应急体系变革下应急通信发展初探

李 飞，张松轶，冀 峰

(河北远东通信系统工程有限公司，河北 石家庄 050200)

0 引言

我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，灾害种类多、分布地域广、发生频率高、灾害损失大。在全球气候变化和中国经济社会快速发展的背景下，中国面临的灾害形势更加严峻，风险不断加剧，损失日趋严重。

2016年12月《中共中央国务院关于推进防灾减灾救灾体制机制改革的意见》中指出，针对应急救灾管理，要“正确处理防灾减灾救灾和经济社会发展的关系，坚持以防为主、防抗救相结合，坚持常态减灾和非常态救灾相统一，努力实现从注重灾后救助向注重灾前预防转变，从应对单一灾种向综合减灾转变，从减少灾害损失向减轻灾害风险转变，落实责任、完善体系、整合资源和统筹力量，切实提高防灾减灾救灾工作法治化、规范化、现代化水平，全面提升全社会抵御自然灾害的综合防范能力。”

2018年3月，国务院机构改革方案公布，决定组建应急管理部。应急管理部主要职责是防范化解特、重大安全风险，健全公共安全体系，整合优化应急力量和资源，推动形成统一指挥、专常兼备、反应灵敏、上下联动、平战结合的中国特色应急管理体制，提高防灾减灾救灾能力，确保人民群众生命财产安全和社会稳定。应急管理部的成立是我国应急管理工作顺应时代要求，解决应急管理各领域发展不平衡、不充分的矛盾，走向现代化、科学化和精细化的重要里程碑，也是应急管理工作的一次重要体制和机制创新。

1 应急管理体系变革

在应急管理部新组建背景下，我国的应急管理体系将发生一系列重大的变革。

1.1 应急指挥权更加集中高效

我国原有灾害应对存在管理碎片化的问题，民政部负责灾害救助、国土资源部负责地质灾害防治、水利部负责水旱灾害防治、农业部负责草原防火、国家林业局负责森林防火及中国地震局负责震灾应急救援等。为了协调应对自然灾害，我国成立了防汛抗旱指挥部、减灾委、抗震救灾指挥部及森林防火指挥部等高层次议事协调机构，体制十分繁杂，形成的“九龙治水”的局面,既浪费资源，又难以形成合力。应急管理部的成立使这些分散的职责得以有效整合，对于灾害应对及应急指挥的效率会有显著提高。

1.2 应急管理突出防灾减灾

应急管理部的职责中体现了坚持以防为主、防抗救结合，坚持常态减灾和非常态救灾相统一，努力实现从注重灾后救助向注重灾前预防转变。现有整合部门中既有防灾功能，也有救灾功能，本次整合将打通预防、准备、处置、评估、改进和缓解等各个阶段，将全流程、标准化、科学化的应急管理模式和工作机制推广到各个专业领域之中，在工作上形成首尾相连、循环往复、持续改进的管理闭环，从而提升应急管理的前瞻性和主动性。

1.3 应急救援队伍更加专业

应急管理部成立后，公安消防部队、武警森林部队与安全生产、地震应急等应急救援队伍一道，形成"救援队伍"新的联合，将主要的救援力量集中到一个部门，由应急管理部统一管理后可以建成综合性常备应急骨干力量，这将对未来国家救援力量联合训练、协作培养和救援合作产生深远影响，进一步提升应急救援通信装备标准化、专业化和体系化。

2 应急通信需求分析

应急通信是为应对自然或人为突发性紧急情况，综合利用各种通信资源，为保障紧急求援和必要通信而提供的一种暂时的、快速响应的特殊通信机制，是支持应急管理监测预防(事前)、预警准备(事发)、处置救援(事中)和恢复重建(事后)4个阶段的重要通信保障。针对应急管理三大变革，新时期应急通信需满足如下3个核心需求。

2.1 广域覆盖的无线通信需求

部分转隶部门或者依托原单位或者自建有无线专网，但是存在如下几个主要问题：① 转隶后原单位网络不能再使用；② 频率资源无法支撑现有业务；③ 存在通信盲区、系统覆盖待完善；④ 新产品和技术应用不足等问题。综上，当前亟待建设覆盖范围广泛、功能丰富、稳定可靠的无线通信系统，用于支撑常态减灾和非常态救灾的通信保障需求。

