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关于应急通信系统的思考
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2023-9-14 11:15
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标题:
关于应急通信系统的思考
引言
当今社会,日益增多的大型集会类事件对现有应急
通信系统造成极大的压力,同时,地震、飓风、火灾等
一系列的突发事件不断地考验着应急管理工作的工作能
力、办事效率。在突发事件应急处置中,应急通信是应
急管理、抢险救灾最重要和最基本的信息传递手段,符
合突发性、移动性、紧迫性、高强度、大规模的应急救
援要求,充当着及时、准确、通畅地传递第一手信息的“先
锋”角色,是决策者正确指挥突发事件处置的神经中枢。
我国应急管理和保障人员众多,但应急通信系统不够完
善,无线电频率资源紧缺,如何整合各方资源,不断完
善升级现有应急通信系统,成为实现“统一指挥、专常
兼备、反应灵敏、上下联动、平战结合”的应急管理体
系的重要一环 [1]。纵观全球,世界各国对于应急通信体
系的建设都十分重视,其中尤以美国为最,美国拥有雄
厚的经济实力和先进的科学技术水平,对于应急通信体
系(FirstNet)的建设,进行了诸多探索,对我国而言,
具有一定的借鉴意义和参考价值。
1 美国的应急通信无线专网
美国虽然是世界军事、科技、经济、金融霸主,但
是面对突发事件,应对和处置工作任务仍然十分艰巨。
2001年“9•11”恐怖袭击事件、2013年波士顿爆炸案和
2017年拉斯维加斯露天音乐节枪击事件,2019年休斯敦
KMCO 化工厂爆炸,2020年美国大规模抗议和骚乱事
件等天灾和人祸,都给美国经济社会的发展带来了巨大
的挑战和威胁。据统计,美国第一响应人员达到280万,
公共安全系统由联邦、州和地方机构组成,独立管理的
网络总数超过1万个,系统碎片化问题严重。这种孤岛式、
相互割裂而存在的信息通信系统,不仅通信系统本身的
运行成本高昂,而且公共安全决策者指挥的有效性也极
大降低。
20世纪70年代开始,美国着手建设应急通信网,通
过多年探索认识到全国统一的应急通信无线专网系统是
消除部门间的障碍、促进互操作性的关键,使前线的救
援队伍和后方公共安全机构之间的情况汇报和命令传递
变得更加高效和安全。因此,建设全国性的 FirstNet 逐
渐成为各方共识。
2006年,美国发布公共安全通信和互通电信要求 ;
2007 年,美国联邦通信委员会(FCC)重新分配 700
MHz 频段,共34 MHz 用于公共安全通信 ;2010年,美
国国家宽带计划出台,支持部署一个覆盖全国、互 操作
性的公共安全移动专用无线宽带网 ;2012年,奥巴马总
统签署《2012中产阶级减税和创造就业法案》,通过立
法确认700 MHz“D”频段20 MHz 频率资源为公共安全
服务 ;2017年,美国 AT&T 中标 FirstNet 网络建设项目,
这是全球首例主流电信运营商参与全国性质的公共专网
建设运营,随后美国50个州全部加入 FirstNet[2];2019年,
关于应急通信系统的思考
杜 奔
(国家无线电监测中心检测中心,北京 100041)
摘要:应急通信是应急管理、抢险救灾最重要和最基本的信息传递手段。日益增多的大型集会类事件,地震、飓风、火灾、
恐怖事件等一系列的突发事件给我国现有系统带来极大压力。根据美国在应急通信体系(FirstNet)的建设经验,为我国应
急通信系统的建设提出一些建议。
关键词 :应急通信 ;宽带网络 ;频率资源
产业
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FirstNet 可部署物被用于支持全国450多个行动的覆盖范
围或能力,拥有72架地面部署设备、
3架“翼上飞行单元”
无人飞行器和1架飞艇 ;2020年,FirstNet 批准2.18亿美
元的网络投资,用于支持使用 FirstNet-AT&T 网络的第
一响应者使用5G 和其他可部署设备。
2 我国的应急通信
2.1 概况
2017年,《国务院办公厅关于印发国家突发事件应
急体系建设“十三五”规划的通知》正式发布,明确提
出我国应急通信保障能力建设要求,指出要充分利用相
关专网资源和最新科技成果,整合和完善应急通信能够
