当发生自然灾害、城市火灾等公众紧急情况时,应急通信可以做到及时预警、快速应对,是减少人员和财产损失的有效手段。无线电技术在应急通信技术的演进过程中,也发挥了至关重要的作用。
应急通信的发展史
人类与自然灾害的抗争,早在远古时期就已开始。那时的人类社会组织松散,生产力水平不高,所以只能通过基本的呼喊或手势,进行预警和救助消息传递。商周时代,随着技术的进步,逐渐出现了烽火、狼烟、击鼓、风筝等通信方式。这些方式基于声光效果,通信距离远,可以有效传递自然灾害信息,也可以在外敌入侵时进行及时告警。
烽火戏诸侯的典故,也源于此
唐末宋初,人们发明了使用火药作为动力的火箭,并将其用于紧急情况下的报信手段。后来,随着文字和印刷术的发展和普及,加上邮驿制度的不断完善,开始构建起一张覆盖广泛的早期“通信网络”,不仅服务于行政机构的运作管理,也服务于普通百姓的沟通交流。行政机构也会有一些优先级更高的专用邮驿系统,例如八百里加急等,用于传递紧急信息或军报。
古籍中的邮驿
到了近现代,有线电报和电话的出现,使通信技术有了跨越式的升级。它们的信息传递即时性,是前所未有的。随着基础设施的不断建设,消息触达能力也持续提升。
基于电报和电话的新型通信网络,逐步取代邮驿等老网络,成为联接世界的工具。它加速了信息的传递速度,能让人们在发生灾害等紧急情况时,更高效地应对,减少损失和伤害。
更伟大的通信革命,来自无线通信技术的诞生。19世纪末,无线电报被正式发明,将人类带入无线通信时代。
马可尼和他发明的电报机
基于无线通信技术,人类的应急救助能力有了显著改进。无线电报诞生后最先应用的场景,就是海上通信。那时候海难频发,无线电报救了很多人的姓命。著名的泰坦尼克号,就是因为有无线电报发出的求救信号,才让700余人得以生还,避免了更大损失。
无线通信不依赖于地面传输线路,在应对灾害时有天然优势,很快成为人类应急通信技术的重点发展方向。
20世纪30年代,世界上最早的无线对讲技术应用于警察、消防等部门。后来,便有了二战时的步话机。上世纪60-70年代,随着社会经济的快速发展,城市人口密度和流动性不断增加。在这种情况下,自然灾害和突发公共事件所造成的人员和经济损失逐渐增加。在经历了几次重大突发事件后,各发达经济体开始纷纷建立现代应急管理体系,从制度、流程、资金和科技等多个角度,提升包括自然灾害在内的紧急事件应对能力。那一时期,科技发展日新月异,微波通信、卫星通信、无线对讲通信等技术迅速崛起,为人类提供了更高效、更灵活的应急通信手段。
对讲机
以当时最流行的对讲机通信为例。现代意义上的对讲机,出现于20世纪60年代,诞生于美国。后来,因其便携实用的特点,逐渐在各个国家普及,成为一种流行的无线通信技术。70-80年代,基于早期的对讲机,发展出了模拟集群技术以及数字集群技术,并形成了iDEN、TETRA等技术标准。很多国家的应急通信无线专网,都是基于这些技术建设的。在一些自然灾害和重要活动中,这些技术发挥了重要作用。90年代末,我国对这些技术进行了研究和引进,并逐渐形成了自己的无线专网技术标准路线(例如PDT等)。进入21世纪后,人类的应急通信技术已经获得长足进步。卫星通信、集群通信等逐渐成为主流的应急通信手段,在重大自然灾害、重要公共事件、大型集会活动等场合中,为紧急救援、指挥调度等工作提供必要的保障和支撑。
2008年,汶川“5·12”地震造成了巨大的生命和财产损失。应急通信管理体系和技术在这次地震救援中发挥了重要作用,但也暴露出一些问题。我国对这些问题给予了更高的重视,并进行相应的制度完善和技术升级。
2008年之前的应急通信保障,以城市热点地区突发容量需求保障为主。应急通信保障手段,主要是应急通信基站车、集群通信,少量采用卫星通信。汶川地震发生后,卫星通信在救灾过程中具有出色表现,逐渐受到重视。各级政府以及运营商,都开始积极引进卫星电话、卫星应急通信车、VSAT固定站等设备,加大卫星通信在应急通信技术体系中的比重。
卫星通信
除卫星之外,在移动通信技术(3G/4G)的不断演进下,通信行业也开始研究,如何发挥这类技术在应急通信场景下的作用和价值。
当代应急通信的挑战与应对
当前,全球自然灾害的发生频率有所增加,重大公共安全事件也时有发生。为了将灾害损失降到最低,最大限度地保护人们的生命和财产安全,我国相关机构开始重新审视应急通信技术的发展路线,探索更多的技术创新,让科技赋能灾害报警和灾后信息重建。
灾害或紧急事故,拥有两大显著特点,即不确定性以及复杂性。
不确定性,体现在时间、地点上,我们不知道什么时候会发生,在哪里发生。因此,在应对时,需要足够的可移动性和灵活性。应急通信器材能够做到快速运输、快速部署。
复杂性,则体现在现场的环境和需求上。灾害可能发生在山区、沙漠、雨林,甚至是海上。现在的应急通信需求,既包括灾民的求救需求,也包括救灾人员的协调需求,还有管理调度需求。除了语音之外,也开始有了视频图像的通信需求。
所以,应急通信手段需要具有很强的稳定性及抗干扰能力,需要能够提供多样化业务,还需要有更强的性能、更大的容量。
近年来,业界针对应急通信手段的创新,主要就是围绕这些特定需求展开的。
在国际电信联盟(ITU)的规范下,世界各国相继制定了完善的“空天地三位一体”应急通信管理体系,以及操作标准规范。定位导航(GNSS)、互联网、物联网、移动通信、卫星通信、云计算、大数据、人工智能、虚拟现实/增强现实(VR/AR)等在内的众多ICT先进技术,纷纷被引入应急通信领域,构建了“空天地”一体化应急通信技术体系。
从古代的烽火狼烟、飞鸽传书、驿马邮递,到电报、电话、移动通信、互联网、卫星通信,日益先进的通信技术,不仅推动了社会和文明的进步,也大大改善了人们的生活环境和质量。随着新一代信息技术的快速发展和广泛应用,应急通信行业需要持续加强技术创新和标准制定,实现智慧化、网络化、协同化的应急管理,适应技术变革的需求。