國(guó)際應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)與功能淺析

1、國(guó)際應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)與功能淺析一、引言近年來(lái)，汶川8.0級(jí)特大地震、玉樹(shù)7.1級(jí)大地震、康定6.3級(jí)地震以及日本東北地區(qū) 9.0級(jí)超特大地震，均屬破壞能力特強(qiáng)、破壞面積特大、破壞速度特快的突發(fā)事件，這對(duì)應(yīng) 急通信系統(tǒng)特別是公用應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。“十二五”期間應(yīng)急通信系統(tǒng)的建 設(shè)須加大步伐，提高要求，建設(shè)具有信息采集與處理、通信保障、指揮調(diào)度為一體的應(yīng)急綜 合平臺(tái)，保證國(guó)家和人民生命、財(cái)產(chǎn)的安全。二、國(guó)外應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀2.1應(yīng)急通信系統(tǒng)北美發(fā)展現(xiàn)狀北美國(guó)家的應(yīng)急通信系統(tǒng)包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)、公網(wǎng)的通信系統(tǒng)、集群通信系統(tǒng)以及軍事 通信系統(tǒng)等，憑借其科技和經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及對(duì)應(yīng)急通信的高度重視

2、和大量的經(jīng)濟(jì)投入，在應(yīng)急 通信中收效巨大。1、衛(wèi)星通信系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，美國(guó)、加拿大在役衛(wèi)星約500顆衛(wèi)星，有通信衛(wèi)星、廣播 衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感成像衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星等。其中，銥星、全球星、快鳥(niǎo)遙感成像衛(wèi)星、 海事衛(wèi)星等系統(tǒng)眾所周知。這些衛(wèi)星資源為北美地區(qū)的應(yīng)急通信提供了強(qiáng)大的技術(shù)保障。2、公網(wǎng)的應(yīng)急通信系統(tǒng)。公網(wǎng)通信是實(shí)現(xiàn)通信的最便捷手段，北美地區(qū)非常重視公網(wǎng) 的應(yīng)急通信建設(shè)。911電話報(bào)警系統(tǒng)就是覆蓋用戶最廣的應(yīng)急通信系統(tǒng)，可保證緊急情況下 特殊用戶的通信能力。3、集群通信系統(tǒng)。集群數(shù)字增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)iDEN在全美實(shí)現(xiàn)了覆蓋，APCO Project 25 和加拿大數(shù)字綜合移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)DIMRS，

3、在政府、警察、應(yīng)急救援等部門都有應(yīng)用。4、軍事通信系統(tǒng)。與其他國(guó)家相比，美國(guó)的軍事通信系統(tǒng)配置最完整、技術(shù)最先進(jìn)， 形成了滿足陸、海、空不同兵種通信需要的先進(jìn)專用通信系統(tǒng)。美國(guó)國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng)、軍 用衛(wèi)星通信系統(tǒng)等可在緊急情況下，支撐軍隊(duì)作出快速應(yīng)急反應(yīng)，并為相關(guān)政府部門提供應(yīng) 急通信支持。2.2應(yīng)急通信系統(tǒng)歐洲發(fā)展現(xiàn)狀歐洲國(guó)家在應(yīng)急通信系統(tǒng)的發(fā)展也非常先進(jìn)，其在衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信系統(tǒng)、集群通信 及軍事衛(wèi)星通信等方面不遜于北美。1、衛(wèi)星通信系統(tǒng)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用體現(xiàn)在：預(yù)警和災(zāi)情廣播、導(dǎo)航定位、遙感衛(wèi) 星圖像等。目前在軌服役的有70余顆衛(wèi)星，有熱鳥(niǎo)直播衛(wèi)星、伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星等。2、公網(wǎng)的應(yīng)急通

4、信系統(tǒng)。英國(guó)的“999”、比利時(shí)的“110”、瑞典的“117”、法國(guó)的“ 17” 等都是公網(wǎng)通信的成功案例。歐洲正將公網(wǎng)的應(yīng)急報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行資源整合和功能完善，發(fā)展 成為“112 ”應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)。3、集群通信系統(tǒng)。全歐集群無(wú)線電TETRA系統(tǒng)被歐洲國(guó)家廣泛使用，應(yīng)用在公共安 全、交通、政府、軍事等行業(yè)。4、軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。歐洲著名的天網(wǎng)軍事衛(wèi)星系統(tǒng)，不僅用于軍隊(duì)的日常通信和緊 急協(xié)調(diào)，同時(shí)也可作為緊急情況下衛(wèi)星通信的重要補(bǔ)充手段。三、我國(guó)應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀隨著國(guó)家對(duì)應(yīng)急通信工作的重視和努力，公安、消防、民防、地震、氣象、安監(jiān)、水利、 電力等部門加強(qiáng)應(yīng)急通信建設(shè)工作，效果顯著。3.1衛(wèi)星通信系

