作者：陈山枝,郑林会,等
出版社：电子工业出版社
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应急通信指挥——技术、系统与应用试读：
内容简介
应急通信指挥是实现及时有效地应对突发事件的关键技术之一。未来的应急通信指挥技术与系统将从信息采集、信息传递、信息处理以及指令下达与执行等多个不同层面提升应急能力，实现跨异构应急通信网络、跨异构应急指挥系统与平台的互连互通，保障政府应急处置部门之间、政府应急处置部门与非政府组织之间的高效协同。
本书从宏观角度，强调技术原理层面，研究应急通信指挥技术、系统与应用，包括相关概念、应用需求、系统原理与参考模型、信息通信技术、应急通信组网与现场信息采集、指挥系统与平台、互连互通技术、趋势及展望等内容，旨在指导未来的应急通信指挥系统研究与建设，提高应急通信指挥效能，力求科学性、系统性、实用性相结合。
本书既可供公安、武警、消防等政府部门的应急管理与处置人员阅读参考，也可作为高等院校和研究院所的高年级大学生和研究生的参考书，还可作为研发应急通信指挥系统的工程技术人员的参考书。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据应急通信指挥——技术、系统与应用 / 陈山枝等编著. —北京：电子工业出版社，2013.6ISBN 978-7-121-20565-1Ⅰ.①应… Ⅱ.①陈… Ⅲ.①应急通信系统—指挥 Ⅳ.①TN914中国版本图书馆CIP数据核字（2013）第116514号策划编辑：宋 梅责任编辑：宋 梅印 刷：北河市鑫马印装有限公司装 订：北河市鑫马印装有限公司出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路173信箱 邮编 100036开 本：787×980 1/16 印张：12.5 字数：280千字印 次：2013年6月第1次印刷印 数：3 000册 定价：49.00元
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服务热线：（010）88258888。序
应急通信是管理学、社会学、信息学等多学科交叉的综合性学科。当前突发事件给社会发展和公共安全带来了严峻挑战，对政府应急处置部门和公众的应急能力提出了更加迫切的时效性要求，也为应急通信技术和学科的发展提出了新的课题。
应急通信技术的发展首先表现在应急指挥能力上，在一定意义上，应急指挥能力是一个国家或者一个地区管理能力的标志。如何提升应急通信指挥能力，涉及技术、安全、管理、法规等方方面面。单从技术角度就涉及许多传统和新兴的信息通信技术。目前，应急通信指挥中仍存在若干科学方法及技术问题亟待深入研究与解决。
在已出版的应急相关书籍中，将应急通信与应急指挥相结合的系统性技术论述还不多。本书着重阐述应急通信指挥系统，并结合近期最新案例（2013年美国波士顿爆炸事件和中国雅安地震）介绍了当前在应急通信指挥中需要解决的问题和新技术的应用，包括移动互联网的即时通信与社交媒体（微信、微博、应急APP等）、物联网、异构应急通信系统间的互连互通、政府组织之间以及政府组织与非政府组织之间的指挥协同等。
本书是作者及其团队多年来研发实践和应用推广的体会和心得，以及所承担国家自然科学基金项目、国家CNGI示范工程等相关国家科研项目研究成果的总结和提炼。全书以应急通信指挥系统的原理和参考模型为主线，系统地展示了应急通信指挥系统与应用的现状及发展前景，基于适时、适用、适度的原则，分析与比较了不同技术和系统在不同应急场景下的应急通信指挥中的应用。全书逻辑性强、概念清晰、深入浅出，内容全面且具有前瞻性，本书可供从事应急通信指挥系统研究和开发的技术人员借鉴，对于组织和应用应急通信的管理人员也有参考价值。中国工程院院士前 言
应急通信指挥以通信为先行，以信息为支撑，以指挥为核心，是保证人们科学应对突发事件的关键。提升应急通信指挥能力，涉及技术、安全、管理、法规等方方面面。未来的应急通信指挥技术与系统不再局限于对传统特定技术或系统的应用，其集成应用趋于复杂和多样，亟待对其中的各种关键要素进行梳理、分析和抽象，建立一种应急通信指挥系统的参考模型和技术体系。
本书系统性阐述了应急通信指挥技术、系统与应用，可以概括为5个部分，共9章。
应急通信指挥综述及其系统参考模型：这一部分由第1章和第2章构成。
第1章（综述）阐述应急通信指挥的相关概念与应用需求，介绍全球应急通信指挥的发展现状。
第2章（应急通信指挥系统的原理与参考模型）阐述应急通信指挥系统的应用特点与原理，提出一种系统参考模型。围绕该参考模型，从不同侧面阐述系统的网络、业务、终端、管理、安全、法规等多个方面的关键要素。该模型对指导深入研究应急通信指挥系统的技术体系具有重要意义。
应急通信指挥技术及应用：这一部分由第3、4、5章构成。
第3章（应急通信指挥的传统技术与应用）介绍适用于应急通信指挥的传统信息通信技术，如卫星通信、集群通信、短波通信、微波通信、遥感技术、计算机电话集成技术等，包括技术原理概述及其在应急通信指挥中的应用、不足及改进方向。
第4章（应急通信指挥的新技术与应用）介绍能够弥补传统技术的不足并满足应急通信指挥新需求的信息通信新技术，如无线通信新技术、无线自组织网络和无线传感网络技术、网络生存性和抗毁路由技术、物联网和移动互联网技术、无线定位技术、云计算和智能信息处理技术等，包括技术原理概述及其在应急通信指挥中的应用和面临的挑战。
