應急通信技術分析范文

本站小編為你精心準備了應急通信技術分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：

近年來，隨著通信技術、計算機技術、微電子技術的發展和大型自然災害產生的巨大影響，對應急通信的需求更顯迫切，所以對應急通信的研究成為研究的熱點之一。本文介紹了應急通信的概念、特點和主要方式，并對地震現場應急通信的特點和需求進行了專門闡述，希望為地震應急通信深入研究提供有益的參考。

關鍵詞：

應急通信；地震應急；地震現場通信

我國幅員遼闊，地理、氣候條件復雜，是全球遭受自然災害最嚴重的國家之一，災害種類多、發生頻率高、損失嚴重[1]，特別是地震這種自然災害。由于我國位于世界兩大地震帶――環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓，地震斷裂帶十分活躍，具有地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣等特點[2]，近年來汶川8.0級、玉樹7.1級、雅安7.0級、魯甸6.5級等破壞性地震相繼發生，對通信基礎設施造成了嚴重的破壞，給搶險救災工作帶來了很大的困難。應急通信是突發性緊急事件時通信需求的基礎保障，建立并完善先進的應急通信系統是面對地震等突發性緊急事件時搶險救災的重要工作內容，因此，對應急通信的研究具有極其重要的意義。

一、應急通信概述

現代意義的應急通信一般是指為應對自然或人為突發性緊急情況時，綜合利用各種通信資源，保障信息傳遞、緊急救助或指揮調度等工作順利開展所需的一種通信手段，它是一種暫時性、快速響應的特殊通信機制。應急通信除了需要滿足時間突發性、地點不確定性、業務緊急性和信息多樣性等要求外，還須具備部署快速、易于安裝、健壯性好、擴展性強、成本合理等特點[1]，并提供可靠的信息傳輸服務。應急通信不是一種通信方式，而是一組支持不同應急需求、具有不同屬性的通信方式，其功能結構圖如圖1所示。從應急通信功能結構圖可以看出，應急通信根據通信需求不同可分為多種應急通信系統，如：（1）支持國家重大突發事件監視和預測的通信系統；（2）支持地方發現和處理突發事件的通信系統；（3）支持災區最高指揮員實施現場指揮的通信系統；（4）支持現場搶救的通信系統；（5）現場電視轉播系統；（6）災區現場應急通信技術支持系統；（7）災區群眾自救和呼救應急通信；（8）災區群眾對外通信等。

二、應急通信主要方式

目前，應急通信主要采用的通信方式基本為兩種，即有線和無線。

2.1有線通信。有線通信分為公用通信網和專用通信網。公用通信網最常見的是互聯網，特點是覆蓋的范圍廣，通信的容量大，承載的業務種類繁多，其性能也穩定，費用還低廉，是遭受一般自然災害情況下應急通信最基本的信息傳遞手段，但其經受大災害的沖擊能力有限，緊急事態下在優先權方面的能力也很不足。因此，公用通信網抗大災的能力有待繼續提高[3]，目前國內外對基于公用通信網的應急通信研究也很少。專用通信網是專業部門使用的專用網絡，如各國政府部門、軍隊等的專用網絡。當緊急事態下對公用通信網實施強制管制時，專用通信網是保障消息傳遞、上下級命令、應急指揮等的一種重要通信手段，但專用通信網在覆蓋能力、互通性及寬帶業務提供能力方面存在很大的不足，難以滿足如地震等重大災害通信的需求[4]。

2.2無線通信。無線通信是利用電磁波信號可在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，不需要專門布線，不受“線”的制約，在其信號所覆蓋的范圍內可方便接入，并可以實現在移動中的通信。因此，相較于有線通信，無線通信具有抗毀能力強、組網簡單、靈活快速等特點，是處置各種緊急突發事件時最常用的通信方式。無線通信主要有：短波通信、超短波通信、微波通信、集群通信、無線局域網和衛星通信。

