应急通信保障方案的设计分析

孙淑斌

（中通服建设有限公司，广州 510095）

0 前言

随着近年来大型集会活动、自然灾害以及其他突发情况的增加，对我国通信系统无疑产生巨大压力，此时应急通信系统扮演着重要的角色，可以确保信息的及时传输，降低经济损失，良好的应急通信对于社会稳定至关重要。本文将结合笔者在应急通信管理方面的经验，给出应急通信保障方案的设计建议。

1 应急通信保障系统的特点及设计要求

1.1 应急通信的定义

在早期，应急通信是基于车载集成设计的，对环境的适应性良好，然而实时性要求无法达到。随着通信技术的快速发展，关于应急通信的定义也更加明确，其核心凸显在“应急”二字，即面向公共安全、紧急事件、预防恐怖袭击以及其他突发盈亏的应急反应，都是属于应急通信的，应急通信可以看作是对基础通信的补充。

1.2 应急通信的特点

由于突发事件往往在时间、空间上都是未知的，而且常常难以预知，所以应急通信营具备不确定性与灵活性的特点，因此应急通信应当符合下述几方面要求：

（1）小型化。传统的通信系统都是大范围覆盖的，而且具备相当全面的功能。一旦特殊情况发生，例如发生地震灾害时，基础设施会出现不同程度损坏，此时应急设备的小型化特点就很有必要，可以使布设更加方便，同时也增加设备的移动性。

（2）快速布设。快递将应急通信设备布设至指定区域，是应当紧急情况的基本要求，布设周期是评价应急处理能力的关键性指标。例如在时间空间已知的大型集会开始前，必须在短时间布设好应急通信设备。

（3）节能性。在很多电力无法正常供应的场景下，应急通信系统必须确保长时间的稳定工作，所以节能性是其重要指标。

2 应急通信保障系统设计分析

2.1 应急通信工具准备

应急通信保障系统对物资资料有一定要求，通常必须配备好以下资料：（1）1：600万全国地图；（2）通信设施抢修预案；（3）应急调度预案；（4）各抢修保障分队队长联系方式；（5）交换我等网络结构图；（6）应急通信物资储备清单；（7）后勤用具。

2.2 应急通信预案实施

在面临不同应急事件时，采取的应急通信预案不尽相同，下面分别从自然灾害、突发事故以及重大活动三方面分析相应的通信预案：（1）首先是自然灾害，例如洪涝、泥石流、台风、地震等，当自然灾害发生时，由当地应急通信保障分队提供短波电台等临时性通信方式，确保抢修工作的顺利开展；（2）然后是突发事件，例如矿难、重大交通事故等，应急通信保障分队需要携带小型卫星通信设备深入现场，及时汇报灾情以及通信状态；（3）最后是重大活动，例如“两会”等，需要设计专门的应急预案，通过应急通信车的方式满足稳定的通信使用需求。

2.3 无线传感网络设计

无线传感网络包括传感器节点与信息接收器，前者起到网关的作用。在待监视区域布设传感器节点，并通过自组织的原理形成传感网，信息在传感网中多跳传输，在达到汇聚节点后共同发送至管理节点。这种无线传感网络适合作为应急通信系统的核心部分，尽管成本较低，但是却能实现很高的冗余度，各传感元件协调工作，对传感器部署区域的环境有高精度的感知，即便当灾难发生时，对恶劣环境的鲁棒性很高。无线传感网络不仅可以作为灾难发生前的预警系统，而且可以作为灾后的监控与处理系统。

2.4 多维应急通信网络构建

在很多紧急状况下，尤其是当重大灾害发生时，通信设备难免会遭受损坏，所以通信可能立即终端，所以凭借单一通信方式是很不可靠的。为此，本文提出多维应急通信网络的概念，即包括有线通信、短波通信以及卫星通信这三个维度的通信网络，各网络发挥相应的作用，即便在紧急情况下也可以在短时间组建功能完整的通信网络。三个维度的通信网络以嵌套的方式协调工作。

有线通信主要包括公用电信网、专用网络以及无线传感器网络三种，技术相对更加成熟，可以帮助更好的定位用户，进而实现报警等功能，这种通信方式的架设相对简单，然而在灾难发生时最容易被破坏，为此，可以通过短波通信的方式提高应急通信系统的适应性，尤其在山川等不方便架设布线的区域也可以采用短波通信的方式。除此之外，短波通信还有更强的灵活性，其中TD-LTE技术在应急工作中更是意义重大，其采用OFDM与MIMO的接入方式，达到足够高的峰值速率。由于TD-LTE的通信网络带宽更高，所以指挥中心可以发送图像信息、视频信息，提高调度、指挥效率，这是窄带数字集群的通信系统难以实现的。即便如此，基于有线通信与短波通信的通信网络依然在辐射区域与覆盖面上存在缺陷，因此还需要配合卫星通信系统一起工作，其具有广域广播与多播技术，这都是应急通信不可或缺的核心技术。通信卫星通过跟踪遥测指令系统与监控管理系统进行测控，并通过卫星地球站进行通信，卫星地球站由机载站、手持机、便携站以及车载站构成。我国自主研制的北斗卫星导航系统可以提供精确授时与定位的功能，在跨地域、跨环境的条件下可以为应急通信提供很大的帮助。