应急通信新思维：从理念到行动(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：姚国章

出版社：电子工业出版社

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应急通信新思维：从理念到行动试读：

前言

笔者自2006年主持承担国家科技支撑计划项目“省级应急平台技术研发与示范（江苏）”课题（2006BAK01A35）以来，一直在重点关注应急通信的发展和应用问题。后来又有机会主持承担了工业与信息化部中国电信业“十二五”规划前期预研重点研究课题——“十二五”期间我国应急通信发展规划研究，对我国应急通信的发展有了更深入的思考。为了更系统地开展针对我国应急通信发展问题的研究，我们争取到了摩托罗拉系统基金会提供的公益基金资助，这不仅使我们得到了一定的经费支持，更为幸运的是，摩托罗拉系统中国公司应急通信的资深技术专家陈建明先生亲自加入我们的研究团队，并共同承担相应的研究任务，使得本书得以顺利出版。

本书以应急通信的理论分析、技术实现及国际国内的发展应用为主线，对应急通信的相关问题进行了深入系统的探讨。全书共分9章，分别是：第1章，绪论；第2章，美国应急通信的发展；第3章，政府应急通信无线专网的建设；第4章，数字集群应急通信；第5章，卫星应急通信；第6章，互联网与应急通信；第7章，移动网络与应急通信；第8章，业余无线电与应急通信；第9章，促进我国应急通信发展的对策建议。全书融专业理论、应用技术和典型案例为一体，形成了一个当今相对完整的应急通信发展体系，力图为读者系统地把握应急通信的理论和实践问题提供全面的参考。

本书由姚国章、陈建明合著，陈菲、赵刚、袁敏、刘忠祥共同参与了书稿的编写，研究生王星、韩玲华、赵婷、惠云云等同学参与了课题的研究，包括国外研究资料的翻译整理和全书的校阅等，为本书的成稿做出了自己的贡献。

本书的成稿得益于众多政府部门的领导和专家的直接指导，长期合作研究的丰国炳老师、邓民宪老师和朱忠良老师等为本书的成稿提供了多方面的帮助。本书的成稿不但参考了作者过去已形成并公开出版的部分研究成果，还充分参阅了国际国内大量有代表性的研究成果，部分引用的参考文献在正文中进行了标注，在此向相关文献的原作者和版权所有单位表示衷心的谢意。书中所参考的有些参考文献或由于作者不详、或由于出处不明确、或由于自身疏忽等原因，没能进行详细标注，敬请原作者谅解，不当之处敬请批评指正。

应急通信的发展是一项只有起点、没有终点的重大工程，所面临的问题和困难错综复杂。作为这一领域的探索者，我们既感到使命的光荣，又感到责任的重大，希望通过我们共同的努力，为我国应急通信事业更好更快的发展做出应有的贡献。姚国章 陈建明2014年9月28日

第1章 绪论

1.1 “通信”基础

现代通信业的发展日新月异，各种通信手段层出不穷，给我们的工作、学习和生活带来了极大的方便。可以说，通信已成为现代人须臾不可或缺的重要伙伴。在应急管理的实践中，通信是支撑各项业务运作的关键性保障，只有强化通信基础，才能夯实应急管理的基石。

1.1.1 “通信”的概念

人类的通信方式是自古就有的，从古代的烽火台、击鼓、驿站快马接力、信鸽、旗语等到现代的固定电话、移动电话、无线电、互联网、可视电话和即时通信等，通信与人类社会的发展和进步息息相关。现代通信更多指的是电信。简单地说，“通信”（Communication）是指经由电子或光学的方法，将经过编码的数据由某地（或某人）传送给另一地（或某一人，或一组人）的过程。按照美国《联邦通信法》对“通信”的定义，通信是指两点相互或分别传输，传输点由用户指定，内容由用户选择，信息的形式和内容从发出到接收不得改变。世界贸易组织（WTO）对“通信”的定义为：点到点的声讯电话、数据传输、电传、传真、私人线路租赁（传输能力的销售或租赁）、固定和移动式卫星通信系统及其服务、蜂窝电话、移动数据服务、寻呼和个人通信系统服务。

从广义上来看，无论采用何种方法，使用何种媒质，只要将信息从一地（某人）传送到另一地（或某一人，或一组人），均可称为通信。

1.1.2 通信系统的分类

按不同的分类标准，通信系统有多种不同的分类，不同的分类对应着不同的通信表现形式。

1．按通信业务分类

按通信业务划分，通信系统可分为话务通信和非话务通信两类。话务通信在电信领域中一直占主导地位，它属于人与人之间的语音通信。非话务通信主要包含分组数据业务、计算机通信、数据库检索、电子信箱、电子数据交换、传真存储转发、可视图文，以及会议电视、视频图像通信等。从20世纪90年代中后期以来，以互联网为主要载体的非话务通信异军突起，正在和话务通信一争天下。

2．按传输媒介分类

按传输媒介划分，通信系统可分为有线通信系统和无线通信系统两大类。有线通信是用导线（如架空明线、同轴电缆、光导纤维等）作为传输媒介完成通信的，如市内电话、有线电视、海底电缆通信等；无线通信是依靠电磁波在空间传播达到传递信息的目的的，如短波电离层传播、超短波、微波视距传播和卫星中继等。

对于点和点之间的通信，按信息传递的方向与时间关系进行划分，通信方式可分为单工、半双工及全双工通信三种。单工通信是指信息只能单方向传输的工作方式，因此只占用一个信道，广播、遥测、遥控和无线寻呼等就是单工通信方式的例子；半双工通信是指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发的工作方式，如使用同一载频的对讲机就是较为典型的半双工通信方式；全双工通信是指通信双方可同时进行收发信息的工作方式，一般情况下，全双工通信的信道必须是双向信道，普通电话和手机等都是最常见的全双工通信方式。

除此以外，通信系统还有不同的分类。无线通信按通信设备的工作频率不同可分为长波通信、中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和远红外线通信等；按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，可以相应地把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。

1.1.3 现代通信系统的发展趋势

经过长期的快速发展，现代通信技术取得了长足的进步。从未来的演进趋势看，现代通信系统主要朝着大容量、远距离、多用户、宽频带、高保密性、高效率、高可靠性、高灵活性的数字化、智能化和综合化的方向发展。从具体的表现来看，主要有以下六个方面的趋势值得关注。

第一，数字通信系统将进一步替代模拟通信系统成为未来通信系统的主体，尤其是大容量的数字微波中继通信系统将成为近年来干线通信系统的发展方向。与此同时，数字卫星通信系统将作为未来卫星通信系统发展的主要方向，卫星互联网内容传送和宽带接入服务等数据传递业务将成为推动通信业务发展繁荣的新动力。

第二，支持大容量、宽频带信息传输的光纤通信将会得到深入发展，总体朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。

第三，以3G、4G为代表的移动通信将会进一步取代固定通信，在未来的通信中大放异彩，使丰富的业务功能、高容量的传输和方便灵活的移动应用成为可能，将会给用户带来更多的应用乐趣和使用便利。

第四，计算机通信网、电信网和有线电视网在业务应用层面的融合将取得实质性的进展，“三网融合”已变成现实，其表现为技术上趋向一致，网络层上实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务，在经营上会形成互相竞争和互相合作共存的格局，并朝着提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标持续发展，行业管制和政策方面也会逐步走向统一。

第五，可以真正地实现在任何时间（Anytime）、任何地点（Anywhere）、任何对象（Anyone）以任何方式（Anyway）进行信息交换的个人通信系统循着“通信以人为本”的轨迹发展，尤其是移动互联网将会赢得极其广阔的发展空间。

第六，应急通信将作为通信发展的一个重要应用领域，受到越来越多的关注，而且各种类型的应急通信装备将满足多层次、各种复杂环境和不同事件响应应急通信发展的需要，成为通信发展领域的一朵奇葩。

1.2 应急管理概述

应急管理是一个复杂的系统工程，需要弄清其相关的要素，这对有效地应对突发事件来说非常重要。

1.2.1 应急管理的相关概念

对应急管理的概念目前国内外尚没有统一的定义，但对它的基本内涵需要有一个正确的认识。

1．突发事件的定义

一般而言，应急管理是针对“突发事件”而言的，我国2007年11月实施的《中华人民共和国突发事件应对法》把突发事件（Emergency Incident）定义为：突然发生，造成或可能造成严重社会危害，需要采取应急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。按照社会危害程度、影响范围等因素，自然灾害、事故灾难、公共卫生事件分为特别重大、重大、较大和一般四级。这一定义较好地涵盖了突发事件的类型和特点，对更好地理解应急管理有较大的帮助。

2．应急管理的定义

目前，国际国内对应急管理（Emergency Management）有很高的关注度，相关的概念定义也较多见。美国联邦应急管理署（Federal Emergency Management Agency，FEMA）下属的应急管理研究小组在2008年对应急管理给出如下的定义：应急管理是为组织机构或社会团体降低灾害脆弱性而进行灾害响应的管理功能，该功能可以帮助人们通过协调和整合所有的行动，建立并逐步改进所有突发事件（无论是自然灾害、恐怖袭击还是其他人为灾难）的减灾、备灾、响应和恢复的能力。

中国科学院科技政策与管理科学研究所的计雷研究员认为，应急管理一般是指为了降低突发灾难性事件的危害，基于对造成突发事件的原因、突发事件发生和发展过程及所产生的负面影响的科学分析，有效集成社会各方面的资源，对突发事件进行有效地应对、控制和处理的一整套理论和方法体系。同济大学城市建设与灾害管理研究院的孙斌研究员认为，应急管理是指为了应对突发事件、紧急事件进行的一系列有计划、有组织的管理控制过程，有效地预防和处置各种突发、紧急事件，针对突发、紧急、具有破坏力的事件采取预防、响应和恢复的活动与计划，以最大限度地减少突发、紧急事件的负面影响。

结合上述观点，我们认为，应急管理是指政府部门、组织机构等在突发事件预防、准备、响应和恢复的全过程中，为有效地预防、预测突发事件的发生并最大限度地减少其可能造成的损失或负面影响，所进行的制定应急法律法规、应急预案，以及建立健全的应急体制和应急处置等方面事务的统称。

3．现代应急管理

需要特别指出的是，这里的“应急管理”隐含指的是“现代应急管理”。之所以称当前的应急管理为“现代”应急管理，是因为它和以往传统的应急管理有了本质的不同。首先，反映在当今的突发事件出现了不同于以往的特性，由于一次事件往往会涉及多个领域，有的甚至会逐步演变成为大型、综合性突发事件，所以应急管理也应随之进行改变，由“传统”应急管理升级为“现代”应急管理，在组织架构、技术手段及管理体制等方面都要有相应的适应性改变；其次，作为一个新的学科方向，现代应急管理包括多个不同的学科和领域，它们之间原本可能并无关系，但在大规模突发事件面前都能体现各自的优势和作用。与其他一些学科不同的是，应急管理产生于实践，并在实践中不断发展完善。

由此可见，应急管理的应用一般先于理论，但也需要依靠理论的推动才能获得更好的效果。如果要在实践中发挥应急管理的积极作用，就必须把应急管理层次分得更加细致，而对突发事件的发生、发展及演化的机理着力研究，尤其是那些多源性的灾害及耦合的灾难事件机理等。此外，事件与处置机构的分类分级、资源管理等也是应急管理发展过程中的关键问题。

1.2.2 应急管理的主体与客体

应急管理中的主体指的是处理突发事件的人员、机构和组织。例如，可以将应急管理中的主体按照地域级别分为国际性应急管理主体（如世界卫生组织卫生危机小组安全理事会）、国家级应急管理主体（如我国的国务院应急管理办公室）及各省、市、县等地区级应急管理主体（如城市应急指挥中心）。应急管理中的客体指的是处置的对象，重点是指各类突发事件，但也包括计划中的重大事件（Planned Events），如奥运会、世界博览会和政府首脑峰会等。在本书中，除非有特别所指，应急管理的客体都是指各类突发事件。一般来说，突发事件具有以下特征。

1．突发性

突发事件一旦爆发，便会迅速蔓延，解决问题的时间非常紧迫，如果不能及时妥善处理可能会造成更大的损失和危害。

2．公共性

突发事件的影响往往涉及公共的主体，这就容易造成公众的心理恐慌，并由此引起社会秩序的混乱。

3．不确定性及多样性

突发事件发生的起因、影响因素及后果都是没有规则且无法预测的，这就极大地增加了预防、解决的难度。

4．危害性

一般情况下，突发事件的发生都会造成比较大的生命财产损失，而且突发事件如果得不到妥善解决还会给公众的心理带来很大的负面效应。

5．信息的有限性

突发事件的发生具有很强的随机性和不确定性，这就给应急管理者带来信息的不确定性，并且由于每次突发事件的发生情况各有不同，所以为事件有效信息的提供带来了不便。

突发事件的以上特征决定了应急管理的各种工作，特别是对应急管理通信的支持有着较大的难度。

1.2.3 应急管理的过程

1.1 目前国际国内对应急管理过程的理解保持基本一致，但由于对突发事件应急管理研究的视角不同，所以可能会稍有差异。

1．应急管理的闭环

应急管理是对突发事件的动态全过程管理，一般可将应急管理分为预防、准备、响应和恢复四个阶段。如图1-1所示为应急管理四个阶段构成的闭环图，每个阶段都有相应的业务内容。图1-1 应急管理四个阶段构成的闭环图

在这四个阶段中，预防阶段是指针对可能发生的突发事件，为迅速、有序地开展应急行动而预先进行的组织准备和应急保障，避免事故或阻止事故发生的行动，包括保护生命和财产安全；准备阶段是在灾害或灾难，以及其他需要提防的危险发生之前，根据以往的经验或观测得到的可能性预测，向相关部门发出紧急信号报告危险情况，以避免在不知情或准备不足的情况下发生危害，从而最大限度地减低危害所造成的损失；响应阶段是处理事故短期直接影响的行为，包括拯救生命、保护财产和满足人类基本需求的及时行动，执行事故操作计划和减少人员伤亡、财产损害和其他消极结果的减缓措施；恢复阶段是组织受影响的地区尽快恢复生产、生活和工作，将人们的生活恢复到灾前水平，进行的工作包括对突发事件造成的损失进行评估、实施恢复社会经济和公众生活的措施等。

2．灾害管理周期

应急管理过程中针对灾害事件，可按灾害管理周期来理解，有的是按灾害风险管理周期来理解的，但应急管理过程的关键部分基本是相同的，都是按应急管理的周期性来理解的。如图1-2所示是灾害风险管理周期（Disaster Risk Management Cycle）示意图，灾害风险管理周期的理解侧重于突发的自然灾害事件的应急，如洪水、地震、海啸和飓风等，但不包括慢性的自然灾害事件，如干旱。图1-2 灾害风险管理周期示意图