第5章（应急通信组网与现场信息采集）从现场应急处置中的作用和覆盖范围角度，阐述了应急通信的三种主要组网方式：广域中继组网、现场区域中继组网及现场接入组网。针对突发事件的现场应用场景以及事态发展的不同时间阶段，指出对多种信息通信技术的适时、适用、适度的综合应用。本章首先对不同通信与网络技术在三种组网方式中的应用进行分析和比较；进而研究在典型应急场景下如何综合应用某些通信与网络技术，并构建有效的应急通信与指挥网络；最后阐述现场信息采集，主要包括数据信息、音频信息、图片图像视频信息和目标定位，以及数据融合四种类型。
应急通信指挥系统与平台：这一部分由第6章和第7章构成。
第6章（应急指挥系统的原理与功能结构）介绍应急指挥系统的技术原理，包括应急指挥技术以及应急指挥的关键过程、系统功能结构和物理实现载体等。简要介绍了各子系统的技术、功能与应用。
第7章（应急指挥平台与应用）在第6章的基础上，介绍应急指挥平台体系，并分别阐述固定应急指挥平台、机动应急指挥平台和单兵应急系统。
应急通信指挥的异构互连互通技术：这一部分由第8章构成。
第8章（应急通信指挥中的异构互连互通技术）介绍应急通信网络在终端、系统、业务以及运营商四个方面的异构性特征，分别重点阐述异构网络、异构业务与终端、异构公网的互连互通技术原理及典型应用。同时，阐述应急指挥业务的异构性，并介绍应急协同指挥技术。
应急通信指挥的发展趋势与展望：这一部分由第9章构成。
第9章（应急通信指挥的需求、挑战与发展展望）分析在信息通信新技术推动下应急通信指挥的新需求与发展趋势，指出当前应急通信指挥面临的挑战，并针对这些需求和挑战阐述应急通信指挥的发展展望。
在已出版的有关应急通信的相关书籍中，技术专著少，且偏重应急通信技术，缺少应急通信与应急指挥相结合的系统论述。本书是目前国内外首部阐述应急通信指挥系统的技术专著。全书从宏观技术角度，首次提出了应急通信指挥系统的原理和参考模型，并以此为主线，介绍和分析有关的信息通信技术原理与应用、异构互连互通技术、应急通信组网与现场信息采集、指挥系统与平台、发展趋势与展望等内容。本书揭示了应急通信指挥系统的内在规律，包括一般性原理和特殊性应用，即应急通信指挥系统的参考模型和针对不同应急场景、不同信息通信技术的适时、适用、适度的综合应用。全书力求概念清晰、逻辑清楚、语言精练，内容广泛并具有一定的前瞻性，为读者系统地展示应急通信指挥技术、系统与应用的现状与趋势。应急通信涉及的信息通信技术很多，由于篇幅受限，本书只是简要介绍了相关的技术原理，分析了其在应急通信中的应用、不足与挑战。如果读者需要更深入了解与学习具体技术细节，请参考相关的信息通信技术专著。
在本书的撰写过程中，感谢工业和信息化部电信研究院通信标准研究所的张雪丽、黄颖，电信科学技术第一研究所的马君、仲永钦、秦方、徐晓书、刘钧儒、金晓坤、钟卫强、童梅，大唐高鸿数据网络技术股份有限公司的江霞，北京邮电大学的胡博、李昕、金晶、赵宜生等同志提供的部分素材。感谢大唐电信科技产业控股有限公司的刘清涛、鞠秀芳、王彤、王辉，陕西佳圣通讯科技有限公司的魏忠和，对本书提出的宝贵修改意见。在此，还要衷心感谢我国著名通信专家、中国工程院副院长邬贺铨院士为本书作序。从电子工业出版社宋梅编辑约稿到完成书稿历经一年多时间，期间不断修修改改，感谢她的鼓励和耐心，以及为本书出版所做的大量细致的工作。
由于作者水平所限，加之信息通信技术发展快，应急通信指挥技术涉及面广，书中难免存在不足之处，恳请同行和读者指正。作 者2013年5月第1章 综 述
本章要点
应急通信指挥的相关概念
应急通信指挥的应用需求
应急通信指挥的发展现状
本书主要内容及章节结构本章导读
本章首先阐述应急通信指挥的相关概念，包括突发事件、应急通信指挥、应急通信、应急指挥和应急联动；进而介绍应急通信指挥的应用需求特征，并从时间、地域、关系以及业务四个维度分别阐述应急通信指挥的不同应用需求；其次简要介绍国内外主要标准化组织关于应急通信的标准化研究现状以及美国、欧洲、日本、中国等国家和地区的应急通信指挥体系与系统的发展现状；最后介绍本书的主要内容、章节结构及相互关系。1.1 应急通信指挥的相关概念1.1.1 突发事件
突发事件是指突然发生，造成或者可能造成严重社会危害，如人[1]员伤亡、财产损失、生态环境破坏等，需要采取应急处置措施予以应对的紧急事件或灾难。历史经验表明，突发事件通常源于自然或者人为因素，但在发生的时间、地域、事件类型、影响程度等方面往往难以预测。
根据突发事件的发生过程、性质和机理，国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）的电信标准部（ITU Telecommunication Standardization Sector，ITU-T）定义的自然或人为因素引起的突发事件类型如表1-1所示。[1]表1-1 ITU-T定义的自然或人为因素引起的突发事件类型续表
此外，ITU的无线电通信部（ITU Radiocommunication Sector，ITU-R）还提出了公共保护与抢险救灾（Public Protection and [2]Disaster Relief，PPDR）的概念，简称公共安全。在ITU-T关于自然或人为因素引起的突发事件类型基础上，PPDR将突发事件分成四类：自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。在《中华人民[3]共和国突发事件应对法》中，沿用了PPDR关于突发事件的分类方法。
近年来，突发事件爆发频繁，且呈现出性质复杂、持续时间长、影响范围大的趋势，对正常的经济与社会生活带来巨大冲击，甚至导致公共危机，影响社会稳定。在全球范围内影响较大的突发事件，例如：
