1.4 应急通信的需求分析

应急通信面对的情况十分复杂，不确定因素很多。这就要求对于公众通信网络不能覆盖的广大区域，也必须有相应的部署方法和技术措施快速建立临时的通信网络来提供应急通信。一个显而易见的事实是，对于不同性质和级别的紧急突发事件以及突发事件的不同阶段，不同用户群体的应急通信需求各不相同。纵观各类公共突发性事件，将之合理分类，不难找到其中的规律及对应急通信保障的要求。因此，在处置突发事件过程中，需要有针对性地利用各种通信手段来保障现场指挥的畅通，如使用有/无线公众网络、无线集群、卫星通信、短波通信等，各级政府需要整合多种通信手段来保证数据、语音、图像的传输。只有充分利用公众通信网络、专用通信网络，充分利用各种社会资源和力量，才能达到既定目标。

1.4.1 不同应急突发情况下的通信需求

应急通信的核心任务是通信保障和通信恢复，对于不同的应急突发情况，其应急通信的保障需求和所采取的措施大不相同。个人紧急情况相对简单，而公共应急事件则较为复杂，需要针对事件的性质做不同处理。

1.个人紧急情况

如前所述，个人紧急情况下的应急通信是指个人在生命财产受到威胁的情况下，拨打特服号码以求获得救助的通信过程。针对个人紧急事件情况，要保证用户的紧急呼叫迅速、可靠地到达应急指挥中心/联动平台，保证应急指挥中心/联动平台得到报警用户的位置信息，保证应急指挥中心/联动平台与现场之间的通信畅通。

2.自然灾害

当发生洪水、地震、飓风等自然灾害时，由于其影响范围广、破坏程度大，对应急通信的要求相对较高。现有通信网络可能出现两种情况：一是自然灾害使通信网络本身出现故障造成通信中断，网络灾后需重建；二是自然灾害发生时未明显破坏现有通信网络。针对第一种情况，应急通信的首要目标是利用各种管理和技术手段尽快恢复通信，保证应急指挥和救援行动的顺利开展，进而保证广大用户正常使用通信业务。针对第二种情况，应急通信要优先保证应急指挥中心/联动平台与现场之间的通信畅通，及时向用户发布或解除预警信息，保证不同机构应急系统之间的互连互通，疏通灾区通信话务，尽量减少话务高峰对网络造成的冲击。

3.事故灾难

当发生交通运输事故和环境污染等事故灾难时，灾难本身的影响范围一般较小，对通信基础设施基本上不会造成损坏。此时，应急通信主要应保障应急指挥中心和应急现场通信的畅通并及时向公众发布事故现场相关信息；此外还需要对现场进行监测，并及时向指挥中心通报监测结果。

4.公共卫生事件

对于重大公共卫生事件，因为其波及面广、影响范围大，虽然不会对网络基础设施造成损害，但是通信量会在一段时间内急剧增加，所以会对网络承载能力带来很大压力。应急通信保障工作要及时疏通事发地区的业务流量，保障重要的指挥信息和灾情信息及时、可靠地传递。

5.社会安全事件

当发生恐怖袭击、暴力活动和示威游行等社会安全事件时，一方面要利用应急手段保证重要通信和指挥通信的畅通；另一方面要防止恐怖分子或其他非法分子利用通信网络进行恐怖活动或其他危害社会安全的活动，即通过通信网络跟踪和定位破毁分子，抑制部分或全部通信，防止利用通信网络进行破坏。

6.重大活动事件

对于重大活动这样的紧急事件，一般只是出现因突发话务高峰而造成网络阻塞或瘫痪；因此可以未雨绸缪，根据历史运行数据来预测和估算话务分布情况和人员流动情况，在事发区域增开中继、增设通信设施和临时应急通信车，并在特定时段进行流量控制，缓解网络出现的过负荷情况，保证用户正常使用通信业务。

1.4.2 不同应急时间阶段的通信需求

经验表明，应急事件发生的不同阶段的通信需求也大不相同，主要体现在通信业务量的大小方面，如图1.3所示。事发前2天（48小时）内的预警阶段，通信需求逐渐增加；在事发后3天（72小时）内的救援关键期内通信量最大；事发3天后的恢复阶段通信量逐渐减小。

灾难救援机构普遍认为，灾难发生之后存在一个“救援黄金72小时”，在此时间段内，灾民的存活率极高。研究资料显示，在灾难后的第1天，救出来的人的存活率高达90%，第2天和第3天的存活率为70%左右，但第3天以后，存活率骤减。近年来，多次重大灾难的救援都证明了黄金 72 小时的重要性。因此，必须尽快提供应急通信保障，确保救援行动及时、顺利地开展。

