突发事件处理中的卫星通信技术应用研究
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浅析消防救援灾害现场集群卫星通信一体化应用作者:宁宇来源:《中国信息化》2020年第03期文章主要结合目前消防救援队伍在处置地质及特殊灾害现场的通信现状,依托目前通信技术的发展及融合,将内部集群通信与卫星通信结合,建立完善可用的现场通信保障体系。
我国地广辽阔,近年来破坏性重大地质灾害相继发生,如地震、水灾等,对通信基础设施造成了严重的破坏,给抢险救灾工作带来了很大的困难。
我国的森林、沙漠、海域面积大,无线通信网络不能全部覆盖这些区域,而这些区域经常会出现突发性紧急事件,而在这些区域组织营救时经常因通信不畅,导致救援任务困难重重。
随着武警消防部队转隶改革,当前面临的任务发生了较大变化,尤其是特殊地质灾害的救援处置,在重大地质灾害的处置过程中,应急通信指挥作为指挥调度的千里眼顺风耳,快速准确不间断的指令及各类信息传递尤为重要。
当前在救灾现场,主要是依靠卫星通信加短距离对讲通信为主。
卫星通信主要负责和灾区内外指挥中心进行电话沟通、视频会议等,短距离对讲主要是救灾单位原先配备的350M专网等对讲机,让灾区临时指挥中心和现场救灾人员进行短距离调度通信。
当前这种模式,虽说可以让灾区外和灾区内的人员进行调度通信,但也同样存在一些无法解决的情况,比如灾区外指挥人员想和现场救援人员进行通信调度,必须通过灾区临时指挥中心人员进行转达,无法做到整体调度,而且受制于短距离对讲通信距离限制,经常会发生救灾人员联系不上临时指挥中心,临时指挥中心联系不上救灾人员等。
由于灾区区域大,基本交通道路受损严重,很多地方应急指挥车无法进入,只能靠人工方式徒步进入,故短距离通信对讲机,即使在增加中继台等情况下,也势必会存在很多盲点,导致不同区域救灾人员与现场临时指挥中心或者和灾区外指挥中心通信不畅等情况。
重大自然灾害情况下,公共网络(2G/3G/4G)、集群专网、IP专网等很可能出现阻塞甚至中断,无法保障现场指挥通信。
本文就充分利用宽带卫星通信技术、宽窄带融合通信技術(宽窄带融合终端)、宽窄带中继通信技术(多媒体中继终端),为现场应急指挥提供后勤保障进行探讨。
卫星通信技术的发展及其在防汛方面的应用摘要:随着卫星通信技术的发展,无论何人、何时、何地都可以建立与他人的通信联系,使得利用卫星通信技术加强防汛工作,提高防汛综合能力,减少洪灾危害的损失成为可能。
应急通信技术在防汛方面的应用,可以通过数据、图像及语音传输等业务的实施,及时分析流域的水位情况,监控流域的汛情,并对防汛工作进行布防,提高防汛的综合能力。
在此结合卫星通信技术的发展,分析应急通信技术在防汛方面的应用,并提出卫星防汛通信网络的构建方案。
关键词:卫星通信技术;应急通信技术;应用;构建1 卫星通信技术的发展与应急通信技术1.1卫星通信技术的发展随着卫星用户终端的日益小型化,卫星固定通信、卫星直播、卫星移动通信三者的差别正逐步消失;通信卫星直播节目的实现,通信卫星与直播卫星的功能也逐步趋向统一;卫星广播电视逐渐实现交互式发展;地面卫星网络、计算机网络、有线电视网络逐步实现三网合一,在这种状况下,由地下光缆技术、地面微波与蜂窝技术及轨道卫星通讯技术等构成的通信网,既可以自成系统,也可以形成不同系统间的无缝连接,使所有人,不论何时、何地都能够自由同其他人或机构进行通信。
1.2应急通信技术应急通信技术即在应急工作中,有效整合通信技术与网络技术,保障应急通信的畅通,使工作人员可以随时随地应用有限的通信资源建立通话联系。
由于应急事件发生的时间与地点难以预料,或者应急事件突发无法提前准备,应急通讯网络必须覆盖范围较广,还要有可以支持应急通信的技术;应急事件可能会破坏整个通信网络,但是应急通信必须得到保障;应急事件可能导致瞬时通信容量达到最大,造成通信堵塞,必须避免通信堵塞对应急通信的影响;应急事件对通信能力要求是不可知的,需要尽量增强各种通信功能。
因此,卫星通信技术由于可以实现高覆盖率、大容量、高速传输、稳定性好、组网灵活便捷等优势,成为应急事件在选择通信技术时的首选。
2应急通信技术在防汛中的应用2.1应急通信技术在防汛中的应用应急事件属于突发事件,面临的不确定因素居多,需要整合卫星通信技术、无线网络与接入技术、数字集群技术等,以便保障应急事件现场指挥的通信正常,增强决策的准确性,减少应急事件造成的损失。
