●劉玉藏

(石家莊市消防支隊(duì)，河北 石家莊 050000)

公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)探析

●劉玉藏

(石家莊市消防支隊(duì)，河北 石家莊 050000)

通過分析公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)的構(gòu)成、現(xiàn)狀及需求，結(jié)合目前國內(nèi)外應(yīng)急通信技術(shù)現(xiàn)狀，從公共安全應(yīng)急平臺與無線應(yīng)急通信手段兩個方面探討了公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，通過對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的分析，提出公共安全應(yīng)急通信的四大技術(shù)熱點(diǎn)。

公共安全；應(yīng)急通信；需求；技術(shù)熱點(diǎn)

“面向突發(fā)事件的應(yīng)急機(jī)制已經(jīng)受到國際社會的普遍重視。應(yīng)急通信是應(yīng)急機(jī)制的重要組成部分，不僅是當(dāng)前通信領(lǐng)域關(guān)注的問題，而且越來越受到政府部門的高度重視。”[1]公共安全應(yīng)急通信，是政府、公安部門、部隊(duì)和承擔(dān)公共安全應(yīng)急通信保障的通信部門用于滿足應(yīng)對各類突發(fā)事件中指揮、信息傳遞、通信需求的重要保障手段，是應(yīng)急通信中最重要的部分，是平安智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施，是應(yīng)對各種突發(fā)事件的生命線[2]。通過研究應(yīng)急通信的前生今世，筆者發(fā)現(xiàn)應(yīng)急通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用與突發(fā)事件、國家民生的緊急狀態(tài)具有緊密關(guān)系?？梢哉f，應(yīng)急通信尤其是公共安全應(yīng)急通信是服務(wù)于突發(fā)事件的指揮調(diào)度、信息的處置，而突發(fā)事件指揮調(diào)度和信息的處置是促進(jìn)應(yīng)急通信技術(shù)發(fā)展的最重要的動力。例如：美國“9·11”災(zāi)難的發(fā)生促使各國政府高度重視應(yīng)急機(jī)制的建設(shè)，吸取了應(yīng)急通信設(shè)施不足和機(jī)制不健全的教訓(xùn)后，在隨后發(fā)生的美國颶風(fēng)災(zāi)難時，應(yīng)急通信無論服務(wù)于公共救援還是民眾的通信需求都顯然進(jìn)行了一場“有把握之戰(zhàn)”。目前國內(nèi)公共安全應(yīng)急通信的建設(shè)和利用上已獲得長足的發(fā)展，衛(wèi)星、微波、短波、計(jì)算機(jī)通信、移動通信等系統(tǒng)和設(shè)施均在此領(lǐng)域使用，但面對實(shí)戰(zhàn)需求還不能做到精準(zhǔn)。研究應(yīng)急通信發(fā)展趨勢和技術(shù)熱點(diǎn)，尤其是能夠應(yīng)用于公共安全領(lǐng)域的是需要長期研究和總結(jié)的，也是對于國內(nèi)公共安全應(yīng)急通信下一步建設(shè)方向和機(jī)制的建設(shè)具有重大意義。

1 公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)的構(gòu)成

按照技術(shù)領(lǐng)域劃分，目前應(yīng)用在公共安全領(lǐng)域的應(yīng)急通信系統(tǒng)主要有應(yīng)急平臺(計(jì)算機(jī)通信)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、短波系統(tǒng)、超短波系統(tǒng)、3G/4G通信系統(tǒng)、GPS+GIS系統(tǒng)、遙感監(jiān)測系統(tǒng)等。例如作為國家應(yīng)對突發(fā)事件的主要力量之一——公安消防部隊(duì)?wèi)?yīng)急通信設(shè)施如表1所示。一個完善的應(yīng)急通信系統(tǒng)以應(yīng)急平臺為核心，利用不同的接口協(xié)議將衛(wèi)星通信系統(tǒng)、短波系統(tǒng)、超短波系統(tǒng)、3G/4G通信系統(tǒng)、GPS+GIS系統(tǒng)、遙感監(jiān)測系統(tǒng)等融合為一個功能完善、合理冗余、平戰(zhàn)結(jié)合的體系。

2 公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀與需求

2.1.1 應(yīng)急平臺建設(shè)