美国“9.11”恐怖袭击，是人类历史上至今为止最严重的恐怖袭击事件。美国东部时间2001年9月11日8时40分，19名恐怖分子劫持4架民航客机撞击美国纽约世界贸易中心和华盛顿五角大楼，导致建筑等财产直接损失达340亿美元，近3 000人罹难。
中国“5.12”汶川大地震，是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最大的一次地震。北京时间2008年5月12日14时28分，中国四川省汶川、北川境内，8级强震猝然袭来，波及四川、陕西、甘肃、重庆等多个省市，造成直接经济损失达8 452亿元人民币，伤亡数十万人。
日本“3.11”地震，是1900年以来全球第五强震，也是日本地震记录史上震级最高的一次，并引发海啸和核泄漏事故。北京时间2011年3月11日13时46分，日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发海啸。受强震影响，福岛第一核电站一、三、二、四号机组相继发生爆炸，释放出放射性物质，并随污水和降雨流入太平洋，导致日本及沿岸一些国家相继被核污染，给日本造成的直接经济损失近2万亿元人民币。
可见，突发事件已成为影响社会稳定、制约社会发展的重要因素之一。因此，及时有效地应对突发事件是当前各国政府应急管理的首要目标。1.1.2 应急通信指挥
目前，应急通信保障和应急指挥是及时有效地应对突发事件的两大关键技术。首先，由于突发事件在发生时间、地域、事件类型、影响程度等方面的难以预测性，可能导致通信拥塞或者基础设施损毁，无法实现及时、可靠的现场信息互通。其次，由于应急处置人员（如指挥人员、专业人员等）受地理、生理等条件的限制，对现场信息掌握不及时、不全面，而且以感性认识、经验判断、人为决策为主的应急指挥效率有待提高。再者，由于管理体制问题，存在多部门垂直指挥，难以实现横向的协同指挥。因此，在应对复杂庞大、瞬息万变、高度敏感的现场事态时，如何实现具有时效性的应急通信指挥系统，[4]可以借鉴“军事通信指挥”的思想，如典型的军事指挥控制技术与系统等。
应急通信指挥（Emergency Communication and Command，ECC）技术通过民众告警或实时的现场信息采集、快速可靠的信息通信与互通，以及智能协同的决策形成与执行，实现对突发事件及时有效的应急处置，保障社会的平安、稳定、有序，保障人民的生命、财产安全。可见，应急通信指挥是一个跨学科、跨领域的技术综合应用，涉及计算机技术、通信技术、指挥与控制技术、智能决策技术、社会和管理学、地理学等。
总之，应急通信指挥以通信为先行，以信息为支撑，以指挥为核心，涉及技术、安全、管理、法规等方方面面。而研究应急通信指挥技术、系统与应用，对于解决应急通信指挥中当前存在的现场信息采集与实时传输、异构互连互通、智能化协同应急指挥等技术难题，提高应急处置部门的应急通信指挥能力，具有重要意义。1.1.3 应急通信
应急通信（Emergence Communication，EC）是为保障人们应对突发事件而提供的一种暂时、快速响应的特殊通信机制。应急通信是应对突发事件必须首先解决的问题，目标是尽可能满足突发事件下政府应急处置人员以及公众的不同应急通信需求，但现实中实现这一目标通常挑战巨大。[5]
根据突发事件下不同用户及其通信需求，应急通信的分类可以概括为以下两大类、四个方面，如表1-2所示。表1-2 应急通信的分类
其中，分类①、②、④属于基于公众通信网（下文简称“公网”，主要包括公众电话交换网、公众移动通信网、互联网等技术手段）的通信系统应急保障。分类③属于基于专用通信网（下文简称“专网”[2]，主要包括卫星通信、集群通信等技术手段）的应急通信保障，是政府的应急处置部门（如公安、交警、消防、急救等）事先建设的或在应急现场（下文简称为“现场”）临时组建的通信网。
公网由于面向公众用户，出于经济成本考虑，其抗灾和容灾能力相对滞后。而专网由于专用性强，且能够独立于公网存在，具有较强的应用自主性。因此，根据不同的应用场景及不同用户对应急通信的需求，在大多数情况下，专网应急通信系统是政府部门和应急处置人员的主要指挥通信手段；而公网的通信系统应急保障作为应急处置人员的一种辅助通信手段，但对涉及突发事件的公众而言仍是最主要的应急通信手段。
现实中，出于经济性、时效性的折中，应急通信通常需要专网与公网的互补协同实现。基于公网、专网、公网与专网协同的三种应急通信方案比较如表1-3所示。表1-3 基于公网、专网、公网与专网协同的三种应急通信方案比较[2]
关于上述分类，美国规定得比较明确：①、②、④由美国联邦通讯委员会（Federal Communications Commission，FCC）负责，③由国土安全部负责。而在中国，①、②、④由工业和信息化部负责，③目前由相关部门负责，国务院是突发事件应急管理工作的最高行政领导机构。1.1.4 应急指挥
应急指挥泛指为应对突发事件，由上级应急处置部门领导下级及指导公众进行的相关应急处置活动。应急指挥依据应急管理法规，通过对突发事件的信息采集、传输、分析、处理，形成指挥决策，通过下达指挥指令，实现资源调配、协调、信息发布等指挥应用。
可见，应急指挥的实施主要取决于两方面的因素：应急处置法规和指挥技术。应急处置法规明确上、下级之间应急指挥活动的权责、资源、流程等，是应急指挥实施的必要前提。另外，应急处置法规通常具有国家或者行业特色，如美国的“国家安全应急准备计划”、中国的“中华人民共和国突发事件应对法”等。应急指挥技术是一种特殊的指挥与控制技术，是为应对突发事件，保障社会的平安、稳定、有序，保障人民的生命、财产安全，在快速获取和综合分析相关信息的基础上，形成决策，如应急处置行动方案等，并对人力、物力等资源以及相关应急处置行动实施计划组织与协调控制的一种技术。（应急指挥技术详见第6章“应急指挥系统的原理与功能结构”）。
