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            基礎知識

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              基礎知識

            關于建立全國性無線電應急通信機制的設想

            2013-09-03 16:18 來源:恒星科通企劃部

             引言

                    近幾年來,通信事業在科技進步的帶動下得到了迅猛發展,電話、手機、互聯網已經進入尋常百姓家,成為人們生活中不可或缺的一部分。相比之下,無線電臺的用戶群逐漸萎縮,公眾對其的認識也不是很清晰,甚至在很多人的印象中它是應該被淘汰的“一種落后的通信工具”。然而,無線電臺作為一種社會必需的通信設施,有其不可替代的優勢。在破壞性的災難來臨時,無線電臺電磁波本身無需傳輸媒介,不依賴任何基站和線路、光纜等基礎設施,即使在真空中也能收發自如。無線電臺操作簡便,靈活性高,成本相對低廉,使其成為應急通信的最好選擇。筆者作為一名無線電行業的工作者,在對“5.12”汶川大地震后進行了反思,形成了應用無線電臺建立無線電通信應急機制的初步設想。
             一、建立無線電應急通信網的必要性和可行性

                    1、建立無線電應急通信網的必要性
                         從以往的歷史看,我國是一個多災害國家,國土面積幅員遼闊,地理環境復雜多樣,人口基數大且逐年增加,幾乎所有的自然災害在我國都有發生。保證災區和外界的必要通信,對于搶險救災十分必要。
                         從目前常用的通信方式上看,固定電話、手機、互聯網這些普遍的通信方式,對基礎設施的依賴程度極高,經常會因一條光纜被破壞,就能使大面積通信中斷,造成巨大的經濟損失。這種對基礎設施的過度依賴,一旦遭遇戰爭的定點摧毀或嚴重的自然災害,往往會產生嚴重后果。2008年1月,我國南方大部分地區遭遇了幾十年來最嚴重的冰雪災害,這場曠日持久的雪災導致大范圍停電和和交通癱瘓。移動通信所依賴的基站因長時間的停電大部分無法正常工作;固定通信的線路因為通信桿斷桿、倒桿,光纜、電纜大范圍損壞,受其影響的用戶不計其數。災區的對外通信受到重創,因此而造成的經濟損失高達7億元。
                         5.12”汶川大地震摧毀了當地的全部通信基礎設施,電話、手機、互聯網這些現代化的通信手段在大自然災難面前不堪一擊。汶川,在震后迫切地需要向上級部門匯報并且急待救援的危急時刻,卻成為了信息的孤島。在分分秒秒都有生命在廢墟中與死神對抗的生死瞬間,信息傳遞中斷持續了33個小時,直到救援小分隊靠步行到達后,汶川才正式和外界取得了聯系。
                         利用無線電臺作為災害發生時的應急通信手段,是對電話、手機、互聯網等通信方式不足之處的補充與完善,建立無線電應急通信網作為最底線的通信保障機制是非常必要的。

                    2、建立無線電應急通信網的可行性
                         在美國和日本等科技高度發達的國家已經有類似的應急通信網建立。我國在國防軍事、森林防火和水利建設等領域都有利用無線電臺建立本行業應急通信網絡的經驗,只是目前各自為政,沒有形成一個綜合的聯通社會各個層面的整體應急通信網絡。目前,建立全國性的無線電應急通信網在技術準備上是可行的。
                         二十一世紀的中國,實力增強,經濟富裕,2007年的人均GDP達2280美元。若建立一個政府部門進行部署、引導,地方無線電管理機構配合運行的全國性無線電應急通信網,從經濟實力方面也具備了可行性。
                         1998年特大洪災發生時,通過無線電超短波電臺和短波業余電臺發出的求救信號曾經挽回了許多人的生命;“5.12”汶川大地震后,在電話、手機、互聯網等信號不通的情況下,四川省阿壩州水文局利用無線電短波電臺成功發出了第一個求救信號。這些事實證明,建立無線電應急通信網是必要而且可行的。

