面向应急作业的组网通信模式分析与应用构想 .pdfVIP

面向应急作业的组网通信模式分析与应用构想

李器宇;张拯宁;张洁

【摘要】在自然灾害、社会事件、反恐处突等各类事件中,保障应急作业区域内的

信息通信是重要的工作内容之一.针对应急作业中的通信模式开展分析,归纳比较现

有的典型应急通信方式的技术特点,梳理应急作业中的各种数据类型、各层级作业

人员对通信的需求.设计融合多种通信手段的天地一体化应急通信模式,实现在三层

级应急作业体系下的主要应急作业数据的通信.根据基础通信条件的完好性的不同,

针对典型应急作业场景提出两种不同的应急通信网络方案.

【期刊名称】《通信技术》

【年(卷),期】2019(052)006

【总页数】6页(P1385-1390)

【关键词】应急通信;组网通信;应急减灾;天地一体化

【作者】李器宇;张拯宁;张洁

【作者单位】天津航天中为数据系统科技有限公司天津市智能遥感信息处理技术

企业重点实验室,天津300301;航天恒星科技有限公司503所)清华大学电子工程

系,北京100086;天津航天中为数据系统科技有限公司天津市智能遥感信息处理技

术企业重点实验室,天津300301

【正文语种】中文

【中图分类】TN915.9

0引言

我国常年面临应对各类严重的自然灾害，与处置突发社会公共安全事件的压力。在

应急减灾工作中保证作业现场区域的有效通信始终是应急减灾工作的重要课题[1]。

在2018年7月应急管理部、工业和信息化部联合印发的《关于加强灾害事故应急

通信保障工作的意见》中明确要求“加强应急通信装备配备”、“协同推进应急通

信网络保障能力提升”。经过多年的建设，我国已建成了比较全面的国家应急保障

体系，初步形成了以应急卫星通信网、短波通信网组成的通信网络体系，配备各类

车载应急通信系统和小型便携通信终端等应急通信装备，基本形成了较强的有线/

无线相结合、固定和移动相结合的应急通信保障能力[2-3]。

但近年来在应对各种突发事件时，面对复杂的现场情况下种类愈发多样化的数据采

集设备获取的现场数据与人员指挥调度信息，各类型应急通信装备都无法独立完成

全部数据传输任务，多模通信手段之间缺乏融合组网，不能对应急作业所需的各类

型数据提供全方位、高可靠的实时/准实时通信保障[4]。

因此，针对各种典型应急情况抢险救援作业时各级应急作业人员的多元数据传输需

求[3]，规划设计天地一体化的多模通信手段的应急通信体系尤为迫切。

1当前应急作业下的典型通信方式

1.1卫星通信

在应急作业中，卫星通信的主要应用方式包括基于甚小口径卫星通信终端（Very

SmallApertureTerminal，VSAT）的中高速率卫星通信与基于卫星电话移动通

信的低速率卫星通信等方式。

中高速率通信主要使用VSAT卫星通信装备实现。其地面终端设备集成度高、类

型多样，可实现语音、图像、视频等各类型数据的传输，具有单兵便携卫通、车载

静中通、车载动中通、船载动中通等多种形式。

国际海事卫星（Inmarsat）是全球静止地球轨道低速率移动通信卫星系统的典型

代表，既可以提供低速率（4.8kbit/s）语音和数据服务，也提供高速率（共享可

达492kbit/s，流IP最高可达256kbit/s）数据服务。天通一号是我国第一代低

速率高轨移动通信卫星系统，主要在我国国土及周边地区提供服务，话音、窄带数

据通信带宽最高为9.6kbit/s；图像、低码率视频通信带宽可达到384kbit/s。

铱星、全球星系统是典型低轨卫星通信体系[5]。与同步轨道卫星相比，通信传输

延时低、功耗小，通信质量高、终端设备更小巧，主要提供低速率语音通信。

1.2北斗短报文通信

北斗短报文通信是我国北斗导航星座独有的功能，最大可支持120个汉字/次，1

分钟/次，可以实现应急人员向指挥中心报告应急事件状况、位置，指挥中心向应

急人员发布命令，实现指挥调度[6]。

1.3应急无线通信

应急无线通信主要为模拟/数字语音对讲或点对点无线图传，主要包括无线集群通

信和无线自组网通信，可实现应急条件下的通信网络快速搭建，点对点、点对多通

信，完成宽带、窄带数据传输。

无线集群通信通常实现覆盖范围内的指挥调度。同一网络中大量无线用户共享少量

无线信道，以指挥调度为主体应用，尤其可以在应付突发事件和自然灾害中发挥优

势。

无线自组织网络，具有自组织与独立组网、无中心控制节点、不特定需要基站、多

跳路由、动态拓扑等特点，终端多以轻小型终端（如手持电台等）为主，受设备体

积和功耗限制，通信距离有限，通信效果在