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應急通信的特點及應用需求
一、應急通信的特點
由于突發事件本身的不確定性，不同于常規通信，應急通信場景眾多、環境復雜多變，具有時間突發性、地點不確定性、通信設施受損程度的隨機性、地理環境的復雜性、通信容量需求的不可預測性、通信保障的業務多樣化、現場應用的高度自主性等顯著特點。
(1)時間突發性：
對自然災害和公共事件進行預測是比較困難的，因此大多數緊急事件的發生具有時間不確定性從而造成應急通信也具有時間不確定性，使人們無法預知什么時候需要應急通信。例如，汶川“512”大地震和“911”事件的發生時間就具有明顯的突發性。少數情況下，人們雖然可以預知需要應急通信的大致時間，但是卻沒有充分做好應急通信的時間，如重要節假日、重要賽事、重要會議和軍事演習等。
(2)地點不確定性：
大多數情況下，突發事件發生的地點具有不確定性，人們無法預知地震、大型火災和水災、瘟疫及一些恐怖活動的發生地點。從某種意義上說，任何一個地方均有可能發生突發事件，而地點的不確定性帶來的問題是區域地理特征的明顯差別，如山區、沙漠、沿海、城市、島嶼等，這對于通信保障要求均有不同。應急通信設備可能通過車輛、人、牲畜等方式到自然災害現場，因此需要對設備的體積、質量結構等參數有嚴格的要求；同時自然災害所在的區域環境可能非常嚴酷，所以通信設備也要考慮能滿足在嚴酷的環境下通信；另外自然災害現場還要考慮到通信設備的供電問題。只有在少數情況下，可以確定實施應急通信的具體地點，如城市的高話務區域、2008年的北京奧林匹克運動會、2010年的上海世界博覽會等。在這種情況下，政府或企業可以提前派駐和組建一些應急通信設備，如移動應急通信指揮車等應對話務高峰。
(3)通信設施受損程度的隨機性：
在發生破壞性的自然災害時，如颶風、地震，通信基礎設施可能受到損壞而使網絡陷入癱瘓。而另外一些突發事件雖然嚴重，但對通信基礎設施的影響很小，如公共衛生事件。
(4)地理環境的復雜性：
應急通信面臨地點不固定、地形地貌的復雜多變，如海邊、山區、城區、地下等；環境復雜，有時伴有有害物質，如放射性、有毒氣體等，這對應急通信設備的環境適應性和使用人員的現場安全性也提出了特別要求。
(5)通信容量需求的不可預測性：
突發事件發生期間，通信容量需求劇增，人們無法預知需要多大的容量才能滿足應急通信的需求。局部出現的大量通信流量，話務會造成網絡擁塞，并且通信流向往往是匯聚式的，即大量通信業務流向特定的地區，如應急事件處置中心。
(6)通信保障的業務多樣化：
在日常通信中，有數據、語音、圖像、視頻及多媒體業務等，在突發事件發生時，應該保障哪方面的業務呢？很明顯，保障業務越多設備就越復雜。而在電信基礎設施破壞的情況下，構建系統時間越長，對設施突發事件的處理就越不利，在處理緊急事件時，反應時間要快，同時要全面而準確地掌握突發事件的信息，所以需要對傳輸網絡進行合理的折中，利用現場一切可利用的傳輸網，建立信息孤島與外界的通信鏈路，保證通信暢通，滿足語音、數據和視頻圖像等也都實時傳輸。
（7)現場應用的高度自主性：
在部分災害現場，很多通信是發生在災害現場的封閉區內，要求應急通信系統能夠自成體系，不僅能提供與外界的聯系，還能保障現場通信需求。
二、應急通信的應急需求
應急通信是為各類個人緊急情況或公眾緊急情況而提供的特色通信機制，不同緊急情況對應急通信有不同的需求，為了達到不同的目標，所釆取的應急通信技術手段、管理措施也不相同。當應急呼叫被接收后，分屬不同部門的移動設備和人員被送往應急區域。救援人員立即尋找需要救助的人員。同時，救援人員必須為保證各種任務而建立通信鏈路，如滿足相應職能部門數據傳輸需求，從醫院數據庫中調取受傷人員的相關醫療資料等。此外，應急區域附近不同部門救援分隊之間通過通信信道建立合作機制，有利于應急行動的相互協調。因此，希望應急通信系統能夠根據不同的需求和性能目標進行廣泛而有效的集成應用。
1.應急通信的網絡和設備需求
相對于正常網絡，應急通信對網絡和設備提出了更高的要求。
（1）組網靈活：
可根據應急通信的范圍大小，迅速、靈活地部署設備、構建網絡。
（2）快速布設：
無論是基于公網的應急通信系統，還是基于專用的應急通信系統，都應該具有能夠快速布設的特點。在發生可預測的事件時，如大型集會、重要節假日景點活動等，通信量激增，基于公網的應急通信設備應該能夠按需迅速布設到指定區域。在破壞性的自然災害面前，留給國家和政府的反應時間會更短，這時應急通信系統的布設周期會顯得更加關鍵。