信息科学78DOI:10.16660/ki.1674-098X.2007-5640-0919高通量卫星通信系统的应用研究①宋传志(91033部队 山东青岛 266071)摘 要:随着时代和科技的快速进步,信息网络朝着以多媒体的形式更广泛地融入人们的生产和生活中的趋势发展。
信息网络的发展需求,进一步促使了信息技术的发展,光纤通信发展出了光传送网络和智能光网络等技术,移动通信从3G网络发展到了4G网络和5G网络,而卫星通信则通过采用多点波束频率复用等技术发展出了高通量卫星通信息系统。
本文通过分析高通量卫星通信系统采用的关键技术及其应用特点和发展方向,对其应用领域进行分析研究。
关键词:高通量卫星 频率复用 技术发展 应用研究中图分类号:TN927.2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)10(c)-0078-03Application Research of High Throughput Satellite CommunicationSystemSONG Chuanzhi(Troops 91033 PLA, Qingdao, Shandong Province, 266071 China)Abstract: With the rapid progress of epochs and science and technology, the information network is developing towards multi-media, ubiquitous, broadband and other trends. Demand for the development of information network, further to promote the development of information technology,optical fiber communication developed techniques such as optical transmission network and intelligent optical network, mobile communication from the 3G network development in 4G and 5G network, and satellite communication is through the adoption of multiple beam frequency reuse technology developed, such as high f lux satellite communication information system. In this paper, the key technologies of high throughput satellite communication system and their application characteristics and development direction are analyzed and studied.Key Words: High throughput satellite; Frequency multiplexing; Technological development; Application research①作者简介:宋传志(1980—),男,汉族,山东荣成人,本科,工程师,研究方向为卫星通信、有线通信。
XXXXX应急指挥调度系统方案目录1当前现状 (1)1.1项目背景 (1)1.2项目需求分析 (1)1.3本次规划内容 (2)2系统总体设计 (2)2.1森林防火组织架构 (2)2.2系统组网物理架构图 (3)3视频会商系统设计 (4)3.1州局/州森林防火办视频会商子系统 (4)3.2县局/县森林防火办视频会商子系统 (5)3.3其他单位视频会商系统对接 (5)3.4系统应用功能 (7)4移动图传系统设计 (8)4.1县局/县森林防火办图传模块 (9)4.2移动图传功能 (10)5卫星通信系统设计 (11)5.1话音业务系统 (12)5.2数据/视频业务系统 (13)5.3VPN网关接入系统 (14)6森林防火应急指挥中心设计 (15)6.1液晶拼接屏显示系统 (15)6.1.1系统特点 (16)6.1.2系统功能 (17)6.1.3显示墙应用管理系统软件 (18)6.1.4综合布线设计 (18)6.1.5墙体安装固定设计 (19)6.1.6复合视频信号接口设计 (19)6.2指挥中心LED显示系统 (19)6.2.1系统结构 (20)6.3平台基本功能 (21)6.3.1视频监控 (21)6.3.2录像管理 (22)6.3.3存储管理 (23)6.3.4数据转发 (23)6.3.5语音功能 (24)6.3.6远程控制 (24)6.3.7报警管理 (25)6.3.8电子地图 (26)6.3.9权限管理 (26)6.3.10安全管理 (27)6.3.11系统管理 (27)6.3.12报表管理 (29)6.3.13Web配置及监控 (29)6.4平台性能参数 (30)7投资概算 (31)1当前现状1.1 项目背景目前,森林火灾是世界性林业重要灾害之一,每年都有一定数量的发生,造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。
森林火灾具有突发性,灾害的发生的随机性,在较短的时间内能造成较大的损失的特点。
因此一旦有火警发生,就必须以极快的速度采取扑救措施,扑救是否及时,决策是否得当,重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时,森林火灾应急指挥调度是否及时组织,决策措施是否得当。
便携式宽窄带融合卫星通信终端在应急通信的应用及实践文|谌德军 孙志昆 姚怡 崔熠 张京平中国卫通集团股份有限公司摘要:便携式Ka卫星通信终端凭借高速、便携等优势在应急通信领域广泛应用,提供前突救援队伍、前线指挥部与后方指挥中心三级应急指挥通信系统互联互通。
然而便携式Ka卫星通信终端在极端恶劣天气、主站波束变更或设备工作异常等情况下,会出现宽带卫星网络中断现象,导致前突救援队伍、前线指挥部与后方指挥中心的现场多媒体数据和指挥调度信息无法有效传递。
针对上述问题,中国卫通依托我国自主可控中星16号高通量卫星和天通卫星通信系统的深度融合,开展了基于便携式宽窄带融合卫星通信终端的应用与实践,以用户对轻型便携、融合通信、灵活部署的融合终端设备的实际需求为导向,形成支撑应急救援现场“宽带优先,语音保底”通信的新能力,满足未来全域覆盖、全时通信的要求。
关键词:Ka卫星通信终端;应急通信;高通量;宽窄带融合;语音保底一、前言如何在地震、洪涝等自然灾害和偏远地区等重大安全事故救援现场、道路和地面通信基础设施损毁或缺少的条件下,快速建立前突救援队伍、前线指挥部和后方指挥中心三级应急指挥体系的通信链路,保障前突救援队伍多媒体数据的实时回传和前指、后指决策信息的及时下达,是我国现阶段应急通信保障体系建设面临的重要难题。
卫星通信具有通信范围广、不受地域影响等优势,是实现应急救援通信畅通的重要技术手段,尤其是基于高通量卫星的便携式Ka卫星通信终端重量轻、传输速率高,在应急通信领域广泛应用。
但受极端恶劣天气、主站波束变更或设备工作异常等条件的限制,便携式Ka卫星通信终端会出现无法接入宽带卫星通信网络的现象,往往因为应急现场终端设备的限制,导致应急前突救援队伍无法与外界取得有效沟通,救援现状无法有效反馈给指挥中心,从而使得应急救援效率低下。
为满足应急救援现场“宽带优先,语音保底”通信的业务要求,中国卫通集团股份有限公司(以下简称中国卫通)针对应急救援场景便携式Ka 卫星通信终端极端条件下的应用进行深度挖掘分析。
应急救援中的技术支持与信息系统建设在当今复杂多变的社会环境中,各种突发事件和灾害频繁发生,如自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等。
这些突发事件不仅给人们的生命财产带来巨大威胁,也对社会的稳定和发展造成严重影响。
在应急救援工作中,技术支持和信息系统建设起着至关重要的作用,它们能够提高救援效率、降低损失、保障救援人员的安全,并为决策提供科学依据。
一、应急救援中的技术支持(一)先进的监测与预警技术在应急救援中,及时准确地获取灾害信息是至关重要的。
先进的监测技术,如卫星遥感、无人机监测、传感器网络等,可以实现对灾害的实时监测和预警。
