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应急通信的“黄金 72 小时”

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生命至上,众志成城。灾后72小时是抢险的黄金救援时间,阻碍救助被困人员的因素有很多,主要是交通和通信的阻断。众所周知,我国已建成全球最大光纤网络、4G网络和5G独立组网网络,网络供给能力全球领先。但在大灾面前,通信的中断往往引起人们的非议,甚至有人质疑我国网络基建堪忧,盛名之下,却有些名不副实。


其实不然,有专家指出,在自然灾害中信号中断的原因无非两大因素,一是基站的关键配套设施出现问题比如自然灾害破坏了供电设施,导致基站断电。虽然基站都会设置应急电源(当基站断电后,由应急电源供电),但当应急电源的电也耗尽后,基站就会停止工作。或是自然灾害破坏了连接基站的光缆等设施,导致基站沦为“孤岛”,无法连接通信网络。二是基站本身被自然灾害损坏,无法正常工作。


当公众通信网络因不可抗拒因素中断后,应急通信就成为通信保障的强补充。应急通信作为保障我国公共安全体系的重要一环,在突发事故后,承担着着及时、准确、畅通地传递第一手信息的“急先锋”角色,是决策者正确指挥抢险救灾的中枢神经。应急通信只有在突发灾害来临时,真正及时、准确、畅通地传递抢险救灾信息,才能把好安全的第一道关。



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我国已拥有体系化应急能力


当今社会,日益增多的大型集会及一系列突发事件(诸如地震、火灾、恐怖事件等)给现有通信系统带来极大的压力。在突发事件初期,由于引发社会关注甚至造成公众恐慌心理,通信业务量短时间内猛增,进而造成不同程度的网络拥塞甚至中断。此时,无线应急通信系统显得至关重要。


目前灾害救援中常见的通信保障手段包括卫星通信、应急通信车、无人机应急通信等。其中,卫星通信由于终端设备较贵、通信费用高,在发生重大灾害或突发事件时,不可能保证每个部门或个人都能通过卫星电话与外界联络,局限性较大,卫星通信终端通常配备在远洋航船上。应急通信车是最常见的应急通信设备,就像一个移动的基站,主要用来解决大型活动的通信容量问题,已广泛部署在全国各地,但其受路况等因素影响较大并且覆盖范围较小。无人机应急通信得益于近几年无人机技术的大发展,逐步完善起来。无人机具有操作简单、应用灵活、成本低廉、适应性强、覆盖面广等显著优点,应用于应急通信领域之中,不仅能解决地形、气候、自然灾害等对设施建设的限制,有效保障应急通信服务的普及,同时还能进一步提高应急通信保障能力和水平,让通信服务更稳定、更持久、覆盖面更广。但目前无人机在应急通信方面还存在续航能力等技术及管理问题。


值得一提的是,近年来包括Verizon、AT&T、Google、中国电信、中国移动、中国联通在内的全球多家通信运营商携手相关研究机构,开展利用浮空平台结合蜂窝通信基站实现应急通信保障的研究,主要涉及无人机、氦气球等平台与通信基站集成方案。


2020年新冠肺炎疫情暴发,在云计算、大数据、5G技术支撑下,应急通信呈现新的形式,我国应急通信发展进入新阶段。借鉴海外应急通信模式,加之我国卫星互联网、专网通信等产业发展逐渐成熟,我国应急通信方式逐渐走向卫星化、专网化。


“我国目前已经拥有了体系化的应急通信能力。”业内专家表示。首先,具备了“人防”和“物防”的双重体系。所谓“人防”,就是已经制定了相对完善的制度,在各类应急场景下,有制度可循,有岗位可派;所谓“物防”,就是拥有不同类型的应急通信网络与设备,可面向各场景提供服务。其次,已经拥有完备的应急通信保障网络与设备基础。具体而言,通过卫星通信、地面移动通信、广播通信、无线电通信等网络与空中基站、手持设备、应急广播等终端设备结合,保证应急通信落地。最后,已经拥有面向各类场景、各类人员的应急通信服务能力。在场景方面,针对人员临时密集(如演唱会、春运等),通过应急通信保障车;对于重大事项的传达,通过应急广播方式;对于地面基站全部损毁的重大自然灾害,则通过无人机方式提供通信服务。在人员方面,对抢险救灾工作人员、普通社会公众采用差异化的保障方式。