（3）小型化：
應急通信設備需要具有小型化的特點，并能夠適應復雜的物理環境。在地震、洪水、雪災等破壞性的自然災害面前，基礎設施部分或全部受損，便攜式的小型化應急通信設備可以迅速運輸、快速布設，可以快速建立和恢復通信。
（4）節能性：
由于通信對電力有很強的依賴性，某些應急場合電力供應不健全甚至完全沒有供電，完全依靠電池供電會帶來諸多問題。因此，應急通信系統通常需要自備電源，并盡可能地節省電源，保證系統長時間、穩定地工作。
（5）簡單易操作：
應急通信系統要求設備簡單、易操作、易維護，且能夠快速地建立、部署、組網；要求操作界面友好、直觀，硬件系統連接端口越少越好；要求所有接口標準化、模塊化，并能兼容現有的各種通信系統。
（6）具有良好的服務質量保障：
應急通信系統應具有良好的傳輸性能、語音/視頻質量等，并且網絡響應迅速，可快速建立通話，能針對應急所產生的突發大話務量做出快速響應，保證語音暢通和應急短消息的及時傳播。
2.應急通信的服務需求
典型的應急通信服務需求包括以下幾種。
（1）視頻傳輸。
為了應急響應行動，應急響應人員通常需要分發重要信息。這時，可能需要實時將視頻傳輸至指揮/控制中心。典型的場景包括火災現場視頻傳輸到消防部門指揮中心或是附近分布的消防員；另一個場景是抗議示威集會、游行，當暴力事件發生時能將實時視頻傳輸至警察部門。電力搶修可以把搶修的現場情況實時回傳到電力調度中心。
（2）音頻/語音。
過去十幾年間，在兩個同等用戶之間已建立穩固的語音服務應用，以支持公共安全操作。陸地移動無線電（Landmobileradio,LMR）提供半雙工操作，需要用戶按鍵說話。同時，公共安全通信體系正努力實現全雙工公共安全語音傳輸服務。影響語音質量的因素包括以下幾種。
1）相關數據包的丟失（當為零時，包的丟失是隨機的）。
2）數據包丟失率。
3）根據使用網絡的類型（如IP）數據包大小的變化。語音質量同時依賴于所使用的壓縮算法。
（3）按鍵通話。
按鍵通話是一種允許兩個用戶之間通過半雙工方式進行通信的技術。通過按鍵，控制語音接收和發送模式的轉換。按鍵通話工作于“步談”模式，具有許多特點和優勢。
1）瞬時鏈接：通過按鍵，用戶能夠瞬時建立鏈接，而不需要撥號或是等待鏈接建立。
2）群通話：通過注冊按鍵通話群服務，形成用戶群，一個用戶說話，群中其他用戶能夠同時聽見他的聲音。
3）節約成本（與3G的SMS相比）：使用按鍵通話，信息能夠同時分發到多個用戶。
按鍵通話技術的前兩個特點（瞬時鏈接和群通話），在應急情況下非常重要，應急人員能夠通過按鍵通話快速建立鏈接，進行正常通信�；诜涓C的按鍵通話在移動通信中提供按鍵語音通話服務；基于半雙工的VoIP（Voiceoverinternet protocolIP電話）技術，則提供點到點及點到多點的通信鏈接。
（4）實時文本信息。
應急狀態下，對于警示信息分發，文本信息是一種有效、快捷的解決方案。典型的應用包括個人向警察報告可疑的人或行動；受災人員與親屬之間進行溝通；政府部門向公眾發布可能的災害信息（如颶風、火災、洪水）等。
典型的文本信息可能是短消息業務（Shortmessageservice,SMS）、E-mail或瞬時信息等。實時文本信息的發布，對數據率的需求并不高，28kbit/s的速率即可滿足這種應用類型。
（5）定位和狀態信息。
定位和狀態信息是非常重要的。在應急事件中，受災人員的位置能夠引導救援人員提供即時的醫療救助�？梢酝ㄟ^使用多項技術，獲取定位信息。例如，4G網絡能夠提供比3G網絡更為精確的定位信息，原因在于3G網絡僅使用全球定位系統（Globalpositioningsystem,GPS）技術，其精度有限。通過諸如射頻識別（Radiofrequencyidentification,RFID）標簽等手段，能夠為受傷人員、設備及醫護人員提供必要的定位信息，從而增強救援效能。同時，GPS技術為室外環境提供定位信息，而射頻識別標簽和基于Wi-Fi的定位系統可應用于室內環境。
狀態信息是關于在應急區域內各目標的多個類型的狀態。例如，針對公共安全服務，傳感器網絡能夠廣播有關環境溫度、水位等相關信息。在應急狀況下，醫護人員在受傷人員身上放置RFID追蹤器，能夠根據他們的危險程度（如生命危險、受傷嚴重等）進行分類。
（6）廣播和多路廣播。
廣播能夠將信息傳輸到所有用戶，而多路廣播能夠將信息傳送至一個用戶群。兩個功能都能增強公共安全和救援行動。例如，銀行外的可疑行動能夠觸發實時視頻監控，并通過多路廣播的形式將信號傳輸到附近警車。
(責任編輯：李俊勇)