“應(yīng)急平臺是以公共安全科技為核心，以信息技術(shù)為支撐，軟硬件相結(jié)合的突發(fā)公共事件應(yīng)急保障技術(shù)系統(tǒng)，是實(shí)施應(yīng)急預(yù)案的工具；具備日常管理、風(fēng)險(xiǎn)分析、監(jiān)測監(jiān)控、預(yù)測預(yù)警、動態(tài)決策、綜合協(xié)調(diào)、應(yīng)急聯(lián)動與總結(jié)評估等功能?！盵3]應(yīng)急平臺建設(shè)在我國主要經(jīng)歷了三個階段：接處警平臺階段、網(wǎng)絡(luò)化階段、集成綜合化階段。正在使用的主要有三種模式：以城市為單位集成系統(tǒng)模式、以行業(yè)為體系上下貫通模式、混合集成模式。

表1 公安消防部隊(duì)?wèi)?yīng)急通信設(shè)施

目前國內(nèi)應(yīng)急平臺功能齊備，但是在實(shí)戰(zhàn)中遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到預(yù)期效果。存在的主要問題是：(1)各類系統(tǒng)重開發(fā)、輕應(yīng)用。多個應(yīng)急平臺在建設(shè)初期領(lǐng)導(dǎo)極其重視，大干快上。所上的系統(tǒng)、設(shè)備不成熟、穩(wěn)定性差，甚至還只能算“概念”產(chǎn)品。在推進(jìn)應(yīng)用階段，因?yàn)椤拔冯y、怕麻煩”等原因?qū)ο到y(tǒng)不應(yīng)用，甚至成為擺設(shè)。(2)操作復(fù)雜是難以達(dá)到預(yù)期效果的直接原因，“紙上談兵”的應(yīng)用是根本原因。(3)缺少國家標(biāo)準(zhǔn)、集成“貌合神離”，造成預(yù)期設(shè)計(jì)功能難以達(dá)到效果，設(shè)備與系統(tǒng)互相掣肘，難以發(fā)揮效能。

2.1.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)、短波通信系統(tǒng)

四川汶川地震后，衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)和短波通信系統(tǒng)建設(shè)在公共安全應(yīng)急救援領(lǐng)域獲得快速發(fā)展。目前僅公安消防部隊(duì)具有的衛(wèi)星和短波設(shè)備達(dá)300余套。這些系統(tǒng)和設(shè)備在大連油庫爆炸、秦皇島山火救援和各類演習(xí)中上傳語音、圖像視頻、數(shù)據(jù)發(fā)揮了巨大的作用。目前存在的不足是：(1)還不能做到與應(yīng)急平臺之間的無縫對接，其采集的信息還不能直接進(jìn)入應(yīng)急平臺數(shù)據(jù)庫，作為研判事故資料有效儲存和利用。(2)衛(wèi)星通信系統(tǒng)和短波通信建設(shè)還處于“全而不精”的階段。(3)短波通信系統(tǒng)的抗干擾能力還比較差，未能做到快速組網(wǎng)。

2.1.3 超短波系統(tǒng)、3G/4G通信系統(tǒng)

傳統(tǒng)媒體的盈利主要在于收視率和廣告宣傳，新媒體融合形勢下，要善于整合不同的營銷渠道，包括廣告的宣傳模式、相關(guān)產(chǎn)品的推介等，都要采用全新的模式。目前，微信的廣告宣傳采用植入軟廣告的方式，宣傳內(nèi)容設(shè)置專門的文章，有很強(qiáng)的代入情境。借助網(wǎng)紅的個人影響力，對媒體的宣傳形成名流效應(yīng)。對于營銷策略的整合，還在于與多家媒體的通力合作，雙方信息的共享，降低信息獲得的成本，促進(jìn)新媒體的迅速發(fā)展。借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不斷更新媒體傳播方式，促進(jìn)傳媒業(yè)的變革。

超短波系統(tǒng)一直是國內(nèi)應(yīng)對突發(fā)事件指揮調(diào)度的主要通信手段。目前主要面臨數(shù)字化、平臺接入的問題。而3G/4G通信系統(tǒng)是新興的通信手段。國內(nèi)多家公司開展了有益的嘗試。但在應(yīng)急救援應(yīng)用還存在以下問題：(1)設(shè)備未做到“三防”。防火、防水和防爆是公共安全應(yīng)急救援設(shè)備的基本要求，無法做到這些，是設(shè)備難以大面積推廣的原因之一。(2)極端情況下通信不能保證。目前的3G/4G通信系統(tǒng)會受到通信運(yùn)營商基站信號、現(xiàn)場話務(wù)流等影響。(3)設(shè)備和系統(tǒng)故障率高，操作相對復(fù)雜[4]。