由于应急指挥是及时有效地应对突发事件的关键，必须优先保障应急指挥信息的及时、可靠、有效的通信以及互连互通，应急指挥业务是应急通信要优先保障的通信业务。1.1.5 应急联动
应急联动是一种特殊的应急指挥机制，是多个应急处置部门（如公安、交警、消防、急救等）向公众提供紧急救助的联合行动。[6]
应急联动的核心是“联动指挥”，即从制度上和平台上实现跨部门、跨区域之间的联动响应、联合行动、统一指挥，处理各种突发事件。例如，过去，中国各城市存在多个公众报警特服号码，如公安110、火警119、急救120、交警122等，市民难以准确记忆，且许多情况下，是单一部门难以独立处置的。现在，中国各城市已建成或正在建设的城市应急联动系统（City Emergency Response System，CERS），一是将不同报警与求助的特服号统一；二是建设统一的城市应急指挥系统，实现了不同部门、不同警种、不同警区之间互通与协调配合。对公众统一接警，视报警情况，可分别指挥警察、消防、急救等力量，进行紧急处置或联合行动处置。城市应急联动业务流程一般包括报警、接警、预警、处警、处置、撤警、总结七个环节。
在应急联动的技术实现上，表现为应急通信的互连互通以及应急指挥的协同。1.2 应急通信指挥的应用需求1.2.1 应急通信指挥的应用需求特征
针对突发事件在发生的时间、地域、事件类型、影响程度等方面的难以预测性，应急通信指挥具有以下几个应用需求特征。（1）不确定性
不确定性包括时间不确定性、地点不确定性、容量需求不确定性几个方面，由于发生突发事件的时间不确定，事先无法预计。（2）矛盾性
一是在要求反应时间快速与掌握现场信息全面、准确之间存在矛盾性；二是在专网的公益性和经济性之间存在矛盾性，不可能建设一个大而全的专网应急通信系统；三是公网提供通信系统的应急保障，在公益性和商业性之间存在矛盾性，不可以完全依赖公网进行应急处置。
可见，必须妥善处理好公网与专网的关系，实现二者高效的综合互补应用以及平衡协调发展。（3）时效性
应急网络应快速部署和开通，便于及时响应、有效互通，避免现场存在“信息孤岛”。1.2.2 应急通信指挥的不同维度应用需求
应急通信指挥的指挥调度、资源调配、应急联动、信息发布、决策支持等指挥应用，在时间、地域、关系、业务等不同维度具有相应的应用需求。
1．应急通信指挥的时间维度应用需求
根据突发事件发生的时间，应急通信指挥在事前、事中以及事后三个不同时间段，存在其特定的应用需求，例如，事前预测预报、监测预警等，事中行动方案、资源调配、协调控制、信息发布、自救指导等，事后事件进展通报、安抚等。应急通信指挥的时间维度应用需求如图1-1所示。图1-1 应急通信指挥的时间维度应用需求
需要特别说明的是，根据《中华人民共和国突发事件应对法》第五十八条规定，在“突发事件的威胁和危害得到控制或者消除后，履行统一领导职责或者组织处置突发事件的人民政府应当停止执行依照本法规定采取的应急处置措施，同时采取或者继续实施必要措施，防止发生自然灾害、事故灾难、公共卫生事件的次生、衍生事件或者重新引发社会安全事件”。因此，只有在“事件进展通报”、“安抚”等事后指挥应用与“行动方案”、“资源调配”、“协调控制”等事中指挥应用同时进行时，才属于应急通信指挥的应用需求。
2．应急通信指挥的地域维度应用需求
根据突发事件发生的地域范围、影响程度等因素，应急通信指挥[7]在国家、省／市、现场三个层面，由于其指挥权责、处置范围、可调配资源数量、指挥流程等方面不尽相同，存在不同的应用需求。例如，国家层面包括全国性的资源调配、协调控制、信息发布等，如国家国土监控系统；省／市层面包括城市、省／市间协同联动的资源调配、协调控制、信息发布等，如省／市应急联动平台；现场层面包括部门及部门之间协同联动的资源调配、协调控制、信息发布等，如现场的机动应急指挥平台。应急通信指挥的地域维度应用需求，如图1-2所示。图1-2 应急通信指挥的地域维度应用需求
3．应急通信指挥的关系维度应用需求
根据应对突发事件的不同用户之间的关系维度，在上下级指挥人员之间、指挥人员与专业人员之间、应急处置部门与公众之间等存在不同的应用需求，例如，上级指挥人员对下级指挥人员的行动方案、资源调配、协调控制等，应急处置部门对公众的信息发布等。应急通信指挥的关系维度应用需求如图1-3所示。图1-3 应急通信指挥的关系维度应用需求
4．应急通信指挥的业务维度应用需求
根据支持应对突发事件的不同业务，从用户角色、技术两个角度，应急通信指挥分别存在不同的应用需求。
从用户角色角度，应急通信指挥的应用需求可分为指挥人员需求、专业人员需求和公众需求三类。第一类是指挥人员的应急处置行动方案，以及对人力、物力资源的调配与协调控制等业务需求。第二类是专业人员的现场信息业务需求，如监测与监控数据、定位信息、图像与视频等现场信息，以及相关的指挥调度指令信息。第三类是公众的业务需求，如报警、自救指导、慰问、事件进展通报、报平安等。
从技术角度，主要包括语音、数据（如短信、监测与监控数据、定位信息等）、图像以及视频四类。1.3 应急通信指挥的发展现状1.3.1 应急通信的标准化现状
如上文所述，应急通信是为应对突发事件必须首先解决的问题。目前，国内外研究应急通信的标准化组织主要包括ITU、ETSI、IETF和CCSA。
1．国际电信联盟
ITU成立于1865年，是一个联合国系统内的国际组织，是各国政府和民间领域协调全球电信网络和业务的机构。ITU下设ITU-T、ITU-R和ITU电信发展部（ITU Telecommunication Development Sector，ITU-D）三个不同部门，其中对应急通信行业影响较大的是ITU-T和ITU-R。（1）ITU-T