大量事实表明，灾后3天内的应急通信需求也各不相同，具体说明如下。

1.0～24 小时内的应急通信需求

自然灾害发生后，应急通信面对的最大难题是：通往灾区的交通受损，电力供应无法保障。此时，各地的救援人员和救援物资开始集结，并且救援先头部队需要在第一时间内携带救援物资及通信设备，通过步行或者空降进入灾区。该阶段对应急通信的主要需求是提供便于携带、容易安装部署和调试的应急通信设备，以便在极短时间内建立灾区与后方的通信联络，且主要是语音业务。该阶段组建的应急通信网络称为一级应急响应网络（1ERN），一级响应网络要求在12小时内完成部署，寿命至少维持24小时以上，并且不应依赖于事发区域的可用资源。

2.24～48 小时内的应急通信需求

灾害发生后 24～48 小时，大批救援人员开始进入灾区，救援工作逐步展开。灾区的交通部分恢复，可以提供有条件的电力供应，并在灾区建立了指挥机构。该阶段对应急通信的主要需求是确保灾区与后方的通信指挥调度顺畅，并不断扩大和恢复通信范围，通信业务以数据和语音为主并包括少量宽带视频业务。此阶段构建的应急通信网络称为二级应急响应网络（2ERN）。该网络要求在24小时内完成部署，寿命至少维持48小时以上，并且可以适当利用事发区域的资源。2ERN可以和1ERN同时或随后部署，成本相对更高。

3.48～72 小时内的应急通信需求

灾害发生后的48～72小时内，大规模的救援工作全面展开。灾区大部分交通恢复正常，灾区救援指挥部开始全面指导救援工作。此时，应急通信的要求包括提供稳定、高效的指挥调度，保证各类救援机构的应急联动和协调行动，通信范围尽量覆盖整个灾区，并且满足不断增加的广大用户的通信需求，提供各种通信网络的互连互通。此阶段构建的应急通信网络称为三级应急响应网络（3ERN），要求在48小时内完成部署，寿命至少维持1周以上。此网络可以充分利用部署区域的资源，提供尽可能丰富的通信保障服务，不仅用于抢险救灾，甚至还可能用于灾后重建。3ERN 最后部署，它可以包含 1ERN 和 2ERN 网络，并为它们提供资源。

1.4.3 不同应急用户的通信需求

当前，应急响应机构和人员的通信普遍依赖基础设施的支持，而灾难性突发事件往往会造成基础设施的损坏。应急通信场合的通信需求和模式与传统通信场合有很大不同：应急场合下应该尽量准确地定位待援/受灾用户，并将指控和相关资源信息（如周围环境的地形图）高效分发给救援人员，同时待援用户/幸存者也希望与营救人员或亲朋好友取得联系。一方面，营救人员需要和上级保持联系听从其指挥；另一方面，指挥机构需要组织整个营救行动，协调各类用户群体和救援资源。

1.应急通信的类别

总而言之，各种形式的应急通信应该满足三类用户和四个方向的通信需求。三类用户群体中，第一类用户是指应急事发地之外的政府决策机关和职能部门（统称为应急指挥机构），如国家应急指挥中心和各级政府部门。此类用户在应急通信中发挥着国家职能和承担指挥协调等任务，应该尽可能及时获得全面信息，做出决策，指挥和协调相关救援部门的行动。第二类用户为现场救援机构（包括部队和消防、交通、电力、通信、医疗和公安等机构），主要包括依据上级指令赶往事发地点展开救援的专业机构，担负着减灾、救灾和紧急救援的任务。第三类用户主要是指事发地区遭受紧急突发事件影响的待援用户。

四个方向的应急通信需求分别是：应急指挥机构和现场救援机构（待援用户）之间的（纵向）通信需求、现场救援机构之间的（横向）通信需求、待援用户和应急指挥机构（救援）之间的（纵向）通信需求以及待援用户之间的（横向）通信需求，如图1.4所示。

需要指出的是，在有些突发事件（如交通事故）中，应急指挥机构和现场救援机构可以合为一体。另外，在紧急情况出现时，还应考虑应急现场之外的普通用户的通信需求，但是如果突发事件导致网络通信资源匮乏，那么对此类用户的通信保障只能尽力而为。不难看出，不同用户对象之间的通信需求的重要性和优先级不同，通常赋予高等级重要用户更高的通信优先级。重要程度从高到低依次为指挥机构、救援机构、待援用户和普通用户。

