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应急通信的保障设备应用特点探讨
特种装备网 发布时间:2016-02-19
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    摘要:随着日益增多的大型活动、突发的灾害事故及社会公共安全事件,使得应急通信各类设备、装备被频繁地使用,应急通信和现场指挥调度需要各类通信手段综合应用来保障。本文分析探讨了应急通信中的各类保障设施的组合联动应用。

    关键词:应急通信;需求与应用;应急通信设备与系统;组合联动

    1 引言

    近年来,各类自然灾害、突发事件增多,各级政府部门、企事业单位等在制定各类应急应对预案中,应急通信保障是重要的组成部分。在抢险救灾、重要活动或重大事件的现场,通过现场的应急通信设备和系统,实现现场指挥调度、信息传送及各类应急后勤保障、应急服务等。在过去的应急通信保障中,单一系统设备应急通信装备就可以满足现场的保障。但随着移动互联网信息与数据通信的快速发展,即时通信、视频传送也成为对应急通信的现场保障需求,应急通信手段也已呈现多元化、即时化模式。

    2 应急通信业务需求与保障要求

    2.1 应急通信业务需求

    2.1.1 应急通信的定义

    国际电信联盟ITU在ITU-T E.107建议书(02/2007)表 述为:应急通信业务(ETS,Emergency Telecommunication Service)是一项国家级服务,它在灾难和应急情况下为ETS授权用户提供优先电信服务。

    中国通信标准ST3的定义为:应急通信是指在出现自然的或人为的突发性紧急情况时,综合利用各种通信资源,保障救援、紧急救助和必要通信所需的通信手段和方法,是一种具有暂时性的特殊通信机制。

    由此可见,应急通信是通信网络的重要组成部分,在紧急情况下,所提供的应急通信手段能发挥重要的作用。正如国际电信联盟ITU在《应急电信手册》(2005年版)所说:“电信在灾害事故发生之前、之中和之后都有其重要性,因为电信使得政府和各机构能够对即将到来的灾害发出警报、协调救灾工作及在灾害发生之后向灾民发出信息。”


    2.1.2 应急通信应用领域

    在最新发布的国务院办公厅《关于加快应急产业发展的意见》中提到应急产业的重点方向是监测预警、预防防护、处置救援和应急服务。其中描述了各类应急事件场景,自然灾害方面,地震、气象灾害、地质灾害、水旱灾害、病虫草鼠害、海洋灾害、森林草原火灾等;在事故灾难方面,矿山安全、危险化学品安全、特种设备安全、交通安全、海洋环境污染、重污染天气、有毒有害气体泄漏等;在公共卫生方面,农产品质量安全、食品药品安全、生产生活用水安全、流行病等;在社会安全方面,城市安全、网络和信息系统安全以及各类突发事件等。

    应急通信是公用通信网络的重要组成部分,从性质来分,可以分为应急服务和应急保障。应急服务包括商业社会活动、各类政企业务支撑等;应急保障主要体现社会性的责任,包括各类自然灾害、大型活动、突发公共事件、各类应急演练等应急通信保障需求。因此,应急通信主要涉及的应用领域有:

    ⊙ 自然灾害:地震、洪水灾害、泥石流等地质灾害、冰雪/台风等气象灾害等。

    ⊙ 各类突发事件或事故:如事故灾害(火灾事故、重大交通事故等);公共卫生事件(重大疫情、食品安全等);各类社会安全事件等。

    ⊙ 各类大型活动:如世博会、国际性或国内大型会议或重要国事活动等、大型国际性或全国性运动会、大型体育赛事等。

    ⊙ 各类应急演练:如单项应急演练、区域性的综合事件应急处置演练等。

    2.1.3 对电信运营商的应急通信保障业务需求

    从应急通信的应用领域可以看到其临时性、应急性的特征,故它的主要需求对象为:政府部门、大型企事业单位、大型活动或灾害事故当地的公众。从现有电信运营商提供的应急通信保障服务中可以看到需求主要有以下几种:

    ⊙ 抢险救灾等公共事件应急通信需求。应急通信系统在抢险救灾、处置突发事件的过程中,有效地满足指挥调度、协调联络、现场通信等应急通信保障需求。

    ⊙ 各类临时、应急的通信需求。国家及政府部门临时或应急通信、信息传送需求;政企客户、社会团体的各类临时或紧急的通信需求。

    ⊙ 网络能力不足的支持需求,补充及增强局部网络能力,有效解决网络突发需求。为重要会议、大型展会、大型体育文娱活动等提供临时或应急通信保障。

    ⊙ 电信大网支撑要求。为电信大网临时、紧急需求提供应急支撑,维持网络安全稳定运营;为大网补盲、疏忙或临时解决最后一千米问题,等等。


    2.2 提供应急通信的服务保障的必要性

    (1)频发的破坏性自然灾害事发现场需要有通畅的指挥调度与通信联络保障。近年来,异常的气候与地质活动已频繁地影响到人类的生活与工作。地震、暴雨、台风、冰雪等自然灾害已对发生区域产生灾难性的影响,严重自然灾害也对通信大网产生灾难性的破坏——光缆中断、建筑毁坏网络中断,以及由于电力中断造成的各类通信网络及移动基站无法正常运行等。而现场指挥调度、联络协调的通信保障是受灾区域抢险救灾不可或缺的需求,因此应急通信对抢险救灾不可或缺。

    (2)应急通信手段是各类应急预案不可或缺的组成部分。伴随着各类自然灾害频发、公共安全形势严峻、突发事件易发的现状,各级政府部门和各大型企业都建立了各类应急预案,以防控和快速处置各类事件。各应急事件的处置,都需要在通信的支持下建立指挥调度体系、抢险救灾信息沟通、协调沟通保障。因此,应急通信手段是各类应急预案不可或缺的组成部分。

    (3)在各重大事件现场的民众通信需要通信联系保障。无论是重大活动、重大事件或各类自然灾害发生时,民众都有在现场与内外亲朋之间的频繁通信需求。特别是随着移动通信和即时通信的高速发展,通信联络已成为信息传递、现场稳定、乃至社会稳定的重要组成部分。在应急事件或自然灾害现场,民众需要通信支持紧急呼叫、信息传递、获得生命拯救等,因此,现场应急通信的保障是灾区有序抢险救灾的重要保障及生命线。

    2.3 对应急通信提供能力上的要求

    随着现代社会全面的发展,对各类信息的需求、传递、获取都逐步向高速、及时、多元化发展,通信手段和方式也逐步进入了社会化、个人化、全球化的时代。因此,作为临时、应急和公众基础通信的补充及延伸手段的日常应急通信模式、业务能力,必须与基础通信网络的技术发展和区域经济发展的规模相适应。鉴于应急通信在时间、地域、空间有特殊的服务要求,作为一种特殊的通信服务手段,其具有随机性、不确定性、紧急性、灵活性的应用特征。一般来说,只有针对重要节假日、重要会议等,可以对所需要的应急通信做预先准备,而对于突发事件(海啸、地震、水灾、火灾、飓风等),无法在确切时间与地点上进行事先准备,只能以应急预案的方式进行灾备,因此,应急通信能力提供上可以大致归纳为以下的要求:

    ⊙ 短时间提供区域性通信能力。

    ⊙ 应急通信的实现方式和手段多样化。

    ⊙ 具有跨区域性的通信能力。

    ⊙ 具有快速响应的流程机制和综合保障的能力。

    ⊙ 具备熟练专业技能的专业队伍。

    ⊙ 有精准高效的信息沟通和报送制度。

    ⊙ 能作为常备通信手段而保持并随时响应。


    3 不同场景下的应急通信保障设备应用特点

    在应急通信中所涉及的使用通信业务有:电话,移动电话,有、无线上网,各类数据应用,电视实时传送,会议电视,数字集群指挥调度,现场指挥视频实况、电源支持等;在现有的应急通信系统与设备配置中主要有:卫星系统与设备(固定站与卫星车,便携站结合;动中通、静中通等),海事卫星设备,移动通信应急基站车,数字集群应急基站车,应急指挥车及各类指挥调度终端,现场视频采集单兵,应急油机(车载、便携),应急交换车,应急微波,短波,无线接入,现场视频传送等。在各次应急通信现场保障中,应急通信系统与设备应用特点各有所不同。