2.2 立体感知的灾害预警需求

我国幅员辽阔，区域性破坏的特重大灾害事故频发，受灾面积可达数百平方公里，迫切需要建立覆盖区域广泛、检测手段丰富的预警监测体系，推动有线、无线，公网、专网及天地一体全国覆盖的灾害监测预警系统建设。加强系统实时感知、信息共享和智能分析能力，实现对重点高危企业、矿山事故、危险化学品、地震、海啸、洪涝、地质灾害、火灾等单个或复合型灾害的风险预警，识别潜在风险隐患，实现应急管理由被动应急向主动防控的转变，提高事故灾难隐患动态监控、智能研判以及突发事件现场感知和快速反应能力，提升应急管理的辅助决策水平[1]。

2.3 敏捷高效现场应急通信需求

灾害的发生和处置具有如下特点：① 原有通信基础设施遭受了毁灭性的破坏，需要增强现场通信；② 灾害事故突发偶然性强，灾害发展迅速，损失程度随时间急剧增加，要求快速的救援反应；③ 事故现场地理环境复杂，交通运输中断甚至完全没有道路，严重削弱了向灾区投送人员和装备的能力，需要轻便小型化的通信保障装备；④ 众多救援力量跨区域甚至跨国界作战、投入力量多、部门协同复杂，需要现场通信系统支撑多部门有序、有力、有效的救援；⑤ 救援任务复杂，需要快速形成第一救援现场、前线指挥所和后方各级指挥所之间前后贯通、高速传输，跨层级跨地域“扁平化”的指挥体系，后方指挥所清晰掌控现场态势、调度指令直达“一线”，提升应急救援效率。

3 应急通信发展趋势

3.1 高效融合的无线通信系统

针对广域覆盖的无线通信需求，建设固定部署的无线通信系统，具体包括窄带数字集群、宽带数字集群和依托公共通信设施的数字集群。

① 建设窄带数字集群系统

语音通信是应急管理最基本、最重要的通信需求，窄带数字集群系统具有强大的语音通信能力和丰富的语音调度功能。当前，国内应用最广泛的窄带数字集群系统包括TETRA数字集群系统和PDT数字集群系统。TETRA数字集群系统是目前国际上应用较为广泛的数字集群标准，但是由于加密接口不对中国开放，因此存在使用安全性的问题[2]。PDT数字集群系统是中国自主研发的专网通信标准，具有高性价比、安全保密、大区制、可扩展和向后兼容的五大优势，已经在我国的公安部门规模化部署应用[3]。

② 建设宽带数字集群系统

科技的不断进步，特别是“大智移云物”等新技术和应用的纷纷涌现，对无线系统提出了大带宽数据传输的需求。需要重点在化工园区、商业中心等灾害高风险区域，建设宽带数字集群系统，承载宽带数据、高清图像、高清视频等应急管理业务。

③ 依托公共通信设施的数字集群

是否具有足够的频谱资源是建设广覆盖数字集群系统首要的限制条件。窄带方面，工信部无线电管理局规定了350 MHz频段，即351～358/361～368 MHz，372～379/382～389 MHz，共560对频点，专供公、检、法、司法、安全、海关、军队和武警等8个部门使用；宽带方面，工信部无线电管理局规定了1.4 GHz频段用于建设TD-LTE宽带无线专网[4]，主要用于政务、公共安全和应急通信等。规划的应急管理专用频段非常困难。

探索“宽窄融合”“公专融合”和“共网建设”等模式是建设数字集群系统最有效模式[5]。由于我国幅员辽阔，各地经济和社会发展不平衡，全国网的投资巨大，不可能一步到位、一蹴而就，需要分阶段开展。第一阶段各地政府、公安、应急管理等部门建设地方性的数字集群共同网；第二阶段，在各地数字集群共用网健康发展的基础上，互连互通形成全国一张网[6]。同时，在专网覆盖不到的区域，依托公共通信设施，通过运营商VPDN业务建设PoC公网集群系统和移动政务系统作为专用宽窄带数字集群系统的重要补充[7]，共同满足不同部门图片、数据及视频等大数量传输的宽带移动业务需求。