总而言之，应急管理的过程是一个动态、开放、完整和周期性的系统工程。

1.2.4 应急管理体系

在应急管理的具体实践方面，许多国家已经相继建立了处理突发事件的应急机制。美国联邦“应急管理署”负责协同处理各类突发事件，日本有专门的“中央防灾委员会”负责从中央到地方的防灾减灾工作，俄罗斯的“紧急情况部”是处理本国突发事件的核心组织，印度负责应急管理的最高决策机构是“国家危机管理委员会”，很多其他国家也都有类似的应急管理机构。

如图1-3所示是突发事件应急管理体系构建的逻辑图，对它的深刻理解将十分有助于突发事件应急管理体系的建设。微观操作层是整个体系的基础，也是应该最先建设的部分，它对应着灾害应对策略中的救灾；中观管理层则是使整个体系得以顺利运转的重要保障，包括具体运作机制的设计等，它对应着灾害应对策略中的减灾；而宏观指导层确定应急管理的原则与制度环境，来自于宏观指导层的关注、参与和深度介入能够为应急管理的高效性提供支持，它在关注救灾和减灾的同时，应该更加注重防灾。图1-3中的正金字塔和倒金字塔的两个对应图式表明：对于从宏观指导到微观操作的过程，应该是微观为大，而宏观为小的形式；而对于从救灾到防灾的过程来说，管理的重点应该放在防灾和减灾，而非最后不得已的救灾方面。应急通信属于微观操作层，在救灾中起到关键性的基础作用。图1-3 应急管理体系逻辑图

1.3 应急管理的阶段划分

准确地把握应急管理的阶段划分，对了解不同阶段的通信需求有着重要的意义，也是更好地认识应急通信发展的前提。

1.3.1 “应急管理”四阶段模型图

一个完整的应急管理流程，以灾害事件管理为例，一般包括减灾、备灾、响应和灾后恢复四个阶段，其他不同类型和规模的突发事件每个阶段都各有不同的特点，但基本都可用应急管理四阶段模型进行分析。

灾害事件应急管理所包含的减灾、备灾、响应和灾后恢复四个阶段，构成了应急管理的一个完整突发事件应急周期，这一周期可用图1-4所示的模型图表示。图1-4 应急管理四阶段模型图

1.3.2 “应急管理”四阶段的特点

从把握不同突发事件四个阶段的不同特点入手，可以有效地提高防范和应对各类突发事件的能力。因此，加强对应急管理四阶段模型的研究和应用有着重要的理论价值和实践意义。

1．减灾阶段的特点

减灾阶段（Mitigation Phase）是应急管理全过程的起点阶段，主要任务是减少危害发生的机会及采取能够防止使危害演变成灾害的活动，包括能够阻止灾害的发生、减少灾害的发生机会、减少不可避免的灾害所造成的破坏性影响的任何活动，涉及以避免（预防）或限制（减轻和防备）自然危害、相关环境和技术灾害的负面影响为目的的多种措施，如制定城市/乡镇/郊区的规划和建筑法规，加强土地养护和水土保护等。此外，这一阶段还包括基础数据的准备，开发用于分析、指示风险的模型（通常是基于地图的），进行灾害评估及对社区的脆弱性进行诊断等。

减灾阶段的各项活动并没有严格的时序要求，但作为一项基础性的工作，关系到应急管理的全局，需要深入细致和扎实有效的推进。

2．备灾阶段的特点

备灾阶段（Preparedness Phase）是为应对可能到来的灾害事件进行相应的准备，包括为拯救生命财产和为有助于应急响应和救援服务而制订的计划或准备工作。具体的活动包括应急救援工作所需的后勤支援、供应和资源管理系统，也包括灾害预警系统和灾害发生之前的监测监控活动。

备灾阶段的重要任务是提高公众对灾害的认知，并能引导公众积极响应预警系统的各种预警指令，对各种避难场所和撤离线路精心部署和安排，并通过适当的演练，为灾害应急时的正式响应做好充分的准备。

3．响应阶段的特点

响应阶段（Response Phase）是应对特定突发事件的关键阶段，主要包括营救生命和防止财产损害，保护紧急情况或灾难发生时的环境的一系列行动。

响应阶段由于涉及众多的人员、设备和物资等各种资源，所以在非常紧急的条件下要进行有机和高效的组织协调既十分重要，也极为困难。响应阶段的时间长短与灾害的类型和发生的规模，以及灾害应急的各种资源保障条件等都有着重大的关系。

4．灾后恢复阶段的特点

灾后恢复阶段（Recovery Phase）是灾害应急结束后开始进入的一个新的阶段，具体包括灾后协助社区回到正常状态的所有行动。

灾后恢复往往是一个长期的过程，不但需要充分调集人员和物资等资源，还需要对灾后重建进行规划和设计，并对灾后重建的全过程进行全面系统的管理。毫无疑问，事件响应的事后分析总结有利于应急管理体系、体制与通信系统规划和建设的不断完善与提高。

1.4 应急管理中的通信支撑

通信作为应急管理的重要支撑，在应急管理的各个阶段都发挥着十分重要的作用。从大的范围来看，应急管理中的通信支撑主要包括应急通信保障和通信系统应急保障两方面的内容。

1.4.1 应急通信保障

应急通信保障，即在发生各类突发事件时，各类第一响应人员（First Responders）需要获得必要及时的通信服务，如政府、军队对抢险救灾中的统一指挥和应急响应各部门的协调行动，以及其他参与各方在应急响应中的互助合作所需要的通信支持等。应急通信保障一般是通过通信专网实现的，特别是面向现场第一响应人员指挥和协调的无线通信专用网是应急通信系统建设和应用的关键所在。在美国，国土安全部应急通信办公室负责协调政府各应急响应部门的应急通信保障，并主导美国国家应急通信计划的实施。应急通信保障影响到全美各级政府部门约280万政府应急响应官员，其中包括消防部门、应急医疗救护部门、警察和其他执法部门、搜救等和应急响应支撑部门，如应急物资装备保障及公用事业部门等。

由此可见，应急通信保障是确保应急管理尤其是应急响应取得最佳预期成效的基本支撑，在一定程度上对应急响应的成败起着决定性的影响，因为应急响应的最终目的是为了保障生命和财产安全，使影响面和损失降到最低限度。

在美国，国家应急通信计划只是针对政府各部门、各级政府，以及其他应急响应部门、机构和志愿者在应急处置时的通信能力保障而制订的，这是应急通信保障最重要的部分。我国目前还没有类似的计划，政府各部门、各级政府，以及其他应急响应部门、机构和志愿者在应急处置时的应急通信保障能力不但与美国等发达国家差距悬殊，而且与我国的应急通信的现实需要存在极大的脱节，是必须引起高度重视的一大现实问题。

1.4.2 通信系统应急保障

简言之，通信系统应急保障是指通信运营商为应对突发事件或其他可能的原因造成的通信障碍时所需提供的应急保障。一般来说，通信系统应急保障更多的是通信行业内部的事务，主要通过应急预案来实施和完成，根据通信网络受破坏程度不同，启动不同级别的应急预案。

1.4.3 应急通信保障与通信系统应急保障的关系

从应急通信保障和通信系统应急保障的含义可以看出，两者有明显的差异。应急通信保障是支撑应急所需的通信保障，需要有安全、可靠、适用的通信设施做支撑，已损毁的通信设施肯定无法满足需要；而通信系统应急保障主要考虑对现有的通信设施（主要是公网）出现故障或大面积损毁时如何恢复并提供必要保障的问题。不能认为公网的通信系统应急保障就满足了政府应急通信指挥调度的要求。

在我国，到目前为止，无论是政界还是学界都没有对“应急通信保障”和“通信系统应急保障”两者之间做出严格的区分，因此还存在较大的误区。实践证明，公网在突发事件中往往无法满足政府第一响应各部门应急通信的需要，基于公网构建应急指挥系统存在重大风险，无论是政府还是军队系统都存在这样的问题。

1.5 通信技术在应急管理不同阶段的应用

尽管通信技术的发展一日千里，但如何保障在各种突发事件条件下的通信需要至今仍是世界难题，而且也很难在短时间内取得根本性的突破。当然，无论是对政府部门和通信运营商来说，还是对普通百姓而言，充分利用现有的通信技术和手段，切实提升应急管理的通信保障能力，都是确保应急管理取得成效的必然选择。准确把握应急通信的内涵，全面认识应急通信的发展要求是促进应急通信健康、快速发展的前提。通信技术在应急管理的不同阶段有着十分重要的作用，而且不同阶段有不同的应用需求，各个阶段具有各自的应用特点。以灾害事件应急管理为例，通信技术在不同阶段都扮演了同样重要的角色。

1.5.1 通信技术在防灾减灾阶段的应用

防灾减灾的实施与现代通信技术息息相关，包括卫星通信、遥感遥测、互联网、移动电话及无线电收音机等在内的多种类型的通信技术和手段都可以在防灾减灾的实践中找到用武之地。在国际上，遥感技术、互联网和移动通信等技术在防灾减灾的应用比较普遍，目前已较多地应用到了对地震、洪水、火山爆发、山体滑坡、森林火灾和旱灾等自然灾害的监控等方面。

遥感技术主要包括卫星遥感和航空遥感两种。航空遥感又包括光学遥感和雷达遥感两种类型，光学遥感对天气要求高，雷达遥感则更具适应性，晴天阴天都可飞行，在实际应用中所发挥的作用也比较明显。目前，国外遥感技术被广泛应用于实时监测和发现易发生森林火灾的地方等方面，由遥感图像结合实时气象监测系统而产生的过热点是可能出现旱灾的标志，这样就缩小了易发生森林火灾并需要采取火灾预防和制止措施的区域，对采取有效的防范和应对措施有着很大的帮助。在那些易遭受洪水侵袭的地区，遥感技术可以用来生成数字式的地势模型，绘制出各种类型的洪水发展图，包括洪水持续时间、洪水深度、受影响区域及气流的方向等，这些都对有关部门制定防灾决策有着重要的作用。

在2008年汶川大地震发生数天之后的5月17日，中国科学院对地观测与数字地球科学中心的专家在查看所获取的一幅汶川灾区的卫星遥感图中，无意中发现图片上的一角清晰地写着一行字：SOS700。这行字为红色，虽然不清楚它用什么写成、700又代表什么，但它引起了专家的高度注意，这表明，有人在求救。循着图上的位置，具体的地理位置迅速被确定下来——汶川县草根乡。于是，草根乡求救的消息迅速报告给了抗震救灾指挥部，救援部队很快到达了草根乡，当地受困的大量村民获救。

日本在防灾通信网络的建设方面可谓引领世界潮流，其在全国范围内建立起了包括中央防灾无线网、消防防灾无线网、都道府县防灾行政无线网及市町村防灾行政无线网等在内的各种类型的专门网络。以“防灾行政无线网”为例，这一网络分为都道府县和市町村两级，用于连接都道府县和市町村与指定行政机关及其有关防灾当局之间的通信，以搜集和传递相关的灾害信息。目前市町村级的防灾行政无线网已延伸到街区一级，通过这一系统，政府可以把各种灾害信息及时传递给家庭、学校和医院等机构，成为灾害发生时重要的通信渠道和手段。不难看出，无线防灾通信系统已成为日本防灾减灾的重要基础设施。

1.5.2 通信技术在灾害准备阶段的应用

在灾害准备阶段，充分利用现代通信技术和手段，能有效应对灾害事件的进一步扩散或升级。灾害准备阶段通信技术应用的形式很多，在此以世界上最为成功的飓风准备计划之一的“孟加拉国飓风准备计划”为例，说明具体的应用。

孟加拉国的飓风准备计划由孟加拉国政府和孟加拉国红新月会（Bangladesh Red Crescent Society）联合创办，至今已有10多年的历史。该项目的主要实施内容是在孟加拉国沿海地区部署一套庞大的无线电通信设备网络，并连接到其设在首都达卡总部的通信中心。这一系统是由高频和甚高频无线电组成的，它覆盖了各飓风高风险区域。飓风准备计划的电信网络是由以下三部分构成的：一是高频（High Frequency，HF）无线电收发机，它有一个设在达卡总部的主基地台用来传递有关飓风的信息，而有关飓风进展和影响的信息是通过野外电台传送到达卡总部的；二是采用甚高频（Very High Frequency，VHF）无线电收发机的野外电台系统，这是用来把从高频电台传来的信息接收并传送到设在联合区域（村庄群）一级的各分站的；三是晶体管收音机，它是在村庄一级使用的，用来接收气象信息和飓风警报信号，这些信息是在有低气压或飓风时由“孟加拉国专门天气公报”定期发送的。

这一庞大通信网络的有效运作主要依靠一大批分布在不同层级但都训练有素的志愿者，这些志愿者受过良好的训练并配有适当的警报装备，如扩音器、警报器、公共喊话装置、信号灯和信号旗等。另外，志愿者们还配备有适当的衣具，如胶鞋、安全帽、救生衣和手电筒等。

整个项目包含丰富的培训和公众认知内容，在招募新成员时，志愿者们首先要接受飓风准备计划官员的训练，然后是三天的基本训练，一组一组地接受不同方面的训练，如传播信息、疏散人员、避难、救援、急救和实施救济等。作为补充，志愿者们还要进行广泛的培养公共意识的训练，包括飓风灾害演习、演示，上台表演戏剧、民歌，散发海报、传单、小册子，放映电影、录像，以及收听、收看收音机和电视节目等。

孟加拉国是一个饱受严重自然灾害侵袭的经济欠发达国家，但在飓风灾害的准备和防御上充分利用了先进的通信手段和技术，探索出了一条卓有成效的发展道路。值得指出的是，孟加拉国在注重技术应用的同时，还积极营造了一个适合这些技术应用和发展的社会文化环境，使得现代通信技术和应急准备之间实现了有机的融合，产生出了极为显著的应用效果。

1.5.3 通信技术在灾害响应阶段的应用

通信技术在灾害应急中的应用非常重要，无论是灾情信息的获知，还是指挥指令的下达，抑或是灾害抢险救援的组织，如果没有可靠的通信系统作保障，一切就会变得不可想象。但在灾害来临时，一些常规的通信手段都会因各种原因陷入瘫痪，卫星电话等一些具有比较高抗毁性的通信手段在灾害应急时会担当起重要的职责。但由于平时的准备不足，加上卫星通信技术自身发展水平的限制，常常会出现在关键时刻“掉链子”的现象，这一点需要引起我们足够的重视。