    前文所述的应急通信保障需求的领域可以看到,所涉及的自然灾害、大型活动、事故灾害及各种应急灾备演练等,对应急通信保障设备的需求是各有所侧重。下面通过两类情景案例对应急通信的设备应用特点来进行类推分析。

    3.1 重大自然灾害中的应急通信保障设备需求与应用特点

    3.1.1 应急通信参与抢险救灾的现场保障

    近年来,全国各地的自然灾害多发,应急通信已成为现场通信保障的重要手段,中国电信所辖的各地应急通信队伍在各类灾害发生时能及时赶到现场。为先实现现场的对外的通信能力,中国电信采用CDMA移动应急基站车加卫星传输远程异地入网迂回接入的方式,来实现受灾现场应急通信应用。

    一般来说,范围及影响度较小的自然灾害,移动应急基站车加卫星传输远程异地入网迂回接入的方式,可以解决抢险救灾第一时间的通信保障需求,对于较大的自然灾害,则需要更多的应急通信设备投入。

    以2013年的雅安地震为例。2013年4月20日,四川雅安芦山县发生7.0级地震,灾情发生后,中国电信应急队伍立即全力组织,第一时间出动应急抢险队伍抗灾保通信。集团公司在第一时间由集团领导牵头各职能部门领导成立抗震救灾工作领导小组,领导小组下设抗震救灾指挥部,在集团领导总指挥下,集团领导及应急办赶赴灾区现场、协调全国应急通信能力为抗震救灾提供物资和人员援助保障。除四川机动局外,其他省市机动局协同支援,率先到达芦山实施应急通信保障。救灾中使用了CDMA应急基站车、应急通信指挥车、卫星应急通信车、卫星电话、各类卫星地球站、应急油机等。以应急基站车驰援和空投应急卫星设备方式,通过上海卫星站枢纽远程长途传输迂回,第一个恢复宝兴县城移动通信,在宝兴开通的C网通信为灾民提供了免费平安电话服务,为抢险救灾提供的现场通信保障;通过卫星车,第一时间为中央电视台提供中央领导人在地震现场的新闻传送保障,等等。


    又如2013年8月28日云南迪庆发生5.1级地震,造成光缆与电力中断。中国电信云南分公司了解到在巴拉格宗景区有当地民众及大量游客被困,随即派出了CDMA应急基站车和应急通信队员前往灾区,进行灾备。8月31日,再次发生5.9级地震,山体塌方造成道路阻断、通信中断,景区与外界隔绝,地震造成落石不断,近400人被困在危险境地。现场的CDMA应急基站车通过卫星建立与上海卫星枢纽站远程转接通信链路,成为当地与外界的惟一通信联系纽带、成为生命线。在CDMA移动应急基站车的通信支持下,保持通信联系,内外协同,共同抢险、开路,终于在9月2日晚,打通道路,全部游客和当地人员走出困境。应急通信的保障成为抢险救灾的生命线。

    而2014年8月的云南鲁甸地震,调集最多的除移动应急车、便携卫星设备外,就是大量的应急油机和卫星电话,解决由于断电引起的通信大面积中断。

    目前,卫星通信加移动应急基站车、各类应急油机、卫星电话及指挥调度设备,是在抢险救灾应急通信保障中应用最频繁的装备。

    3.1.2 应急通信在抢险救灾中的应用特点

    在自然灾害中,应急通信系统与设备可涉及的各个子系统,分别有应急指挥系统、卫星通信系统、无线通信系统、应急动力设施、公网应急通信支持及其他各类应急通信设备与装备。各系统与特点与作用分别为:

    ⊙ 应急指挥系统可以由应急指挥平台、现场应急指挥车、单兵监控、数字集群通信及各类对讲系统组成。提供应急指挥所需的语音、数据通信、视频会议、各类信息汇集、指令发布、指挥调度、现场监控等功能,实施各类抢险救灾协调指挥。