卫星遥感技术能够大范围、快速地获取地表信息,对地震、洪水、森林火灾等灾害进行监测;无人机监测则具有灵活、高效的特点,可以深入灾害现场获取详细的图像和数据;传感器网络可以实时监测地质灾害、气象变化等,为预警提供第一手资料。
(二)高效的通信技术在灾害发生时,通信往往会受到严重影响。
因此,高效的通信技术是应急救援的重要保障。
卫星通信、短波通信、集群通信等技术可以在常规通信中断的情况下,保持救援现场与指挥中心的联系。
同时,5G 技术的应用也为应急救援带来了新的机遇,如高清视频传输、远程医疗、智能机器人控制等,大大提高了救援效率和质量。
(三)精准的定位与导航技术在救援过程中,快速准确地找到受灾人员和救援目标是关键。
GPS、北斗等卫星定位系统以及室内定位技术,可以为救援人员提供精准的位置信息。
此外,导航技术还可以为救援车辆和设备规划最优的行进路线,避免道路拥堵和危险区域,提高救援速度。
(四)智能的救援装备与技术智能机器人、无人机、生命探测仪等先进的救援装备在应急救援中发挥着重要作用。
智能机器人可以在危险环境中执行救援任务,如灭火、排爆、搜救等;无人机可以进行空中侦察、物资投放等工作;生命探测仪则能够快速探测到被埋人员的生命迹象,为救援争取宝贵时间。
二、应急救援中的信息系统建设(一)信息采集与整合系统建立完善的信息采集渠道,包括传感器、监测设备、社交媒体、公众报告等,确保全面、及时地获取灾害相关信息。
Industry Observation产业观察DCW1 研究背景目前,通航直升机的通信手段往往是短波和超短波电台。
在应急搜救实际应用中,其通信能力上存在两方面的不足[1]:一是通信条件的局限,二是系统带宽的局限。
这两方面的局限,使得直升机在处理应急事件时的应用效能受到极大的限制。
采用机载宽带卫星通信系统,通过同步卫星建立前方直升机平台与后方基地的宽带通信链路,既可以克服超短波系统通信距离受限问题,实现不受地域条件及距离限制的通信,又可实现图像、话音和数据等综合信息的宽带传输,从而可支持搜索救援过程中多维信息的获取和全程可视化指挥。
直升机载卫星通信技术已成为直升机通信系统的重要发展趋势之一,有着广阔的应用前景。
2 国内外状况日本和美国是开展直升机卫星通信应用最早的两个国家[2]。
2004年,日本 NICT公司成功研发出世界上第一个直升机机载卫星通信系统,其工作频段为Ku频段,前向链路有效数据的传输速率为64 kb/s,返向采用磁传感器检测遮挡的同步突发传输方式,有效数据传输速率为384 kb/s,为提高接收可靠性,直升机身两侧需要各安装一个相控阵天线。
美国早期将研发的卫星通信系统应用在阿帕奇直升机上,同样采用在机身两侧各安装一个机载卫通天线的方式保证通信链路的可靠性。
到了 2009年,ViaSat公司研发出用于直升机的宽带卫星通信产品VMT1200HE,该套设备使用了Ku频段小型赋形反射面天线(EIRP=44 dBW,G/T=11.2 dB/K),天线等舱外设备的总重量 36 kg。
并将其应用在美国黑鹰直升机上,其天线安装于黑鹰直升机机身与尾梁的结合部,工作频段同样为 Ku频段,前向链路采用双重时间分集的方式发送,有效数据速率可达 5 Mb/s;返向链路采用突发传输的方式,有效数据速率为 325 kb/s,提供了IP话音和数据业务。
除了美、日两国,以色列在 AH-64D-1长弓阿帕奇武装直升机上,安装了以色列飞机工业公司的 EL/K-1891宽频卫星通信系统,如图2所示。
微型卫星通信站——消防通信的终极解决方案消防应急指挥VSAT卫星通信系统是一个宽带网络和广域VSAT网络,能对火灾现场进行远程监视、远程遥控、传输数据、双向交互高质量语音和视频。
作为消防通讯的终极解决方案,卫星通信必将在消防通信指挥系统中广泛应用。
一、引言随着社会经济的发展,我国的灭火救援形势逐步趋现社会化、全局化、复杂化和智能化等特点,火灾救援现场的特殊性客观上也对保障消防通信指挥中心与火灾现场之间的通信链路畅通无阻提出了更高的要求。
如何保障消防通信指挥中心与火灾现场之间复杂数据(火警预案数据、高质量音频和高质量视频等)传输的实时性、不间断性,实现高效火场实时信息共享,构建消防数字化桥梁,已成为我国消防抢险救援通信领域的重点工作。
