城镇灾害及事故现场应急通信体系研究

张 桢，高 悦，王景丽，张 亮，邸高高

（中国信息通信研究院，北京 100191）

0 引言

随着我国城镇化的不断发展，面对灾害与事故城镇存在着巨大的安全风险，自然灾害和事故灾难对通信的损毁和破坏程度最高，对于现场应急通信保障的需求最为迫切，本论文就着重针对典型突发自然灾害和事故灾难的现场应急通信保障技术方案进行研究。城镇突发灾害和安全事件对通信的影响主要体现如下几个方面：

（1）公众通信需求方面。极端事件（地震、洪水、泥石流）发生时，会造成城镇公众通信网中断、大面积损毁、网络拥塞，为正常通信联络和应急救援带来极大困难。

（2）特殊通信保障需求方面。特殊情况（地震、危化品事故）下环境恶劣，常规应急通信装备无法第一时间到达现场，救援与保障受阻。

（3）应急装备需求方面。我国当前大部分城镇综合应急手段缺乏，使得通信应急处置能力有限，不能及时满足现场应急通信指挥的需要。

针对以上场景的应急通信保障场景需求，本文研究形成面向城镇典型突发灾害与事故现场的可落地实施的应急通信保障体系，用以指导城镇应急救援与救灾需要。

1 总体保障体系架构

城镇突发灾害及事故现场应急通信保障总体目标是打造一个“天空地一体化”的应急通信保障体系，满足各类信息的传送需要。

（1）“天”层面：主要涉及卫星技术，包含VSAT卫星、Ka卫星、海事卫星、北斗卫星、移动通信卫星等，能够提供数据传送、卫星语音、定位等卫星通信服务。

（2）“空”层面：主要采用有人/无人机、飞艇、气球等空中设备，实现实时航拍信息采集、集群信号覆盖、公网信号覆盖等能力保障。

（3）“地”层面：主要利用公众通信网和应急通信专网，满足突发事件现场应急通信信息监测、预警发布以及事件发生后应急处置的通信畅通需求，并可采用车载、便携、手持多种形式的应急通信装备，形成具有多种功能、不同容量、不同通信距离、手段丰富的地面通信体系，满足应急指挥、应急救援及公众的各类通信需求。总体架构如图1所示。

图1 现场应急通信保障体系总体架构体系

现场应急通信保障体系主要包含两方面内容：一是应急通信组网保障方案的设计，需要从应急组织保障和技术保障两个维度进行不同灾害规模的配置；二是需要针对典型灾害类别对于应急通信装备的特殊化应用需求进行配置。

2 应急通信组网保障方案配置建议

根据城镇突发灾害及事故等应急突发事件影响范围、危害程度及通信保障任务重要性等因素，不同等级的事件具有不同的现场通信组网保障方案，同时需充分考虑应急组织保障体系的不同设计。

2.1 一般灾害

（1）应急组织保障方案：一般性灾害可能不会对现场基础电信设施造成破坏，通常直接由一线指挥人员及应急队伍进行现场应急处置，不需设置现场指挥部。

（2）应急技术保障方案：可采用小型卫星应急指挥车实现对指挥人员的通信保障，为其提供与后方指挥中心基于卫星的语音、图像、数据通信；并利用集群通信车组织现场范围的集群通信网络，实现指挥人员与应急队伍之间的指挥调度通信；应急队伍可装备卫星电话、集群终端、视频及数据采集传输设备等，实现与指挥人员及后方指挥中心的指挥通信及信息采集回传。现场通信保障方案如图2所示。

图2 一般灾害应急通信组网保障方案（示例）

2.2 严重灾害

（1）应急组织保障方案：严重灾害通常对现场基础电信设施造成破坏，并设置现场指挥部，多个应急队伍协同处置。

（2）应急技术保障方案：可采用大、中型卫星应急指挥车为现场指挥部提供通信保障，实现后方指挥中心与现场的视频会商。利用集群通信车和公众移动通信基站车在现场组织集群网络和公众移动网络，多个应急队伍可通过集群终端实现协同指挥调度，利用Mesh设备进行现场快速组织宽带数据网络，通过单兵视频回传设备将现场视频信息传送至指挥部及后方指挥中心，并配备卫星电话、短波电台保障极端情况下的语音通信。现场通信保障方案如图3所示。

图3 严重灾害应急通信组网保障方案（示例）

2.3 特大灾害

（1）应急组织保障方案：处置特大灾害除需设置现场总指挥部，不同处置部门和不同处置现场还将建立分指挥部，还有多个应急队伍进行现场协同处置。

（2）应急技术保障方案：可采用大、中型卫星应急指挥车为现场总指挥部提供通信保障。其他指挥部可采用小型卫星指挥车、卫星便携站等用于指挥通信。各指挥部之间可采用宽带无线接入系统实现数据互通。由于受灾面积大，还可采用具备集群交换能力的集群通信车将多辆集群基站车组网，实现多现场联合指挥调度。对于道路中断，地面装备难以到达现场的情况，还可采用无人机、飞艇、气球等空中设备，实现实时航拍、集群信号覆盖、公网信号覆盖等，形成“天空地一体化”的应急通信保障体系。现场通信保障方案如图4所示：

图4 特大灾害应急通信组网保障方案（示例）

3 应急通信特殊装备配置建议

不同的灾害类型具有不同的保障需求和通信环境特点，应急通信保障需要使用针对不同灾害特点组织相应的保障方案，对于特殊重大灾害类型，现场应急装备除了指挥车、通信车、电源车等一般性装备外，还需配置适合特殊场景的通信装备。

对于道路损毁的情况，可采用可背负的轻型便携装备、可空投装备，以及无人机等空中装备；对于大雨等恶劣天气情况，应采用受雨衰影响较小频段的无线通信设备；不同的场景需为处置人员配备相应的防护装备，通信设备也应具备相应的防护等级和防爆等级。

表1主要针对地震、洪水及泥石流、危化品事故等典型灾害的装备特殊化配置需求进行了分析。

表1 典型灾害现场应急通信装备特殊化配置建议

4 结束语

本文从城镇重大灾害的特点入手，分析得出现场应急通信保障总体需求、典型灾害保障需求及分阶段保障需求，同时结合多种技术手段，研究形成可实施的面向天、空、地综合性的现场通信保障体系，并给出典型灾害应急通信技术组织方案和应急保障装备配置方案，为城镇应急通信保障与防灾配置提供参考依据，对于进一步提高城镇现场应急通信联动响应速度，提升我国城镇应急处置能力具有一定实用价值与意义。