            二、 無線電應急通信網架構設想

                    1、應急通信網的層次劃分
                         根據我國的行政級別層次,通信網可以從上至下劃分為四個層次:國家管理中心、區域調度中心、市級協調中心、村鎮末級聯絡點。(如圖1所示)

            關于建立全國性無線電應急通信機制的設想
            圖1 全國性無線電應急通信網的層次劃分

                          國家管理中心的主要任務是對全國各地無線電應急通信網運行機制進行部署和管理,獲取下級部門相關的信息反饋,及時進行政策的調整和任務的下達。
                         區域調度中心無線電傳輸具有距離長、范圍廣的特點,往往一個短波電臺覆蓋的地域就能達到幾百至幾千平方公里。如果完全按照我國省級行政區域劃分成省級調度中心的話,使用的頻段重疊,不但會造成資源的浪費,也會降低運行的效率。所以,區域調度中心應以地理位置劃分,把全國相鄰的省份大致分為幾個區域調度中心,主要負責短波電臺的監聽、監測,區域內應急處理、資源調配、網絡完整性督察,以及信息的上報和政策的下達。
                         市級協調中心主要負責本市城區和村鎮末級聯絡點應急通信網電臺的分配、安裝和維護,超短波電臺的監聽、監測,以及一旦啟動應急通訊時,對信息的傳遞和中轉。             
                         村鎮末級聯絡點村鎮電臺聯絡點作為整個通信網的末梢神經,雖然是通信網的最小單位,卻是建立通信網的重點。從這次“5.12”汶川大地震造成的影響來看,通信恢復最慢、獲得救援最晚的都是自然村落。村鎮末級聯絡點主要的任務就是對電臺進行簡單使用和保護,以備應急通信時能發送信息。
                   2、無線電應急通信設施的技術要求
                         構成通信網的各種無線電設施的技術配備主要體現在如下幾個方面:
                         1)環境適應性。作為應急通信的無線電設施要具備良好的抗災性。無線電設施的主機及附件應滿足JIS的7 級防水標準(水下1米,30分鐘內不進水)、防震、防塵、良好的抗高低溫性能;整個設施應采用強化工程塑料或合金箱包裝,以減輕低外部環境變化對其的損壞幾率;在外包裝箱的醒目位置印有統一標識,便于識別;并在包裝箱外安裝當受到強烈撞擊和浸水的情況下能發出聲響或警示光線的簡易裝置(該部分不使用主機電源);設施的整個外形應便于搬移、吊掛和背負。
                         2)完備的供電機能。用電方便的地區,在無線電設施備用時應與電網連接,使其長期處于浮充電狀態,保證隨時可用;對于超短波電臺等功率較小的設備,除主電池外,配備一次性鋰電池,因為鋰電池的能量高,功率高,自放電低,儲存壽命較長(可達10年),適用溫度范圍寬。用電不方便的地區,為保證應急電臺的供電,可以備用手搖發電機對無線電臺定期定時供電,以保證設備的正常使用,有條件的可配備便攜式小型發電機。
                         3)操控簡便性。在村鎮的聯絡點,使用無線電臺的人員普遍不具備充足的專業技術,所以,對于無線電臺的操作應該簡單易用,無線電臺應具備開機復位功能;操作按鍵采用夜光顯示,最好在操作面板上有簡單的操作流程圖示。從成本、節電和使用條件考慮,不使用大型顯示屏;可以設置發射限時功能,這樣能防止使用者誤用,并起到節電作用;應備有支架或拉桿、鞭形天線,如果成本和技術能夠支持,可以與GPS或者我國的北斗定位接收機相結合,以期迅速獲得準確位置。
                         4)使用壽命長期性。鑒于通信網中應用的電臺所擔負的重要使命,要求產品的設計穩守可靠,生產工藝采用的材料結實耐用,以實現電臺的長期使用。
                   3、通信網的頻段
                         對于通信網涉及到的頻段,可以是國家無線電頻率管理部門指配的專用頻率,也可以統一使用現有的應急通信頻率,還可以與無線電業余愛好者使用的頻率相結合,實現政府引導,民間運行,真正做到取之于民,用之于民。
                          對于頻段的安排,在我國地形復雜的偏遠山區,采用傳播距離遠的短波電臺為主;而我國大部分城市和平原地區,應采用超短波電臺為主,例如采用VHF頻段,因其繞射能力強,傳播距離相對較遠。有針對性地指配頻段,可以實現頻率資源的有效使用。
                   4、衛星通信在通信網中的應用
                          衛星通信的主要優點在于:通信范圍大;適用于所有地形;不易受陸地災害影響;建設速度快;易于實現廣播和多址通信;電路和話務量可靈活調整;同一信道可用于不同方向和不同區域。這意味著,衛星通信可突破常規通信手段的瓶頸,它作為應急通信具有無可替代的優勢。但是,我國衛星通信發展的速度較慢,落后于其他通信手段,目前運行成本過高?,F階段衛星通信想應用在應急通信網絡,只能限于國家管理中心、區域調度中心兩個層次中有條件的部門采用。
                          隨著衛星通信技術走向應用和普及,如果將衛星通信作為陸地通信的一種補充和延伸,完全可以在直播衛星上增設若干個專用于應急通信的轉發器,那么其信號的覆蓋面足以承載我國全境內任何災害降臨時的通信要求。

