前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的应急通信技术现状及趋势探析，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
应急通信是指应对突发紧急情况或者特殊通信保障任务，综合利用各种通信资源来满足通信业务需求，是一种暂时性的特殊通信机制。介绍了应急通信的定义、特点及其分类，分析了应急通信的场景需求，并对应急通信的技术进行研究并对比了其优缺点，单一应急通信技术无法满足多层次的通信需求，需要融合各类通信方式，加快新型技术的研究开发，最后展望了应急通信技术发展方向。随着通信技术的快速发展，通信技术已经融合到人们生活的点点滴滴，给人们生活带来便利，并在国民经济发展中发挥着举足轻重的作用，比如铁路调度、云端会议、网络支付等。然而人们在享受通信技术日益发展的福利同时，也面临着各种潜在的风险挑战，比如各类自然灾害、突发公共安全事件等。在面对突发事件时，如何发展应急通信技术已经引起社会各方面的关注。应急通信技术不是一种新型通信技术，而是在应对各种各样的突发公共安全事件，灵活融合各种通信方式，以期达到稳定可靠的通信。西方国家因为通信技术的起步较早，应急管理支持技术研究相对成熟。比如美国使用WPS(WirelessPriorityService)业务使美国人们享受无线和有线两个网络的优先权；日本建设了由固定通信链路、卫星通信链路和移动通信链路组成的覆盖全国的“中央防灾无线网”，并建立多路环形传输线路机制；英国电信运营商采用了“呼叫终止”的方式来解决网络拥塞。表1所示是应急通信系统及通信方式。
1应急通信
1.1应急通信的定义。应急通信重在突出“应急”二字上，在面对突发情况时，原有通信系统无法满足通信需求，为了保障通信畅通，满足通信业务需求，采用灵活的、机动的、可靠的、融合的通信方式，是一种暂时的特殊性通信机制。应急顾名思义是应付迫切的需要，国际上根据不同的应急情况，对于应急通信进行分类，一种是减灾通信TDR(TelecommunicationsforDisasterRelief)，是为了应对突发公共事件，大型自然灾害等，为地区提供一套临时稳定灵活的通信方式。另一种是应急通信服务ETS(EmergencyTelecommunicationsService)，指的是应对重大活动或任务时，利用现有的通信手段和技术达到目标通信需求，比如大型会议保障、反恐任务通信干扰等。两种的区别在于前者没有预见性，或者发现来不及做好准备，后者是具有预见性，可以为了特定的通信需求做足充分的准备。
1.2应急通信的特点。其特点首先是随机性和不确定性，因为突发事件发生的时间和地点大多数是无法预测，或者是有征兆但来不及做事先的准备，例如2004年印度洋海啸。第二是突发性，自然灾害比如地震、海啸是突如其来的，几乎没有征兆，往往造成巨大的破坏力，对通信设备带来巨大的损坏。第三是时效性，面对突发自然灾害，第一时间恢复通信对救灾减灾具有重要意义，比如2008年汶川大地震。第四是可靠性和安全性，担负军事作战任务或者警卫安保任务时，要求通信准确、可靠、安全和保密。
1.3应急通信的分类。应急通信按照传输媒质可以分为有线通信和无线通信两种通信方式。有线通信是利用电线或者光缆作为通讯介质，通信方式包括公用电话、网络通信等。无线通信是利用电磁波而不通过线缆进行信号传输，常见的包括卫星通信、短波通信、蜂窝通信、集群通信等。如图1所示。按照信息传输流程来区分，包括突发事件前信息监测预警、突发事件发生时的紧急呼叫、定位、优先权处理和突发事件发生后的减灾救灾、安抚重建等。根据应急通信系统构建方法，可分为容灾性应急通信系统和搭建性应急通信系统。容灾性应急通信系统则以提升通信系统的抗毁性、容灾性为目的，以便在发生突发情况时，能够及时传达灾区信息，比如超级基站、专网集群网络等。另一种是能够在发生突发事件后，能够快速灵活地部署通信网络，恢复区域通信链路，比如卫星应急通信车、高空移动驻留通信等。