5、統(tǒng)我國(guó)現(xiàn)役的衛(wèi)星有ChinaSat衛(wèi)星、鑫諾衛(wèi)星、亞太衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等。國(guó)際 化的海事衛(wèi)星、舒拉亞衛(wèi)星和亞星等衛(wèi)星系統(tǒng)也在我國(guó)的應(yīng)急通信中發(fā)揮了重要的作用。3.2公網(wǎng)的應(yīng)急通信系統(tǒng)我國(guó)公網(wǎng)的應(yīng)急通信系統(tǒng)以公安110、消防119、醫(yī)療120為代表，逐步向各行業(yè)應(yīng)急 通信的互聯(lián)互通、資源共享、互為備份的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)平臺(tái)發(fā)展。3.3集群通信系統(tǒng)我國(guó)已建成模擬和數(shù)字集群通信網(wǎng)約130個(gè)，既有國(guó)外的TETRA和iDEN網(wǎng)，也有國(guó) 內(nèi)的全球開(kāi)放式集群結(jié)構(gòu)GoTa網(wǎng)和公共數(shù)字集群PDT網(wǎng)。四、我國(guó)應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展建議隨著突發(fā)事件和自然災(zāi)害的頻發(fā)，建設(shè)一套適合我國(guó)國(guó)情的應(yīng)急通信系統(tǒng)顯得尤為重 要。4.1基

6、本原則為保證應(yīng)急工作的迅速開(kāi)展和高效完成，應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一指揮和通信暢通，應(yīng)遵循下述原 則：1）設(shè)備小型化：應(yīng)急通信設(shè)備應(yīng)輕便、體積小便于運(yùn)輸及迅速布設(shè)。2）節(jié)能型：應(yīng)急應(yīng) 用的場(chǎng)景應(yīng)充分考慮到電力供應(yīng)問(wèn)題，因此，應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)節(jié)能，盡量采用太陽(yáng)能、電池 供電。3）便于攜帶：可由交通工具包括車輛、直升機(jī)/無(wú)人機(jī)、飛艇或快艇等完成應(yīng)急通信 系統(tǒng)的運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)部署。4）操作簡(jiǎn)單：在應(yīng)急通信中，設(shè)備操作應(yīng)簡(jiǎn)界面友好、直觀;部署 迅速;硬件接口連接簡(jiǎn)便。4.2應(yīng)急通信系統(tǒng)發(fā)展策略應(yīng)遵循國(guó)家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案、國(guó)家通信保障應(yīng)急預(yù)案等要求，切實(shí)制 訂與實(shí)施好包括預(yù)警、監(jiān)控、管制、協(xié)調(diào)和保障等內(nèi)容的應(yīng)急通信

7、專項(xiàng)預(yù)案，確保應(yīng)對(duì)突發(fā) 事件的實(shí)效性與可操作性，積極、穩(wěn)妥、科學(xué)地通過(guò)各部門協(xié)調(diào)合作，實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一指揮、快 速反應(yīng)、資源共享、綜合功能、聯(lián)合行動(dòng)”，最終建立一套完善的應(yīng)急通信系統(tǒng)。1）應(yīng)急通信系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)、切實(shí)增強(qiáng)責(zé)任感、緊迫感，國(guó)家 /省/市級(jí)的應(yīng)急通信系統(tǒng)就是一個(gè)快速反應(yīng)的通信與信息系統(tǒng)有機(jī)集成的平臺(tái)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)公 安、消防、醫(yī)療、民防等各政府部門，提供快速、及時(shí)的應(yīng)急服務(wù)。2）重視異構(gòu)系統(tǒng)協(xié)同與 互操作，促進(jìn)互聯(lián)互通，妥善處理好現(xiàn)有公網(wǎng)、專網(wǎng)及應(yīng)急通信網(wǎng)的融合與信息共享，引導(dǎo) 與協(xié)調(diào)各類通信網(wǎng)按其自身特征進(jìn)行有機(jī)集成、協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件的快速、有效的 應(yīng)急處理。

8、3）有線和無(wú)線混合型應(yīng)急通信網(wǎng)的建設(shè)，主要實(shí)現(xiàn)程控交換網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)與地 面無(wú)線寬帶通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等混合組網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和應(yīng)急工作的可靠性。4）天空地 一體建設(shè)，在應(yīng)急通信系統(tǒng)中，天上衛(wèi)星通信、空中的浮游平臺(tái)通信和地面通信是一個(gè)有機(jī) 的整體。實(shí)現(xiàn)多空間維度通信手段的互相補(bǔ)充，達(dá)到應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的三維立體式無(wú)縫覆蓋， 使整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用效能最大化。5）在民用通信與軍用通信的關(guān)系方面，構(gòu)建互補(bǔ)的軍用/民用 協(xié)同應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。4.3應(yīng)急通信系統(tǒng)中新技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)急通信系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)手段繁多，發(fā)展迅猛，綜合運(yùn)用各種通信手段，互為補(bǔ)充和備 份，最大程度的滿足應(yīng)急通信的需求。4.3.1下一代網(wǎng)絡(luò)NGN下一代