ITU-T对应急通信的研究包括国际紧急呼叫以及应急通信能力增强技术等内容，涉及应急通信业务（Emergency Telecommunication Service，ETS）、减灾通信（Telecommunication for Disaster Relief，TDR）业务和早期预警（Early Warning，EW）业务。尽管ITU-T本身不参与应急和救灾行动，但是它提出的“建议（Recommendation）”是实施可互操作系统和电信设施的基础，有利于应急处置人员顺利部署通信设施并提供服务。
目前，ITU-T已经发布的应急通信建议包括E.107（ETS以及各国[8]实施ETS的互连框架）、Y.1271（在不断演进的电路交换与分组交[5]换网络上进行应急通信的网络要求和能力框架）等。（2）ITU-R
ITU-R对应急通信的研究包括利用固定卫星、无线电广播、移动通信、无线定位等技术提供应急通信业务。
目前，ITU-R已经发布的应急通信建议包括BT.1774（公共预[9]警、减灾和救援中卫星和地面广播设施的使用）、F.1105（救援行[10]动使用的可搬运的固定无线通信设备）等。
2．欧洲电信标准化协会
欧洲电信标准化协会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）成立于1988年，是一个由欧共体委员会批准建立的非赢利性电信标准化组织。ETSI非常重视应急通信相关标准的制订，专门设立了应急通信（Emergency Telecommunications，EMTEL）课题，并先后成立了STF315（紧急呼叫和位置信息）和STF321（紧急呼叫定位）特别任务组。目前，STF315已经结束，由STF321继续开展应急通信的研究工作。
目前，ETSI已经发布的应急通信标准包括TS 102 181（突发事件[11]下应急处置部门之间的通信需求）、TS 102 182（突发事件下应急[12]处置部门对公众的通信需求）等。
3．互联网工程任务组
互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）成立于1985年，是一个由运营商、业务提供商、研究人员和网络工程师组成的开放性国际组织，是全球互联网最具权威的技术标准化组织。随着互联网（Internet）上网络电话（Voice over Internet Protocol，VoIP）业务的大量应用，IETF日益重视互联网上的应急通信问题，并建立了基于互联网技术的紧急服务内容解析（Emergency Context Resolution with Internet Technologies，ECRIT）工作组，专门研究基于互联网的应急通信问题，涉及需求、架构、协议等各个方面。
目前，IETF已经发布的应急通信草案包括RFC 5012（基于互联[13]网技术实现紧急服务的需求）、RFC 6443（利用互联网多媒体进[14]行紧急呼叫的框架）等。
4．中国通信标准化协会
中国通信标准化协会（China Communications Standards Association，CCSA）成立于2002年，是中国开展通信技术标准化工作的主要机构。CCSA专门成立了应急通信任务组，侧重于应急通信相关的综合性、管理性和框架性的标准研究，包括政策支撑性标准、网络支撑性标准（即公网支持应急通信）和技术支撑性标准。
目前，CCSA已经正式发布的应急通信标准包括YD/T [15]2247-2011（不同紧急情况下应急通信基本业务要求）、YDB [16]087-2012（区域空间应急通信系统技术要求） SR107-2001（自组[17]织网络支持应急通信的架构和标准化需求研究）等。1.3.2 应急通信指挥的发展现状
美国、欧洲、日本等发达国家和地区的应急通信指挥体系建设起步较早，经过多年的发展，已颇具规模。中国应急通信指挥体系建设起步较晚，与发达国家相比仍存在较大差距。
1．美国应急通信指挥体系的发展现状（1）美国应急政策的发展现状
美国应急工作起步较早，已建立成熟的应急体系，相继颁布了《911全国紧急事件报警号码》、《国家通信系统》、《国家安全应急准备计划》、《国家应急反应框架》等应急政策。（2）美国应急通信指挥系统的发展现状
美国拥有先进成熟的应急通信系统，包括全球定位系统（Global Positioning System，GPS）、海事卫星（International Maritime Satellite，Inmarsat）、911电话报警系统、基于集成数字增强网络（integrated Digital Enhanced Network，iDEN）技术体制的数字集群通信系统、手机短信应急预警系统等。“9.11”恐怖袭击事件后，美国成立国土安全部，将22个联邦政府机构及联邦应急事务管理总署（Federal Emergency Management Ageny，FEMA）纳入其中，并将应对突发事件作为主要工作之一。目前，应急指挥中心已遍及美国每一个州市，在应对洪水、暴乱、火灾、爆炸、地震等突发事件时发挥着重要作用。
2．欧洲应急通信指挥体系的发展现状（1）欧洲应急政策的发展现状
欧洲具有较完备的应急体系，如英国的《国内突发事件应急计划》、法国的《地震救援法》以及德国的《自然灾害处置预案》等。（2）欧洲应急通信指挥系统的发展现状
欧洲的应急通信指挥系统建设整体水平处于世界前列，已建成了伽利略全球导航卫星系统、欧洲海事通信卫星系统、基于陆上集群无线电（Terrestrial Trunked Radio，TETRA）技术体制的数字集群通信系统等。