2应急通信技术
突发事件如自然灾害会在短期内造成光缆中断、电力系统瘫痪、通信设备受损，导致区域通信成为盲区；另外一方面，突发事件初期，会在社会范围内引起大范围恐慌，会引起通信业务量猛增，导致不同程度的网络堵塞；次生自然灾害会对通信设备造成二次损伤。因此加大对不同的应用场景下应急通信技术研究对于提升应急通信保障效益具有重要意义。
2.1应急通信的应用场景。结合自然灾害的应急管理体系，按照应急指挥救援流程，根据通信的需求类型，可以把应急通信场景划分为四个部分。一是国家指挥中心与现场指挥中心的广域传输网，要求通信距离远稳定且保密；二是现场指挥中心与应急救援分队之间的指挥调度专用网络，要求通信稳定实时且不受外界干扰；三是应急救援分队内部之间实施现场作业通信联络，要求通信区域网络稳定；四是灾区群众通信对外通信需求，要求通信话务量大，持续时间长。
2.2应急通信技术现状。应急通信，按照传输介质来分，主要分为有线应急通信和无线应急通信。有线应急通信是采用同轴电缆、双绞线、光纤等有线介质来传递信息，优点是通达范围广，资费低，不受环境干扰，缺点是依赖有线介质，抗毁性差，一旦被摧毁，通信很难在短时间内被恢复。常规的有线应急通信技术包括公用电话网、互联网等。公用电话网可以用作国家救援中心和灾害指挥中心的指挥通信网络，目前具有紧急呼叫功能，应急短信息功能，对于通过公网实现指挥调度应具备优先呼叫、优先接入以及拥塞控制等功能。互联网应急通信包括即时通信和电子邮件通信，即时通信比如微信、QQ等软件可以发送文字、语音、图片、短视频，也可以通过位置共享、搜索附近的人进行定位，电子邮件通信最大的特点是存储转发式服务，在网络繁忙的条件下可以保留信息。无线应急通信不需要依赖传输介质传输，是利用电磁波传送信号。它的优点是可移动性、覆盖性广、部署灵活，抗灾性强。常用的无线应急通信手段包括卫星通信、无线应急电台、集群通信、蜂窝移动通信等。卫星应急通信是利用人造地球卫星进行微波中转通信，目前通信采用Ka、Ku、C、VHF等频段。它的优点是通信覆盖范围广，且不受地面条件限制，具有独立通信能力且抗毁能力极强。缺点是频段资源紧张、终端设备昂贵。常用的通信系统包括VAST(VerySmallApertureTerminal)卫星通信系统，利用甚小口径天线的微型地球站，通过组网构成一个卫星通信网；Inmarsat(InternationalMARritimeSATelliteOrganization)卫星通信系统，中文名称为“国际海事卫星组织”，该系统由卫星、固定站、网络协调站和移动站构成，它的特点是全球覆盖，保密性强，便携可移动；另外还有高通量通信卫星，北斗卫星导航系统以及卫星电话，如我国在2016年8月成功发射了首颗天通一号卫星，2018年天通一号卫星终端面向公众市场开放使用，采取“TD-LTE+卫星”双模通信，使用方便。无线应急电台是依赖电磁波传播信息，根据频段分类，可分为长波电台（30-300KHz）、中波电台（300-3000KHz）、短波电台（3-30MHz）、超短波电台（30-300MHz）以及微波电台（300MHz-300GHz）。短波应急电台通过电离层和地波传播，不依赖地面通信网络而独立工作，通信自主性比卫星通信更强，而且通信没有费用，被誉为战争状态下唯一可靠的通信，目前短波电台主主要包括美国CHESS(CorrelatedHoppingEnhancedSpreadSpectrum)短波跳频通信系统，美国海军的HF-ITF网络和HF舰/岸(HFSS)网络，国产烽火系列XD-D9B1型20W短波单边电台。