            三、無線電應急通信網建立后的管理和運行
                   無線電應急通信網建立后,要把有效的宣傳和管理相結合,從上至下地提高對應急通信網的宣傳,讓群眾充分了解其設施所在地和功能??梢赃\用各種媒介普及應急通信設施的簡單操作,一旦發生災情可以實現通信網的應急功效。
                   同時,各地無線電管理部門可以通過對無線電業余電臺的檢測,把具備條件的無線電愛好者和他們用的業余電臺也納入應急通信網中。無線電業余愛好者具備豐富的無線電專業知識和充分的操作技能,而且他們分布廣泛,這正符合了應急通信網的要求。如果把他們有效地組織起來,進行一定的培訓和經常聯絡,那么他們完全可以在關鍵時間發揮出重要的作用。
                   在應急通信網劃分的四個層次中,國家管理中心、區域調度中心和市級協調中心這三個層次的管理與運行基本能與現有的各級無線電管理機構工作內容相結合,在技術的實現方面需要增加一定的工作量。
                   整個應急通信網的重點在于村鎮末級聯絡點的管理和運行。對于我國大部分偏遠的村鎮而言,無線電臺的設立屬于新鮮事物,具有無線電專業知識的人才更是缺乏。怎么樣才能實現建立應急通信網的最初設想,讓一部小小的電臺在災害降臨時成為保障廣大農村弱勢群體財產和生命的底線?筆者設想在國家已經通過建立無線電應急通信網的決策下,由村鎮上級政府財政在條件允許的情況下,為每個村落配備無線電臺,或者由各級無線電管理機構為每個村落配備。
                   在無線電臺到位后,由市級無線電管理機構擬訂地方性的電臺管理規定,并與該村政務相結合,采取專人負責制,防止因濫用電臺造成干擾;并定期派出技術人員深入到每個設臺村鎮,對電臺進行檢查和維護,教授村民無線電臺簡易的操作技能和啟動應急通信時運用無線電臺發出救援信號的基本知識。

             四、 結束語
                   建立無線電應急通信網,是筆者收看“5.12”汶川大地震的相關報道后,在綜合考慮了建網所需要的費用、維護運行和設備成本、應用范圍和人員、所能起到的作用等多方面因素后,提煉出的一個設想。其中涉及到的許多方方面面的問題,諸如區域調度中心具體的管理職能劃分和責任范圍等問題都要具體商榷。希望所有的無線電工作者都能共同關注建立完善的無線電應急通信網這一重要課題。

             
             

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