汶川大地震发生后，由于地面通信网络受到严重破坏，所以各种通信手段均无法使用，致使灾区灾情信息无法及时准确地送达抗震救灾指挥中心，导致无法顺利开展救援工作。直到5月14日11时41分，随着中国军用卫星“北斗一星”的开通，汶川与外界的联系才算正式恢复。中国人民武装警察部队四川省森林总队使用的“北斗一号”应急灾害指挥调度系统及时将汶川地震重灾区的灾情报告给中国人民武装警察森林部队司令部，为尽快开展对灾区的救援工作，快速、准确、高效地将各种救灾物资运往灾区起到了很大的作用。但这毕竟是在将近两整天之后才恢复的通信，而且覆盖的范围也仅局限于小部分用户，与当时实际所需的应急通信要求还有着比较大的距离。

从国际灾害应急管理的实践来看，在应急处置的关键时刻所采用的通信技术和手段虽有多种选择，但在陆基通信系统出现大面积故障或出现全面瘫痪的情况下，能够选择的基本只有依靠卫星通信或集群通信等抗毁性能高的通信手段了。汶川大地震的经验告诉我们，只有在平时加强对卫星通信和专用集群通信等高可靠性通信系统的部署，才能在灾害应急时临危不乱，应对有序。

在预先没有网络覆盖或因为系统设备损坏不能保证事发现场通信的情况下，不论是公共或专用系统，能与已有系统通过链路连接的现场快速部署系统（车载或便携式）是不可缺少的应急通信手段之一。常规对讲系统简单、快速、可靠，也是现场应急小组的临时通信手段。

1.5.4 通信技术在灾后恢复中的应用

灾后恢复是一个涉及面广、持续时间长的过程，在这一阶段，通信系统自身面临着一个恢复重建的任务，同时还要为全面的灾后恢复提供可靠的通信支持。

从灾后恢复的业务需求来看，通信技术主要为寻找失踪人员、发放救援物资、筹集救灾资金、开展灾后评估及促进社会安定等方面提供通信服务支持。与灾害应急处置阶段相比，灾后恢复阶段的通信服务所面临的压力相对较小，面向公众的公共通信服务系统也将渐次恢复，逐步承担起服务公众、参与灾后重建的通信需要。在灾后恢复的过程中，专门为政府、专业救援机构提供通信服务的通信系统可以通过数字集群等方式实现；面向公众的通信方式可以利用移动通信及其他的日常通信方式来实现。

根据国际经验，对灾后损失和毁坏的性质与范围进行最初评估的决策而言，卫星遥感系统是宝贵的信息来源，有利于拯救生命和抢救财产。在减灾工作中取得的重要进展是利用历史的和当前的遥感数据，并结合其他地理空间数据，可以为灾后恢复和重建发挥重要的作用。

从以上的分析不难看出，现代通信技术和手段贯穿着整个灾害应急过程的始终。可以说，没有应急管理通信系统的可靠保障，就很难取得灾害应急的成效。在其他事件应急管理的不同阶段，通信也起到同样非常重要的作用。毋庸置疑，现代通信技术为事件的应急管理夯实了应急通信的基础，已成为全面提升应急管理能力和水平的重要法宝。

1.6 应急通信的概念

应急通信并不是一个新概念，也不是到现代才有的，“飞鸽传书”、“烽火告急”、“鸡毛信”等都是人类早期的应急通信手段。当然，随着时代的发展和科技的进步，应急通信的内涵与外延都在不断地发生着变化，人们对应急通信的理解和认识也在随着时间的变化而演进，随着对重大事件响应的经验总结不断完善和提高。

1.6.1 国际对应急通信的理解

1．国际电信联盟对应急通信的定义

国际电信联盟（ITU）作为统领全球通信业发展和应用的国际权威机构，对应急通信的发展高度重视，并从公共保护和救灾的角度提出了“PPDR无线电通信”的概念，使应急通信的内涵得到了科学的诠释。“PP（Public Protection，公共保护）无线电通信”是指政府主管部门和机构用于维护法律和秩序、保护生命和财产及应对紧急情况的无线电通信。根据应用场合的不同，PP无线电通信又分为满足日常工作的无线电通信（PP1）和应对重大突发与/或公众事件的无线电通信（PP2）。“DR（Disaster Relief，救灾）无线电通信”是指政府主管部门和机构用于处置对社会功能造成严重破坏、对生命和财产或环境造成广泛威胁的事件的无线电通信，而不管事件是由于事故、自然或人类活动引起的，还是突然发生或是一个复杂、长期过程的结果。

ITU进一步描述了PPDR无线电通信的工作场景。

一是日常工作状态应用场景（PP1）。● 各PPDR部门或机构在其职责范围内例行工作（没有重大应急处

置任务）。● 各类用户PPDR的业务要求是抢险救灾（DR）场景下的最低标

准。

二是重大突发事件或公共事件应用场景（PP2）。● 火灾、森林大火或重大活动的安全保障，如大型活动和政府首脑

峰会等。● 除重点地域保障外，其他地方还要维持日常运转。● 根据事件的性质和范围可能要求另外的PPDR资源，多数情况下，

都有保障方案或有时间制订方案来协调各方需求。● 通常需要增加另外的无线电通信设备，这些设备可能需要与现场

已有的基础网络连接。

三是发生灾害事件情况下的场景（DR）。● 洪水、地震、冰灾和风暴等，还包括大规模暴乱或武装冲突等。● 即使有合适的地面系统网络，仍需采用一切可能方式，包括业余

电台、卫星等。● 地面网络会被损坏或不能满足增加的通信流量。● 应急通信预案应该考虑在地面或卫星系统中采用数字语音、高速

数据和视频等技术。

通过上面的ITU对PPDR无线电通信的定义和描述，可以看出，在这里特指的应急通信体系中，政府各应急响应部门面向现场第一响应人员使用的专用无线通信系统是其中最为重要的部分。

2．美国对应急通信的定义

美国是全球应急通信发展的领先国家之一，其专门针对政府各部门、各级政府，以及其他应急响应部门、机构和志愿者在应急处置时的通信能力制订了《国家应急通信计划》，该计划将应急通信定义为应急响应人员按授权通过语音、数据和视频手段交换信息以完成任务的能力。该计划强调，为了对各种突发事件实现应急管理响应、建立指挥和控制、保持对态势发展的感知并在一个共同的工作画面（a Common Operating Picture）各负其责，各司其职，政府各级应急响应机构必须具备互操作和无缝的通信能力。该计划指出，应急通信包含以下三个要素。● 可操作性：应急响应人员建立和保持通信以支持完成任务的能

力。● 互操作性：在不同辖区、不同职能部门和各级政府之间，应急响

应人员在使用不同频段的情况下，要能根据要求和授权实现通信

的能力。系统可操作性是系统互操作性的前提。● 通信的连续性：在主要基础设施遭到破坏或损毁时，应急响应机

构应有维持通信的能力。

3．国际上其他国家对应急通信的定义

国际上，与“应急通信”相近的还有“灾害通信”、“灾害管理通信”、“减灾通信”、“救灾通信”和“应急通信业务”等，但意思基本上都相同，统指为应急事件管理保障的通信系统。在日本，因为地震灾难事件频发，“应急管理”的概念往往被“灾害管理”所取代，因而“应急通信”在日本是以“灾害管理通信”的形式出现的，全国有着较为完善的“灾害管理通信系统”，是防灾抗灾的重要基础设施。

1.6.2 国内对应急通信的理解

在国内，应急通信的定义很不统一，在通信行业内比较有代表性的观点认为，“应急通信”是在原有通信系统遭到严重破坏或发生紧急情况时，为保障通信联络，采用已有的机动通信设备进行通信的应急行动。从这一定义不难看出，应急通信侧重于已有的通信系统遭遇意外时如何进行应急，或者说应急通信主要是由通信运营商为防范和应对通信系统的各类故障或突发事件而采取的应急行动，它的行动主体主要是通信运营商，应急的主要任务是保障和恢复通信系统的正常运行。但是这一定义基本是从通信系统应急保障的角度对应急通信进行理解的，有较大的局限性，对发展应急通信会产生一定的误导，因此需要进一步理清思路，澄清认识。

近些年，我国对应急通信的重视程度有了较大的提升，对这一概念的理解也有了进一步的深化。工业和信息化部对“国家应急通信”做了以下定义：国家应急通信主要指通过预防与预警、应急响应和后期处置等工作，在自然灾害、事故灾难、突发公共卫生事件、突发社会安全事件等突发事件情况下实现通信保障，以及确保国家重要通信安全畅通。其日常工作内容还包括制定完善的应急通信预案、体制、机制和法制，建立指挥管理和综合支撑体系，提升网络保障和装备、储备能力，组建专业保障队伍等。与此相对应的工作思路是：始终坚持应急通信与国家突发事件应急体系建设相统一，坚持应急通信与国家防灾减灾工作相适应，坚持应急通信与经济社会发展相协调，统筹考虑应急通信工作的各个方面，满足国民经济与社会发展的总体要求，为我国全面建设小康社会，促进社会和谐发展提供保障。但在具体实施上，我国有《国家通信应急保障预案》，主要还是基于公共电信网的通信系统应急保障，至今还没有类似美国针对政府应急响应各部门专用应急通信保障的《国家应急通信计划》。

1.6.3 对应急通信的新认识

前面对应急通信的定义和理解，从不同的角度和关注点给出了某些部分的定义，但都不是很完整或全面。这是因为对“应急通信”这个术语，不同的人和机构会有不同的认识和理解：一些人关注现在已有的公共电信系统和它的应急保障（通信系统畅通和恢复）；其他人可能关心通信的内容和形式，而不是通信的媒介、传输工具或手段；普通大众可能认为它来自政府部门。抛开定义的问题，应急通信必须是跨部门、跨区域和跨技术领域的，必须有效、协调，以及能发送清晰、重要的信息。真正有效的应急通信还要考虑残障人员和不同语言人员的因素。结合国际、国内各方面对应急通信的定义和理解，有必要对“应急通信”这一概念的基本含义有一个全面了解。

我们首先关注在应急时，谁和谁需要什么样的通信，然后再看通过谁用什么方式和技术手段来保障这种情况下的通信。国际电信联盟框架下的全球标准协作机制——全球标准协作大会（Global Standards Collaboration，GSC）大约每年都会召开例行会议。从2001年（美国“9·11”事件后）第七次会议（GSC−7）上确定公共保护和救灾（Public Protection and Disaster Relief，PPDR）为新的会议高关注议题后，每年的会议都会对应急通信形成决议，在修改和增加内容的基础上形成新的决议或在没有改变时重新确认原决议。在2013年（GSC−17）最新的关于应急通信的决议中提到，应急通信可以分成如下四个方面：（1）从所有个人/单位到政府主管部门和/或单位；（2）在政府主管各部门之间；（3）从政府主管各部门到所有个人/单位；（4）在所有受到影响的个人和单位之间。

1.7 应急通信的类型

根据GSC−17应急通信决议，应急通信按通信双方的身份和在应急响应中的角色可以分为从所有个人/单位到政府主管部门和/或单位（I/O to G）、在政府主管各部门之间（B/A G）、从政府主管各部门到所有个人/单位（G to I/O）以及在所有受到影响的个人和单位之间（A I/O）4类，应急通信的种类如图1-5所示。图1-5 应急通信的种类

1.7.1 I/O to G应急通信

从所有个人/单位到政府主管部门和/或单位的应急通信（from Individuals/Organizationsto Authorities and/or Organizations，I/O to G）是应急管理中的自下而上的通信需求。例如，用户遇到个人紧急情况或突发事件时，通过拨打110、119等方式向相关政府部门提供紧急状况的通信。I/O to G应急通信模式可用表1-1说明。表1-1 I/O to G应急通信模式

1.7.2 B/A G应急通信

在政府主管各部门之间的应急通信（Between and Among such Authorities，B/A G）是在各类突发事件发生时政府机构之间实现现场指挥、传达指令、情况汇报及信息共享等需求的通信。例如，通过电信服务、私营电台、电子邮件、短消息、蜂窝式移动无线电（Cellular Mobile Radiotelephone Service，CMRS）等通信。面向现场第一响应人员（First Responders）的通信要用到政府专用无线通信指挥调度系统。B/A G应急通信在应急管理的各个环节都占据着重要地位，尤其是在应急处置阶段，担当着应急指挥生命线的角色。B/A G应急通信模式可用表1-2说明。表1-2 B/A G应急通信模式

欧洲电子通信委员会的报告指出，B/A G应急通信模式在日常非关键PPDR情况下，专用网络或公共电信网都可以使用，而在关键PPDR情况下，公共电信网络不能满足要求，因此必须建立和使用专用网络。B/A G应急通信模式不同场景的应用需求如表1-3所示。表1-3 B/A G应急通信模式不同场景的应用需求

1.7.3 G to I/O应急通信

从政府主管各部门到所有个人/单位的应急通信（from such Authorities to Individuals/Organizations，G to I/O）是自上而下政府部门向公众传达信息以达到告警、组织疏散、安抚等作用的通信需求，如短信通信、电子邮件、电子显示牌和互联网新闻等。G to I/O应急通信模式可用表1-4说明。表1-4 G to I/O应急通信模式

1.7.4 A I/O应急通信

在所有受到影响的个人和单位之间的应急通信（Among fected Individuals and Organizations，A I/O）是指在紧急情况下，公众或私人组织通过可用的方式，如业余无线电、移动通信、固定通信、广播和大众媒体、互联网、电子邮件、传真和信息服务等通信保持与其亲属联络，向亲人通知自身的安全信息等。然而，很多事实已经表明在重大事故和灾害之中，网络的可用性或能力均难以确保这类通信的需要，必须加强建设的重要性。A I/O应急通信模式可用表1-5说明。表1-5 A I/O应急通信模式

1.7.5 应急通信的类型与应急通信技术的关系

应急通信的四种类型已经被国际电信联盟所认同，在2013年5月关于应急通信的GSC−17第2号决议中已经有明确描述，如图1-6所示。图1-6 GSC−17第2号决议确认的四种应急通信情况

在美国，有各种应急通信服务分别与电信与无线电、广播电视、互联网和其他应急通信相对应。

1．电信与无线电应急

电信与无线电应急包括有线应急通信服务和无线应急通信服务。● 有线应急通信：NS/EP中的ETS、GETS、TSP服务，911系

统，ITU-T的救灾通信服务（Telecommunications for Disaster

Relief，TDR），优先接入服务及定位信息服务和公共安全响应点（Public Safety Answering Point，PSAP）服务。● 无线应急通信：NS/EP中的ETS、GETS、TSP服务，ITU-R的公

