件指挥调度的主要通信手段。目前主要面临数字化、平台接入的问题。而3G/4G通信系统是新兴的通信手段。国内多家公司开展了有益的尝试。但在应急救援应用还存在以下问题：(1)设备未做到“三防”。防火、防水和防爆是公共安全应急救援设备的基本要求，无法做到这些，是设备难以大面积推广的原因之一。(2)极端情况下通信不能保证。目前的3G/4G通信系统会受到通信运营商基站信号、现场话务流等影响。(3)设备和系统故障率高，操作相对复杂[4]。

2.1.4 辅助设施

应急平台的其他辅助通信设施，如GPS，主要是与应急平台的互联互通、操作的便捷性、实用性做的还不够好。

2.2 实战对公共安全应急通信系统建设和应用提出的需求

公共安全应急通信在性能上要求：一是通信的稳定可靠性。首先，要保证在任何环境下都能保证信息交换，其次是要保证在极端情况下至少一种信息的顺利交换，一般最低保证语音的交流传输。二是高抗干扰能力。例如，几类主要通信系统失去基站支撑、话务高峰、强磁干扰等。三是终端设备智能、数字化和便携的需求。四是大数据传输能力。五是强大的保障能力。例如强大的续航能力，多种快速获得电能的方式保障。六是多网融合、自动快速组网能力。公共安全应急通信应用环境恶劣，不可控情况多，这种情况下要么做到专网专用，要么要求设备和系统具有高性能的互通融合能力。

3 公共安全应急通信系统的发展趋势

应急平台与多种应急通信手段构成了公共安全应急通信网的三部分：警情获取部分、公共安全应急通信调度指挥部分和信息处理部分。图1是应急平台的一个典型模型(图片来源于http://www.gsafety.com/plus/view.php?aid=209)。

3.1 公共安全应急平台发展趋势

目前国内参与应急救援的重要行业、部门均搭建了公共安全应急平台。应急平台建设呈现以下趋势：(1)标准化、统一的趋势正在深化。2008年，全国消防系统开始对消防信息化建设标准化，其中一项很重要的成果就是将全国的119灭火救援指挥系统统一平台、标准化接口。在统一的平台和标准接口的基础上，各地可以根据需要进行深度开发和应用。这就将消防系统应急指挥平台上下贯通，为数据共享和统计提供了便利。2009年，PGIS平台的使用和2013警务信息共享平台的建设推进了公安各个警种之间信息和资源的共享。(2)模块化和结构化是平台集成的基础。模块化和结构化是适应应急平台建设越来越复杂、功能越来越多、对平台的运行速度、数据提取速度、稳定性要求越来越高的需求。同时也适应目前应急平台开发建设时间长的现状。可以做到成熟一个模块上一个模块，成熟一个应用投入运行一个应用。(3)智能化和网络化的趋势。智能化的应急平台是建设者和使用者一直的目标，目前应急预案调用、天气、警情统计、出动车辆的自动监控都能做到智能化。网络化是智能的基础，目前应急平台的网络化已经可以无障碍的覆盖到应急救援现场。(4)物联网技术和云计算技术正在成为热点。基于ICT(Information and Communications Technology)技术的物联网已经在应急救援物资调用、现场资源统计和管理等方面起到作用。而云计算技术是提高应急平台运行速度、提高资源利用率的有效办法。(5)GPS技术的发展促进地理信息系统的深度应用。目前在应急平台上监控目标的地理信息的精确度获得大幅提高，同时地理信息的表现手法也更加丰富。例如：在部分城市的PGIS系统对监控目标可以提取地图坐标和地理位置的描述，也可以提取目标地理位置语音描述和立体的地理信息显示，还可以显示三维信息。

图1 公共安全应急平台模型

3.2 无线应急通信手段发展趋势

卫星、短波、超短波、3G/4G等无线应急通信手段结合遥感、监测、图传和智能分析等技术构成了现场的调度指挥和信息、资源共享系统[5]。超短波是传统的应急通信手段，目前在应急救援现场也具有不可替代的作用。卫星、短波和3G/4G通信技术正在被大量的用于公共安全应急领域，其技术和应用趋势也在发生着显著的变化。图2是公共安全应急指挥调度系统模型(该图参照LTE演示者提供的演示系统绘制而成)。

图2 公共安全应急通信调度指挥系统模型

3.2.1 卫星通信系统、短波通信系统应用趋势

卫星通信系统和超短波通信系统是应对地震等极端情况的有效应急通信手段。目前卫星通信Ka频段高通量(HTS)正在成为应急通信建设和应用的主要方向。在实际使用中卫星通信设备也正在向数字化、小型化发展。短波通信研究专家李龙江认为：短波通信正在向自适应数字通信、高速调制解调、有效抗干扰和智能组网的方向发展。

