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地质灾害事故救援中通信保障措施和方法

作者:深圳市鑫日升科技有限公司 浏览: 发表时间:2022-02-10 10:00:00 来源:中国信息化/特种安防网

地质灾害事故的发生给社会和个人都造成了极大破坏,严重威胁人们的生命财产甚至社会稳定。在地质灾害事故救援中,提供可靠的通信保障将能够提高救援工作的效率,确保救援工作顺利进行。本文对地质灾害事故救援中通信保障措施及方法进行研究,分析了救援中通信保障面临的困难和挑战,然后详细介绍了卫星通信、350M无线通信、短波通信、应急通信指挥车通信、平流层通信、自组网通信等应急通信手段,分析了这些通信方式的优缺点和应用场景,***给出了卫星遥感测绘、全景图制作、建模技术等可进一步提高救援效率的保障措施。

一、引言

近年来,地质灾害的频繁发生给***的稳定发展带来了极大危害,同时也给从事地质相关工作的人们造成了严重影响。当地质灾害事故发生时,对受困的工作人员进行及时抢救便成了***为紧急和关键的重点任务,而在地质灾害事故救援过程中,为了提高救援效率,必须依赖现代通信技术。但是,与常规的通信技术不同,一旦发生地质灾害,传统的有线通信等手段,由于通信电缆被破坏而失效,因此需要采用特殊的应急通信手段,在救援人员和指挥车之间以及灾区和外界之间建立互联通道,从而保证整个救援工作能够有效开展。本文对地质灾害事故救援中的通信保障措施进行分析和研究,详细分析在地质灾害事故发生时可利用的通信保障措施,预期可为相关领域的应用提供参考和依据。

二、地质灾害事故救援中通信保障面临的困难和挑战

(一)道路受损,环境恶劣

地震、山体滑坡等地质灾害对自然环境和交通路线往往造成极大破坏,原有的通信基站、通信线路极有可能受到损坏无法工作,且大型通信装备通常难以通过车辆运送至救援一线,这给救援一线通信救援人员带来了极大挑战。此时,通信分队通常只能够依靠人力,背负便携式关键通信装备,采用徒步翻越或骑乘摩托相结合的方式赶赴救灾现场,这对通信设备的性能和通信保障人员的综合素质提出了更高要求。

(二)通信设备供电不足

大型地质灾害事故现场往往环境恶劣,有时受灾人员分布零散,这导致救援过程往往耗时较长,在救援一线采用的通信设备由于长时间工作,电量消耗极快,且由于很多供电线路遭到破坏,难以及时对设备进行充电,导致设备极易出现供电不足问题,进而导致救援进度受到限制。

(三)通信设备分布零散,救援人员不足

地震、山体滑坡等大型地质灾害通常覆盖范围较广,为了尽可能救援受灾人员,需要大量的通信设备和救援人员,但是由于地质灾害现场道路阻断,这些设备和人员往往难以***时间被运送到救援一线,这既影响了完整通信链路的建立,也影响了救援工作的推进。

三、地质灾害事故救援中通信保障需求分析

在地质灾害事故中,通用的通信措施常常失效,因此,地质灾害事故救援中对通信保障的需求主要包括:在地质灾害事故现场,需要各个不同的救援部门之间能够随时随地保持通信畅通且快速;救援过程中,通信的畅通通常包括有线和无线两个部分,且救援部门需要配置专业的定位系统;在现场参加救援的各个部门与整个救援工作的指挥部之间的通信需要确保双向畅通,且可以通过多个手段进行通信,通信的内容可以是音频、视频或者其他各类数据;参与救援的工作人员及其携带的设备之间需要实现各类资源的实时共享;在救援过程中,需要保证可随时调出各类抢修救援方案预案且能够相互共享,同时携带的设备能够对救援现场的各类数据进行采集,并实时传输给指挥所。此外,考虑到救灾过程需涉及多个部门,因此在保障通信体系中,为了满足灾情研判和联合会商需求,应当将救援工作组、地方政府、新闻媒体等多个相关参展力量一并纳入通信保障体系。

四、地质灾害事故救援中通信保障措施和方法

在地质灾害事故发生时,现场环境往往十分复杂,给救援工作带来了极大困难,在救援过程中,单一的通信手段往往难以应对复杂的救援环境,必须保证能够有多种有效通信手段,建立起综合性的通信网络,确保各个通信节点间的信息传递能够快速流畅。下面本文对现有的应急通信手段极其应用进行详细介绍和分析。

(一)卫星通信

卫星通信几乎是发生地质灾害事故时救援工作中***的通信方式。卫星通信方式相比于其他的通信方式具有明显的优点,例如机动性较好,通信覆盖的距离和面积较广,受到天气因素或地质灾害的影响较小,可以确保在特殊情况下的信息畅通。在地质灾害事故救援工作中,卫星通信时应急通信保障技术的重要组成部分,其基本原理是在通信客户端之间使用相同的卫星通信频率资源,利用高空中多个不同卫星站构成的通信网,在同一个网络管理系统对频率的管理和协调下,实现在任何可接入网络的通信客户端之间的可靠通信。这种通信方式效率和可靠性较高,因此目前已经得到了广泛应用。利用卫星通信系统几乎可以对地质灾害进行实时且全天性的监控,根据实时监控的信息返回,救援指挥所可以与后方多个部门以及一线救援人员之间建立通信,实现救援工作的有效衔接和救援资源的统一协调分配,进而提高整个救援工作的效率。在卫星通信系统中,通常需要采用卫星通信车或者人工运送的方式来建立卫星通信台站,通信网络建立起来后,信息的传输速率可达到2M至20Mb/s,能够满足对语音信息、视频信息或其他相关数据的实时快速传输需求。