欧洲各国已基本形成了较为完善的应急管理体系，大部分欧洲国家由内政部负责应急管理和应急处置。经过多年的发展，欧洲主要国家均建立了国家级紧急救援指挥中心，并由部分国家共同设置了区域性的应急指挥中心，如欧洲112应急联动中心。
3．日本应急通信指挥体系的发展现状（1）日本应急政策的发展现状
日本是一个自然灾害频发的国家，各级政府和公众具有强烈的应急安全意识，长期以来形成了健全的灾害应对政策体系，如《灾害对策基本法》、《大规模地震对策特别措施法》、《关于完善防灾信息体系的基本方针》等。（2）日本应急通信指挥系统的发展现状
日本的应急通信指挥系统建设整体水平处于世界前列，已经建成新一代的宽带多媒体通信卫星系统、集群通信系统以及中央防灾无线网和防灾互连通信网等地面应急专网。
日本中央防灾会议是应急防灾工作的最高决策机关。根据突发事件的严重程度，应急指挥分为中央、都道府县和市町村三级。对于一般或者较大突发事件，由该辖区的市町村或者都道府县“灾害对策本部”负责应急管理的组织与实施工作，并将灾情上报都道府县或中央应急管理机构。对于重大及特别重大的突发事件，内阁设置“非常灾害对策本部”直接负责应急指挥调度。
4．中国应急通信指挥体系的发展现状（1）中国应急政策的发展现状
中国应急工作起步较晚，与发达国家差距较大。为有效开展应急工作，中国颁布了一系列应急政策，主要包括《国家突发公共事件总体应急预案》、《中华人民共和国突发事件应对法》、《国家通信保障应急预案》等。（2）中国应急通信指挥系统的发展现状
中国近年来非常重视应急通信系统的建设，已初步建成了北斗卫星导航定位系统、集群通信系统等，但总体规模和应急能力还有待提升。
另外，中国已在北京、上海、南宁等城市建成了城市应急联动中心，而且将进一步建设国家级应急指挥调度系统。（3）现场应急通信指挥的挑战
近年来，中国处在自然灾害、事故灾难和社会安全等突发事件高发期，往往导致现场及周边的通信瞬间过载甚至瘫痪，非现有“预案”所始料。现场应急通信指挥系统在突发事件处置中发挥着越来越重要的作用，成为当前的热点和难点问题。在重大活动、防灾救灾、反恐维稳等现场应急通信和指挥中，特别是偏远地区（如山区、戈壁、沙漠、海洋等）发生重大自然灾害时，如何快速有效建立现场应急通信指挥系统，实现全面掌握现场情况并进行指挥决策，是现场应急处置的关键技术挑战，例如，2008年中国“5.12”汶川大地震和2013年中国“4.20”雅安地震。1.4 本书主要内容及章节结构
本书从宏观和系统角度，强调技术原理层面，研究应急通信指挥技术、系统与应用，包括应用需求、参考模型、信息通信技术、组网与现场信息采集、指挥系统与平台、互连互通技术、趋势与展望等内容，旨在指导未来的应急通信指挥系统研究与建设，提高应急通信指挥效能。本书的章节结构及相互关系示意图，如图1-4所示。图1-4 本书的章节结构及相互关系示意图
第1章和第2章属于宏观描述，涉及应急通信指挥的相关概念、需求等，并将系统的参考模型作为全书主线。第3、4、5章介绍应急通信指挥中涉及的关键技术及其综合应用。第6章和第7章介绍应急指挥系统与平台。第8章介绍应急通信指挥的异构互连互通技术。第9章介绍应急通信指挥的发展趋势与展望。参考文献
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本章要点
应急通信指挥系统的应用特点
应急通信指挥系统的原理
应急通信指挥系统的参考模型本章导读
应急通信指挥系统在应对突发事件中的重要性日益凸显，人们对它的时效性要求和依赖度也越来越高。为构建适应范围广、功能强、效率高的应急通信指挥系统，首先需要研究应急通信指挥系统的应用特点；在此基础上，对影响应急通信指挥系统的关键要素进行综合和抽象，以便从整体上理解和把握应急通信指挥的概念与总体技术框架。
本章从宏观和系统角度，强调技术原理层面，阐述了应急通信指挥系统的应用特点与原理，并提出一种系统参考模型。围绕系统原理和参考模型，本章从不同侧面阐述系统的网络、业务、终端、管理、安全、法规等多个方面的关键要素，对指导深入研究应急通信指挥系统的技术体系具有重要意义。本书的后续章节是以首次提出的系统原理和参考模型为主线，介绍有关的信息通信技术、组网与现场信息采集、指挥系统与平台、互连互通技术等，并结合相关案例介绍了它们在应急通信指挥中的应用，特别是传感器技术、基于移动互联网技术的即时通信和社交媒体（如微信、微博、飞信、Twitter、Facebook等）及应急APP。2.1 应急通信指挥系统的应用特点
应急通信指挥系统是实现应急通信指挥应用需求的技术系统，其应用特点主要体现在“应急”上，包含以下几点。
1．应用需求的多样性
突发事件种类多，在时间、地域、事件类型、影响程度等方面存在诸多不可预见因素，不同的现场场景对应急通信指挥系统的功能需求差异较大。例如，在大多数突发事件中，专网与公网共存；在重大[1]突发事件中，专网独立应用于应急处置；在重大活动、个人报警求助、自救指导、安抚信息中，尽可能地发挥公网的通信系统应急保障作用。特别是在某些事态发展的不同时间阶段，对应急通信系统存在不同应用需求，详见第5章“应急通信组网与现场信息采集”。
可见，在一种场景下适用的系统和手段，在其他场景下可能难以发挥作用；同一个系统在不同的场景下，使用的方式也可能相差较大。
2．系统构成的异构性
当突发事件发生时，通常需要多个应急处置部门协同联动，而不同应急处置部门由于历史原因和职能不同所采用的技术和系统专用性强，在功能上存在差异。另外，信息通信技术（Information and Communications Technology，ICT）发展演进快，且由于投资及使用人员习惯等因素限制，新旧技术在应急通信指挥上长期并存使用。