使用的各类网络资源,提高公众通信网络坚固稳定性和
应急服务功能,形成公用应急通信保障能力 [3]。
2018年,我国应急管理部成立,旨在整合优化应急
力量和资源,推动形成统一指挥、专常兼备、反应灵敏、
上下联动、平战结合的中国特色应急管理体制,提高防
灾减灾救灾能力,确保人民群众生命财产安全和社会稳
定。建立灾情报告系统并统一发布灾情,统筹应急力量
在救灾时统一调度,自然灾害类应急救援,承担国家应
对特别重大灾害指挥部工作 [4]。为顺利完成这些任务,
需要大量的调度和指挥工作,强大完善的应急通信系统
是实现这些任务的关键。
据中国产业调 研网发布的《中国应急通信行业发展
监测分析与发展趋势预测报告(2016-2022年)》显示,
我国应急通信系统缺乏对通信手段的有效集成,需要进
一步优化完善。有些通信网络不足以支持视频、图像等
宽带业务,并且各部门应急通信系统缺少统一规划和互
通标准,应急指挥平台难以互联互通 [5]。到目前为止,
我国已经发展了以应急卫星网、短波网、各类应急指挥
车载应急通信系统和小型便携通信终端等组成的应急通
信系 统,但是尚未部署建设全国范围的应急通信网络,
大部分无线专网扔然在使用2G 技术,对于大带宽需求
行业,需要建两张网络。全国各级应急管理机构的应急
管理业务人员、专业救援队伍、辅助应急人员总人数达
到1 620万人,使用的各类无线电通信设备约24万台套,
老旧设备数量较多(数万部模拟对讲机尚未淘汰),宽带
通信使用公众移动通信的3G/4G 网络进行图像、数据传
输,但能够使用的区域有限(约覆盖国土面积不足一半)。
2.2 宽带专网的发展
为了满足各行业对宽带集群业务的需求,2015年工
业和信息化部正式发布1.4 GHz 和1.8 GHz 频段专网频率
规划。2019年,国内宽带集群(B-TrunC)网络达到687
张,用户数超过30万,近60% 的用户分布在无线政务和
公共安全领域。B-TrunC 专网技术虽然日益成熟,但由
于宽带网络覆盖区域小,全域覆盖的投资巨大,所以发
展缓慢,而且各地的政府共网的运营商不同,暂时无法
实现全国联网,公共安全用户无法跨地域使用。
3 关于应急通信系统的思考
(1)发展应急通信系统应解决频率资源问题。在我
国 B-TrunC 产业联盟和 PPDR 技术论坛都聚集了国内重
要的科研机构和主流的通信厂商,在标准、技术和产业
等多方面开展相关工作,积极开展与宽带 PPDR 及其未
来发展频率规划等问题的研究,来支持未来公众保护和
救灾的发展,逐步发展规划更多的无线电频率资源。
(
2)发展应急通信系统应寻求适合的通信技术。虽
然5G 技术是时代前沿,但是 LTE 技术仍然是目前建设
应急管理无线通信系统比较适合的演进技术,LTE 技术
适合高速视频业务,网络建设成本低,为应急通信系统
LTE 与公众移动通信 LTE 互联互通奠定基础。
(
3)发展应急通信系统应充分调动运营商参与建设
的积极性。运营商在建设通信网络方面具备各种优势,
充分利用运营商的技术、人才和网络基础设施等资源更
有利于应急通信网络的建设。
(
4)发展应急通信系统应充分结合业务特点。应急
管理业务具有较明显的地理聚集,日常业务量水平较低,
突增业务量较多,紧急业务量较高,时间长度不一和可
靠性要求高等特点。为应对这样的需求,应急管理无线
通信系统应具备多频段、宽窄融合、公专融合的特性。
(
5)发展应急信系统应注意避免网络碎片化问题。
我国传统应急网络也存在严重的碎片化的问题,为解决
这一问题,就要建立覆盖范围广阔、相互操作方便、性
能稳定可靠、易扩展的应急通信系统,既可以节约频率
资源,又可以形成有效联动,统合各种力量进行集中指
挥。
(
6)发展应急通信系统可以合理应用新一代公众移
动通信技术。第五代公众移动通信(5G)系统具有低时延、
大带宽等特点,应用切片技术,在人口密集场景充分发
挥作用。例如 mMTC 海量机器通信接入切片可满足海量
物联终端接入需求 ;eMBB 增强带宽切片可满足高清视
频回传需求 ;Voice 语音切片可满足高清语音通信需求。
参考文献
[1] 中共中央印发《深化党和国家机构改革方案》[EB/OL].http ://www. gov.
cn/zhengce/2018-03/21/content_5276191.htm#1
[2] 姚国章,陈菲,陈建明,赵刚 . 美国公共安全无线宽带网 FirstNet 的建设
与启示 [J]. 中国应急管理,2014(
2):48-53.