    ⊙ 卫星通信系统与设备由各类固定、车载、便携卫星站以及移动卫星系统终端(卫星电话)、卫星定位设备组成。提供卫星数据中继传输;各类移动、集群、交换车载站、指挥车等的远程卫星迂回传输接入;提供现场媒体视频卫星传输服务;卫星电话提供直接的现场电话通信;卫星定位提供现场定位等;卫星通信还是各类地质灾害现场监控数据的重要传输手段。

    ⊙ 无线通信涉及到各种制式的移动通信、短波通信、微波通信、无线接入等。目前最常用的移动基站车(如中国电信的CDMA基站车)可支持现场移动用户接入,提供话音、短信及3G数据网络服务;支持灵活的卫星中继传输远程入网,为现场的抢险救灾提供应急通信支撑,为灾民提供报平安通信服务;微波通信在应急通信现场为无线传输手段,可提供数据传输或双向视音频信号及中继传输;短波通信则在应急通信现场,能非常灵活、机动地提供无线话音及数据通信服务。

    ⊙ 应急动力设施涉及各类应急电源车和应急油机发电设备。自然灾害中,无论是地震还是冰雪灾害或是各类暴雨水灾等,供电中断已成为通信受影响的重要成因。应急发电设备已成为应急通信现场支撑的重要装备。


    3.2 大型活动中的应急通信保障设备需求与应用特点

    重大活动是指由国家或某省市承办的国际性大型组织活动(如世博会)、各类重大国事会议(如APEC)、各类大型体育赛事、大型展览、大型安全演习等。重大活动一般为非突发性,可做充分的专项预案准备。

    在重大活动中,除正常的公网通信需要给予相应的区域性扩容、重点保障外,应急通信系统与设备也要做好预案,既充分利用应急通信设备做现有公网的区域性容量或覆盖不足的补充,同时预备各类突发状况的需求。

    3.2.1 应急通信参与重大活动的通信保障案例

    以2010年上海世博会为例,中国电信上海公司应急通信的主要任务是:根据世博组委会及政府与企业在上海2010年世博会期间应对安保突发事件处置要求,为各类紧急突发事件处置提供应急通信指挥车现场临时指挥中心,提供快速、临时的VSAT、海事卫星等手段的应急通信保障,确保通信畅通;根据中国电信上海公司在世博会提供的主要服务、参与的重要大型活动通信保障要求,为上海800M数字集群政务网集群调度指挥系统,上海本地CDMA移动通信网、卫星视频转播业务提供支撑保障;为确保现场通信设备的用电安全,小型应急油机、配电设备等为配套应急通信保障设施;应急微波则建立起一些重要应急传输的备份路由。保障范围为:上海世博园区3.28平方千米围栏区内“一轴四馆”中国馆、演艺中心等核心区域;上海世博园区3.28平方千米至5.28平方千米区域内8个重要出入口,并辐射园区内重要活动场所;上海地区机场、火车站、涉博宾馆、场所等重点区域,以及政府、企业在世博期间的指定保障地点。其中,数字集群应急基站车保障了世博组委会及各世博展馆的指挥调度协调使用;中国电信从各地调集了多辆CDMA移动基站车,与上海机动局移动基站车一起,分别分布在世博各个大人流量的重要场点,保障的超常规负荷的容量需求分担;卫星固定主站的应用主要解决在临时有需求时能快速形成传输接入能力,世博会中解决了几个重要节点(如开幕式、闭幕式等)应急指挥车、数字集群基站车等临时需求现场应急指挥调度支撑保障需求;应急指挥车在现场的驻守,会议系统和视频监控与组委会通信指挥中心及指挥平台互通,则为组委会现场通信保障提供了现场指挥中心;各C,Ku频段卫星车则为中央电视台等媒体的随时现场电视传送提供卫星视频转播支撑保障。