共保护及救灾服务（PPDR）、E911系统、NS/EP短消息服务、

PSAP服务、优先接入服务和定位服务等。

2．广播电视应急

广播电视应急包括以下几种。● 电视应急：紧急广播系统（Emergency Broadcast System，

EBS）、地方和国家新闻服务。● 无线电应急：EBS、地方和国家新闻中断服务、业余无线电服务、

短波通告服务。● 其他：美国失踪人口广播紧急响应（America's Missing

Broadcasting Emergency Response，AMBER）警告、商用移动

无线电服务（Commercial Mobile Radio Service，CMRS）警告

消息。

3．互联网应急

互联网应急包括NS/EP的互联网优先服务（Internet Priority Service，IPS）、公共与私人信息服务、音频视频流、公众教育系统通告（Public Education System Notification，PESN）、私有线缆系统（Private Cable Systems，PCS）、EBS、可用的ETS与IPS组件、其他服务或传输技术。

4．其他应急通信

其他应急通信包括私有线缆系统、EBS、可用的ETS与IPS组件、移动应急服务、其他服务或传输技术。

综上所述，应急通信的四种情形中，有三种都与公众个人有关。在这三种情景下，应急通信都依赖公共电信和广播、电视网络的畅通。在政府主管各部门之间的应急通信，尤其是面向现场第一响应人员（First Responders）的通信要用政府专用无线通信指挥调度系统来保障。虽然在非紧急关键时刻政府部门之间可以通过公共通信网络实现某些通信业务，在紧急关键时刻，处于辅助和支持（远离事件现场）角色的其他政府部门之间也能通过具有优先接入的公共电信网络实现通信和信息交换，但当政府专用无线通信网络部署后，应该尽可能地鼓励所有应急相关的政府部门平时也使用这个专用网络，只有这样，才能在应急关键时刻用得顺手。过度依赖公共电信网络，一旦紧急时刻公共通信网络不能保障时，专用系统和设备即使有，也用不起来。历次重大事件都证明，公共电信网络在突发事件时，要么毁损，要么阻塞，无法可靠保持正常状态。即使公共网络系统保持正常，在有些情况下，为保证安全需要也要将公共网络关闭。毫无疑问，公共通信网络的设计和业务方式不能满足政府应急指挥调度的需要。

1.8 应急通信的特点

应急通信的核心使命是保障应急管理的通信需要，它的特点主要体现在时间、地点的随机性、容量需求的不确定性、通信技术的多样性和信息形式的多样化等方面。

1.8.1 时间、地点的随机性

在一般情况下，人们无法预知突发事件的发生，也就无法准确判断在什么时间、什么地方是什么人需要应用应急通信，而且当灾害发生时，虽然救灾部门通常是首先出现在现场的，但在多数情况下，其他部门和组织也可能参加赈灾工作，因此在灾害区域内，迫切需要立即实施包括频率协调、共用和频谱再用在内的频谱管理等问题。时间、地点的随机性给应急通信的业务需求带来了不少的现实挑战，因此必须对此做出更全面的考虑。

1.8.2 容量需求的不确定性

突发事件发生时，容量需求往往会出现爆发式的增长，电信运营商无法预知需要多大的容量才能满足要求，而且需要什么类型的网络也不确定，因为可利用的通信网络具有很大的不确定性，有时可能是固网就能解决问题，有时可能是集群通信网，有时需要卫星通信网，而有时互联网也可以发挥独特的作用。因此总体来说，必须结合具体的情形，才能做出可靠的决定。

1.8.3 通信技术的多样性

应急通信服务的提供商需要包括所有可能的技术服务提供和运营商，如卫星通信运营商和陆地地球站运营商、通信运营商（特别是移动业务运营商）及遥感应用/服务提供商、无线电通信设备提供商/制造商、电视/无线电广播、业余无线电，以及社区通信组织、用于社会服务和医疗服务的远程医疗提供方等。毫无疑问，应急通信是一项牵涉面非常广泛的运行服务体系，只有各方面紧密合作和配合才能更好地应对各种挑战。

当然，在应急管理的不同阶段，应急通信的解决方案是不同的。在灾情发生的最初阶段——灾害早期阶段，救援队伍还没得到有效的组织，人员伤亡需要被快速地证实，并得到救助，这时原有的通信系统往往处于受损状态而无法正常使用；紧随其后的“响应”阶段，灾害现场已经得到清理，人员伤亡已得到确定，并把伤者转移至就近的医疗机构，额外的救援物资能够被带至现场，这时通过有效的通信手段协调配合变得非常重要；在灾后恢复阶段，所有的受伤人员已转移到适当的医院，基础设施正在进行重建，这一阶段通信系统也会陆续得到恢复，应急通信的压力也会逐渐缓解。

如图1-7所示为应急管理不同阶段的应急通信解决方案。图1-7 应急管理不同阶段的应急通信解决方案

1.8.4 信息形式的多样化

当人们在进行应急通信时，不但需要语音通信，而且视频通信也变得越来越重要，以期能全面、准确地了解水灾、火灾、地震、传染性疾病等灾区现场的情况，使决策机构、抢险救援指挥部能及时下达正确的指挥命令，对抢险、救灾工作做出科学的调度和快速反应。与此同时，数据通信也在很多场合不可或缺，比如要了解灾区现场环境的各种参数数据，这就要求应急通信的信息多媒体化。有时，应急管理人员更希望应急通信系统具有多媒体信息的记录、回放功能，以图能为以后进行事故原因的分析、总结抢险过程的经验和教训提供基础资料。

1.9 应急通信的主要技术

一般来说，只要能满足应急通信的需要，目前已有的各种通信技术在应急管理中都是可以考虑使用的，只不过不同的应用场合对应急通信技术的要求也是各不相同的，必须根据实际情况、客观要求和可能进行科学的选择。在美国，广泛采用的应急通信系统都基于以下三个关键技术：①应急响应人员使用的双向对讲通信技术；②用于公众紧急呼叫或报警的交换技术；③用于应急预警或警告的广播技术。其他技术在应急时可满足不同群体和功能要求，发挥各自不同的作用。

1.9.1 有线通信技术

目前多数情况下，公众都是选用电路交换网络（PSTN或移动通信）拨打应急部门的紧急号码及救助热线的方式来使用应急通信的，毕竟电路网络承载的通信容量较大。但是固定电话受到线缆的限制，并不是任何时间、任何地点都可以使用，尤其是在灾害事故现场，有线通信往往显得鞭长莫及。

1.9.2 数字集群通信技术（双向对讲通信）

数字集群网作为双向对讲系统，虽然不如公众通信网络那样应用广泛，其通信容量也不大，但是作为独立的指挥网络，其有很多公众通信网络不具备的优势，如响应速度、群组指挥等，而且不会受公众通信的干扰。例如，暴雨造成交通瘫痪，往往会伴随局部地区的公众通信网络拥塞，数字集群通信网络则不受影响。所以说，数字集群通信作为应急通信的主流技术，网络按公共安全等级设计和部署，在政府专用无线通信指挥调度系统中占据着首选的地位，在应急通信中发挥着主力军的作用。

1.9.3 卫星通信技术

卫星通信具有不受地理条件限制、无缝隙覆盖和多业务提供等显著的优势，能够通达地球上的山山水水和外层空间，在重大自然灾害和人为事故的应急中担当着至关重要的角色，对满足应急通信的特殊需求有重要的作用。作为公用和/或专用无线通信快速部署系统的链路，卫星通信可以把现场的通信覆盖与已有的系统连接成一个完整的系统。

1.9.4 互联网技术

与固定通信、移动通信和卫星通信相比，互联网在应急通信中的作用正变得越来越重要。互联网的通信功能已经在发挥重大的作用，不仅支持E-mail、QQ、微博和微信等消息之类的文字通信，还支持视频、图像等多媒体信息的传送。互联网已经融入社会经济的各个领域，而在应急通信方面，互联网具有很好的自愈合和路由迂回等能力，并且能够承载大容量信息，作用自然非同小可。另外，各种互联网服务还可以成为应急通信的信息发布载体。伴随着移动互联网的快速发展，互联网正越来越发挥着应急通信的主力军和先行军的作用。从未来的发展趋势看，移动互联网在应急通信中必将会占据越来越重要的地位。

1.9.5 IP多媒体网络技术

IP多媒体网络代表了电信网络发展的基本方向，出现了很多电信新技术、新业务，可以用于更有效、更便捷、更完善的应急通信。不仅VoIP业务应支持应急通信，而且各种宽带业务，像视频广播、视频会议及监控等多媒体业务也会为应急通信带来更多方便。其他一些对带宽需求较低的业务，如即时消息、E-mail等可以用来发送短小的命令及交互控制信息，尤其在仅有有限带宽可以使用的情况下，它们可以作为应急通信的补充手段。

1.9.6 移动通信技术

由于移动通信具有主要满足个人通信需要的特点，所以目前政府部门开始通过向民众发送短消息来告警或发布信息，与此同时，移动定位技术可以极大地增加受灾人员获救的可能性。随着移动通信技术的广泛普及，移动通信在应急通信中所发挥的作用也变得越加突出。

1.9.7 无线局域网技术

无线局域网技术如Wi-Fi等，可以通过快速调动设备和物资等来恢复或增强局部地区的通信，具有不可替代的作用。一些新的技术，如自组网技术可以快速建立局域的通信网络，而且网络能够自组织、自愈合，容量较大，对于应急通信来说是十分需要的技术。因此，无线局域网在应急通信中将逐步占据一定位置。

1.9.8 广播网络技术

广播网络是一种单向信息传播的网络，从信息承载能力上来看是比较弱的，网络的健壮性也不算好，但是作为信息发布最便捷、快速的方式，广播网络还是具有十分独特的作用，在一些相对落后的地区，这类技术的作用和地位更显重要。

1.10 应急通信网络

应急通信系统的运行必须以应急通信网络为依托，应急通信网络既有其自身的特殊性，又有其与公共通信网络的紧密关联性。

1.10.1 应急通信网络的一般组成

突发事件应急管理的原则之一，就是利用一切可用的通信技术手段支持应急管理的各项工作。当然，突发事件发生后，由于各种通信网络的健壮性和信息承载能力等各种因素的影响，所以并不是所有的通信系统都可以使用，在特定情况下往往只能选择一些可以使用的通信技术用于支持应急指挥调度等救援工作。因此，应急通信网络是一个集成各种通信网络的综合系统，包括IP网络、PSTN网络/专网、移动通信网络、集群通信网络和卫星通信网络等，通信终端同样形式众多，包括普通电话、IP电话、传真、移动电话、计算机和集群手机等。从通信业务提供的角度来分，一部分是通过通信运营商提供保障的，而另一部分业务是在通信现场保障的，并不一定由通信运营商提供服务保障和技术支撑。

1.10.2 应急通信网络与各种通信网络的关系

如图1-8所示为应急通信综合利用各种通信网络的示意图。图1-8 应急通信综合利用各种通信网络的示意图

从本质上来看，应急通信可以理解成通信技术和手段在应急管理中的具体应用，所涉及的技术体系虽然较为庞杂，但并不是全新的技术，如集群通信、卫星通信和移动通信等技术并不是只用于应急通信，平时也都在各种场合中使用。由于应急通信具有自身业务需求的特殊性，所以必然会形成自身的应用体系和技术架构，成为通信发展领域一个重要的分支。

1.11 本章小结

各种类型的突发事件是与人类相伴相生的一种存在，而针对突发事件的应急管理也必然是人类社会生存和发展的一项永恒使命。通信作为支撑应急管理发展所需要的核心功能，是应急管理的命脉，对应急管理的成败起着决定性的影响。在通信技术日新月异的今天，如何充分利用现代通信技术手段保障应急管理的业务需要，是一个十分重要的现实课题。从把握通信发展和应急管理的基本原理出发，对全面系统地理解应急通信的发展有着重要意义。

应急管理分成预防、准备、响应和恢复四个不同的阶段，不同的阶段有着各不相同的通信业务需求，必须从实际出发，结合可利用的通信资源，制订出切实可行的实施策略。从国际上有代表性的大灾难事件可以看出，通信在突发事件应急管理的全过程中都有着十分重要的作用，必须坚持“平战结合”的发展理念，既要抓好平时的基础性工作，又要强化灾时的应战能力，只有双管齐下，才能做到有备无患、应对有方。应急通信的发展有多种模式，应针对不同的使用场景和要求，选择不同的实现技术手段和系统，且必须根据实际出发，寻求科学的解决方案和合理的技术方案。

第2章 美国应急通信的发展

2.1 美国应急通信体系概述

美国应急通信的建设经历了比较长的时间，逐步形成了适应本国发展需要的应急通信体系，总体发展水平走在了国际前列。

2.1.1 美国应急通信系统的发展历程

美国应急通信的发展一直受到政府的高度重视，联邦政府从1963年就开始建立国家通信系统（National Communication System，NCS），用以更好地支持突发事件中政府部门的关键应急管理职能。20世纪90年代中期，美国政府开始实施“政府应急电信服务”（Government Emergency Telecommunications Service，GETS）计划，它要求在出现公用电话网可能造成呼叫阻塞的突发情况时必须优先保障政府部门通信的需要。2001年“9·11”恐怖袭击发生后，GETS计划扩展到了无线优先服务（Wireless Priority Service，WPS）领域，授权国家安全与应急准备部门可以拨打特定号码连接到移动网络并获得优先呼叫。2004年发生卡特里娜飓风灾害后，美国政府进一步提高了对卫星通信在应急通信中的地位和作用的认识。因为光纤、同轴电缆、移动基站面在飓风和洪水这样的灾害中极易损毁，应急通信恢复也比较困难，而移动卫星、固定卫星和微波通信等由于自身的优势能够发挥良好的作用。因此，当前美国正在全国范围内部署联邦卫星通信以进一步扩展国家应急通信系统。2008年7月，美国国土安全部在国会的指导下制定了第一个“国家应急通信计划”（National Emergency Communications Plan，NECP），其目的是在国家层面对应急通信进行整体战略规划，提高紧急服务提供者和相关政府部门在自然灾害事件、恐怖主义行为及其他人为事故方面的应急能力，加速实现全国应急通信系统的互联互通。总体而言，美国作为全球领先的应急通信体系建设的实践者，在长期的发展中已积累起了全面和丰富的经验，特别是颁布像“国家应急响应计划”（National Response Plan，NRP）与“国家应急通信计划”（National Emergency Communications Plan）等这样的行动计划，给全国各级政府在应急通信方面指引了行动方向，逐步形成了高效清晰的操作流程与科学协调的运作机制，使应急通信在各种灾害的应急救援中发挥了显著的成效，极大地减少了人员的伤亡与财产的损失。

