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    浅谈电台网关设备在跨区域应急通信保障中的应用

    2015-11-27

    从近几次我国发生的重特大突发事件的处置看,从异地抽调救援力量进行大范围驰援的模式已经基本成型,并将逐步作为常态机制固化下来。如何既能保证事件整体指挥调度的协调有序,又能满足各个支援力量在异地任务区内的正常通信,将成为应急通信领域的又一难题。因此,跨区域应急通信保障需要有关部门和参与单位提前研究、提前规划、提前部署,确保一旦发生事件,能够在第一时间保证无线通信畅通,避免由于技术应用混乱、管理组织不利、操作使用不便带来的问题。相比西方发达国家,我们在这方面的研究和实践显得相对滞后。通过总结多次跨区域应急通信保障的经验和教训,发现各个支援力量基本能够实现自身的现场通信保障,但在综合指挥调度通信,特别是跨部门的互操作通信上存在不足。然而,互操作通信在应急通信保障中具有非常重要的意义,它为现场救援力量的快速反应、各部门横向有效配合协作、应急资源的整体调配、信息指令的高效上传下达发挥着重要支撑作用。如美国政府在911事件后就成立了由国土安全部牵头的专门部门 ,解决应急事件的互操作通信问题。互操作通信,国内有的也叫作综合通信、协同通信或互联通信,广义上都是指不同平台间交换和共享数据的通信方式,包括硬件、网络、操作系统等不同层次的互操作。在无线指挥调度通信方面,互操作通信主要是针对不同频率、不同协议、不同通信方式的无线指挥网络间的互联互通,有效实现不同地区、不同部门、不同系统的统一指挥调度和横向协同沟通。在日常应用中有多种方式实现互操作通信,从最简单的交换各自使用的无线电台到统一建设无线指挥调度共网,都可以达到异构网络互操作的目的。然而,考虑到跨区域应急通信保障的特殊性,基于电台网关设备实现互操作通信是其中一种更为实用、经济、便捷的方式,其功能特点和应用模式正好适合现阶段跨区域通信保障的实战需求,应引起各方面的进一步重视。

    一、开展跨区域应急通信保障的意义

    (一)各类突发事件频发使跨区域驰援通信保障成为必然 随着社会和城市化进程的快速发展,以及世界范围内极端天气的频繁出现,各类重大事故、自然灾害、群体性事件、恐怖事件等突发情况频发。据统计,从2000年以来我国各类灾害损失已占国民生产总值的3%-6%。当一个地区发生重特大突发事件或自然灾害时,仅仅依靠当地的应急救援力量是远远不能满足快速处置的需求,因此通过更高甚至国家层面调集各方面、各地区应急处置力量进行增援成为了惯例。美国针对近几年发生飓风灾害,都调集临近地区的救援力量开展应急处置;近期英国发生的群体性骚乱事件,为取保首都伦敦的稳定,内政部调集英国境内多个郡警力驰援伦敦警方;我国从汶川大地震救援到新疆7.5事件处置,大部分救援处置力量都来自其它省市。这些例子充分说明跨区域开展应急处置已经成为了应对重特大突发事件的必要手段和常态机制,同时也说明了开展跨区域应急通信保障的必要性。

    (二)区域警务合作机制的建立促使跨区域通信保障常态化 近年来,以北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等国际性大型活动为契机,全国公安机关按照“常态、共享、联动、共赢”的原则,先后建立了环首都地区、东北地区、苏浙皖沪、中部地区、泛珠三角地区等区域警务合作机制,基本形成了一个覆盖全国、辐射全警、联动有关部门的警务合作格局。区域警务合作机制中重要的一个环节是要实现重大事件联勤指挥处置,在合作区域内开展跨省市的应急处突和联动指挥将逐步成为常态,特别是针对影响稳定的重大群体性事件处置,更是需要最短时间从临近省市快速调集力量增援,如何实现区域警务应急通信一体化保障已经成为区域警务合作机制中重要的组成部分。

    (三)跨地区应急综合处置拉练为跨区域应急通信保障提供了实践平台 随着各部门、各地方对应急突发事件处置的重视,有针对性开展各种形式的演练也越来越多,各次演练中通信保障的演练是必不可少的部分,而且绝大部分演练是在异地开展,这就需要各参与单位和部门要具备很强的跨区域通信支撑能力和很高的现场通信保障水平。国家反恐怖工作协调小组组织开展的“长城系列”反恐拉动演习从2000年初开始分别在北京、青岛、新疆等多个省市举行,涉及到公安、武警等多个部门,主要是跨区域突发事件处置演练,应急通信保障成为不可或缺的关键环节。今年开展的“天山-2上合组织联合反恐演习”在新疆天山地区举行,是又一次大规模跨区域合成演习,对参战单位的现场应急通信保障能力是又一次的检验和考验。