3．系统资源的虚拟性
重大突发事件影响范围大、程度深，必须临时、独立建立现场专网应急通信指挥系统。但由于专网在数量、功能、性能、权限等方面存在特定的、严格的使用要求，难以替代公网的基础通信作用，必须与公网（包括异地公网、现场已恢复的公网等）互相配合和补充。为实现应急通信指挥的功能扩展，建立在公网基础之上的专网应急通信指挥系统，如集群政务共网，类似虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN），是架构在公网之上的逻辑网络，网络形态具有一定的虚拟性。
另外，在应对突发事件过程中，涉及的人员对随时随地的信息协同共享、按需快速处理等应用整合需求越来越强烈，利用云计算、网络虚拟化等信息通信新技术实现虚拟环境中大数据应急资源的综合应用将是未来的发展趋势。
可见，应急通信指挥系统是多种系统在特定时间段、针对特定场景的应急能力的综合体现，是由公网与专网、不同数据中心构成的虚拟系统。
4．技术性能发挥与法规管理的相关性
由于应急通信指挥系统具有构成的异构性和资源的虚拟性，需要针对不同的现场场景建立响应机制，及时有效地协调调度应急资源，以建立完善的应急通信指挥体系。在应急通信指挥体系中，需要政策法规、系统管理、安全机制等保障措施，才能有效发挥技术系统的性能。
基于上述对应急通信指挥系统应用特点的分析，本书提出一种经梳理、分析和抽象的应急通信指挥系统的参考模型，从三个不同平面分别阐述系统的关键要素。2.2 应急通信指挥系统的原理
从技术层面，本书提出一种应急通信指挥系统的原理，如图2-1所示，主要包括四个方面：信息采集、信息传递、信息处理以及指令下达和执行。其中，虚框内表示应急指挥系统的原理。图2-1 应急通信指挥系统的原理（1）信息采集
信息采集主要包括数据采集、音频采集、视频采集、目标定位、数据融合等。信息采集的作用是全面了解现场的地理环境、地形特点、气象情况、事态与局势，实时掌握现场救援力量部署与资源调度及其位置、反恐时的现场态势，以及指令执行后的事态进展反馈等信息。（2）信息传递
信息传递包括现场采集信息的上传、指挥人员指令的下达等。信息传递的作用是利用由多种不同的通信与网络系统构成的应急通信网络，实现现场内外应急处置人员以及公众的信息互通。（3）信息处理
信息处理主要包括信息计算、存储、显示、人工或者智能辅助的决策制定等操作。信息处理的作用是快速查询与显示信息并进行分析与处理，提供辅助决策信息。（4）指令执行
现场应急处置部门及应急处置人员接受上级应急处置部门按级或者越级指挥决策指令，实现纵向与横向协同的执行，以及应急处理行动的协调与控制，直至应急处置任务完成或结束。
其中，（1）和（2）强调通信技术与系统，（3）和（4）强调指挥技术与系统。可见，应急通信指挥系统将利用现代信息通信技术不断完善其功能，具备强大的信息采集能力、信息传递能力、分析判断能力、决策处置能力和组织协调能力，充分发挥在及时有效地应对突发事件中的作用。2.3 应急通信指挥系统的参考模型
本书提出的应急通信指挥系统的参考模型如图2-2所示，该模型包含设施平面、能力平面和保障平面3个平面。
设施平面涉及应急通信指挥系统的物理构成及特性，体现了应急通信指挥系统的异构性、综合性。从功能上可分为接入与信息采集、通信网络、业务与应用三个层次。
能力平面包含设施平面中多种不同系统应具备的应急能力，它与设施平面的各个层次相关，体现了应急通信指挥系统的资源虚拟性。参考文献[1]中列出一些应急通信指挥系统应提升的能力，具体要求如表2-1所示。本书进一步抽象与提炼，将可达性、互连互通、优先级、智能性四种能力作为能力平面中体现系统应急能力的关键要素。[1]表2-1 应急通信指挥系统应提升的能力要求
保障平面体现了应急通信指挥系统的管理相关性，包括政策法规、系统管理、安全机制等保障措施，这些是应急通信指挥系统的应急能力得以充分发挥的重要保障要素。图2-2 应急通信指挥系统参考模型2.3.1 设施平面
在设施平面的三个层次中，接入与信息采集层实现多种对象的通信接入和信息采集。通信网络层实现现场内的通信（包括现场区域中继、现场接入等）以及现场与后方之间的广域中继通信。业务与应用层面向不同用户的应急通信指挥需求，实现多种通信与指挥业务。
应急通信指挥系统源于常规的公网和专用通信网，但在应急通信指挥网络的应用场景、组网方式、服务对象、通信能力需求、业务与应用等方面均有其特殊性。通常情况下，需要综合应用设施平面中多种通信技术和网络系统。
1．接入与信息采集（1）接入的对象
① 人：
主要是指在应对突发事件过程中涉及的人员，包括指挥人员、专业人员（如接警员、专家、单兵等）以及公众。其中，现场指挥人员、
[2]单兵等重要用户具有较高接入优先级。
② 物：
接入的对象由人延伸至物，例如，传感器、射频标签、摄像头等，由物代替人完成监测、监控、自动报警等任务，并能够进行物对物的智能远程控制。（2）接入的业务
接入的业务包括语音、数据、图像、视频等，反映现场信息和态势。根据实时性要求可分为实时业务（如语音、视频等业务）和非实时业务（如现场采集的部分数据业务）。（3）接入的方式
① 有线接入：
利用电缆、光缆等作为接入媒介，接入速率高、稳定可靠，但线路部署受环境影响大，灵活性差，容易被自然或人为损毁，不适合移动性和灵活性要求高的现场。
② 无线接入：
利用无线电波作为接入媒介，快捷灵活、手段多样，支持用户的移动性，对现场复杂环境的适应能力强。但受无线通信的固有特性以及现场复杂环境的影响，传输质量可能不高。对于现场的不可预见性和时效性要求，无线接入是目前采用较多的应急接入方式，如传统的卫星通信、集群通信、短波通信、微波通信等，通常需要多种技术综合互补应用。（4）信息采集