2.1.2 美国应急通信体系的管理

美国应急通信体系的核心是全国通信系统（National Communication System，NCS），NCS是美国联邦部门和机构的一个整体联盟，成立于20世纪80年代，其主旨是为了保证国家通信设施的安全和可靠运行，开始时由国家安全委员会（National Security Council，NSC）负责管理，“9·11”事件过后，2003年美国政府将NCS划归给国土安全部（Department of Homeland Security，DHS）管理，并直接向总统负责。NCS通过委员会、立法及附属组织进行管理，目前的组织成员包括联邦应急管理署（Federal Emergency Management Agency，FEMA）、国土安全部、联邦通信委员会（Federal Communications Commission，FCC）、国家电信与信息管理局（National Telecommunications and Information Administration，NTIA）等35个部、委和局机构。同时，NCS负责管理国家通信协调中心（National Coordinating Center，NCC）、国家通信系统管理办公室（Office of the Manager，National Communications System，OMNCS）、国家安全通信建议委员会（National Security Telecommunications Advisory Committee，NSTAC）、工业执行附属委员会（Industry Executive Subcommittee，IES）等共24个组织或理事会，这些组织和理事会都是为国家安全和应急准备（National Security and Emergency Preparedness，NS/EP）计划服务的。

NS/EP计划是20世纪90年代初由美国政府开始推行的，主要是为了用于应对突发事件，该计划在通信系统中嵌入了应急容灾功能，寓应急容灾通信于民用系统中。该计划进一步强调了全国通信系统对于保障应急通信的责任，通过硬件布设、冗余度、移动性、互连性、互操作性、可存储和安全性等手段，保证了关系联邦各机构命运的全国通信基础设施的抗毁性。NS/EP主要有以下四大服务。● 政府应急电信服务（Government Emergency

Telecommunications Service，GETS）计划：当灾害或核攻击发

生时，利用商用PSTN的资产，为联邦各部、委和部门之间提供

语音和低速数据的连接服务。● 商用网络抗毁性（Commercial Network Survivability，CNS）计

划：重建陆地公用交换网PSTN受破坏部分的计划，用以增强

NS/EP用户到PSTN的陆地出入口。● 商用卫星通信互连（Commercial SATCOM Interconnectivity，

CSI）计划：利用商用C波段卫星的互连，在重要交换节点之间

提供替补路由，来构建远程公用网。● 电信优先服务（Telecommunications Service Priority，TSP）计

划：为应急通信建立有关优先权的控制、管理和操作框架，保证

重要用户优先使用系统、优先恢复系统等的特权。

国土安全部下设有应急通信办公室（Office of Emergency Communications，OEC），用于支持一些应急通信研究计划（如SAFECOM计划）及制定通信互操作计划评估标准等工作，2008年颁布的国家应急通信计划（National Emergency Communications Plan，NECP）就是由应急通信办公室组织制定的。

联邦应急管理署虽然隶属于国土安全部，但也是作为全国通信系统的成员单位之一参与其中的，“国家应急响应框架”（National Response Framework，NRF）是由联邦应急管理署制定并进行维护的，作为NRF一部分的ESF（Emergency Support Functions，应急支持职能）中的ESF-2就是用于支持应急通信的。此外，联邦应急管理署还负责国家紧急报警系统的建设，以及警报信息的发布。

联邦通信委员会在应急通信方面的职责主要是制定应急通信法规标准并监督电信企业执行，由其负责的灾害信息报告系统（Disaster Information Reporting System，DIRS）、网络中断报告系统（Network Outage Reporting System，NORS）及城市应急联动911系统可以很好地支持应急通信。联邦通信委员会下辖的公共安全与国土安全局（Public Safety and Homeland Security Bureau，PSHSB）作为美国应急通信管理机构，于2006年伴随美国国土安全部的建立而设立。它通过制定各种应急通信的政策，并对国家通信基础设施的安全性与可靠性负责，以便在灾难发生时能够快速反应和更好地组织抢救，其主要职责包括：● 保障优先紧急通信；● 对美国人民发出安全告警；● 保障政府部门办公通信的连续性；● 灾难管理协调（如电信网络设施情况通报和分析）；● 通信设施保护；● 保障电信网络的可靠性和互操作性；● 保障电信网络的安全性。

美国应急通信管理体系如图2-1所示。图2-1 美国应急通信管理体系

2.2 美国应急通信系统的建设

美国应急通信系统经过长期的发展，目前已经形成了覆盖全国范围的应急通信网络，应急管理的各阶段都有对应的应急通信系统。美国建立的各种应急通信系统在纵向的各级政府间实现连通，在各级政府内部机构间也实现了连接，达到了全方位的覆盖。美国应急通信系统框架图如图2-2所示。图2-2 美国应急通信系统框架图

美国应急通信系统面向公众部分的建设主要集中在城市应急联动911系统、国家报警系统、国家无线系统FNARS和灾害信息报告系统DIRS，这些应急通信系统在建设时都采用这一框架。

2.2.1 城市应急联动911系统

911系统的主要目的在于及时确定突发事件产生的准确地点与基本信息，以提升公共安全机构的响应速度，减少突发事件中需要帮助的公众救援受到延迟的概率。随着信息通信技术的发展，美国911系统在使用中不断出现新的挑战，已经从最初的911系统发展到现在的增强型911（Enhanced 911，E911）系统，并正在向下一代（Next Generation，NG）911系统发展。

1．最初的911系统

1967年由总统委员会和施法管理局提议在美国范围内使用一个单一号码，用于市民报警和求助，经联邦通信委员会研究论证，建议选用911作为全国统一的社会紧急求助特服号码，同时国会通过立法规定911为国家报警和求助特服的电话号码。美国城市应急联动系统将警察、消防、急救、交警、公共事业和民防等政府部门纳入统一指挥调度系统，以便市民报警与求助。对于每个家庭或商业用户，每月只需缴纳少许的费用便可以享受911应急指挥调动中心提供的服务。911接警中心——公共安全响应点（Public Safety Answering Points，PSAP）如今已经遍及美国每一个城市，911服务覆盖了美国绝大多数的国土。当市民拨打911电话（最初是固定电话）后，由PSAP接警员统一接警，可以迅速反应并调度有关警察、消防和医疗急救等部门进行处置，或多个部门联合行动，使得市民在短时间内就能得到快速的救援服务。

2．E911系统

20世纪90年代，随着移动电话的普及，越来越多的美国人开始使用移动电话报警（大约有60％的报警使用的是移动电话），原有的911系统无法实现报警点的准确定位，因此美国政府认识到911系统需要进行改变了，而后便逐步向E911系统过渡。E911系统可以自动实现对通过移动电话报警的呼叫者位置的精确定位，由于E911系统中较好地融合了GIS数据，因此当呼叫者通过移动电话呼叫911中心时，E911系统可以准确地显示呼叫者的经纬度数据。通过E911系统的使用，有效地解决了原有911系统无法解决的问题，对应急联动起到了重要的作用。为了进一步促进在全国范围内提供全面的E911服务，美国国会于1999年通过了“911法案”，要求FCC与美国各州全面加强无线增强911（Wireless Enhanced 911）服务，向911呼叫中心PSAP提供自动号码识别（ANI）和自动位置识别（Automatic Location Identification，ALI），以便在紧急情况下可以对报警人进行定位，从而提高救援效率和效果。如图2-3所示，E911系统界面的左下角有精确的经纬度数据，从而可以确定移动电话呼叫者的精确位置。图2-3 E911系统的自动精确定位示意图

3．NG911系统

近年来，IP电话的快速应用又使911服务出现了新的挑战，需要能够接收来自基于IP的911呼叫或通过系统接收文本消息和图片，而E911系统不支持视频图像等数据传输到PSAP，这就促使E911系统要进行更新。为此，2005年，美国提出了下一代NG E911服务，希望综合VoIP、即时消息、短信、Wi-Fi和视频通信等新技术，以便更好地满足业务需要。美国交通部制订了NG911计划，作为其智能交通系统的一部分，美国FCC的国家互操作性和可靠性委员会也在鼓励开发一种通用平台，能够将911服务连接到一个基于因特网技术的可互操作的通信网中，目标是将911服务及其他服务综合到一个应急通信安全网中。美国国家应急号码协会（National Emergency Number Association，NENA）于2007年提出了第一个版本的名为“NENA i3”的NG911系统概念设计——应急服务IP网络（Emergency Services IP network，ESInet），该全IP网络在突发事件中能被所有的应急响应机构共享，该网络中的PSAP可以接收紧急呼叫的基于IP的信号。

如图2-4所示是NG911系统架构的示意图，该网络可以使PSAP接收各种不同类型的输入，并提交呼叫支持数据给PSAP；网络核心ESInet可以将不同类型的输入，如音频、视频、图片、文本数据，根据目的地址打包传递到PSAP。图2-4 NG911系统架构的示意图

伴随着新需求的不断增加，911系统一直在改进，以适应公众不断增加的新的报警方式的需求，911系统在当今的美国城市应急联动中正起着越来越重要的作用。目前，911系统还在适应新的需求而继续演变。

2.2.2 国家报警系统

美国覆盖全国的报警系统主要包括紧急报警系统（Emergency Alert System，EAS）、国家预警系统（National Warning System，NAWAS）和综合公共预警系统（Integrated Public Alert and Warning System，IPAWS）。

1．紧急报警系统

美国的紧急报警系统是由联邦政府管理的若干预警系统之一，前身是紧急广播系统（Emergency Broadcast System，EBS），EBS直到1994年才被EAS替代，主要为总统在发生全国范围的突发事件时向公众及时发布警告服务。这一系统已经与美国数千个广播电台、电视台、有线电视系统及卫星公司相连，并通过这些相关机构发布警告信息。FCC为这一系统提供技术标准、技术支持、系统运行的规则，并负责通信的协调；联邦应急管理署负责国家层面系统的管理，并与地方应急响应部门协同工作，负责在州和地方出现危机状况时发出紧急报警信息；国家气象中心（National Weather Service，NWS）负责提供紧急警告信息，主要是紧急天气信息。参与EAS的还有国家广播联合会、州广播联合会等团体。州和地方组织的紧急通信委员会成员通常包括来自广播公司、当地电台和电视台的代表，这些委员会都达成了需求链和通过广播电台、电视发布紧急信息程序的共识。广播台、电台参与州和地方的紧急警报发布是自愿的，对于那些非联邦层面的紧急信息，联邦应急管理署规定广播机构有发布危机信息的最终决定权。

紧急报警系统起初建立时主要用来发布天气警告信息，后来被升级到全灾害警告系统。2004年6月，国家海洋与大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）和国土安全部下辖的信息分析部及设施保护部（Infrastructure Protection Directorate）签订了一份协议，允许国土安全部门直接通过NOAA气象电台的全灾难网络发送危急的全灾难报警（包括恐怖主义信息）。全灾难紧急报警系统是基于因特网技术的，它可以使警报信息能够在所有不同类型的电信网络中传递。在全灾难紧急报警系统中，报警信息首先传到Web站点，然后转变成不同类型的信息，包括手机文件、电子邮件、路标、电视信号等，可以用来播报美国的国家气象服务预报和由自然或人为所引起的全灾难报警。目前，紧急报警系统正在向数字化紧急报警系统（Digital Emergency Alert System，DEAS）发展。

如图2-5与图2-6所示分别是美国预警系统的警告发布与接收示意图。图2-5 警告发布示意图图2-6 警告接收示意图

2．国家预警系统

国家预警系统（National Warning System，NAWAS）最初建立的目的主要是为预防全国的核袭击而发布警告，是民用防护报警系统（Civil Defense Warning System，CDWS）的主要组成部分。1974年的《减灾与紧急援助法案》授权总统可以使用CDWS与NAWAS向灾害影响区域的政府机构和公众发布警告。此后，NAWAS也开始用于除核袭击外的其他紧急情况（民航失事、火车事故、洪水、飓风、海啸）的警告发布，主要用于州和地方政府警告信息的发布。现在，NAWAS由联邦应急管理署管理，仍支持核袭击紧急发布的功能，但侧重点已经转向自然灾害和技术灾难。

NAWAS在每个州的应急运行中心（Emergency Operations Center，EOC）、州应急管理机构、地方政府应急管理机构、NWS和PSAP都有警报点用于发布警告信息，目前NAWAS在全国大约有2200个警告发布点。由于该系统建立了专用的电话线路，线路在设计时考虑到风暴可能造成的影响而进行了相关的保护，而且线路不经过地方电话交换机，因此使得NAWAS在地方电话网络损坏或过载等情况下仍能工作。NAWAS的线路由两个警告中心负责管理（一个备用），可以支持全国所有的报警点发布警告信息，也可以根据需要选择其中一些报警点。如图2-7所示是NAWAS的报警点在全国分布的示意图。图2-7 NAWAS的报警点在全国分布的示意图

卡特里娜飓风后，联邦应急管理署开始考虑对飓风受影响的地区建立支持卫星通信的NAWAS。为了提升NAWAS的安全性、可靠性与可持续性，需要有独立的卫星链路用于支持卫星通信在各种突发事件下用于提供包括文本、语音、视频和数据服务在内的协同操作。目前，NAWAS已完成数字化升级——（Enhanced National Warning System，E-NAWAS），其主要功能包括：支持语音、数据和视频的IP数据包；使用双路径（陆基线路和卫星线路），增强了系统健壮性；增加独立供电与无线电频率保护功能；提供移动E-NAWAS的功能；报警时可选择激活EAS系统报警。

3．IPAWS

美国有各种类型全国性的紧急报警系统，有的也支持全灾害报警，但由于缺乏有效的整合，因此现有的系统不能完全保证任何公众在任何时间以任何通信方式获得警告信息。2006年的美国总统行政命令13407号（Executive Order 13407）规定，为确保总统在任何条件下可以与美国公众进行沟通，需要有一个高效灵活的综合系统在战争、恐怖袭击、自然灾害和其他一切紧急状况下向公众发布警告信息。为此，美国开始整合全国范围内的各种报警系统，并进行下一代预警系统——综合公共预警系统（Integrated Public Alert and Warning System，IPAWS）的建设，该系统由联邦应急管理署负责管理。2007年4月，联邦应急管理署建立了IPAWS计划管理办公室。

IPAWS的目的在于通过一切可用的通信方式和通信设备，以最快的速度将警告或预警信息传递给公众，以提升公共安全的可靠性。为此，IPAWS计划通过使用更多的现代信息通信计划扩展EAS系统，同时升级了其他各种预警基础设施。如图2-8所示是IPAWS的组成元素，目前已经在运行的系统有EAS、NAWAS和AMBER等，而DEAS（Digital EAS）、GTAS（Geo-Targeted Alerting System）和WARN（Web Alert & Relay Network）都是在建设中的系统。图2-8 IPAWS的组成元素

