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應急通信技術的發展是以通信技術自身的發展為基礎和前提的。常規通信發展得很快,但大部分應急通信系統由于網絡規模小、用戶數量小、使用頻度低,并且由于應急通信的公益性,其投入并不能直接產生經濟效益,應急通信技術手段相對落后,整體水平滯后于常規通信。
通信技術經歷了從模擬到數字、從電路交換到分組交換的發展歷程,而從固定通信的出現,到移動通信的普及,以及移動通信自身從2G到3G甚至4G的快速發展,直至步入到無處不在的信息通信時代,都充分證明了通信技術突飛猛進的發展。如今的通信技術已經從人與人之間的通信發展到物與物之間的通信。常規通信的發展使應急通信技術也取得了巨大的進步。應急通信作為通信技術在緊急情況下的特殊應用,也在不斷地發展,應急通信技術手段也在不斷進步。出現緊急情況時,從遠古時代的烽火狼煙、飛鴿傳書,到近代電報電話、微波通信的使用,步入信息時代后,應急通信手段更加先進,可以使用傳感器實現自動監測和預警,使用視頻通信傳遞現場圖像,使用地理信息系統(Geographicinformationsystem,GIS)實現準確定位,使用互聯網和公用電信網實現告警和安撫,使用衛星通信實現應急指揮調度。針對各種不同的緊急情況,會應用不同的通信技術。
一、衛星通信系統
由于衛星具有不受地理環境限制、覆蓋范圍廣、無線連接等優勢,其成為緊急情況下通信保障的重要手段。在緊急情況下,通信衛星、廣播衛星、導航衛星和遙感成像衛星等都能夠發揮重要的應急通信作用。例如,通信衛星可以在緊急情況下為廣大用戶提供語音、數據、視頻等多媒體服務;廣播衛星可幫助政府開展預警信息頒布、災情信息發布、安撫受災群眾等工作;導航衛星可幫助地面救援隊伍和受災用戶進行準確的定位,提高救援效率;遙感成像衛星可對受災地區實時監控,獲取受災地區的圖像,了解災情。北美地區比較知名的衛星系統有衛星通信系統、全球定位系統、全球星通信系統、快鳥遙感成像衛星、加拿大阿尼克衛星通信系統等。此外,還有大量的衛星系統建成或計劃建設,這些系統在災害或突發事件情況下都可能為通信保障工作貢獻力量。歐洲衛星通信技術的發展和系統建設雖然與美國相比還有一定的差距,但也處于國際領先地位,歐洲各國獨立或合作建設了很多高性能的衛星通信系統,這些系統在緊急情況下可以提供如預警/災情衛星廣播、指揮調度通信、搶險救援導航定位、獲取災情遙感衛星圖像等能力,其中HotBird、伽利略、SkyBridge>SPOT遙感成像等衛星系統為廣大用戶所熟知。日本移動廣播公司和韓國的TUMedia公司合作發射的移動廣播衛星,在緊急情況下,可以向位于家中、汽車、火車、海上的用戶及個人手持終端用戶及時地頒布預警信息,并在災害發生后頒布災情和政府的指導/安撫消息。日本三菱重工制造的KIZUNA寬帶多媒體通信衛星系統提供的高速數據傳輸能力,可以應用于遠程醫療、遠程教學、緊急救援、災害中的應急通信等領域。
公用電信網是目前用戶最多、影響最大,也是廣大公眾最容易獲得的通信方式,因此在突發事件或災害處置中,基于公用電信網的應急通信能力保障尤為重要。在公用電信網沒有遭到破壞的情況下,它是政府與政府、政府與公眾及公眾與公眾之間實現應急通信的最有效手段。北美各國都非常重視基于公用電信網的應急通信系統的建設,如美國覆蓋用戶最廣的應急通信系統一一911電話報警系統,以及為保證緊急情況下特殊用戶通信能力的美國政府應急電信服務(Governmentemergencytelecommunicationsservice,GETS)>無線優先月艮務(Wirelesspriorityservice,WPS)業務等計劃。另外,除GETS和WPS之外,美國還通過電信優先服務(Telecommunicationsservicepriority,TSP)>商用網絡抗毀性計劃和商用衛星通信互連計劃等措施,實現在緊急情況下公用電信網的恢復、臨時替補等計劃,并對重要用戶(如政府、救援機構、重要人員)的優先服務,包括對傳輸線路的優先配置與恢復、無線優先接入等措施。目前,電信行業正在研究基于IP網的優先服務。歐洲國家很早就開始建設基于公用電信網的應急通信系統,英國999報警系統是世界上最早利用公用電信網實現緊急情況下應急報警的系統之-o近年來,為滿足公眾不斷提高的社會服務需求,基于公用電信網的應急報警系統不斷整合并完善功能,逐步向應急聯動系統方向發展。歐洲目前正逐步建立并完善適用于全歐洲范圍的112應急聯動系統,釆用開放、多技術融合的技術實現方案,以方便歐洲聯盟成員國原有應急通信系統的有效接入,并利用各種先進技術如固定/移動通信、GPS、專業移動收音機等為公眾提供可靠、安全的服務,部分成員國甚至建立了專為聾啞人報警的公共平臺,并逐漸得到歐洲公眾的認可。在突發事件發生時,公用電信網除了為公眾提供報警通信外,歐洲主要城市在利用公用電信網實現應急通信方面也制定了相應的機制和策略,如倫敦政府啟動了“訪問過載控制”機制,是英國政府為應對突發公共事件情況而制定的臨時性通信管制措施,確保關鍵部門通信暢通。另外,倫敦市也在嘗試推廣一些新的應急通信服務,如在特定情況下,重要用戶(如政府、軍隊、金融等部門)發生通信中斷,運營商可以通過調用用戶附近的交換局備用端口和備用線路,在規定時間內幫助特定用戶快速恢復通信,從而保證重要部門和用戶在突發事件等情況下的通信暢通。為緩解突發事件或災害發生時造成的公用電信網擁塞,以及部分公用電信網設施(如基站、光纜、機房等)的損壞造成通信網絡癱瘓或不可用,日本政府建議普通用戶在緊急情況下使用手機短信通信或縮短通話時間,并鼓勵公眾用戶利用互聯網傳遞信息,通過這種機制,減少突發事件或災難發生情況下的通信網絡擁塞情況,也最大程度上保證了公眾用戶傳遞基本消息的需求。另外,日本研究機構還推出了一種多路接入系統,在突發事件或災害情況下,幫助各運營商共享通信基站資源,進而實現在緊急情況下跨運營商通信資源的統一協調和調度,最大限度地利用現有網絡資源,保證更多用戶的通信需求。除了上述公用電信網應急通信保障基本措施外,日本政府還努力推行新技術、新方法的應用,包括手機定位和手機郵件的應用、移動式無線應急基站的應用、廣播通信方式在應急通信中的應用、留言電話功能在應急通信中的應用、無線射頻技術的應用、互聯網在應急通信中的應用等,從而加強突發事件應急通信能力的建設。