2.2.1短波通信。短波通信是一種依靠電離層反射進行傳播的無線電通信技術，其波長在100米～10米之間，頻率范圍為3～30MHz。短波通信其通信距離較遠，是遠程通信的主要手段，并具有組網靈活、抗毀性和自主通信能力強、運行成本低廉等優點[5]，但由于短波傳播所依賴的電離層高度和密度易受地形、地物、晝夜、季節、氣候等因素影響，所以短波通信的穩定性較差，噪聲較大。隨著數字信號處理技術、擴頻技術、差錯控制技術及自適應技術的進步，以及超大規模集成電路技術和微處理器的出現與廣泛應用，短波通信的發展及使用進入了一個新的階段。短波通信最常見的是短波電臺，目前，短波電臺已實現數字化和小型化，具有體積小、重量輕等特點，特別是車載短波電臺機動靈活，可隨時隨地架設，是應對緊急突發事件一種行之有效的應急通信手段。

2.2.2超短波通信。超短波通信也是利用電離層進行傳播的一種無線電通信技術，其波長在10米～1米間，頻率范圍為30～300MHz(或擴展到1000MHz)，常用的有70MHz、150MHz、4MHz、9MHz等。超短波電離層傳播有散射傳播和透射傳播兩種主要形式，由于地面吸收較大和電離層不能反射，因此其主要特點是視距直線傳播，同時有一定的繞射能力，工作頻帶較寬。超短波通信的缺點是頻段頻率資源緊張，并且傳輸距離短，一般只用于近距離戰術通信，比如美國的“辛嘎斯”（SINCGARS)分組無線網和挪威的“戰術數字通信”(TADKOM)系統[6]。超短波通信最常見的是超短波電臺，與短波電臺相比，具有通信頻帶寬、容量大、信號穩定等優點，是近距離無線電通信廣泛使用的主要裝備。

2.2.3微波通信。微波通信是使用微波進行傳播的一種無線電通信，其波長在1毫米～1米間，頻率從1GHz到30GHz，采用直線傳播，反射能力強，不被電離層反射，可通達各種距離，中繼距離一般50公里左右，可在各種艱難的環境中快速部署開通，具有通信容量大，通信質量穩定，受外界干擾小，抗毀能力強，小范圍部署速度快等優點，能夠提供電話、電報、傳真、數據、圖像等多種業務[4]，所以非常適合于應急通信。但由于微波的頻率高，波長短，在空中傳播特性與光波相近，基本就是直線前進，遇到阻擋會被反射或阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉發。

2.2.4集群通信。集群通信是指利用信道共用和動態分配等技術實現多用戶共享多信道的無線電移動通信，其最大特點是通信采用PTT(PushToTalk)方式，以一按即通的方式接續，被叫不需摘機即可接聽，且呼叫接續速度快，并支持群組呼叫功能；同時，由于采用了信道共用和動態分配技術，用戶具有不同優先級和特殊功能，可實現通信時一呼百應。因此，集群通信具有組網快捷、靈活，指揮調度功能強，支持優先級控制等功能，特別適合作為一種指揮中心到現場及突發事件現場應急指揮專網的應急處置通信手段，其主要缺點是網絡的覆蓋范圍有限。目前，主要的集群通信技術標準有：歐洲的Tetra、美國的iDEN、中國的GT800和GOTA。

2.2.5衛星通信。衛星通信是指利用人造地球衛星作中繼站來轉發無線電波，在兩個或多個地球站之間進行通信，實際上是微波接力通信的一種特殊形式[7]，具有覆蓋范圍廣且無縫隙覆蓋、通信距離遠、抗毀能力強、機動能力強、建立通信鏈路快、容易部署等優勢[6]。因此，衛星通信既可用于平常的地面固定線路傳輸備份線路，又能夠在緊急情況下快速建立廣域網的通信鏈路，所以非常適合地震等突發事件緊急情況下對應急通信廣度的需求。衛星通信的缺點是傳輸時延大，資源稀缺，存在盲區，容量有限，易受天氣等因素干擾，且使用成本很高。