窄带数字集群、宽带数字集群和公网通信的综合利用，共同形成公专融合、宽窄融合的无线通信一张网，支撑应急管理常态减灾和非常态救灾的通信保障需求。

3.2 全风险要素覆盖的物联感知网

将物联网、人工智能及大数据等技术与应急管理业务深度融合，对安全生产管理和自然灾害监测中的安全要素进行实时监测与智能化处理，在监测预警、应急准备、应急管理及事故调查等各个环节，构建一个涵盖事前预警、事中处置与事后备查的服务型智能物联网监测预警平台，形成全流程、标准化、科学化的应急管理模式。具体应用如下：

① RFID技术在应急资源调配中的应用：应急资源调配是应急指挥系统中关键的一环，关系到整个突发事件处理的成败，大规模突发事件应急资源调配的复杂性远远超出一般意义上的资源调度。RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递，达到识别目的的物联网技术，通常由电子标签和阅读器组成，阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信息。基于RFID的智能物应急资管理系统实现了对货物的识别和跟踪，大大提高了应急资源调配的信息化和自动化水平[8]。

② 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在应急信息感知与传输中的应用：WSN解决了节点在野外和恶劣条件下无人值守工作的3个有限(电源能量有限、通信能力有限、计算和存储能力有限)的情境下大规模动态自组织成网的难题，低成本的传感器节点可以在电池供电的状况下，大量散布于监测区域，不需人为干预，自动将采集到的信息通过多跳回传。可以广泛应用于煤矿可燃气体探测、安全生产有毒气体警报、城市和森林火灾报警、山体滑坡探测及救援人员生命体征探测等领域[9]。

3.3 多手段、一体化现场应急通信装备体系

现场通信装备将向多体制融合化、小型一体化和系列化方向发展。

3.3.1 多体制融合化

建设第一救援现场、前线指挥所和后方各级指挥所之间指挥体系，需要满足不同救援场景、不同通信节点和不同角色人员的复杂通信需求，需要将不同技术体制有效整合。采用窄带和宽带数字集群系统完成第一救援现场的网络覆盖，为多部门协同救援提供窄带音频和宽带数据通信保障。采用卫星通信建立前线指挥所和后方各级指挥所之间临时的高速传输通道[10]；采用无线自组网在缺乏网络基础设施的条件下，在事发现场迅速布建一个专用指挥通信网络[11]。采用短波通信在不依赖任何外部资源保障的情况下，通过较小的资源投入，为前后方应急救援指挥提供“低限度”语音通信保障[12]；采用卫星移动通信(MSS)作为应急通信的“第一反应器”和“保底的通信手段”。

多体制融合需要充分发挥各项技术的优势，针对不同现场需求，灵活组织协调，实现多体制高度集成、互为备份、互联互通，通过高度的业务融合和终端融合保证用户接口的统一性，通过高效的数据转发和灵活的路由策略保证网络整体的柔韧性。

3.3.2 小型一体化

在交通基础设施遭受严重破坏和野外极端恶劣地理环境条件下，救援人员能够携带小型化、一体化应急通信装备进入救援现场，快速展开。小型化、一体化应急通信装备可以通过机载、车载及单兵等多种方式携行[13]。

3.3.3 体系化

为了应对复杂多变的自然灾害和事故灾难，需要多种多样、体系化的应急通信及相关辅助装备，按照功能分为指挥设备、通信设备、传输设备、电源设备、定位和生命体征探测设备、个体防护设备以及辅助和后勤保障设备等。按照部署方式分为便携设备、车载设备、机载设备、单兵背负设备和单兵手持设备，共同构成“天-空-地”三维一体现场通信装备体系[14]。

4 结束语

建设公专融合、宽窄融合的无线通信网、全风险要素覆盖的物联感知网和多手段、一体化现场应急通信装备体系可以在灾前预防、灾害评估、灾害救援中发挥重要的作用，助力我国统一指挥、专长兼备、反应灵敏、上下联动、平战结合的中国特色应急管理体制的全面建设。

本文对新时期应急通信技术和装备进行了体系化的梳理和分析，希望能够为该领域研究工作和相关通信设备厂家的业务规划与产品研制工作提供参考和借鉴。