待援用户到应急机构的应急通信主要用来完成紧急情况和求救信息的报警，通常称为紧急呼叫，即第一时间通过各种通信手段将紧急情况告知相关应急机构。应急机构到待援用户的应急通信称为应急通告，主要通过各种大众媒体向待援用户发布各类信息，以起到告警、组织疏散、安抚等作用。应急机构之间的应急通信主要是指在发生突发事件时，为参与应急处理的各种机构提供通信保障，以便使其能够发挥职能，调配救援力量和部署救援方案。应急通信必须保证应急机构之间的通信畅通，保证通信的安全可靠，具体实现的功能包括传达指挥、控制和协调指令，情况汇报，以及各机构之间的信息共享等。待援用户之间以及待援用户和外界用户的通信主要是满足沟通/交流和慰问的需求。当前，普通用户之间的应急通信主要依靠公共通信网，如移动蜂窝网络和因特网；应急机构到公众的应急通信，除了采用一些具有广播特征的通信手段（比如短信群发），更有效的方法还是借助传统媒体来传播信息，如电视、广播电台和互联网等。而为了保障应急机构之间的应急通信，则要在依托现有网络基础设施的基础上，综合利用专用应急通信网络来实现，如卫星网络、短波网络、集群网络等。如果突发事件导致网络资源匮乏，那么网络对于公众之间的通信保障只能尽力而为，即不是应急通信保障的重点。表1.1简单总结了不同用户群体间的通信需求。

2.救援机构的通信需求

现场救援/指挥中心与现场救援用户之间的通信需求具有如下特点：存在大量、频繁的数据传输；要求信息的传送及时快速；要求通信信号足够强，能够克服障碍物的影响；通信范围变化较大，应可以支持较大范围的无线通信；现场指挥中心能够采用一对多的方式与现场移动终端进行通信。与此不同，现场指挥中心与后方指挥中心之间通信需求的特点是：存在大量、不频繁的信息传输；通信距离远；要求通信稳定可靠；通常为点到点的通信方式。

为简单起见，可以将应急指挥机构和现场救援机构统称为救援机构，救援机构的通信需求包括如下要点。

（1）网络连接和信息集成及交互能力：提供普遍的连接性，包括本地、地区、国家和国际。利用所有可用资源和网络接入点，充分使用可用的公共基础设施，实现公共通信和专用通信系统以及各厂商设备的互连和互操作。

（2）及时广播相关信息：救援的开始阶段需要在第一时间通过广播/洪泛方式将医疗、食品、救援等信息及时告知待援用户。

（3）通信的冗余性、健壮性和可用性：理想情况下，系统在各种环境下均应能够正常工作，实际上希望具有高可靠性和高生存性；提供链路和设备冗余，支持太阳能供电、可充电等。

（4）高带宽和多媒体业务：数据、语音、图像甚至视频。

（5）服务质量保障：及时更新信息，救援现状和指挥中心之间能够进行及时准确的信息传输。

（6）区分优先级：区分用户、信息和业务优先级，并且支持可扩展性。

（7）安全性：在重大活动，尤其是防恐行动中，通信的安全保密性至关重要。

3.待援人员的通信需求

与救援人员不同，待援人员需要知道在何时、何地以及如何获得医疗、食品、救援等信息，需要了解救援人员的大致情况和提供的救援服务，及时通告和反馈他们的位置信息和实际需要，并能够和其他待援人员相互通信协作以及和外界的亲朋好友取得联系。因此，待援人员的通信需求包括如下要点。

（1）获得多媒体服务：可以远程访问或被动接收图像和视频，使待援者获得更多的信息以便得到心理安慰、得到帮助、开展自救或协作救援。

（2）待援者反馈信息：为待援人员提供可以触手可得的便携式通信设备和网络接入点。

（3）社会文化和培训方面：通信终端必须简单易用，老少皆宜。

（4）环境监控：可以及时获得预警和灾情预报。

（5）待援人员之间的信息交互和协作。

1.4.4 不同应急事件级别的通信需求

区分应急场景的级别也非常重要，以便采取不同的应急通信模式和操作手段。在应急突发事件发生后，为了保证国家指挥当局和重要部门做出快速有效的反应并顺利完成指挥控制任务，应根据应急突发事件的级别优先保证重要部门和重要人员在危急时刻的通信联络。作为参考，针对不同级别的应急事件，表 1.2 列出了不同事件级别下应急通信保障服务对象的通信要求和技术手段。