美国9·11事件的发生充分暴露了当前消防通信所存在的问题,根据麦肯希关于美国9·11事件报告,在9·11事件中消防通信现场指挥存在以下几点问题:1)在多点高强度的灾害面前缺乏统一指挥。
通信指挥中心没有发挥其调度指挥、信息互联互通的作用。
2)近15%集群电话因硬件故障不能使用。
3)9·11事件初期45%的集群电话因网络问题不能开通。
4)现场人员过度依赖移动电话,而移动电话网络由于受到破坏和过度拥挤(人人都在使用导致占线)而无法使用。
5)指挥中心过去主要依赖地面线路,而9·11发生后地面线路被毁,现场人员与通信指挥中心的联系中断。
由上可见,地面通信设施基于其自身的特点,容易受到火灾、飓风、地震等重特大性灾害的破坏。
在面对重大灾害事故时,地面通信显然会存在诸多的弊端,无法发挥其应有的作用。
而卫星通信作为一种新型空间通信技术,以其通信范围大,抗遮挡能力强、不易受陆地灾害影响、建设速度快等特点,可以很好地解决上述问题。
在消防通信技术领域,引入卫星通信技术组建消防应急指挥VSAT(Very Small Aperture Terminal,甚小孔径天线终端,微型卫星地球站)卫星通信系统,是一个解决当前消防通信所存在的问题的最佳、最优的终极解决方案。
突发事件处理中的卫星通信技术应用研究
近年来,各种自然灾害和突发事件屡屡发生,给人们的生命财
产带来了巨大的损失。
为了保障人们的生命财产安全,各国政府
和组织加强了对突发事件的防范和应急处理能力,同时也提高了
对卫星通信技术的运用与研究。
本文将重点探讨卫星通信技术在
突发事件处理中的应用研究。
一、突发事件背景下卫星通信技术的重要性
突发事件是指在短时间内突然发生的、可能引发严重社会影响
的事件。
由于突发事件具有突发性、迅速性和影响范围广等特点,常常需要在最短时间内快速地采取应对措施,以确保人员生命安
全和财产安全。
此时,卫星通信技术就显得尤为重要。
卫星通信技术的应用可以实现较广阔地域覆盖,大幅度缩短应
急响应时间,甚至可以使遇难者重获帮助。
以卫星手机为例,其
通过卫星信号连接到地面控制终端并转发至相关应急救援机构,
可为在遭遇突发事件时人们提供紧急救援和求助服务。
在百度卫
星提供的应急救灾服务中,卫星信号可以传达灾区的声音和图像,以便救援人员及时了解灾情,为接下来的工作提供根据。
此外,
卫星移动通信技术可以解决线路瘫痪、电力中断等问题带来的通
信中断,迅速恢复灾区通信,以及大规模人口疏散、自然资源勘查、生态监测等作业,也离不开卫星通信技术的支持。
二、珍贵经验-“4・20”火灾的应急通信现场运用
2013年4月20日,在中国云南省丽江市古城区发生了一起火
灾事件,当时云南省应急通信网线路断裂,网络通信瘫痪,给应
急处置造成了极大的困难。
为了弥补这个短缺,云南省政府紧急
启动了卫星通信应急广播服务,并借助卫星通信终端设备提供远
程指挥、业务信息和紧急救援服务。
通过采用这种方法,云南省
成功地应用卫星通信技术支持灾区信息传输,得以对灾情进行及
时评估和处置。
在最初的10小时内,云南省卫星通信技术支持通
过机动车和移动设备端口等方式,积极与“4・20”火灾大规模应急
处置工作站进行联系。
这种方式为现场指挥提供了极大的方便,
并做出了一定贡献。
此外,卫星通信技术还帮助最早的救援者及
时进入火场救援,顺利将2000名市民撤离火灾现场,为现场救援
工作的进行提供了重大保障。
三、卫星通信技术应用存在的问题与挑战
虽然卫星通信技术在突发事件应急响应中有着重要而广泛的应
用前景,但是也存在着一些问题。
首先,卫星通信技术设备的价
格较为昂贵,这会给一些资源匮乏的地区带来不小的负担。
其次,长时间利用卫星通信设备进行突发事件应急响应工作会给卫星设
备带来很大的压力,加剧卫星寿命损耗,严重影响后期的卫星利
用效益。
此外,频率资源受限,过多地利用卫星频率资源同样会
影响卫星通信的覆盖范围和通信质量。
总之,从国内外历史应急
响应的实践来看,卫星通信技术在应急时常常能够发挥关键的作用。
因此,如何进一步提高卫星通信技术设备的灵活性、降低成本、有效利用频率资源,有着非常迫切的现实意义。
结语:本文通过对突发事件处理中卫星通信技术的应用研究,说明人们日益重视卫星通信技术的作用。
我们希望,未来卫星通信技术的进一步推广和完善,可为国内的突发事件应急响应工作提供强大保障。
我们应该深入研究新的技术发展趋势,将未来的卫星通信技术做得更好。