3.2.2 超短波系统、3G/4G通信系统应用趋势

目前应用于国内公共安全应急救援的超短波系统主要有：350兆TETRA和PDT系统、iDEN、GT800和GoTa数字集群系统。350兆模拟系统和其他超短波模拟系统处于维持运行、逐步取代的现状。超短波设备常规通信系统的数字化进程要快于集群系统[6]。从长远发展来看，以PTT/PoC/PTM/PTS为轴心的具集群功能的3G/4G通信技术是应急救援现场主流通信调度发展方向。这是因为：(1)3G/4G通信系统具有更丰富的资源可供利用。3G/4G为公众服务网络，其开发的设备类型丰富，与应急平台、遥感设备、监控设备等具有更好的兼容性。(2)3G/4G通信网络可以提供更完备的功能。3G/4G通信网络可以便利的提供语音、视频、图像、数据的传输。(3)3G/4G网络可以采用租用，不需投入大量的资金架设基站。

3.2.3 GPS+GIS系统、遥感监测系统等辅助设施应用趋势

GPS提供地图虚拟实景、语音提示和基于网络的各种服务为GIS系统提供更丰富的应用提供可能。高效的格栅-矢量转化算法为GIS系统提供了更好的空间数据管理方法。GIS系统微机化应用、智能化发展和与遥感监测系统的结合使系统现场效能更强。遥感系统与视频监控系统的智能分析是该系统应用的新趋势。

4 公共安全应急通信标准化和技术热点

从事应急通信相关标准研究的国际标准化组织主要有ITU-R,ITU-T,ETSI,IFTF以及美国、日本、中国、德国等国家的标准研究组织机构[7]。ITU-R(国际电信联盟无线通信组)主要研究应急通信在预警和减灾中的应用。目前现行有效的有4个标准，预发布标准1个。现行有效和预发布的标准是关于406.0-406.1MHz频段和卫星相关研究的。ITU-T(国际电信联盟远程通信标准化组织)主要开展国际紧急呼叫和网络支持应急通信能力增强方面的研究。目前现行有效的有21条，被替代的有1条。现行有效的主要是与国际应急首选方案相关。其中ITU-T Y.1271演进中电路及分组交换网络支持应急通信的网络要求与功能结构为2014年7月1日发布替代2004-10-01版本。

中国通信标准协会(CCSA)的“应急通信特设任务组(ST3)”对不同紧急情况下应急通信基本业务需求、区域空间应急通信系统研究、“高空基站系统设备技术要求”“天地一体应急移动通信体系研究”“抗灾超级基站系统设备技术要求等项目开展研究。国内一些与公共安全相关的研究机构也对公共安全应急通信展开研究，由国家机构和研究机构发布国家标准和行业标准。例如：GB 50313-2013、GB 50401-2007、YDB 030-2009、YDB 087-2012、YDB 125-2013。

公共安全应急通信系统作为通信技术的一种应用，标准的制定、技术应用发展方向，应该以应对突发公共安全事件的需求为导向、为目的。通过对公共安全应急通信技术的持续关注，以下正在或者将成为技术热点：(1)公共安全应急通信的标准将成为持续的热点。随着公共安全应急通信从传统的语音通信向多媒体通信发展，从模拟通信向数字通信的转化以来，大量的技术和设备在国内外涌现，并经过几年的发展，形成真正适应需求的产业，目前急需各类技术、功能、端口等的标准化、规范化。(2)高兼容性的平台将成为下一个热点。高兼容、高性能的平台是解决多个厂家设备共用、增加客户自由度等问题的钥匙。(3)与智能化相关的技术仍然是热点。目前高清晰语音和视图、高速率分组数据交换技术获得快速发展，在此基础上的设备小型化、端口优化等还有很大的空间。算法的优化将数据的压缩比提高将为利用公网的用户节省更多的费用和时间。(4)智能、标准的通信设备桌面应急报警终端是公共安全应急通信系统的一大突破口。

[1] 陈兆海.应急通信系统[M].北京:电子工业出版社,2012.

[2] 王成.公共安全应急通信技术综述[J].科技信息,2009,(27).

[3] 范维澄，袁宏永.我国应急平台建设现状分析及对策[J].信息化建设,2006,(9).

[4] 常冬友,封颖.公共通信系统发展现状与展望[J].信息化研究,2011,(6).

[5] 孙秀斌.几种公共安全应急通信手段现状分析及公共安全应急通信体系发展探讨[J].科学大众·科学教育,2012,(6).

[6] 朱春光.重大突发公共事件应急无线电通信管理研究[D].天津：天津大学,2012.

[7] 杨然,门汝静.国外公共安全应急通信历经考验走向成熟[J].世界电信,2008,(6).

Analysis on Public Safety Emergency Communication System

LIU Yu-cang

(ShijiazhuangMunicipalFireBrigade,HebeiProvince050000,China)

This paper analyzes the public safety emergency communication structure, status and needs. According to present situation of current emergency technology at home and abroad, this paper studies the developing trend of the public safety emergency communication system by means of its public safety platform and its wireless emergency communication methods; and it puts forward four hot topics of technologies by analyzing certain related standard.

public security; emergency communication; requirement; hot topics of technology

2014-11-26

刘玉藏(1975— )，女，河北衡水人，高级工程师。

D631.6; TN92

A

1008-2077(2015)02-0021-04