在此前河南暴雨抢险救灾过程中,三大运营商都采用了一些新型的应急通信方案,比如中国电信携带系留式无人机基站、背负式基站等应急装备,开通系留式空中无人机基站(系留无人机作为应急通信基站,具有快速部署、轻便灵活、起降环境要求低等特点,能实现几十千米范围内快速、可靠、廉价的宽带通信),助力灾区恢复通信,并通过多部中国电信天通卫星电话保障指挥调度顺利畅通。中国移动翼龙大型长航时无人机应急通信系统(该系统利用大型固定翼无人机搭载中国移动无线通信基站,采用4G/5G通信技术,通过卫星传输,提供全天24小时应急通信保障方案,完全摆脱地面供电、通信回传的束缚,可快速打通指挥中心与指定区域之间的通信)跨省远程机动到受灾地区,全力保障灾区通信,有效减少灾区人民群众的生命和财产损失。诸多措施显示出运营商的应急通信技术手段和部署能力都有了明显进步。



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应急通信面临的挑战及建议


目前,我国已经认识到应急通信系统的重要性,并且各个部门已经配置了不少应急通信系统和设备,积累了相当的使用经验, 应急通信保障取得了长足的进步。但在新的形势下,无线通信行业的重要性与迫切性日益凸显,应急通信网络仍面临诸多问题有待解决。


第一,对地面设备(如基站等)有较大的依赖,使得在极端自然灾害的情况下,保障能力受限。例如在河南灾情救援中,中低空螺旋翼无人机基站尽管数量众多,但无法实现与地面通信,而高空翼龙无人机全国仅一架,还需要从贵州调配。


● 第二,在当前社会公众对通信网络存在高度依赖的背景下,现有应急通信大约只能实现原有使用行为的10%左右替代作用。例如在人群密集的时候,即便有应急通信车,也无法良好实现数据传输;在重大自然灾害来临时,仅有在翼龙滞空时,才能实现语音、短信发送。


那么下一步如何扎实推进应急通信产业发展?对此,工信部相关专家提出三方面建议。一是做好顶层设计,加快制定《国家应急通信“十四五”规划》,为未来5年的应急通信发展做引领。二是加强能力建设。抓住5G、卫星互联网、大数据、人工智能等新技术的发展机遇期,努力突破一批应急通信保障所需的核心技术,实现保障响应更迅速、业务更丰富,全面提高国家公共安全应急通信保障能力。三是提升队伍水平。不断建立完善人才队伍培养、资格认证等系列工作,为应急通信创新发展奠定人才基础。


具体到能力建设方面,业内专家提出要加强“三化”。第一,无线化。相比较而言,固网设施更容易受到灾害影响,并且在出现紧急情况时部署不便,因此无线化(包括地面各类无线网络、卫星网络等)是更有效的方式。第二,层次化。具体包括两个方面的含义:一是对不同层级人员,实现不同应急方案;二是对于不同类型的网络、设备,有不同的应用场景。第三,民用化。也就是说,尽量实现所有应急网络、设备在非应急状态下也有用途。例如1400MHz的应急通信网络日常可作为城市物联网;应急广播日常可作为村村通广播;基站无人机在更换模块后,可作为通用无人机使用。


如何建设应急通信网络,使之在重大自然灾害来临时第一时间发挥作用,是摆在我们面前的一道考题。产业链需联合各方力量,进一步加大研究力度,支撑国家政府部门做好应急通信顶层设计、产业相关政策制定;加强科研创新,强化标准规范,促进先进适用的技术研发与设备研制;推动产业链上下协同,加强新产品的示范应用,促进应急通信产业的健康发展。


责编/版式:范范

校对:舒文琼

审核:申晴

监制:刘启诚



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