2.1.4 輔助設(shè)施

應(yīng)急平臺的其他輔助通信設(shè)施，如GPS，主要是與應(yīng)急平臺的互聯(lián)互通、操作的便捷性、實(shí)用性做的還不夠好。

2.2 實(shí)戰(zhàn)對公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用提出的需求

公共安全應(yīng)急通信在性能上要求：一是通信的穩(wěn)定可靠性。首先，要保證在任何環(huán)境下都能保證信息交換，其次是要保證在極端情況下至少一種信息的順利交換，一般最低保證語音的交流傳輸。二是高抗干擾能力。例如，幾類主要通信系統(tǒng)失去基站支撐、話務(wù)高峰、強(qiáng)磁干擾等。三是終端設(shè)備智能、數(shù)字化和便攜的需求。四是大數(shù)據(jù)傳輸能力。五是強(qiáng)大的保障能力。例如強(qiáng)大的續(xù)航能力，多種快速獲得電能的方式保障。六是多網(wǎng)融合、自動快速組網(wǎng)能力。公共安全應(yīng)急通信應(yīng)用環(huán)境惡劣，不可控情況多，這種情況下要么做到專網(wǎng)專用，要么要求設(shè)備和系統(tǒng)具有高性能的互通融合能力。

3 公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

應(yīng)急平臺與多種應(yīng)急通信手段構(gòu)成了公共安全應(yīng)急通信網(wǎng)的三部分：警情獲取部分、公共安全應(yīng)急通信調(diào)度指揮部分和信息處理部分。圖1是應(yīng)急平臺的一個典型模型(圖片來源于http://www.gsafety.com/plus/view.php?aid=209)。

3.1 公共安全應(yīng)急平臺發(fā)展趨勢

目前國內(nèi)參與應(yīng)急救援的重要行業(yè)、部門均搭建了公共安全應(yīng)急平臺。應(yīng)急平臺建設(shè)呈現(xiàn)以下趨勢：(1)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一的趨勢正在深化。2008年，全國消防系統(tǒng)開始對消防信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，其中一項(xiàng)很重要的成果就是將全國的119滅火救援指揮系統(tǒng)統(tǒng)一平臺、標(biāo)準(zhǔn)化接口。在統(tǒng)一的平臺和標(biāo)準(zhǔn)接口的基礎(chǔ)上，各地可以根據(jù)需要進(jìn)行深度開發(fā)和應(yīng)用。這就將消防系統(tǒng)應(yīng)急指揮平臺上下貫通，為數(shù)據(jù)共享和統(tǒng)計(jì)提供了便利。2009年，PGIS平臺的使用和2013警務(wù)信息共享平臺的建設(shè)推進(jìn)了公安各個警種之間信息和資源的共享。(2)模塊化和結(jié)構(gòu)化是平臺集成的基礎(chǔ)。模塊化和結(jié)構(gòu)化是適應(yīng)應(yīng)急平臺建設(shè)越來越復(fù)雜、功能越來越多、對平臺的運(yùn)行速度、數(shù)據(jù)提取速度、穩(wěn)定性要求越來越高的需求。同時也適應(yīng)目前應(yīng)急平臺開發(fā)建設(shè)時間長的現(xiàn)狀。可以做到成熟一個模塊上一個模塊，成熟一個應(yīng)用投入運(yùn)行一個應(yīng)用。(3)智能化和網(wǎng)絡(luò)化的趨勢。智能化的應(yīng)急平臺是建設(shè)者和使用者一直的目標(biāo)，目前應(yīng)急預(yù)案調(diào)用、天氣、警情統(tǒng)計(jì)、出動車輛的自動監(jiān)控都能做到智能化。網(wǎng)絡(luò)化是智能的基礎(chǔ)，目前應(yīng)急平臺的網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)可以無障礙的覆蓋到應(yīng)急救援現(xiàn)場。(4)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)正在成為熱點(diǎn)?；贗CT(Information and Communications Technology)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在應(yīng)急救援物資調(diào)用、現(xiàn)場資源統(tǒng)計(jì)和管理等方面起到作用。而云計(jì)算技術(shù)是提高應(yīng)急平臺運(yùn)行速度、提高資源利用率的有效辦法。(5)GPS技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)地理信息系統(tǒng)的深度應(yīng)用。目前在應(yīng)急平臺上監(jiān)控目標(biāo)的地理信息的精確度獲得大幅提高，同時地理信息的表現(xiàn)手法也更加豐富。例如：在部分城市的PGIS系統(tǒng)對監(jiān)控目標(biāo)可以提取地圖坐標(biāo)和地理位置的描述，也可以提取目標(biāo)地理位置語音描述和立體的地理信息顯示，還可以顯示三維信息。