美国预警系统的建设正在不断的推进之中，IPAWS的建成将会实现预警系统质的飞跃，因为IPAWS将在真正意义上实现全灾害预警，能使公众通过固定电话、互联网、电子邮件、移动电话和电视广播等一切可用的方式接收各种类型的预警信息，包括文本、视频、音频和图像等，目前美国正在向这一目标一步一步迈进。

2.2.3 国家无线系统FNARS

FNARS（FEMA National Radio System）是根据总统执行命令12742（Executive Order 12742）而开始建立的，它是一个在突发事件发生的情况下，当陆基通信系统损坏或超载时，使用高频无线电实现联邦应急管理署总部、联邦应急管理署地区中心、州各自内部及互相之间的通信，主要提供语音和数据服务的无线网络。FNARS实际上是一个可以传输语音和数据的单边带通信无线系统，具有安全模式或非安全模式的操作能力，其高频发射器和接收器安装在州应急运行中心（Emergency Operations Center，EOC）。这一系统包括120多个固定、移动和便携式高频无线电站点，可以与其他的联邦和民用高频无线系统实现互通，为EAS提供了主要入口点（Primary Entry Point，PEP）发布警告信息。

如图2-9所示，整个系统由位于联邦应急管理署总部、10个联邦和地区中心、59个州的EOC组成，由联邦应急管理署管理、运行并维护FEARS网络。突发事件期间，所有这些机构都会实现连通。此外，FEARS还会与其他机构的系统实现连接，如与海岸警备队、地方政府消防警察部门进行连接。图2-9 FNARS的网络连接示意图

如图2-10所示是州政府利用VSAT定制的卫星应急通信网络示意图。图2-10 利用VSAT定制的卫星应急通信网络示意图

2.2.4 灾害信息报告系统DIRS

2005年的卡特里娜飓风之后，负责飓风调查的独立工作小组在事故报告中针对通信网络设施损坏信息搜集的问题提出了很多建议。联邦政府开始认识到应急响应机构需要获得灾害现场通信状况的准确信息，特别是在灾害恢复阶段的通信修复信息，因此由FCC（联邦通信委员会）管辖的公共安全与国土安全局（Public Safety and Homeland Security Bureau，PSHSB）开发了灾害信息报告系统（Disaster Information Reporting System，DIRS），于2007年9月11日开始使用。DIRS的使用使得全美的通信运营商在灾害期间的通信设备受损信息报告更加便利，可以与FCC实现快速高效的网络状态信息共享。FCC对DIRS的长远目标是将DIRS信息的共享扩大到所有的联邦应急响应机构，最大限度地共享通信运营商在突发事件期间的通信设备状态信息，用以提升DIRS在应急响应中的作用。

DIRS是一个基于Web的通信设施信息上报系统，可以为通信运营商（包括有线通信、无线通信、广播和有线电视四类运营商）在突发事件期间将通信基础设施的情况及态势感知信息及时上报到FCC。DIRS只在重大突发事件发生时才会使用，而且只供给通信运营商使用，2012年有1700个注册企业。DIRS被激活使用后，搜集的信息包括交换机、E911的公共安全应答点（Public Safety Answering Points，PSAP）、局间设备、蜂窝站点、广播站点和有线电视系统等。例如，DIRS可以识别与911通信网络隔离开的PSAP站点（PSAP站点是用户与应急响应机构通信的重要站点，在突发事件中负责应答紧急呼叫的工作）。

重大突发事件发生后，NCS获取通信运营商的相关信息是通过FCC进行的，FCC会及时发送电子邮件给注册的运营商，从而得到受灾区域通信基础设施的状况，为应急通信的及时协调提供信息支持。如图2-11所示是DIRS灾害信息上报的流程示意图。电信企业获得FCC的通知后，在突发事件期间每日通过Web页面登录并接入到DIRS，及时将本企业的通信设施的损失信息及通信修复状况等输入到页面，并提交存储到DIRS的数据库中；FCC在获得各个通信运营商通信设施的最新情况后，为当前的态势报告（Situation Report，SitRep）制作数据汇总表，并生成当前通信设施状态的直观图和地图分布；最后，FCC将每日报告发送给NCS和授权的ESF-2（Emergency Support Functions，ESF）响应者。图2-11 DIRS灾害信息上报的流程示意图

美国在经历2005年的卡特里娜飓风后，认识到突发事件期间，通信运营商的通信设施损失信息对政府应急响应机构的态势感知非常重要，而后开始使用DIRS。DIRS的使用可以使得联邦各级机构及时获取灾害期间通信设备的状态信息，并实现数据的每日更新，以及保持数据在各应急响应机构之间的一致性。虽然DIRS的使用时间并不长，但是它在美国这两年的突发事件应急中确实发挥了不小的作用。

2.3 美国国家应急通信计划

美国国家应急通信计划是美国政府制订的专门指导全国应急通信事业发展的宏大计划，也是美国在经历了“9·11”事件、卡特里娜飓风等重大灾难性事件后所总结出来的一个具有里程碑意义的应急通信专门计划。该计划是专门针对应急响应各部门，尤其是现场统一指挥调度而做出的。就是绪论中提到的应急通信四个方面中在政府主管各部门之间的应急通信（Between and Among such Authorities，B/A G）那部分。在美国又习惯称之为“公共安全通信”，有别于通过公共通信网络实现的与公众相关的其他三方面应急通信内容和基于公共通信网络为政府辅助和支持部门实现的应急业务，如WPS、GETS和TSP等。

2.3.1 计划出台的背景

正如美国大量突发事件的事后总结报告和国家评估所揭示的那样，美国的应急通信能力存在很多不足，严重影响了美国应急响应机构人员管理日常突发事件，以及对自然灾害、恐怖行动及其他事件做出反应的能力。美国国会在认识到需要一个顶层应急通信战略解决这些不足后，认为需要制订一份国家应急通信计划。2002年制定，2006年修改的《国土安全法案》中明确要求，国家必须通过创建整体策略来解决应急通信中的不足。于是，国家应急通信计划的编制工作正式开始启动，2007年财政年度，国土安全部拨款批准了这一要求。2008年8月7日，国土安全部正式发布了第一份国家应急通信计划。

该计划是由国土安全部下辖的应急通信办公室（Office of Emergency Communications，OEC）制订的，被看作应急通信办公室未来进行资金援助决策的核心考虑因素，它给出了联邦、州和地方各级政府确保能够按需求、按需要根据授权在政府各个层面、跨越所有部门的限制实现通信的途径，其目标是解决重大突发事故，如“9·11”恐怖袭击、卡特里娜飓风中所显现的应急通信差距问题。该计划的主要目的是从整个国家的角度解决应急通信的问题，在计划实施的第一个五年中，国土安全部将与主要的利益相关者共同确定进度衡量的标准，从而确保联邦、州、地方政府机构以相同的标准进行评估。国家应急通信计划目标实现的关键在于资金的分配，国土安全部将会不断地审查最需要资助的项目，已有超过25亿美元通过互操作应急通信资助计划（Interoperable Emergency Communications Grant，IECP）进行了具体分配，仍有10亿美元的可用资金。国家应急通信计划在可度量与可持续方面，与目前已经实施的计划——国家应急响应框架（National Response Framework，NRF）、国家事件管理系统（National Incident Management System，NIMS）、国家应急准备指南（National Preparedness Guidelines，NPG）和目标能力清单（Target Capabilities List，TCL）保持一致。

这一计划的主要内容包括执行概要、介绍、定义应急通信的未来状态、未来状态应急通信的实施、未来状态应急通信的衡量和结论六大部分，在此选择其主要内容进行分析说明。

2.3.2 国家应急通信计划的执行概要

国家应急通信计划的执行概要主要包括计划的产生背景、制定情况、3个战略目标和7个具体目标等，即对整个计划做了总体上的概括。

执行概要指出，无论是大型城市还是小型乡镇，国家应急人员每天都在不同范围和程度上进行事故紧急救援工作。他们进行实时通信的能力对建立指挥和控制紧急情况的现场，保持活动的态势感知，并处理范围广泛的事件有至关重要的作用。然而，随着事件真相的报道和国民评论的涌现，在处理应急事件和自然灾害的支持应对，反恐行动和其他事件上仍存在较为严重的通信问题。

执行概要中指出，国家应急通信计划也给应急响应供应商和有关政府官员提供了行动建议，让他们采取措施来改善应急通信能力。全国应急通信计划为联邦、州、地方分发国土安全基金提供指导，以支持全国应急通信计划的顺利实施。相关机构的应急通信需要大量和长远的资金投入，而应急通信中的技术创新则在不断地快速演化。基于这一因素的考虑，以及新的通信系统的投资和新技术的出现，国土安全部认为响应组织应阶段性地实现全国性的目标。

美国政府认识到，在应急管理领域，没有“银弹”策略可以解决应急通信问题的挑战，因此国土安全部的办法是促进各级政府在技术、协调管理、规划、使用、培训和演习上的配合。这种办法认为，通信可行性是通信互操作性的一个关键组成部分，首先应急响应人员之间必须能够通信，然后才可以与周边区域及其他机构进行交互。

执行概要指出，国家没有足够的资源来解决应急通信中的不足问题。因此，国家应急通信计划将被用作一项优先投资计划以推动实现国家的目标。正如国会要求的，该计划将被国土安全部和其利益相关者作为一个灵活的文件用来定期审查并加以更新。考虑到全国应急通信计划目标实现的进程、国家优先考虑的事项和灾后行动的报道，需要反复修改这一计划。

执行概要最后指出，未来应急通信的理想状态为根据需要、需求和授权，实现在各级政府之间、各个领域之间的相互通信。为了达到这一预定计划，国家应急通信计划制定了3个战略目标；为了改善联邦、州、地方和部落的应急通信状况，国家应急通信计划制定了7大目标。

2.3.3 国家应急通信计划介绍

这一部分的主要内容包括计划的目的、适用范围、发展路径及其组织流程等。

1．国家应急通信计划的目的

国家应急通信计划实施的目的包括：● 确定应急人员所需要的能力，以确保紧急情况下通信的可用性和

互操作性，并检查互操作通信系统部署存在的障碍；● 建议同时制定短期和长期的解决方案以确保应急响应中通信的互

操作性和连续性，包括为改善联邦、州、地方和部落政府之间的

协调关系所制定的建议；● 为了互操作通信系统的部署，对目标和时限进行设定，建议应急

供应商采取措施来确保通信基础设施的持续运作；● 联邦机构和联邦、州、地方及部落政府为了达到国家互通信的基

准水平而确定一个具体的时间表，并确定一个基准来衡量计划的

进展情况；● 指导协调现有联邦应急通信计划。

2．国家应急通信计划的适用范围

国家应急通信计划侧重于各区域、各级政府、私营部门和非政府组织（Non-Governmental Organization，NGO）中的应急响应人员的应急通信需求。应急通信定义如下：应急响应人员根据授权通过数据、语音和视频交流信息，以完成其使命。为解决大规模事件存在的问题，各级政府下属的应急机构必须具有互操作性和准确无误的通信能力来进行应急，确保指挥和控制，以及维持在同一作业环境下的事态感知和功能的实现。

应急通信包括以下三个主要因素。● 可操作性（Operability）：应急响应人员建立和保持通信以支持

任务操作的能力。● 互操作性（Interoperability）：应急响应人员经过授权可以在司法

管辖区、多部门和各级政府之间使用多种频率波段进行通信的能

力，系统可用性是系统互操作性的前提。● 通信连续性（Continuity of Communications）：在主要基础设施

被破坏或损毁的情况下，应急机构维持通信的能力。

3．国家应急通信计划的发展路径

大多数突发事件都是发生在地方一级上的，因此应急通信的可操作性、互操作性和通信连续性的提高不能由联邦政府确定。基于这个原因，国土安全部通过应急通信办公室采用利益相关者驱动的办法来实施国家应急通信计划，利益相关者包括来自联邦、州、地方私营部门的应急通信代表。

国家应急通信计划通过列表给出了主要的国土安全和应急通信合作机构的角色和责任，包括SAFECOM（SAFECOM Interoperability Continuum）执行委员会和应急响应委员会、应急通信准备中心、联邦互通合作机构（FPIC）和关键基础设施合作咨询委员会等。国家应急通信计划实施的目的是要补充和完善国家国土安全和应急通信的法案、战略和行动，计划使用上述权威机构的指导性意见，包括主要原则和优先行动，为全国范围内的应急响应提供者建立注重改进应急通信的第一个国家战略计划。正如图2-12所示，这一计划给地区、州和地方级的优先通信行动和战略与战术规划搭建了桥梁。图2-12 主要国土安全和应急通信机构

4．国家应急通信计划的组织流程

国家应急通信计划确立了美国所期望的应急通信未来状态的愿景，它设立了战略终极目标、国家目标及支持建议，推动了美国向未来状态迈进。国家应急通信计划还提供了建议的里程碑节点，为应急响应提供者和相关政府官员大幅提高其应急通信能力提供指导。国家应急通信计划的发展途径基于三个逻辑步骤：

一是确定应急通信的未来状态；

二是制定未来状态的实现战略；

三是实现未来状态并评估实现情况。

如图2-13所示是国家应急通信计划的实施路径。图2-13 国家应急通信计划的实施路径

2.3.4 对应急通信未来状态的定义

国家应急通信计划给出的未来应急通信的理想状态为：应急响应者可以在必要并经授权时，在各级政府并跨所有部门之间实现通信。该计划描绘了未来五年内应急通信的远景目标，为此国家应急通信计划确定了可以衡量实施是否成功的具体目标。

1．应急通信的远景

国家应急通信计划的远景是在需要时，经各级政府和各部门授权确保通信的可操作性、互操作性和连续性。

2．应急通信的目标

为实现期望的未来状态，国土安全部制定了一系列目标，这些目标确定了用户交互通信的最低水平，以及联邦、州、地方和部落机构达到该水平的时间进度。尽管目标并不全面，但它们提供了一套初步的可行目标。响应级别应急通信是指在涉及多机构的事件处置中在没有技术和程序障碍的条件下，承担主要运行领导责任的个人所具有管理资源和做出及时决策的能力。

除了与同一领域直接下属通信外，运行部门主管应该能够在事件指挥水平上实现整个管理链的通信（如运行主管部门和事件指挥部之间）。在整个事件响应过程中，事件指挥部/统一指挥部可能不在事件现场，此时就需要在事件指挥部、非现场应急行动中心（EOC）、调度中心及其他支持部门间实现通信。国家应急通信计划的目标如下。● 目标1：到2010年，90％的高风险城市要能够在1小时内，在涉