    在历年来各次重大活动或重要赛事中,相关的应急通信设备都本着既分担现场爆发性通信容量需求的支撑,同时预案应急突发事件处置应急通信支撑的要求落实保障。


    3.2.2 应急通信在重大活动中的应用特点

    在重大活动中,应急通信系统与设备的应用可归纳为下列这些子系统:应急指挥系统,卫星通信系统,无线通信系统,应急动力设施,公网应急通信支持等。各系统与特点与作用分别为:

    (1)应急指挥系统由应急指挥平台、现场应急指挥车、数字集群通信、单兵监控等组成。提供应急指挥所需的语音、数据通信、视频会议、指挥调度、现场监控等功能,实施重大活动的协调指挥。

    (2)卫星通信系统与设备由各类固定、车载、便携卫星站及移动卫星系统终端(卫星电话),卫星定位设备组成。为各类移动、集群、交换车载站、指挥车等的远程卫星迂回传输接入;提供现场媒体视频卫星传输服务;卫星电话为现场备勤,当发生应急需求时,提供直接的现场电话通信;卫星定位提供现场各类应急通信车定位跟踪等。

    (3)无线通信涉及到各种制式的移动通信、微波通信、无线接入等。应急移动通信基站车直接为现场的大话务量及数据流量起疏忙作用;应急微波通信在现场为重要传输路由建立无线备份传输手段;应急无线接入也为现场的大数据流量进行疏忙等。

    (4)应急动力设施主要为各类应急电源车和应急油机发电设备。在现场为一些重要的通信热点提供备份供电保障等。

    4 综合分析

    现代应急通信设施的应用特点有:

    (1)准备时间短,需要实施联合通信保障。除一些大型活动外,无论是自然灾害还是一些突发事件,其发生的具体时间、地点和危害程度,事前难以确定。在遇到一些诸如较大地震等灾害情况下,政府、军队、企业、民间、地方及各类媒体等都会参与,涉及的单位多、需求多、动用的通信装备多。从需求提出、任务下达,到人员装备出动,准备时间极短,且在现场需要能够落实统一协调的组合联动应急通信保障。


    (2)需求多元化,保障内容复杂多样性。现场所面临的各类应急通信需求对象,决定了应急通信保障需求内容的多样性,侧重点的不同,在现场人员资源有限的情况下,指挥及管理者一定能做统筹协调、多方兼顾的安排。

    (3)通信特殊性,现场保障要求专业综合性。在重大活动或自然灾害等事件中,单一的、小容量设备已不能满足综合性事件的保障需求。越来越多的应急保障是在各部门的协同、多通信专业联动中实现对事件的综合保障。在独立使用专业应急通信设施的同时,能统筹兼顾充分利用可使用的大网或联合使用大网通信能力,以提供最大限度的通信保障,是对在现场保障的设施与人员的综合要求。

    (4)资源支撑急,需要强有力的后备保障。在应急通信现场能力落实中,确保的后备装备和人员支撑很重要组成部分。这需要充分处理好平时与急时的人员、资源调配和储备配置,以及充分的预案与应急指挥调度流程和机制的确定与准备。

    (5)涉及部门多,需要高效能的指挥协调体系。在需要大型应急通信保障提供的事件或活动中,需求方和使用方是远远超越企业内部的,涉及政府部门、自在各方的抢险或应急事件处置或大型活动的主办/参与者等,这需要有强有力的权威指挥协调中心,建立应急机制来处置各类现场需求,做出协调及指令下达。

    5 结束语

    随着移动互联网化、智能化及综合化的不断发展,应急通信的系统与设备、平台、信息化、指挥调度体系、各类装备等一体化的建设将与应急通信保障有更多的有机协调与融合,同时更好地将“信息化”组合“多元化”形成一体化。

    参考文献

    [1] 关于加快应急产业发展的意见.国办发〔2014〕63号.中央人民政府网站,2014-12-24 10:07:09

    [2] 孙玉编著.应急通信技术总体框架讨论.北京:人民邮电出版社,2009年

    [3] ITU-emergency国际电联应急通信工作大全.ITU国际电信联盟,2007年

    [4] 应急通信手册.国际电信联盟,2005

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[来源:中国电信股份有限公司上海应急通信局责任编辑:胡婷婷]
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