圖1 公共安全應(yīng)急平臺模型

3.2 無線應(yīng)急通信手段發(fā)展趨勢

衛(wèi)星、短波、超短波、3G/4G等無線應(yīng)急通信手段結(jié)合遙感、監(jiān)測、圖傳和智能分析等技術(shù)構(gòu)成了現(xiàn)場的調(diào)度指揮和信息、資源共享系統(tǒng)[5]。超短波是傳統(tǒng)的應(yīng)急通信手段，目前在應(yīng)急救援現(xiàn)場也具有不可替代的作用。衛(wèi)星、短波和3G/4G通信技術(shù)正在被大量的用于公共安全應(yīng)急領(lǐng)域，其技術(shù)和應(yīng)用趨勢也在發(fā)生著顯著的變化。圖2是公共安全應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)模型(該圖參照LTE演示者提供的演示系統(tǒng)繪制而成)。

圖2 公共安全應(yīng)急通信調(diào)度指揮系統(tǒng)模型

3.2.1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)、短波通信系統(tǒng)應(yīng)用趨勢

衛(wèi)星通信系統(tǒng)和超短波通信系統(tǒng)是應(yīng)對地震等極端情況的有效應(yīng)急通信手段。目前衛(wèi)星通信Ka頻段高通量(HTS)正在成為應(yīng)急通信建設(shè)和應(yīng)用的主要方向。在實(shí)際使用中衛(wèi)星通信設(shè)備也正在向數(shù)字化、小型化發(fā)展。短波通信研究專家李龍江認(rèn)為：短波通信正在向自適應(yīng)數(shù)字通信、高速調(diào)制解調(diào)、有效抗干擾和智能組網(wǎng)的方向發(fā)展。

3.2.2 超短波系統(tǒng)、3G/4G通信系統(tǒng)應(yīng)用趨勢

目前應(yīng)用于國內(nèi)公共安全應(yīng)急救援的超短波系統(tǒng)主要有：350兆TETRA和PDT系統(tǒng)、iDEN、GT800和GoTa數(shù)字集群系統(tǒng)。350兆模擬系統(tǒng)和其他超短波模擬系統(tǒng)處于維持運(yùn)行、逐步取代的現(xiàn)狀。超短波設(shè)備常規(guī)通信系統(tǒng)的數(shù)字化進(jìn)程要快于集群系統(tǒng)[6]。從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，以PTT/PoC/PTM/PTS為軸心的具集群功能的3G/4G通信技術(shù)是應(yīng)急救援現(xiàn)場主流通信調(diào)度發(fā)展方向。這是因?yàn)椋?1)3G/4G通信系統(tǒng)具有更豐富的資源可供利用。3G/4G為公眾服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，其開發(fā)的設(shè)備類型豐富，與應(yīng)急平臺、遙感設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等具有更好的兼容性。(2)3G/4G通信網(wǎng)絡(luò)可以提供更完備的功能。3G/4G通信網(wǎng)絡(luò)可以便利的提供語音、視頻、圖像、數(shù)據(jù)的傳輸。(3)3G/4G網(wǎng)絡(luò)可以采用租用，不需投入大量的資金架設(shè)基站。

3.2.3 GPS+GIS系統(tǒng)、遙感監(jiān)測系統(tǒng)等輔助設(shè)施應(yīng)用趨勢

GPS提供地圖虛擬實(shí)景、語音提示和基于網(wǎng)絡(luò)的各種服務(wù)為GIS系統(tǒng)提供更豐富的應(yīng)用提供可能。高效的格柵-矢量轉(zhuǎn)化算法為GIS系統(tǒng)提供了更好的空間數(shù)據(jù)管理方法。GIS系統(tǒng)微機(jī)化應(yīng)用、智能化發(fā)展和與遙感監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)合使系統(tǒng)現(xiàn)場效能更強(qiáng)。遙感系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能分析是該系統(tǒng)應(yīng)用的新趨勢。

4 公共安全應(yīng)急通信標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)熱點(diǎn)

從事應(yīng)急通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織主要有ITU-R,ITU-T,ETSI,IFTF以及美國、日本、中國、德國等國家的標(biāo)準(zhǔn)研究組織機(jī)構(gòu)[7]。ITU-R(國際電信聯(lián)盟無線通信組)主要研究應(yīng)急通信在預(yù)警和減災(zāi)中的應(yīng)用。目前現(xiàn)行有效的有4個標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)1個?，F(xiàn)行有效和預(yù)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于406.0-406.1MHz頻段和衛(wèi)星相關(guān)研究的。ITU-T(國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織)主要開展國際緊急呼叫和網(wǎng)絡(luò)支持應(yīng)急通信能力增強(qiáng)方面的研究。目前現(xiàn)行有效的有21條，被替代的有1條?，F(xiàn)行有效的主要是與國際應(yīng)急首選方案相關(guān)。其中ITU-T Y.1271演進(jìn)中電路及分組交換網(wǎng)絡(luò)支持應(yīng)急通信的網(wǎng)絡(luò)要求與功能結(jié)構(gòu)為2014年7月1日發(fā)布替代2004-10-01版本。