(二)350M无线通信

350M无线通信也称为集成通信,在目前的应急救灾中已经发挥了重要作用,也是当前较为常见的通信网。350M无线通信通常可分为集群通信和常规通信两类。与其他的应急通信方式相比,350M无线通信技术具有信道利用率高、信息交流保密性好等诸多优点,在实际的应急救灾过程中可以发挥灵活的协调组织作用。在集群通信方式下,350M无线通信技术可以不用专门的设置基站,即可完成3公里内的群呼,在小规模的地质灾害事故中已经基本可以满足需求。当地质灾害范围较广时,可以通过将集群基站或者高架天线的方式,实现20公里以上的通信,且能够满足更多功能需求。

(三)短波通信

短波通信通常应用于军事领域,但是在地质灾害事故等应急场景下也可以发挥重要作用。短波通信使用的频段为3MHz-30MHz,通信的波长为10米至100米,信号传输的距离***远可达2000公里。与其他的通信方式相比,短波通信存在传输速率低、话音信号容易失真、丢包率较高等缺点。但是在地质灾害事故等复杂环境下,当其他的通信设施瘫痪时,仍可以利用短波通信方式进行通信,对其他的通信方式进行弥补或备用,保证救援现场能够至少有一种通信方式可用,进而为救援工作提供帮助。

(四)应急通信指挥车

应急通信指挥车不是一种通信方式,而是将卫星通信、计算机通信等多种通信方式进行融合之后,形成的一种能够快速移动且通信稳定的指挥中心。在实际的地质灾害事故救援现场,指挥车能够在多种通信方式的支撑下,实现图像、语音等信号的快速传输和共享,从而为上层指挥人员提供决策依据。同时,指挥车还可以对救援现场进行远程监控和交流,确保不同部门之间能够更好的协调和配合,进而保证救援工作顺利有效推进。

(五)平流层通信

平流程通信技术通常是利用升空气球实现较大范围内的通信。将氦气艇升高至30-50千米的高空中,可以携带重达500千克的通信设备或者太阳能阵列。同时,由于平流层不会受到恶劣天气的影响,且自身可以利用太阳能阵列提供电力支持,常规的平流层通信技术可以提供长达若干年的稳定通信,且通信范围较广,高达1万平方千米以上。且在接收端不需要配置专业的通信设备,利用手机、平板电脑即可作为通信终端与氦气艇建立通信链路。在实际的地质灾害事故救援中,平流层通信技术也可以提供较为方便的通信手段。

(六)自组网通信技术

在地质灾害事故救援中,可采用自组网通信技术实现可靠通信。移动自组织通信技术充分利用通信终端的路由转发功能,可在地质灾害现场缺乏基础设施的条件下进行通信。这种通信方式的有点在于通信终端可以自由移动,及时网络拓扑结构发生动态变化也可实现通信,同时即使其中任何一个节点出现故障,其他节点仍可以正常通信,具有较强的抗毁性。在实际救援过程中,可利用移动卫星通信设备和地面有限光缆互为备份,救援人员可配备通信节点,以***快速度进入灾区,***时间将现场图像、灾情情况回传给指挥所。

(七)卫星遥感测绘、全景图制作及建模技术

为保证救援工作顺利快速推进,需要一线救援人员与后方指挥所之间建立起指挥通信体系,将救援现场的具体情况及时反馈给指挥所,以实现***的资源调度和应急指挥。因此,除上述可采用的通信保障措施和方法外,可利用卫星遥感测绘技术,将地质灾害现场的具体受灾情况、环境破坏程度等详细信息迅速传输给指挥所,既可为指挥人员的决策提供依据,还可为地质灾害的二次发生提供预判资料。同时,利用无人机对灾害现场进行交叉拍摄和高空航拍,全程回传灾害现场的全景态势图像,组织建模分队应用倾斜摄影三维建模技术进行建模标绘,采取“现场拍摄+语音播报”的方式,将监测和建模结果形成的视频、图片等资料,通过公网、专网相结合的通信方式回传给指挥所,可供指挥所专家组分析致灾成因、研判灾情发展和制定人工干预处置方案提供精准数据支撑。

五、结论

地质灾害事故无疑会给社会和个人家庭带来严重破坏,影响社会的安全稳定。当地质灾害事故发生时,由于环境复杂,给救援工作带来了极大挑战。传统的通信方式很可能受到地质灾害的影响而失效或瘫痪,必须采用应急通信保障技术在救援人员和指挥中心之间以及灾区和外界之间建立起可靠的通信链路,保证救援工作的顺利进行。当前应急通信技术已经取得了很多研究成果,有多重通信手段可以在地质灾害中发挥作用。随着技术的进一步发展和通信能力的不断提高,应急通信保障技术将得到进一步完善。


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