电力应急通信保障中无线自组网技术的应用研究

帅金泉

摘   要：互联网技术的发展和移动通信系统的不断完善为社会突发事件的通信提供了更多的保障。目前，为了满足应急通信系统无控制中心和快速组网的要求，需要完善无线自组网技术，并且要减少对预设基础设施的依赖。因此，文章将对我国应急通信保障发展背景进行分析，借助无线自组网技术的优势进行电力应急通信保障中无线自组网技术的应用研究。

关键词：电力;应急通信;保障;无线;自组网技术;应用

1    研究背景

近年来，地球环境污染、气候变化等环境问题备受关注，各种自然灾害的发生也越来越牵动着大家的心，所以国家的应急通信保障也越来越被重视。自我国开始应急通信保障体系建设开始，虽然已经取得了长足的进步，但是和西方发达国家相比较还是有差距的。随着我国各类突发事件的发生，目前的应急通信保障体系需要不断更新和完善，来保证在应急事件发生之后能够迅速组建高效、可靠的应急通信网络。应急通信网络的建设不仅需要满足时间突发性和地点不确定性的要求，而且还要保证网络建设能够承担业务的紧急性和信息的多样性，但是传统应急通信网络已经很难满足这些要求。所以要进行应急通信网络的快速部署，为各类用户提供各类需求，就需要网络应急系统对特定的区域进行实时监控，并能够在系统功能完善的基础上对各类紧急突发事故作出快速响应，为各种救援活动和抢险救灾提供技术支持[1-2]。

目前，我国的应急通信系统的功能相对较少，而且对于基础通信设施的依赖性较大，所以在网络自组织方面和生存能力方面都存在不足，很多的业务服务并不完善。具有代表性的是公众通信网，如果在发生突发事件时，随着话务量的激增，公众通信网极易因冲击而瘫痪，所以，在应对突发事件的时候公众通信网并不可靠。相对而言，专门的集群通信系统在面对紧急突发事件的时候能够快速建立广播、呼叫等多种业务，但是在实际应用过程中这种网络的覆盖范围比较小，所以往往是应用于指挥调度，集群通信网络也是建立在基础通信设施的基础上的[3-4]。卫星通信的覆盖范围广，但是其传输能力有限，而且在建设过程中对于技术要求比较苛刻，建设的要求相对较高。综上而言，目前的卫星和集群通信系统很难满足突发事件的网络需求。

2    应急通信保障简介

无论是对于通信系统完善，还是各行业发展或是国家通信安全需求，应急通信保障系统都具有重要意义。例如，当某区域发生自然灾害后，如果有线通信光缆和基站遭到破坏，通信网络将中断且短时间内极难修复，这将影响抢险救灾工作的进度。在此背景下，应急通信保障系统在国家面临突发紧急事件时应建立起来暂时性通信网络。近些年在我国通信网络不断完善和国家保障能力不断提高的同时，国家也在不断寻求保障能力的提高和通信保障系统的完善，为社会突发事件提供技术支持和保障。

虽然目前的应急通信保障系统的功能还不够完善，在很多方面还存在不足。但是在科学技术进步的推动下和高新技术引进的支持下，我国将不断进行应急通信保障系统的探索和完善，为应急安全和灾区人们生命财产安全提供保障。和其他通信系统相比较，应急通信保障系统因为其服务时间的特殊性应具备不同的特点，要求其具备时效性和快速反应能力。保证系统能够在短时间内为抢险救灾提供有效的信息支持，更好地完成调度和救援工作。此外，由于抢险救灾具有不可预见性，所以在突发事件发生时，需要应急通信保障系统具有对各种事件提前准备的能力，在面对各种复杂事件时候能快速提供有效的解决方案。

3    无线自组网技术简介

随着计算机网络技术发展和移动无线通信业务的拓展，无线自组网技术应运而生，其由无线收发装置单元集合组合而成，而且在组合中不仅有接收装置，还要发射装置，以保证通信功能。在传统的移动无线通信技术中，路由器的设置只有发射单元模块，而且每个单元只能够接受发射单元发来的信息，却不能够向其他的单元发射信息。所以，一旦路由器在使用过程中出现异常，这就将导致很多单元失去联络[5]。但是，在无线自组网技术中，每个单元都能够在通信过程中发挥作用，也就是说当突发事件出现的时候即使有一部分的单元受损，也不会影响其他单元的互通，保证通信的正常进行。