    二、跨区域应急通信保障的特点和挑战

    (一)需要在异地独立实现应急通信组网 由于各个地区、各个部门的通信系统在频率使用、制式、协议等方面均存在不同,大多数情况下跨区域救援处置时需要各支力量自行独立组建指挥通信网络,这也成为跨区域应急通信保障的最大特点。目前,采用模拟常规转信台方式组建现场无线通信网络的做法是比较通用和普遍的,既能够在最短时间实现大范围的覆盖,在协调、实施和部署方面较为易行,又能够在操作和使用方面满足现有实战需求。随着数字集群系统的发展和普及,在一些条件允许的情况下也可以携带便携式数字集群基站进行现场通信保障,满足跨区域作战的需求。但由于缺乏统一的协同手段,不同单位间的网络很难实现有效的互通。

    (二)需要实现多部门、多警种、多手段通信互联互通 在跨区域应急救援中,增援力量除了内部的通信联络外,需要与属地的处置力量以及当地各行业部门、上级指挥机关进行沟通联络。在手段方面,特殊情况下需要与手机、卫星电话等公网进行互通。例如在跨区域处置群体性事件中,增援警力需要与属地警力进行协同配合,需要听取现场指挥部的指挥,需要与武警、消防等其它现场处置力量进行横向沟通,甚至需要听取空中直升机对整体态势的通报,需要与远程的本单位指挥中心进行汇报联络。在这种需求下,组建内部独立的无线通信网络显然不能满足需求,目前仅仅采用互相交换无线电台的方式实现简单的沟通联络,还不能做到一体化的联动指挥调度,这将影响参战各方整体效能的发挥。

    (三)异地应急通信保障对设备有特殊要求 在异地开展救援处置,一般面临时间紧、距离长、任务重等困难,由于交通、人员、时间方面的限制,携带重型通信装备开展异地通信保障几乎不太可能,这就要求采用便携式、轻型化的通信装备,特别是功能一体化的“三防”设备将成为跨区域通信保障的首选装备。但目前各地考虑到“平战结合”的要求,对这类设备的贮备和应用还不到位,一般都使用常规的装备进行应急通信保障,这样在遇极端条件的环境下,可能给现场应急通信保障带来很大的不利影响。

    (四)现场指挥通信整体组织是关键 在重大现场当地负责通信组织的部门,需要有效协调各方通信保障队伍和当地资源,帮助各支队伍开展通信组网,但同时,更重要的是进行频率的有效分配、资源的合理调度以及各种通信手段的集成整合,为指挥部门实现跨行政部门、跨行业、跨终端的指挥调度提供技术保证。通常情况下,各支援力量进行内部的通信组网没有问题,但整体调度上仍缺乏有效组织、管理、统筹和整合,现场没有技术手段能够做到“一呼百应”,打破各自为战的混乱局面。

    三、基于电台网关设备实现跨区域应急通信的思路

    在跨区域应急通信保障中,现场通信的组织部门和参与部门 都不可能知道各方在现场使用的通信设备的种类、频率、采用的协议和制式,要快速实现现场的不同类型设备和网络的互联互通,需要一种原理简单、使用直接和操作简便的技术来达到“即插即用”的效果,同时还要能够灵活的控制和调配不同部门通信互联的关系,这些特点恰恰是电台网关设备的优势所在。 基于电台网关设备实现互操作通信的原理是将不同类型的电台,甚至手机等多种通信终端,通过基带语音接口,按照相同技术标准进行抽样、量化、编码,将其变为格式相同的数字信号后,根据需求进行灵活的数据和信令交换(可以是电路交换,也可以是IP包交换),从而达到互联互通的目的。电台网关在统一指挥调度、扩展无线信号覆盖范围、无线常规系统联网、应急通信保障中都得到了广泛应用。

    以摩托罗拉公司的MOTOBRIDGE IP网关互联产品为例,该网关除了支持不同类型的VHF/UHF电台、短波电台外,还支持不同种类的转信台、调度台、IP电话、手机等设备,在跨区域应急通信过程中,作为现场通信参与单位,可以快速实现与现场多个协作部门、多种通信系统的互联互通,甚至能够通过卫星链路实现远程与派出单位的正常通信。作为现场通信组织单位,利用配备的调度软件,可以实现根据现场的实际需求,灵活的调配各通信网络间的互操作关系,实时监测掌控现场通信状态,成为真正意义上的通信控制中心。另外,MOTOBRIDGE IP网关设备采用坚固性、小型化设计,能够作为应急装备携带;基于IP分布式计算架构使系统组网具有更高的可靠性和灵活性,适合在环境不确定的异地进行使用;支持对语音信息的数字加密,有效提高了现场通信的保密性。