9、網(wǎng)絡(luò)基于分組交換技術(shù)，以新的分組交換技術(shù)及IP協(xié)議為基礎(chǔ)，是融合語(yǔ)音、 圖像、數(shù)據(jù)于一體的全新網(wǎng)絡(luò)。用戶可接入到不同的業(yè)務(wù)提供商，下一代網(wǎng)絡(luò)科提供各種個(gè) 性化的服務(wù)，且網(wǎng)絡(luò)不受時(shí)間、空間和帶寬的限制。與Internet、電信網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、廣播/有 線電視網(wǎng)及專用通信網(wǎng)相比，下一代網(wǎng)絡(luò)可提供多業(yè)務(wù)、智能化、個(gè)性化的寬帶服務(wù)，且具 有移動(dòng)性、安全性、開(kāi)放性、兼容性與可管理性等特征，這些特點(diǎn)完全滿足應(yīng)急通信的需求。4.3.2 3/4G3G系統(tǒng)以其高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、更好的無(wú)線漫游和圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式的 信息處理服務(wù)現(xiàn)階段得到了大規(guī)模的應(yīng)用。4G系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，可在不同

10、的無(wú)線平臺(tái)及跨越不同頻 帶的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中提供無(wú)線服務(wù)。4G系統(tǒng)可接入互聯(lián)網(wǎng)，提供信息通信、定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采 集、數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程控制及交互式多媒體等綜合服務(wù)。3/4G系統(tǒng)的建設(shè)為行業(yè)間、部門間信息的暢通傳輸保駕護(hù)航，更為應(yīng)急工作快速、高 效的開(kāi)展提供有力的技術(shù)保障。4.3.3 VSAT衛(wèi)星通信VSAT衛(wèi)星通信有開(kāi)通時(shí)間短、傳輸距離不受限制、通信容量大、設(shè)備部署快、組網(wǎng)靈 活等特點(diǎn)，是當(dāng)今應(yīng)急救援時(shí)的最重要的通信手段之一。在最近的幾次特大災(zāi)害中，VSAT 衛(wèi)星通信已成為現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的通信手段。但在使用當(dāng)中也暴露出一些問(wèn)題，由于災(zāi)害事件的突發(fā)性，衛(wèi)星資源和設(shè)備終端數(shù)量?jī)?chǔ) 備不足，對(duì)應(yīng)急救援的通信造成

11、一些不利的影響，這就迫切要求我們加大VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)的 自主研發(fā)和衛(wèi)星應(yīng)急通信網(wǎng)的建設(shè)，確保應(yīng)急通信的有序開(kāi)展。有機(jī)地將現(xiàn)有的應(yīng)急衛(wèi)星通 信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，根據(jù)需求和場(chǎng)合靈活配置使用，并與地面有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合， 實(shí)現(xiàn)天地互補(bǔ)、天地兼容和天地融合。4.3.4定位導(dǎo)航系統(tǒng)任何一次成功的應(yīng)急救援行動(dòng)，其關(guān)鍵因素是快速的響應(yīng)時(shí)間、救災(zāi)地點(diǎn)精確的位置信 息和三維地理信息。導(dǎo)航定位系統(tǒng)可提供全天候的、高精度的定位導(dǎo)航信息。現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國(guó)的全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) GLONASS、歐洲伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)GALILEO以及我國(guó)自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng) BeiDou

12、四種。我國(guó)自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)除具備定位導(dǎo)航功能外，還可雙向通信，這更有利于 應(yīng)急救援工作的開(kāi)展。4.3.5寬帶無(wú)線應(yīng)急通信系統(tǒng)MiWAVE寬帶無(wú)線應(yīng)急通信系統(tǒng)MiWAVE是國(guó)家十一五重大專項(xiàng)“新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)” 的重要技術(shù)方向之一，也是我國(guó)4G提案的一個(gè)補(bǔ)充方案。其在救災(zāi)中的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在可 以即架即用和高速率傳輸，其系統(tǒng)峰值數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)上百兆。在災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)通信設(shè)施破 壞嚴(yán)重的情況下，可快速布設(shè)，實(shí)現(xiàn)各救援分隊(duì)、救災(zāi)指揮點(diǎn)、新聞?wù)局g的寬帶連接，實(shí) 現(xiàn)相互間的應(yīng)急通信視頻傳輸，也可以實(shí)現(xiàn)與外界的信息交互。34.3.6無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN是由大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)，以協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)象的信息，并最終把這 些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的所有者。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用在應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)，其功耗低、成本低、 部署迅速、抗毀性強(qiáng)，是一種全新的信息獲取平臺(tái)。通過(guò)部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感 器節(jié)點(diǎn)，特別是在惡劣環(huán)境下或人類不宜到達(dá)的區(qū)域，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集網(wǎng) 絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測(cè)對(duì)象的信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)檢測(cè)與 跟