[3] 国务院办公厅关于印发国家突发事件应急体系建设“十三五”规划的通
知 [EB/OL].http://www.gov.cn/zhengce/content/2017-07(下转第 38 页)
万方数据观察
Industry Observation
D
IGITCW
产业
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路运输过程中的安全程度。例如,在设计标准中,针对
时速超过120 km/h 的列车,在其运行路线的两侧必须加
装上隔离护栏或者隔离栅栏。在机动车穿过铁路桥梁的
入口位置设置明显的限高栏和限高标识。这些标准体现
了我国铁路线路设计的人性化,提升了铁路的服务质量。
2 铁路线路设计中信息化技术的运用
对于铁路线路设计而言,运用信息化技术能够有效
提升设计效率,保证设计质量。由于信息化技术的范围
较为大,包含的应用技术较多,在铁路线路设计中并不
会应用到全部的信息化技术。因此,以下主要介绍几种
信息化技术在铁路线路设计中的运用。
2.1 3S 技术
铁路线路的设计必须综合考虑路线经过的区域的地
理环境情况,保证线路设计与区域地形地貌相一致,进
而保证铁路建设的质量和效率。在对地质环境进行勘测
的过程中,可以搜集到与建设实际相关的数据,并对数
据进行整理、归纳和研究,明确设计思路。在这个过程中,
可以充分利用3S 技术来实现,主要包括 RS 技术、GPS
技术和 GIS 技术,能够促使线路设计更加具有科学性和
合理性,减少成本投入,保证建设效率 [3]。
对于 RS 技术的运用而言,能够有效收集到地理环
境数据,而且操作便捷,获取的数据具有较高的准确性
和可行性,在铁路线路设计中可以更好的应用这些数据,
将地理环境状况全面呈现出来,为线路设计提供数据参
考。
对于 GPS 技术的运用而言,在铁路线路设计中主要
起到定位的效果。由于铁路线路的范围较大,经过的地
理环境复杂多变,这时就可以利用 GPS 技术对线路进行
精准测量,操作方便而且精确度很高,能够有效替代传
统采用的位置测量方式,也成为铁路线路设计中采用的
一种基础性技术。
对于 GIS 技术的运用而言,在铁路线路设计中能够
实现空间分解、对比分析和三维可视化。GIS 三维可视
化设计主要是利用 DTM 算法实施,借助该算法中的分
治算法,构建三角网,对三角网进行合并,能够减 少 线
路设 计中的排序工作量。利用 GIS 技术,实现铁路线路
三维可视化设计,主要是进行地形、线路、地形及线路
整体的三维模型设计,还可以实现双线铁路线路的分段
建模设计、三维景观动画设计等。同时,采用 GIS 技术
还能对铁路线路设计中各个方面的因素进行对比研究,
从中选择出具有合理性的设计方案。
2.2 PDA 技术
随着现阶段物联网技术的快速发展,PDA 技术作为
一种信息化数据采集和处理的技术,在各个行业都有广
泛的应用。在铁路线路设计中运用 PDA 技术,能够通
过数据自动采集和处理系统,保证各项数据的使用效率,
减少设计流程的应用,而且还能有效实现数据对比分析,
发现错误数据并进行重测改正 [4]。同时,应用 PDA 技术
还能指导测量人员的工作,保证采集到的数据具有可用
性价值,能减少不必要的工作,还能缩短设计周期,确
保设计质量。
2.3 虚拟现实技术
通常在完成铁路线路设计之后,需要对设计方案、
流程、内容等可行性进行检测,判断其是否满足实际需
求,在这种情况下就可以应用虚拟现实技术,对设计的
铁路线路实施可视化模拟操作,及时发现其中存在的问
题,并综合考虑勘测的数据、信息等对问题进行优化和
调整,保证设计方案的合理性和可行性。另外,通过虚
拟现实技术的运用,还能提升设计人员的创造能力,促
使其将相关知识、技能融入到设计中,促使铁路线路设
计更加具有规范性、完整性。
3 结束语
总之,信息化技术较多,应用范围广阔,在铁路线
路设计中运用信息化技术,比如3S 技术、PDA 技术和
虚拟现实技术,能够有效提升设计效率,减少铁路线路
的建设成本投入,获取较高的社会经济效益。在信息化
技术不断完善和创新发展的情况下,铁路线路设计会更
加完美,能够有效促进我国铁路行业的发展。
参考文献
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计,2019(09):84-86.
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论研究(电子版),2019(10):96-97.
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2018(23):112-113+116.
附件: [关于应急通信系统的思考]
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