中國通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(CCSA)的“應(yīng)急通信特設(shè)任務(wù)組(ST3)”對不同緊急情況下應(yīng)急通信基本業(yè)務(wù)需求、區(qū)域空間應(yīng)急通信系統(tǒng)研究、“高空基站系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求”“天地一體應(yīng)急移動通信體系研究”“抗災(zāi)超級基站系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)要求等項(xiàng)目開展研究。國內(nèi)一些與公共安全相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)也對公共安全應(yīng)急通信展開研究，由國家機(jī)構(gòu)和研究機(jī)構(gòu)發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如：GB 50313-2013、GB 50401-2007、YDB 030-2009、YDB 087-2012、YDB 125-2013。

公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)作為通信技術(shù)的一種應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)的制定、技術(shù)應(yīng)用發(fā)展方向，應(yīng)該以應(yīng)對突發(fā)公共安全事件的需求為導(dǎo)向、為目的。通過對公共安全應(yīng)急通信技術(shù)的持續(xù)關(guān)注，以下正在或者將成為技術(shù)熱點(diǎn)：(1)公共安全應(yīng)急通信的標(biāo)準(zhǔn)將成為持續(xù)的熱點(diǎn)。隨著公共安全應(yīng)急通信從傳統(tǒng)的語音通信向多媒體通信發(fā)展，從模擬通信向數(shù)字通信的轉(zhuǎn)化以來，大量的技術(shù)和設(shè)備在國內(nèi)外涌現(xiàn)，并經(jīng)過幾年的發(fā)展，形成真正適應(yīng)需求的產(chǎn)業(yè)，目前急需各類技術(shù)、功能、端口等的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。(2)高兼容性的平臺將成為下一個熱點(diǎn)。高兼容、高性能的平臺是解決多個廠家設(shè)備共用、增加客戶自由度等問題的鑰匙。(3)與智能化相關(guān)的技術(shù)仍然是熱點(diǎn)。目前高清晰語音和視圖、高速率分組數(shù)據(jù)交換技術(shù)獲得快速發(fā)展，在此基礎(chǔ)上的設(shè)備小型化、端口優(yōu)化等還有很大的空間。算法的優(yōu)化將數(shù)據(jù)的壓縮比提高將為利用公網(wǎng)的用戶節(jié)省更多的費(fèi)用和時間。(4)智能、標(biāo)準(zhǔn)的通信設(shè)備桌面應(yīng)急報(bào)警終端是公共安全應(yīng)急通信系統(tǒng)的一大突破口。

[1] 陳兆海.應(yīng)急通信系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2012.

[2] 王成.公共安全應(yīng)急通信技術(shù)綜述[J].科技信息,2009,(27).

[3] 范維澄，袁宏永.我國應(yīng)急平臺建設(shè)現(xiàn)狀分析及對策[J].信息化建設(shè),2006,(9).

[4] 常冬友,封穎.公共通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].信息化研究,2011,(6).

[5] 孫秀斌.幾種公共安全應(yīng)急通信手段現(xiàn)狀分析及公共安全應(yīng)急通信體系發(fā)展探討[J].科學(xué)大眾·科學(xué)教育,2012,(6).

[6] 朱春光.重大突發(fā)公共事件應(yīng)急無線電通信管理研究[D].天津：天津大學(xué),2012.

[7] 楊然,門汝靜.國外公共安全應(yīng)急通信歷經(jīng)考驗(yàn)走向成熟[J].世界電信,2008,(6).

Analysis on Public Safety Emergency Communication System

LIU Yu-cang

(ShijiazhuangMunicipalFireBrigade,HebeiProvince050000,China)

This paper analyzes the public safety emergency communication structure, status and needs. According to present situation of current emergency technology at home and abroad, this paper studies the developing trend of the public safety emergency communication system by means of its public safety platform and its wireless emergency communication methods; and it puts forward four hot topics of technologies by analyzing certain related standard.

public security; emergency communication; requirement; hot topics of technology

2014-11-26

劉玉藏(1975— )，女，河北衡水人，高級工程師。

D631.6; TN92

A

1008-2077(2015)02-0021-04