2.2.6無線局域網通信。無線局域網通信主要是利用射頻技術使用電磁波在空中進行通信連接，實現發送和接收數據，具有組網靈活、易擴展、安裝便捷、移動性好，配置簡單、成本低等優點。IEEE802.11WLAN標準工作小組已經推出了802.11a/b/g/n等標準協議，理論最高傳輸速率可達600Mbps，正在研究中的802.11ac協議是一個新的802.11無線局域網通信標準，將通過5GHz頻帶進行通信，可實現1Gbps多站式無線局域網通信或最大理論傳輸速率2.34Gbps。無線局域網通信所能覆蓋的范圍從室內幾十米到室外幾百米，有效傳輸距離可達20km以上。目前隨著對無線局域網關鍵技術和無線組網方式的研究越來越深入，基于無線局域網的應急通信研究也越來越多，典型的是基于無線自組網技術應用，主要有ADHOC網、無線傳感器網和無線Mesh網。

三、地震現場應急通信

破壞性地震往往會對通信基礎設施造成破壞，甚至損毀，使受災地區對外通信中斷，成為完完全全的信息孤島[2]，給救災組織、指揮調度、人員搜救、次生災害預防等工作造成重大困難。因此，地震現場要利用各種通信資源，快速有效地實現災情信息的傳遞上報，為救災組織、輔助決策、指揮調度等提供支持。

3.1地震現場應急通信需求。地震現場應急通信需求主要分為以下六類：1）災區指揮長實施指揮的通信需求，主要是要以現場指揮部為中心，配置覆蓋整個災區的通信網絡，從而指揮部可以實現對災區所有參與現場搶救的群體指揮調度。2）支持現場搶救的通信需求，用來實現現場搶救群體的領導者與群體成員之間協調。3）災區現場應急通信技術支持系統需求，主要是用來實現災區現場各種通信技術及系統之間互通，并延長傳輸距離。4）震情監測通信需求，主要用來實現流動監測等專業設備業務數據的傳輸。5）災區民眾自救和呼救的通信需求，主要用來實現災區群眾自救和呼救。6）現場轉播通信需求，用來實現對災區現場狀況轉播，方便后方掌握更多災區信息。3.2地震現場應急通信功能。地震現場應急通信需要實現的主要功能有：1）現場指揮部能夠實現與后方指揮部音視頻、數據、圖片等的傳輸。2）現場指揮部能夠實現對災區各救援群體的語音、數據通信功能。3）各救援群體間能夠實現相互的語音、視頻、圖片傳輸等功能。4）能夠實現現場的快速通信組網。

四、結語

我國目前正進入經濟社會發展的關鍵階段，應急通信對我國的國民經濟發展和社會的穩定具有重要意義，特別是自2008年汶川、玉樹等大地震后，我國對建立應急通信網絡體系的重視程度大大提高，已經把建立應急通信網絡體系作為事關國家安危的重要課題來抓，因此，加強對應急通信的研究具有極其重要的現實意義。

參考文獻

[1]王成.應急通信技術綜述[J].科技信息,2009(27):42-73.

[2]付榮國,肖飛.基于無線Mesh網絡技術的應急通信技術應用[J].防災減災工程學報,2014,34(6):778-783.

[3]姚春華,武瑩.公用通信網抗大災害能力亟需提高[J].世界電信,2009,9:49-50.

[4]丁銳.專用通信網在應急通信中的地位[J].中國無線電,2012,3:31.

[5]孫月光,李健.關于四種應急通信手段運用的思考[J].數字技術與應用,2011,5:102-103.

[6]王海濤.短波自組網及其軍事應用[J].現代軍事,2007,1:39-41.

[7]呂海寰等.衛星通信系統[M].北京:人民郵電出版社,1994:31-38.

作者：付榮國 單位：江蘇省地震局地震應急救援中心