及多个司法权和部门的基础上实现响应级别应急通信。● 目标2：到2011年，75％的中、低风险城市要能够在1小时内，

在涉及多个司法权和部门的基础上实现响应级别应急通信。● 目标3：到2013年，75％的司法管辖区，如果发生国家计划方案

中所描述的情况，要能够在3小时内实现响应级别应急通信。

3．能力需求

国家应急通信计划列表总结了一系列应急响应者所需要的应急通信能力，并把它们提供给了SAFECOM互操作组织。这些要具备的能力是国家应急通信计划的优先目标、行动和国家里程碑事件建议的基础。

2.3.5 国家应急通信计划未来状态应急通信的实施

国家应急通信计划为未来状态应急通信的实施给出了7个具体目标：● 要有正式的组织机构和明确规定的领导职责来协调应急通信能

力；● 联邦应急通信计划和行动要有各机构的帮助与配合，最终达成全

国性的目标；● 为了更加有效地利用资源和人员，应急响应人员要采用共同计划

和操作协议；● 新兴技术要通过标准实施、研究和开发、测试和评估与当前应急

通信能力结合在一起；● 应急响应人员要采用一致的方法进行培训和演练，提高技术专

长，加强应急响应能力；● 各级政府要通过综合的战略规划进程、适当的资源分配和公私伙

伴关系推动应急通信的长远发展；● 国家在重大事件发生时，要集结备灾、减灾、救灾和灾害恢复能

力进行应急通信。

国家应急通信计划针对每一个具体目标给出了目前应急通信的行动、行动的关键差距和障碍、实现目标的行动和里程碑事件。图2-14列出了国家应急通信计划的综合构成元素及其描述：未来状态的目标和目标的支持行动；实现综合目标的具体目标；支持行动、国家里程碑事件、时间期限和结果。图2-14 国家应急通信计划的路径图

2.3.6 国家应急通信计划未来状态应急通信的衡量

国家应急通信计划的成功需要各级政府、各应急响应分支机构的投入，其目标的实现需要地理、政治、文化区域及其边缘区域的协作。因此，国家应急通信计划为国会、联邦部门和机构、州、地方和部落政府提供了战略方向和指导，以便于他们确定未来的行动来解决通信方面的不足。

1．国家应急通信计划的实施

应急通信办公室是国土安全部下属的国家保护和计划理事会（NPPD）的一个部门，被指定为负责监督国家应急通信保护执行状况的首要联邦机构。在该责任的基础上，应急通信办公室将继续负责监督国家应急通信计划里程碑事件和行动的进展情况，以及与其利益相关者协调作业来评定计划目标的实现情况。应急通信办公室目前推动应急部门执行国家应急通信计划的措施有：给州、区域、地方和部落政府官员提供技术支持，制定资金给予政策和协调国土安全部的资助计划（如IECGP），通过应急通信准备中心和联邦互通合作机构协助联邦行动。此外，应急通信办公室将根据法定报告需求监督国家应急通信计划的执行进展情况（如IECGP下的每年一次的全国性报告、区域协调应急通信工作组年度报告、应急通信准备中心的年度战略评估、应急通信办公室的评估和两年一次的进度报告）。

在国家应急通信计划执行的第一年里，应急通信办公室要与主要利益相关者商议决定计划目标和行动的度量方法。从2010年2月开始，应急通信办公室将两年一度地向国会提交现状报告，国家应急通信计划的成功实现是下列各级政府努力配合的结果。● 执行和立法机构：国家应急通信计划给建议性行动和国家里程碑

事件进行执行和立法保护，告知它们应急通信的优先性、考虑资

源分配和行动实施情况。● 联邦机构：国家应急通信计划评述了国家级应急通信协调的挑战

性。在紧急情况下，联邦应急响应者必须能够与州和地方应急响

应者协同工作，联邦的两个主要合作者贯彻执行国家应急通信计

划。应急通信准备中心和联邦共同执行国家应急通信计划，合作

努力的结果会让利益相关者更好地了解国家应急通信计划在国家

层面的执行情况。利用联邦信息处理标准（Federal Information

Processing Standard），联邦应急组织与州和地方政府的机构进

行合作，以提升通信和资源共享的程度。● 地方和部落政府：国家应急通信计划给州、地方和部落的政府与

部门提供应急通信指导，集中筹集联邦资金，为区域规划和参与

提供一个交流平台。州、地方和部落政府应努力配合国家应急通

信计划执行关键行动。● 私营部门：国家应急通信计划将在紧急情况下为私营部门提供通

信支持和恢复工作，并为其在标准确立、先进的通信技术、服务

开展及部署工作中提供统一的指令。

2．国家应急通信计划的衡量

国土安全部将利用以下报告和评估的未来版本来衡量国家应急通信计划目标实现的进展情况。● 应急通信准备中心（ECPC）年度战略评估。● 应急通信准备中心（RECCWG）年度报告。● 应急通信办公室（OEC）两年一次的进展报告。● 应急通信办公室（OEC）的国家通信能力报告。

借助应急通信办公室和联邦应急管理署区域协调应急通信工作组，国土安全部将同州国土安全顾问和州互操作性协调机构联合制定有效的方法来衡量计划的进展情况。

3．国家应急通信计划未来的要求

国土安全部将同联邦、州、区域和地方政府，以及私营部门联合确定一项综合的和有针对性的国家通信需求的定义、衡量及评估准则。为避免利益相关者的重复需求报告，将利用现有的报告要求和资助项目申请（如应急互通信援助项目、国土安全部资助计划和州准备报告）做出评估，评价准则要与国土安全部执行的国家防备准则及目标能力清单保持一致。

2.3.7 国家应急通信计划的结论

该计划指出，如果没有参加制订这项计划的利益相关者的支持和贡献，国家应急通信计划的目标就不可能实现。联邦、州、地方、部落和私营部门必须共同努力、相互支持才能实现国家应急通信的可用性、互操作性和连续性目标。国家应急通信计划给利益相关者提供了一个共同的战略来应对有效通信呈现的独特的挑战。通过国家应急通信计划采取联合行动，各种组织才能真正实现统一的愿景，在必要和经授权时，各级政府和所有部门之间应实现应急通信。

2.4 美国应急通信的应用

美国这些年特别重视应急通信，主要原因在于“9·11”事件和卡特里娜飓风中所暴露出的很多应急通信问题，但在应对中还是有一定的成效。

2.4.1 “9·11”事件中的应急通信

美国应对恐怖事件采用了两个层次的通信，即美国战略最高当局的应急通信和事故现场的应急通信。

1．美国战略最高当局的应急通信

美国战略最高当局在事件发生但情况不明时，立即启动了“危机应对计划”；在明确是恐怖事件之后，转而采取“反恐怖袭击应急计划”。支持这两个计划的通信手段是国家最低限度应急通信系统和军用最低限度应急通信系统（MEECN）。

2．事故现场的应急通信“9·11”事件现场采取的应急通信包括以下几个方面。● 在公用电信网络拥塞的情况下，利用互联网的多余能力支持电话

业务。在无须新号码分配的前提下，迅速恢复了电话通信服务，

取得了很明显的效果。● 充分发挥了互联网在灾难信息发布和面向公众进行宣传方面的突

出作用。互联网起到了十分有效的信息发布主渠道的作用。● 利用宽带无线接入系统实现了各种建筑与城市网络的互联，从而

使得诸多市政机构及商业部门能够及时、经济地恢复数据通信业

务。● 利用卫星通信不受地面基站影响的特点，发挥了卫星通信在应急

指挥和救援中的突出作用。● 业余无线电爱好者及他们所拥有的通信装备是应对紧急事件不可

或缺的力量。

2.4.2 卡特里娜飓风中的应急通信

面对灾难，FCC很快做出了应对部署，相关措施有下列几方面。● 在第一时间开通灾难管理和救助的专门网站，动态地向社会公众

发布有关灾难的各种信息，同时通过这一网站更好地调集和整合

各种应急资源，为高效开展应急救援提供了全方位的信息支持。● 开通了红十字会的800号长途免费电话，方便社会各界进行捐赠。● 对无线通信系统恢复做出安排，号召无线通信公司捐助设备，鼓

励他们采用新技术，加强合作，以尽快恢复通信。● 大力推进卫星电话的应用，确保卫星通信作为最后的通信手段为

灾难应对提供可靠的保障。联邦应急管理署派出了20多台卫星

应急通信车赶赴现场，缓解了当地通信系统的压力。

2.5 美国应急通信发展的经验借鉴

美国一直以来很重视应急通信的发展，经历了“9·11”事件后，在应急通信的发展计划、体系建设、资金投入、研究项目、技术应用等很多方面都有了进一步的发展，有很多有益的经验需要我国学习借鉴。

2.5.1 战略层面应急通信计划的制订

从美国应急通信发展的角度来看，国土安全部制订的国家应急通信计划应该是一个关键的里程碑事件。国家应急通信计划作为一项应急通信整体战略规划，对政府各个部门和私营部门，以及联邦、州、地方各级的应急通信统一协调具有重要的意义。虽然美国应急通信计划实施的时间并不长，但是由于有清晰的目标及明确的评估标准，所以可以确保逐步实现全国应急通信的畅通。为了保证全国应急通信计划的成功实施，国土安全部将与联邦、州、地方政府及私营部门进行持续的合作。实际上，在国家应急通信计划颁布之前，美国各个州都有州通信互操作计划（State Communications Interoperability Plan，SCIP）对各州的应急通信的发展目标、战略和评估进行了明确规定，如纽约州的SCIP、俄亥俄州的SCIP和伊利诺伊州的SCIP等，但是这些计划都是在州层面的，缺乏统一的评估标准，对整个国家应急通信的全面发展造成了不利影响。战略层面应急通信计划的制订对指引整个国家应急通信的发展非常重要。

2.5.2 应急通信体系建设的不断发展完善

美国应急通信体系的建设很早就开始了，国家通信系统从1963年就开始进行了建设，经过50来年的发展，目前已经成为美国应急通信体系的核心，基本上将美国所有重要的政府部门都纳入了其中，各种应急通信系统建设、应急通信技术，以及标准研究、应急通信计划的制订等涉及应急通信的活动都在这一体系之中，范围极其宽广。在发展的过程中，1984年由其启动的NS/EP计划对美国应急通信产生了深远的影响。2003年国家通信系统纳入国土安全部后，使得其权力进一步加大，应急通信体系也进一步完善。国家通信系统每年都会有年度报告，对应急通信的发展情况进行详细的说明，并确立国家通信系统未来的目标。由此可见，美国应急通信体系的建设不是一朝一夕完成的，达到今日的良好局面是经历了长时间的不断发展完善才实现的。

2.5.3 应急通信资金投入有明确的计划指导

毋庸置疑，应急通信的发展离不开基本的资金支持。由于整个国家应急通信的设备更新、项目研究和培训演练等各个方面都需要资金，而美国对应急通信的投入也是有限的，所以为解决有限的资金与无限的需求之间的矛盾，美国每一财政年度都会有应急通信的资金预算计划对优先支持的应急通信内容，以及对联邦、州、地方政府在应急通信的管理、计划、培训和设备资助方面进行详细的说明，相应的计划称为IECGP计划。2010财政年度交互应急通信资助计划（Interoperable Emergency Communications Grant Program，IECGP）投入多达4800万美元，明确规定了IECGP优先支持的内容。应急通信资金明确的计划将使得资金的使用更加有效，可以使得应急通信资金集中使用在最需要的方面，从而与整个国家应急通信的目标保持一致的发展路线。对应急通信的资金投入进行明确的计划可以实现资金的高效利用。

2.5.4 重视应急通信系统的建设与技术应用

如前所述，美国建立了很多应急通信系统，如911系统、EAS、FNARS及DIRS等。每一个系统一般都是针对突发事件应急管理的具体应用而建立的，911系统用于城市应急联动，EAS用于全国预警信息的发布，NARS用于联邦应急管理署各级机构在灾害期间的通信，DIRS用于电信企业上报通信设备状态信息。各种应急通信系统随着技术的发展会不断进行演进和发展，以不断适应应急通信新的需求。除了这些全国范围的应急通信系统建设外，美国还有很多企业提供各种灾害现场应急通信系统部署的方案，包括基于无线宽带局域网技术的应急通信系统及卫星应急通信系统的方案等，使得政府应急响应机构可以根据需要进行选择。卡特里娜飓风之后，美国政府认识到卫星通信的重要性，开始向私人企业定制卫星应急通信解决方案。

2.5.5 积极开展应急通信标准研究项目

由于不同的政府机构使用不同的系统，所以这些异构系统之间的通信互操作问题一直以来都困扰着美国政府。为提高应急通信的有效性，参与到突发事件应急救援的应急响应机构和其他组织需要能够方便快速地获取重要的数据，并能进行共享，这就意味着需要实施一种跨领域的途径实现：不论是日常一般的事件还是重大的突发事件，应急响应机构都要能够在任何时候获取所需要的信息——无论是机构内部的信息还是跨机构的信息，即突发事件应急响应中信息的无缝共享。为此，美国先后针对很多应急通信互操作项目，对应急通信的标准化问题进行了重点研究。目前，美国在应急通信标准研究方面比较有代表性的计划与项目是Project 25、COMCARE和SAFECOM，这些项目目前都已经取得了很多成果，但仍在继续进行之中。应急通信标准的制定有助于把所有的系统融入一个共同的、开放的架构中，从而在现有异构系统的基础上实现通信互操作。

2.5.6 明确应急通信中政府与企业的职能划分

美国政府在应急通信发展的过程中，认识到政府和企业的职能需要有较为明确的划分。

第一，美国政府在整个应急通信体系中处于领导地位，负责从宏观上筹划和部署应急通信系统，其对全国应急通信系统的管理是通过专项立法和市场调节两方面实现的。一方面，政府利用法律约束通信企业完成应急通信。通过立法来明确应急通信系统启用的准则和各方的责、权、利等，从法律角度划清了在应急通信系统中的职责分工和奖罚制度，保证了关键时刻工作的高效率，避免了不必要的扯皮。另一方面，政府充分利用市场机制鼓励企业建设应急通信系统。

