基于卫星通信构建应急通信系统的研究①

宋传志

(91033部队 山东青岛 266071)

我国疆域辽阔，地理气候条件复杂，是受自然灾害危害最严重的国家之一。为了应对突发灾害事故，减少其造成的损失，提高应急处置的指挥效率，需要构建一套行之有效的应急通信保障体系。

1 应急通信保障的特点及需求

自然灾害发生的共同特点，都是会对电力、交通、通信、广播等各类社会基础设施造成严重损毁，致使受灾地区的电力供应和常规通信中断。根据突发灾害应急响应及指挥的要求，结合应用特点，应急通信保障主要具有下列特点及需求。

首先，灾情的突发性和不可预见性，决定应急救援的准备时间短、实效性要求高，应具备快速反应能力。因为灾害发生导致通信瘫痪，灾区与外界失去联络，这就需要构建一套行之有效的应急通信系统，能够第一时间将灾区的受灾情况和人员伤亡情况传出来，帮助指挥部做出及时准确的判断和决策，完成相应的人员、装备和物资的准备工作，并顺利将救灾人员和物资及时送达灾区开展救援工作。

其次，灾区现场环境的复杂性和条件恶劣性，增加了保障的难度，对应急通信系统的适应性提出很高的要求。自然灾害破坏力大，灾区环境非常复杂，常规通信手段难以满足，各类器材物资极度匮乏。这就对应急通信保障能力提出了很高的要求，能够克服地理条件的限制保障到位，能够适应恶劣的各种环境考验，具有很高的稳定性和自主供电能力，能够提供长期、稳定、持续的保障能力。应急通信系统装备应当具有相应的机动能力，适应陆运、水运及空运等多种投送方式，能够快速到达受灾现场，在恶劣条件下快速展开通联，具备小型化、轻量化和模块化等特点。

再次，灾情的复杂性、不确定性和多变性，对应着巨量的信息传输需求和极高的传输时效要求。应急救援行动中，灾情信息全面、准确、及时地传递到指挥部，为正确的决策和部署提供依据是至关重要的。这就需要应急通信系统能够提供足够的传输带宽和较快的传输速率，能够提供话音、数据和音视频等多种带宽的通信业务，满足不同的救援办公手段要求，提高救援效率。

最后，救援行动需要多个职能部门、多个相关地区的参与，是一场“协同作战”，需要具备协调指挥作战的能力。复杂的应急救援现场情况，因多个职能部门、多个相关地区的参与，各自体系下的不同指挥系统之间的互联互通问题需要解决。这就要求应急通信系统既能完成独立组网，又能灵活组网接入不同的通信网络，满足扁平化的指挥需求，能够实现各个职能部门之间、各个相关地区之间以及指挥中心与救援现场之间的直接联动。

2 应急通信系统的解决方案

2.1 应急通信网技术选择

分析上述特点及需求，卫星通信因为具有可以快速方便搭建、部署机动灵活、快速响应、受外界环境限制少等优势，可以作为应急通信实现的优先选择。基于卫星通信技术构建应急通信系统，实现不同用户、不同平台之间高速、稳定、灵活的话音、数据、音视频等多种业务通信保障，为灾害救援行动提供专用的、不受限制的通信信道，带来极大的便捷。

2.2 应急通信网系统构成

卫星应急通信系统按硬件可以分为空间部分、地面部分和用户部分三部分。空间部分就是通信卫星；地面部分通常由固定站、控制中心和信关站等组成；用户部分由车载站、背负站、便携站等终端用户组成。可以根据灾情应急救援不同的需求来组网，组成点对点、星状网、网状网和混合网结构。移动站机动灵活，可以第一时间部署到需求地域建立起通信联络。

卫星应急通信系统按层级可以分为中心站、区域站和远端站三个层级。国家卫星固定站为中心站，负责全网运行管理；省自治区地面站为区域站，负责行政区域内的网络运行管理及与地面网的汇接；地市级地面站、车载站、便携站等为远端站，为末端用户，按照任务需求配置。按层级划分，有利于全国统一规划管理，区域集中保障，更层级之间上下贯通、左右衔接。

2.3 应急通信网组织运用

灾情发生后，应急通信系统作为常规通信的补充和延伸，具有较高的机动性、灵活性，能够快速部署，快速组网，辅以相应的卫星通信资源、地面通信资源，后端支持保障系统，及专业的前端支持保障团队，能够迅速恢复前方关键位置的通信能力。

应急救援行动可以充分发挥卫星通信的优势，多途径调用卫星通信资源，组织开展卫星通信保障。依托卫星通信系统建立通信，构建远程话音、数据、音视频等多业务传输。根据灾情现场具体情况，进行通信装备配置，开设相应通信站点。在灾区现场场地条件好的情况下，可以在前进指挥所附件地域开设轻型车载站或者大型车载站建立通信，提供容量大、多手段的通信业务保障。在前进道路不通、现场情况不明、大中型装备无法进入的灾害地区，为救援人员配备便携式卫星通信终端进行伴随救援保障，扩大保障范围，提高通信效果，保障指挥所与一线救援队伍的通信畅通，可以向指挥所及时报告灾害和救援情况；此外，还可以补充利用小型卫星站及卫星电话，采用顶点部署和交替滚动的方式，组成远距离移动通信网，保证灾情通报、报告及人员物资调动、增员等信息及时准确地传递。

2.4 应急通信网相关技术

2.4.1 带宽动态管理技术

灾情信息具有多样性、突发性和随机性等特点，与之对应的信息传输同样具有大数据、高突发和不确定等特点，因此对带宽的要求也是动态的，要达成带宽资源分配依据业务数据的变化而改变。这就需要一套带宽动态管理技术，能够实现带宽资源分配快速响应，对带宽资源按需求进行分配，并在通信完成后能够及时释放空闲带宽，动态、高效地共享宝贵的带宽资源。

2.4.2 系统接口兼容技术

因系统建设的时间跨度和地域跨度等原因，系统内的设备生厂厂家和技术标准存在差异。要实现在不同设备和系统之间的数据交互，就需要在建设过程中，选择统一的、标准的接口和协议，从而保证通信网络体系的一致性和互操作性，为网络构建提供方便，实现互通互联，保证达成准确的、稳定的、及时的灾情信息传递。

2.4.3 信息互通融合技术

应急通信系统不是一个独立封闭的系统，还需要与其他行政部门、地区的专有信息系统互通，与常规通信系统互联，这样才能让系统的效能得到最大的发挥。所以，研究应急通信保障并不是把卫星通信独立开来，单独研究，而是要综合考虑各个系统和网系，相互融合，从而构建一个完整、统一的大平台，发挥整体信息优势，为应急救援提供完整的技术手段和信息保障。

3 结语

应急通信系统不但是技术实现，更是组织运用，需要结合国家和政府部门应急通信需求，重点研究新技术、新手段在应急通信中的应用，重点围绕新一代卫星移动通信、高空基站等新技术开展研究，构建全面完善、科学先进的应急通信体系。近几年来，天通一号、中星16号等卫星的相继研究成功并发射投于运行，使得国内卫星通信技术能力有了重大突破，依靠可以提供大容量、广覆盖、不受地理限制等不可比拟的优势，卫星通信的应用价值日益凸显，成为应急通信应用的新亮点。未来的应急通信系统，可以依托天地一体化的信息网络，在灾害救援中，为现场通信、多级联动、协同指挥提供信息服务支持，在国家应急救援通信保障中发挥更加重要的作用。