应急通信发展现状和技术手段探析

胡 蓉，王 芳，吴建飞，吴露露，刘培显

（1.75841部队，湖南 长沙 410007；2.国防科技大学电子科学学院，湖南 长沙 410000）

近年来，我国应急通信技术水平不断提高，在出现暴雪、地震、新冠疫情等灾害时，均展现出较强的通信能力，但是相较于我国社会发展相关规定还是有一定的差距与不足，因此，我国应急通信能力急需快速地发展和提高。

1 应急通信在应急处置工作中发挥重要作用

在当前环境下，应急通信除了应用于军事领域中，在日常救灾（火灾、地震等）中也被广泛应用，可以说应急通信背负着“平时服务、急时应急、战时应战”的使命，对于维护国家安全和人民生命财产安全都具有重大意义。救援应急现场采用“以中短波通信为主，多种通信系统软件综合性网络”多种通信方式共存的手段，凸显短波信号在灾害战争中的“保底”作用，实现多通信间的备份使用，及时做好现场救援信息的传送，实现应急紧急通信。在突发公共事件应急管理中，紧急通信是突发事件、抢险救援等主要的信息传送方式，是满足突发性以及规模性救援的相关规定，充当传送第一手消息的“先峰”角色，是决策者获取信息并有效处理事件的中枢神经[1]。

2 应急通信技术发展现状

由于国外的相关技术起步较早，一些国家或地域已经建立了颇具规模的应急通信系统。在地震多发的日本，需要做好时刻应对自然灾害的准备，因此日本国内建设了大规模的应急通信网络体系，主要由无线网络、卫星通信和移动通信三者构成，并与当地的防灾救援机构联通，以保障救灾的效率。在2001年，美国开始加大投入建设应急通信网络，建立了一套相对完善的应急通信网络体系，并与政府的救援服务直接关联在一起。我国应急通信网建设前期缺乏统一管理，建设比较零散且没有统一规划。长期性紧急通信的建设大多数是在公安消防领域，在2008年修定的《消防法》确定了消防部队的职责和使命，随着网络系统的不断建设，在公安系统的155 Mbps基础上，消防部队安全网络系统实现了网络与业务的融合。在20世纪90年代，主要是无线窄带网络的建设，构建以35 MHz的通信系统；到2015年，无线宽带网络和应急网络的建设，采用移动通信、应急桥接等手段，完成互联网大数据的通信，同年工信部规划选用1.4 MHz频道建设应急网络通信，到目前为止已有多城市实现应急、交通和城管的建设，但缺乏统一规划，使得建设维护成本较大，资源浪费比较严重；在卫星通信方面，主要以公安、消防和水利等建设应急专用卫星通信网，在2010年统一租用23 MHz的专用卫星频道资源，2016年实现宽带网络的扩容；无线自组网建设于20世纪70年代，主要为分布式、集中式、混合式网络结构；现阶段，我国的紧急通信方式以集群通信为主，一旦通信基站、连接点遭受到毁坏将会受到比较大的影响。尽管近年来中国应急通信技术快速发展，但是由于各地区经济水平发展存在差异，导致各地应急通信水平具有的差异性。

3 从技术手段看我国相关领域的发展方向

3.1 无线集群通信

在应急通信中，语音通信是一种最基本的通信方式，窄带数据集群技术在语言层面有着较强的能力，该系统又分成TETRA数据群集和PDT数据群集。使用比较广泛的是TETRA数据群集，但由于其数据加密插口不对我国开放，因而在使用的过程中会存在一定的安全风险。PDT数据群集系统是我国自主研发的网络通信模组，在国内广泛地使用。

3.2 IP互联互通技术

IP语音通信技术利用相关的软交换技术和信号处理技术来达到应急通信目的。在实际场景中，该技术可以形成一个互联互通的指挥系统，将不同的设备联通组成统一的通信平台，从而实现统一调度与指挥。

3.3 卫星通信技术

卫星通信技术是运用数据通信卫星作为信息内容进行传送的通信技术。当出现紧急状况时，若现场没有任何可以使用的地面通信设施或因出现突发性的自然灾害，导致地面通信设施被毁坏，就可申请利用卫星通信技术进行应急通信，以辅助事件的处理或开展救援工作。利用卫星通信技术开展应急通信的优势在于该技术不受地面通信设施限制，即便灾害事故发生在交通落后的偏远地区，也可以使用卫星通信技术进行呼叫救援。卫星通信也可细分为多种，包含VSAT卫星通信技术、MFTDMA无线通信技术和SCPC/DAMA无线通信技术。