因此，借助无线自组网技术能够在无网络控制中心的条件下，迅速完成组网并快速展开，使网络能够具有较强的抗破坏能力，最常见的无线自组网有无线传感网、无线网状网、AdHoc网络等。

在无线自组网中，单元之间的线路包括了多个节段，使其能够在有限的传输距离内，借助中间单元的连接来完成距离较远两个单元的正常通信。其中，AdHoc网络便是较为特殊的无线网络，其在建设过程中不需要预设基站就能够完成自动组网，并且其抗破坏能力很好，在目前的军事和民用领域中得到了很好应用。AdHoc网络研究涉及的范围十分广泛，包括：跨层设计、网络体系结构、信息安全传输等。随着相关技术的发展和完善，AdHoc网络拓展和衍生了很多无线网状网等技术。

4    应急通信保障中无线自组网技术的应用

4.1  混合式的无线通信网络

在应急通信保障中，无线自组网最常用的形式是集成蜂窩网络与AdHoc网络的混合式无线通信网络。如果发生地震、火灾等重大自然灾害，传统的蜂窝无线网基站也将被破坏，所以其功能也将不完善，严重影响网络通信。退一步讲，即使基础设备不被破坏，也会因为业务量的增加而影响信道环境，使得通信网络崩溃。

如果能够使用集成蜂窝网络与AdHoc网络的混合式无线通信网络，便能够很好地避免该问题的出现。一旦出现突发事故，通信网络不仅能够使用传统的蜂窝无线网络，而且能够调用AdHoc网络。一旦传统的蜂窝无线网络出现故障，节点便会直接跳转到AdHoc模式下，并且可以通过多次的跳转构成一条到BS的路由。此模式不仅能够有效避免通信终端拥堵，而且能够有效减少基站的业务工作量。

4.2  无线传感网络

另外一种应急通信保障系统网络是安全监控与预警的无线传感网络，此类网络能够在应急通信中进行有效、全面的实时监控，完成多风险控制。因为在应急事件发生时，很多区域极可能没有通信基础设置，或者基础设置在应急事故中发生故障，导致通信网络故障。此时，如果能够借助基于安全监控与预警的无线传感网络，便能够实现该区域内的实时监控和风险预警。

基于安全监控与预警的无线传感网络，能够为应急事故处理提供可靠的数据，而且能够保证系统具有较高的容错率。基于安全监控与预警的无线传感网络在建设和使用中，具有较多传感节点，可在多种场合中广泛使用，网络的覆盖范围较大。在基于安全监控与预警的无线传感网络实际使用中，网络监控的精度较大，能够减少人工干预，实现对区域内的全面监控。

4.3  便携式的移动通信网络

除了上述常见通信网络方式之外，还有便携式移动通信网络形式，完善了应急通信保障系统。便携式移动通信网络很好地发挥了无线自组网络的优势，使其能够适用于水、陆、空等多种通信平台，在使用中体现了很好的可靠性和畅通性。

便携式的移动通信网络具有较好的自配置性，且在功能等方面还具有良好的相对独立性，在使用过程中摆脱了网络基础设施的依赖性。便携式的移动通信网络减少了人工干预，能够实现多种接口的使用和连接，在应急救援等特殊情况下的通信建设和恢复中得到了广泛应用。

5    结语

应急通信网络的快速部署，为各类用户提供各類需求，因此，需要网络应急系统对特定的区域进行实时监控，并能够在系统功能基础上对各类紧急突发事故作出快速响应，为各种救援活动和抢险救灾提供技术支持。无线自组网技术能够摆脱电力应急通信系统的基础网络设施限制，使网络系统具有更高的灵活性和抗损性。无线自组网络技术可以发挥出巨大的技术优势，在争分夺秒的救援形势中，迅速地建立起有效的通信网络，为后续的处理奠定坚实的基础，尽可能地保障受灾人民群众的生命财产安全。

[参考文献]

[1]刘孝先.重庆市电力应急通信组网体制设计[Z].北京：北京欣永顺文化传播有限公司，2014.

[2]王海涛，吴连才，武媛媛.应急通信保障中无线自组网技术的应用研究[J].数据通信，2013（2）：41-44.

[3]王海涛.应急通信的研究发展现状和技术手段分析[J].信息通信技术，2011（5）：84-89.

[4]王海涛.应急通信发展现状和技术手段分析[J].电力系统通信，2011（2）：1-6.

[5]涂青云.应急通信中应急调度分发模块的研究与设计[D].北京：北京邮电大学，2011.