中国FH2337系列新型微波自适应跳频网络电台采用自适应跳频技术，能够对周围电磁环境进行探测，随机选定干扰较小的频率进行传输，优点是能够适应用长距离传输，具有宽带高效等特点。集群移动通信是一种高级移动调度系统，是集指挥、调度、管理一体化的无线通信系统，具备安全、高效、智能化的通讯效果。主要特点是资源共享，系统所具有的全部可用信道都为系统内全体用户共享，提供一对一、一对多的通话方式，操作简单、且不受网络限制，常用的设备终端包括手持式对讲机和车载式对讲机和转发式无线对讲机。手持式对讲机包括MotorolarGP2000S手持式对讲机、建伍TK3107手持式对讲机，其特点是体积小、重量轻，便于携带，也可以在运动中进行通信，由于功率小，在视距无阻拦的环境下可以达到5km。车载式对讲机包括摩托罗拉GM398车载式对讲机，其特点是结实耐用、安全可靠，能支持160个信道，由于功率大，通信距离可达到20Km以上。蜂窝移动通信是采用基站设备来提供无线服务，根据基站辐射范围，可以分为大区制和小区制，优点是容量大，缺点是依赖于基站和地面馈电设备，易受自然灾害的破坏，很难快速恢复。高空移动驻留应急平台是将基站搬运到无人机、气球、飞艇，将信号从空中向下覆盖，它的优点是灵活性高、可以快速部署，且不受地面环境以及次生灾害的影响，可进行大范围覆盖。2020年9月，翼龙-2无人机成功完成全球首次应急救援通信保障实战演练，为公网覆盖不到四川木里林区提供通信保障。
2.3应急通信技术优缺点对比针对不同的应用场景，结合应急通信各类通信方法的优缺点，采取不同的通信保障方式，能够达到事半功倍的效果。具体应用场景如表2所示。
3未来发展方向
3.1通信设备更加便携化。传统的应急通信车因尺寸较大，受地面环境、建筑影响往往在突发事件后，不能灵活快递地进行通信保障，加快通信设备便携化，提高设备机动性能，对于减小应急响应时间，提升处置效益具有重要意义。2011年9月“便携式移动通信保障设备”在第九届少数民族运动会上大显身手。2020年9月翼龙-2无人机携带无线基站完成移动通信组网，小型化、便携式、高性能基站更有利于空基LTE通信保障。
3.2通信技术更加智能化。随着网络技术和信息科技的飞速发展，物联网、云计算、大数据已经深入到人类日常应用，人们可以利用RFID、传感器、监控等设备对自然灾害隐患区域进行感知、测量、捕获，做到提前部署，快速决策，减少灾害带来的损失。比如2018年5月，美国马里兰州发生了洪水灾害，美国国土安全部门通过自动传感器对洪水进行了预警，减少损失。2018年11月，美国加州发生森林火灾，美国旧金山的SilviaTerra公司利用人工智能技术结合树木的密度种类等对森林测绘，找出火灾风险最高的区域，从而做好预案。
3.3通信体系更加一体化。当前，我国的应急通信手段依赖于通信基础设施，网络的生存性和容灾性低。应急通信应用场景多样，通信需求形式多样，任何单一通信技术无法满足要求，所以必须充分融合各种通信技术手段，构建集监测、报警、决策等功能的一体化应急通信平台，以满足在应急情况下提供快速可靠的通信保障。
4结语
目前，应急通信技术研究已经较为成熟，但单一通信技术或多或少存在不足，无法胜任应急需求，因此加大对应急场景的通信需求研究，合理配置通信资源，对于提升应急通信保障效益，维护人民生命财产安全和社会稳定具有重要意义。随着5G、物联网等技术地快速发展，应急通信技术一定会有新的突破。
作者:周洋 单位:武警工程大学信息工程学院