3.4 移动应急通信车

根据移动应急通信车类型，可以将其分为以下几种：小型、中型以及大型应急通信车。其中，小型主要是越野性能比较好的SUV，灵活性和机动性较好，经过改装后具有一定的涉水功能，一般用于处理具有时效要求的通信任务。中型主要是以丰田斯柯达类客车以及五十铃700P的载货车为主，客车具有一定的载货能力，相较于小型车辆可以携带一定的物资和设备，也可作为应急指挥部，在车顶上安装静中通或动中通天线保持通信，但难以适应复杂路况。

然而应急通信车亦存在弊端，例如汽车作为交通工具本身会在地面环境较差、道路不佳等情况下很难发挥出自身的优势，并亦受到其天线所挂高度的限制，使得实际的通信范围有限。各类通信技术之间可相互融合，移动应急通信车可作为卫星通信的地面接收部分，同时这种卫星通信方式还能与静态的地面接收设备配合使用，使得信息的接收和处理能力得到增强。

3.5 关于应急电台

关于应急电台的发展，短波通信技术在灾害、战争中有“保底”的作用。短波通信的是利用电离层的反射实现无线通信，由于通信的质量会受电离层本身的特性影响，在复杂多变的环境中会影响数据传输质量的稳定性。随着移动通信、微型计算机以及微电子技术的快速发展，短波通信的质量和数据信息传输速度也在不断提升，加速了短波通信技术的发展。短波无线电通信具有较强的“生命力”，即便是在较为苛刻的环境条件下，短波通信也能够较好地发挥作用，这对于应急通信而言意义重大。作为无线集群技术类型的应急电台已被广泛应用于部队通信与消防通信等领域，国家无线电管理局规定了若干个频段以供特定部门应急电台使用，规范了应急电台的使用范围，以避免不必要的信号干扰。

3.6 一体化便携设备

随着现代通信技术的不断发展，便携式的一体化设备已经变成紧急通信行业不可或缺的组成部分，例如：一体化基站设备、背包式通信卫星设备等，都可以由1人或多人携带，其携带方式包括机载、车载或者徒步携带。作为便携式设备，只需要将其送至事故现场，即可保证基本的应急通信能力。总体来说，该设备具有便于携带的优势，但缺点与应急电台类似，提供的通信能力受限。

3.7 新兴应急通信技术

不同的应急通信手段适用于不同场景，并凸显出自身的优缺点。随着物联网技术的快速发展，一些基于物联网技术衍生的应急通信技术被广泛应用于各领域。例如，在自然灾害监测领域，运用物联网和人工智能在传感器方面的优势，结合大数据技术处理数据，配合已有的应急通信技术手段，就能够构成一个较为完整的监测预警、事发处理、事后备查监测可视化体系。

应急资源调配是应急指挥中的重要组成部分，在应对突发性紧急事件时，资源能否合理利用，关系到整个事件的处理效果。现行的IP互联互通技术可以运用智能终端进行便捷化的调度指挥，但是该技术只支持语音通信互联，因此具有一定的局限性。RFID技术则可实现无接触信息传递，可自动地按照约定好的协议对电子标签进行识别。

无线传感网络技术能够有效打破应急信息感知系统在野外恶劣环境下的限制。由于在无人作业的情况下，设备运行中的通信电量与计算储存能力都较为有限，其给应急信息感知传输过程带来巨大困难。在无线传感网络中，传感器节点可以在无人干预的前提下，利用自身的电池供电来实现信息采集和多次跳转传递，这种自组织网络十分便捷，且无须人为作业，因此可将该技术应用于不适合人力参与的危险场景中，例如有毒气体检测、山顶滑坡探测和救援人员生命体征的探测等。

4 结束语

我国应急管理系统的建立，代表着中国信息安全管理体系往前迈开了重要的一步，实现了紧急抗灾救灾力量和资源的融合，建立起统一、灵活的具有中国特色的突发事件应对系统，最终提升我国防灾救灾能力。应急通信作为应急管理系统的神经中枢，已引起世界各国的重视。应急通信体系是一个长期的工程项目，多部门管理系统规范性发展，以建立起适合我国独特的应急通信管理系统。同时，随着各种管理体系的发展以及新技术的应用，利用新方式实现应急通信，使得应急通信系统在我国防灾减灾宣传抗灾中起到关键作用。■