    在具体的实施操作层面,要让电台网关在跨区域应急通信保障中发挥作用,实现不同部门和手段间的互操作,还需要应注意以下几个方面:

    1.建立现场“多网一中心”的应急通信整体格局。 应急现场的处置中,各个支援力量会根据自身携带的通信设备组建无线指挥调度网,从而出现多张有重叠的覆盖网络。作为现场处置指挥的最高通信保障部门,应充分考虑多个无线网络的综合调度和互操作通信问题,尽量选择这些网络的重叠覆盖区域作为现场最高指挥部所在地,并建立通信控制中心,部署相应的电台网关设备,既能够保证各个支援部门在正常情况下独立使用、互不干扰的要求,又能够在特殊紧急情况下整合通信资源,满足指挥“一呼百应”和一线跨部门协同工作的需要。同时,通过该中心可以将网关与其它可用的通信资源进行整合,实现与公共网络、卫星网络的互联互通,在需要的时候能够充分利用各方面资源,协调各方面力量。

    2.充分考虑采用网关的技术标准问题。 目前,国内外多家通信设备厂商都能够提供电台网关产品,并针对互操作通信问题有完整的解决方案。由于国际国内都没有相关的技术规范和行业标准,不同厂商的电台网关间是不能实现互通的,因此在跨区域应急通信保障中需要涉及多个电台网关联网时,需要考虑采用统一的电台网关设备。相关地区或行业的应急通信保障部门在开展应急通信技术体系或方预案设计的时候,在考虑大规模采用电台网关实现互操作通信时,需要充分考虑不同厂商设备的兼容性和标准规范,确保在应急情况下使用时能够互联互通,形成整体合力。

    3.制定的组网配置预案,提前进行设备测试。 针对部分能够预见的跨区域应急通信保障任务,如对临近省区市支援任务,通信保障部门对当地通信情况提前进行调研摸排,掌握当地无线通信使用情况、覆盖范围以及主要的通信手段,针对可能的通信保障任务要提前制定组网预案。同时,需要将异地的电台设备接入网关进行互通调试,并将组网预案中的编组方式、频率使用、互联列表以及相关参数写入电台网关的配置中,一旦启用将能够快速的实现预案中要达到的通信效果。

    4.完善协作机制,开展定期培训演练。 使用电台网关实现跨区域保障的互操作通信,主要是从技术层面提供必要的手段,但没有必要的行政机制作为保障,技术手段将不能发挥更好的作用。因此,需要自上而下建立相关机制,从组织结构、技术规范、操作流程上确保使用网关进行互操作通信的畅通,并定期开展培训和演练工作,查找保障工作中存在的不足和配合上的薄弱环节,制定改进措施,确保在应急突发状况下互操作通信的正常开展。

    四、结束语

    经过多次重特大灾害救援的洗礼,政府各个部门、各个地区对应急通信保障都高度重视,对技术装备、人员配备、培训演练投入很大,保障水平和能力有了明显提高。特别是公安、消防、武警等强力部门不仅具备很强的本地应急通信保障能力,而且根据新形势和新任务的要求,具备了快速应对跨区域应急通信保障的能力。然而,在各个系统应急能力提高的同时,不同部门、不同行业间的横向配合和协同作战能力仍有待进一步提高,重大现场通信的整体组织和资源调配仍存在薄弱环节。采用电台网关实现部门间互操作通信,从技术上弥补了跨区域应急通信保障中暴露出的不足。 当然,通过电台网关解决互操作通信只是一种方式,虽然它有自身的局限性,如需要有提前的准备和调试,不支持非语音数据的交互,不支持复杂控制信令的交互等,但这种方式仍不失为一种经济、简便、易行,适合现阶段发展水平的手段。根据美国国土安全部应急处置委员会对通信互操作实现的可持续发展计划,通过网关实现互操作通信是技术演进路线的一个必经阶段,随着进一步发展,将逐步过渡到建立全标准化的共享通信网络系统,实现不同终端与网络的完全兼容。

    互操作通信可持续发展计划演进图 随着跨区域应急通信保障任务的日益繁重,相关应急通信部门应高度重视横向互操作通信的问题,除了研究技术支撑外,还要从体制、机制、模式、操作、标准、培训、演练等多个方面综合考虑,切实推动跨区域保障实现从各自为战、统筹不足、自给自足的传统模式向独立组网、智能互通、整体调度的现代模式转变。(北京市公安局信息通信处 周千里)

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