主要是现场信息的采集，利用各种传感器、射频标签、定位终端、视频器件等设备采集温度、湿度、雨量、流量、水位、声波、移位、压力、震动、倾斜、有害气体、位置、声音、图像、视频等各种现场信息数据。
2．通信网络（1）网络构成
根据在应急处置中的作用和地域不同，从水平角度分析，应急通信网络可分为应急通信的广域中继网络、应急通信的现场区域中继网络、应急通信的现场接入网络、应急指挥平台的内部局域网络，应急通信网络结构如图2-3所示。图2-3 应急通信网络结构
① 应急通信的广域中继网络：
支撑后方的固定应急指挥平台到现场机动应急指挥平台间的信息交互；支撑多级应急指挥系统之间的纵向连接与信息交换；支撑同级各专用应急指挥系统之间的横向联动与信息交换。
② 应急通信的区域中继网络：
当突发事件涉及的区域半径超过10千米的范围时，多个现场应急指挥平台之间需要通信与协同。应急通信的区域中继网络就是用于支撑多个现场机动应急指挥平台之间的互连、信息交换和协同指挥的。
③ 应急通信的现场接入网络：
主要是指现场机动应急指挥平台与单兵之间的通信，以及现场临时部署的无线传感网络、无线自组织网络等与现场机动应急指挥平台之间的通信。
④ 应急指挥平台的内部网络：
应急指挥平台的内部网络支撑指挥平台内部各业务系统之间的通信与信息交换，目前都是采用局域网（LAN）和IP技术实现的。
固定应急指挥平台通过广域网通信接口连接公网、应急通信专网，实现与后台、现场的机动应急指挥平台或现场的应急处置人员之间的通信。
根据所采用的技术和承载平台的不同，从垂直角度分析，应急通信网络又可分为天、空、地三个层面，如图2-4所示。图2-4 天、空、地三层的应急通信网络
① 天层网络：
卫星是天层网络的主要载体，包括通信卫星、导航卫星、遥感卫星等，实现远距离通信、导航定位、对地观测、信息采集等功能。卫星通信具有覆盖范围广、不受距离限制、部署迅速灵活等特点，是满足复杂特殊环境下，当地面网络难以到达时，单兵接入、遥感信息采集和广域中继通信的主要手段。
② 空层网络：
空层通信主要指基于飞艇、热气球、无人机、直升机等浮空平台和机载平台的通信手段。空层网络主要用于现场区域覆盖（范围为几千米至几十千米），是地面车载通信等手段的延伸和补充，特别是在地面通信网络损毁情况下的现场，提供较大范围无线通信、对地观测、信息采集等功能。
③ 地层网络：
地层网络又可细分为地面网络和地下（如矿井）网络。地面网络承载大部分应急通信指挥业务，可由车载平台承载或者由单兵携带，实现广域、区域以及局域的通信。但在复杂恶劣的现场地理环境下，地面网络往往难以部署。地下网络主要指适应地下矿井等特殊环境应急需要而布设的网络。（2）主要的传统通信技术体制
① 微波通信、卫星通信和短波通信：
微波和卫星通信具有可用频带宽、部署迅速、受地理环境制约少、抗毁能力强等特点，可作为地面有线通信的传输备份和快速恢复手段，分别用于构建地面中继应急通信网络和空间中继应急通信网络。近年来，微波和卫星通信系统设备呈现出宽带化、小型化发展趋势。
短波通信具有通信距离远、抗毁能力强、使用简便的优点，但也具有通信容量小、质量差的缺点，是应急通信的重要补充手段和极端情况下的最低通信保障手段之一。
② 集群通信：
集群通信网络属于专用无线移动指挥调度网络，通话建立速度快，具有故障弱化、脱网直通等抗毁能力，支持群组呼叫、优先呼叫以及强插强拆等应急指挥所需的特殊功能，能较好地满足现场应急处置人员的通信和指挥调度的需求。集群通信正在从支持语音业务的窄带通信向支持多媒体业务的宽带通信方向发展。
③ 公众移动通信网：
公众移动通信网（Public Land Mobile Network，PLMN）覆盖面积广、移动性强，支持语音、数据、图像和视频等多种业务应用，是移动互联网的重要载体。在应对突发事件过程中，是信息发布的重要手段之一。公众移动通信网络正在向宽带化、IP化方向发展。
④ 公众电话交换网：
公众电话交换网（Public Switched Telephone Network，PSTN）以固定语音业务为主，稳定可靠、服务质量高，且可实现对应急呼叫用户的位置定位。在应对突发事件过程中，是公众电话报警的重要手段之一。
⑤ 互联网：
互联网是以TCP/IP协议为基础的计算机网络，具有覆盖范围广、规模大、信息资源丰富等特点。特别是随着移动接入、泛在连接以及普适计算等新应用的不断涌现，互联网支持应急通信指挥的能力显著提升。在应对突发事件过程中，短信、微博、微信等互联网新业务（如在2013年中国“4.20”雅安地震期间微博、微信的信息互动应用，详见第3章“应急通信指挥的传统技术与应用”）已逐渐成为城市应急管理的重要手段之一。目前，互联网正向以IPv6为核心的下一代互联网方向发展。
⑥ 广播网：
广播网是指通过无线电波或电缆、传送语音和视频等信息、以下行传输为主的网络环境。广播网根据其传播信息的种类可分为广播电台网、广播电视网、互联网广播等，分别侧重语音、视频、多媒体信息的广播，可通过收音机、电视机、网络终端等设备接收广播信息。广播的优势是对象广泛、传播迅速，特别是传统的广播电台网和广播电视网，接收手段丰富、传输质量可靠。在应对突发事件过程中，广播报警、现场实况广播等业务能够及时传播突发事件信息。目前，广播电视网正向与电信网、互联网深度融合的方向发展。
上述传统的通信技术已广泛应用于应急通信指挥，但存在一些不足和改进方向。在信息通信新技术和新需求的共同推动下，未来的应
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