第二，美国的通信企业加大对应急通信系统的建设投入，在很大程度上既保证了其网络运行的安全稳定，提高了业务的服务质量，又提高了用户满意度，使其在激烈的市场竞争中占尽优势。因此，企业从自身利益出发也会积极主动建设关系到国家安全和社会稳定的应急通信系统。在美国应急通信体系中，企业是应急通信系统的建设者和应急任务的真正执行者。为保障灾情发生时应急通信的顺利执行，所有通信企业都有对应急通信系统的投入和针对不同灾情的应急响应计划，以保证高效率应急和最大程度地减少灾害造成的损失。此外，企业还参与应急通信的研究项目及设备研发，并对应急通信计划的制订和实施起到了积极的作用。当突发事件发生时，公众有权要求企业为之服务，因此电信企业必须具备提供紧急服务的能力，为此，美国的电信企业根据相应的法规提供了电信优先服务（Telecommunications Service Priority，TSP），确保重要用户优先使用。需要指出的是，联邦政府并不会借助应急通信系统的建设过多地干涉和影响企业的正常运作，企业承担的应急通信系统建设任务一般都与其业务或服务相关联，平时就能为企业的生产服务或正常生产提供安全性的保障。另外，政府在紧急情况下征用企业通信资源，也会给予适度的资金补偿，即对企业资源有偿使用。对应急通信中政府与企业职能进行明确区分有助于应急通信的正确发展。

2.6 美国公共安全通信系统的性能设计

如何建设高水平的国家公共安全通信系统是每一个国家都在探索的问题。准确把握这一系统的功能需求，为网络的建设和应用明确相应的性能要求，是建设高水平国家公共安全通信系统重要的前提。为此，美国国家标准技术研究所高级技术访问委员会（Visiting Committee on Advanced Technology of the National Institute of Standards and Technology，以下简称“VCAT”）根据系统的研究，提出了美国公共安全通信系统的性能设计方案，为美国公共安全通信系统的建设提供了重要的参考。

2.6.1 设计背景

2011年6月8日，美国首席技术官（United States Chief Technology Officer，USCTO）Aneesh Chopra要求美国国家标准技术研究所主任组织“高级技术访问委员会”研究全国公共安全通信系统设计需要包含的理想性能的课题。此外，总统科技顾问委员会和国家研究委员会也对此予以了关注，希望能形成相应的成果，为决策提供支持。

高级技术访问委员会认为，公共安全的各类参与者包括广泛的私营部门组织和公民志愿者，有时他们共同在国内突发事件中提供援助和支持。公共安全架构必须满足的需求范围和多样性强烈影响着通信基础设施的性质，而这些通信基础设施是管理和协调应对挑战公共安全事件所必需的。高级技术访问委员会经过系统的研究，最终形成了《美国国家公共安全网络的理想性能》的报告，为公共安全网络的建设提供了决策指导。

2.6.2 国家公共安全网络建设所需考虑的因素

国家公共安全网络的建设是一个复杂的系统工程，所需考虑的因素主要包括以下各个方面。

1．公共安全用户群体的范围

公共安全是一个非常广泛的术语，包括执法，应对火灾、自然和人为灾害，医疗急救，威胁公共秩序及许多其他情况。此外，所谓的“一线应急响应和救援人员”群体本身在地域上、管辖区域上和组织上也是多样化的。在某些情况下，通常的消防、警察、医疗响应与国民警卫队、军事单位、志愿者活动，以及与红十字会等非政府组织一起合作。但是不得不看到大多数事件响应是在当地环境内开始，后由于各种原因发展到一个更复杂的过程的。

值得注意的是，关键基础设施运营商，诸如水力、电力、燃气及其他关键服务提供商在应急响应的分析和提供服务的过程中，都不应该被遗忘。这些关键服务的持续运行或迅速恢复也可能需要政府应急通信系统的支持，因此必须把它们考虑进来。

2．现代通信的应用

当今的应急通信，要求协调的不仅是语音通信，而是集成了数据、语音和视频的通信。在互联网数据包环境中，通信很大程度上在数据包级别是无差异的。事实上，如果不是至关重要和必需的，互联网将有助于应急救援人员访问互联网内容，以及专业的、可能有权限控制的信息，以帮助响应特定的突发事件。用于应急通信的互联网标准将允许公共安全范围内一大批参与者之间的通信设备和系统的互操作，以期通过大规模应用降低成本。

必须认识到，使用互联网协议并不一定意味着使用公共互联网。互联网协议的使用，除了可以采用其他更传统的方法外，还可显著增加通信环境的灵活性，以支持一线应急响应、救援人员及其他人在紧急情况下的行动，这对成功应对一些突发事件来说是至关重要的。

3．弹性、易用性、健壮性和可恢复性

毫无疑问，支持公共安全的通信必须是可靠的，特别是在面临高度压力的条件下，如电力中断、基础设施损毁和缺乏操作人员等情形。一线应急响应和救援人员不仅需要坚固耐用的设备，在必要时他们也需要快速部署辅助设备或替代设备。任何公共安全通信系统必须允许一线应急响应、救援人员及其他紧急行动者专注于响应任务，因此易用性（包括配置、管理和运行）在任何设计中必须是优先考虑的重点。

值得注意的是，紧急情况下的运行条件通常是远不够理想的，从而提出了对设备坚固可靠的需求，这些设备可以免提或用一只手、在适当的位置要有防护装备，并可戴手套操作。同样重要的是，要认识到不是每一个与应急响应相关的设备都具有相同程度的耐用性，如车载设备、指挥中心和远程信息处理站点可以不考虑极端的情形，因此能够与具有商业品质的设备一起运作。当然，最为关键的目标是所有设备和系统能够在需要时互通。

4．安全、身份验证和访问控制

一般来说，必须对应急通信（包括信息源、监控设备和远程控制系统等）的访问进行管理。这意味着，在紧急情况或公共安全响应中需要对某些类型参与者的身份进行验证。广泛的潜在参与者可能需要验证，快速和可靠的授权方式对响应行动者会特别有用。单纯依靠用户名和密码等方法可能是很难奏效的，正如分布式认证方法能够避免过度集中管理的同时也会带来可能的笨拙和延迟一样。除了“人”的身份验证之外，根据“角色”的身份概念来帮助预先配置通信和认证系统响应特定类型的事件，也是需要考虑的。

5．成本

有效应急响应中最严重的障碍是支持一线应急响应和救援人员的设备、系统、维护和培训的成本。有许多组件增加了成本，因此需要平衡功能和成本。再次，通用标准的潜在价值似乎很明确，因为它们促进互操作性和竞争。公共安全网络设计和演练的设备必须考虑现实承受能力的限制，国家级或州一级的批量采购和统一储备必然有助于通过应用规模降低成本。

使用现成的商用设备，并对其进行改进或增强性能，是满足特定应急服务需求的一种有效解决途径。

6．与商业化部署系统的互操作

国家公共安全通信系统可能会超出部署商用系统的需求。例如，点对点（“脱网运行”）能力和某种形式的中继能力需求是商业系统无法支持的。此外，可以想象，商用设备被应用到应急通信服务需求，有可能实现成本节约。智能手机可以配备应用，但要增强与公共安全设备互通，尤其是在相对良性的环境中使用。

目前已经商用的LTE系统显然比常规的陆地移动无线网络更复杂，因此设备和系统管理标准对标准化来说非常重要。同样地，同一个点可以做出面向分组的网状网络，管理和控制在这些系统的实用性和易用性中可发挥关键作用。

7．“911”的作用和其他在线公共安全系统

国家公共安全通信系统通过各种信号触发行动，其中最常见和最重要的是911系统，它随着时间的推移功能得到了不断的拓展。因此，国家公共安全网络设计必然需要考虑到911系统。

有许多针对911系统有效性和精确度的方案可以利用，并可以进一步征集，国家公共安全网络设计应充分利用这些可能性。公众可能成为事件响应援助中信息的主要来源，其输入需要在支持国家公共安全通信系统的信息系统设计中予以考虑。

8．频率分配

2003年，联邦通信委员会分配了频谱（4940～4990MHz）的50MHz给公共安全，这个频段和公共安全700 MHz频段的关系仍然是一个悬而未决的问题。任何的系统设计应考虑设备在不同的、甚至多个频段运行的可能性。目前的频率分配指定763～768 MHz和793～798 MHz分别用于基站和移动设备。所谓的D块段（2012年立法已明确将D块段划归公共安全使用）将扩大这种分配，分别包括758～763 MHz和788～793 MHz的基站和移动使用。此外，公共安全网络通信要求也在12.5kHz窄带增量的769～775 MHz和799～805 MHz频段分配中服务，后者主要用于语音通信。由于具有传播和渗透特点，700 MHz频谱用于公共安全通信是有吸引力的。

9．有线通信的作用

虽然大部分的注意力往往放在公共安全通信的无线要素上，忽略了其他通信系统的作用，但是这是错误的。商业用户和公共安全用户使用共享和可变容量设施的可能性不容忽视，只要满足公共安全需求的优先级，共享或共享容量的扩展比起单独建设公共安全和商业系统无疑更具成本效益。

从目前来看，如2G、3G、4G和LTE等商用移动通信系统的容量可能会明显不足，而该容量的投资对国家公共安全网络的成功至关重要。

2.6.3 公共安全网络设计和系统的功能特性

公共安全网络作为国家公共安全的基础网络，必须具有以下各方面的功能特性。

1．灵活的系统架构

公共安全响应部署中遇到的棘手问题是许多设备无法进行互操作，考虑到对在公共安全环境下支持语音、视频和数据交换有着迫切的愿望和需要，因此部署互联网架构十分必要。可使用互联网分封包装和加密的方法，在商业骨干网之间扩展安全的公共安全网络范围，以提高系统的范围和弹性。

1）互联网协议的使用

在互联网中，一个关键的协议层是因特网协议（IP）层。互联网数据包可能流过同轴电缆、卫星链路、地面移动无线电链路，以及光纤或数字用户环路。互联网路由器负责在各种媒体上转发数据包，通过使用“汇聚层”软件，它能使数据包传输通过下一层传输介质实现。

基于互联网数据包传输的公共安全网络，相比于目前的设计，显得更加灵活，能够弥合更底层的传输技术。即使无线电是不兼容的，它们也可以传送互联网数据包，而中间路由和交换设备可以使用经典的存储和转发方法在一个无线电上接收互联网数据包，在另一个无线电上传输。这种叠加方法促进了一些当今商用移动通信系统应用的发展，并已在军事战术通信中得到证实。互联网本身利用这一功能，允许卫星、光纤、同轴线缆、DSL和移动通信系统在IP层互通。因此，基于IP数据包叠加传输的公共安全网络设计需要予以认真考虑。

2）向后和向前兼容

可以想象，引入不能与先前部署的设备互操作的系统可能会给有效运行带来严重障碍。但如果向后兼容需要使用软件定义无线电（SDRs），则很有可能会抬高成本。一个可行的替代方案是通过维护公用数据库使配置相对容易，公用数据库将特定的边界设备与特定的应急服务/一线应急响应与救援人员组织联系起来，通过在部署时配置边界设备并考虑到兼容性的要求，从而实现兼容性。在理想情况下，可回到简单的语音广播，同时，不禁止使用更先进的面向IP的流量交换，这是很有吸引力的。

在分层网络体系结构中，网络协议作用的一个重要特点是它支持向前和向后的兼容性，因为在底层使用的封装数据包允许使用旧的和新的通信传输方法，因为这些数据包对它们所携带信息的内容是不敏感的，所以这些应用主要依赖于从数据源到目的地传输的数据包，大大提高了兼容性。

3）网状或移动自组织网络

即使基本假设是公共安全网络元素将利用商用LTE技术致力于实现提高公共安全的目的，网状网络通过允许边界设备在动态的、移动的、网状网络设计中作为分组继电器也可以提高通信的灵活性。将网络连接到与网络相邻的无线电兼容设备上，并将它们合并到公共网络的能力是互联网模式的优势之一，它可应用于公共安全网络。

引入动态部署的元素，如浮空平台来维持广域连接以增强陆地移动通信，适合于多级路由的网状体系架构，其中许多网络是相互联系的，正如互联网一样。同样也可以说多个无线路由器可以重新连接另外的不兼容的陆地移动网络。网状网络潜在的自组织特性也非常适合高速缓存或设备的预先放置，以便快速部署能够增强、修复或更换损坏的、破损的或毁坏的支持业务通信需求所需的资产。

4）健壮性和可恢复性

一个全国性的公共安全通信系统必须每天都是健壮和可靠的，它的设计必须考虑到电力故障和关键部件（如中继、基站、路由和交换设备）的损失。此外，它必须可以快速重组系统，通过快速部署更换设备或临时部署设备，以增强网络运行的保障。例如，可以设想用浮空器或气球承载继电器、中继器、网关和路由器以提供连接。

在这个范畴中，用于事件响应的设备应尽可能立即可用，这也应该成为一个目标。当设备开启时，它应该立即运行或尽快启用，“即时”应该是系统和设备设计评价的评估标准中的一部分。

2．安全性和身份验证

公共安全通信虽然可能受益于获得和使用的商业技术、设备和服务，但也有一项基本要求，即它包含的系统和信息的使用受限于授权方。为了确保针对紧急救援人员的系统只能由授权人员使用，需要某种形式的认证不仅用于个人身份验证，同时也要保证系统绑定的设备是授权的。

1）强认证

由于非对称加密不仅是可以想象的，也是可以实现的，因此公钥密码学在确保通信安全、影响对称密钥分配、使用数字签名保证信息完整性、网络环境中实施个人和设备的强身份验证方面发挥的作用越来越大。使用用户名和密码，这种做法已盛行了几十年，但现在已被视为一种危险做法，因为在许多情况下用户名和密码很容易被窃取。最好能够配置应急通信及信息系统来验证设备，这些设备访问或形成网络和服务器并验证用户和他们使用系统的授权。并非所有的信息都需要，也不应该是向所有人开放。如果仅仅是为了限制资源需求和保护隐私与机密性，它应该有可能形成封闭用户组的通信和信息访问。然而，期望的是能够迅速和灵活地分配，并在必要时重组这样的用户组。它应该可以预先确定能够进行通信的用户/响应者组。一个理想的结果是，任何响应者之间的通信在技术上应该是可行的，只受限于行政决定，而不是技术不兼容。

一线应急响应和救援人员携带的设备可能包含加密信息，这些加密信息可以通过使用个人识别号码（PIN）、声音认证、虹膜扫描或拇指指纹进行“激活”。一旦被激活，这些设备就变成一线应急响应和救援人员可以远程登录公共安全系统的一种手段。用户通过他们的身份强识别和验证来验证他们的特权，网状网络可以使用这些方法来验证进入系统的新设备、接入设备和服务器。应该注意到，设备可能需要直接验证，在某些条件下，可能没有第三方可作为参考。

2）分布式认证

因为紧急救援可能涉及许多不同的组织方，所以重要的是建立通过组织验证一线应急响应和救援人员，而不是试图维持一个存储所有有效用户的集中式数据库。认证系统联盟呼吁，加入响应团队的一线应急响应和救援人员可以通过参考他或她的本地组织进行验证。说白了，需要一个能够容纳很多机构的信任模型，就像我们相信联邦各州的机动车辆部门能验证驾驶执照的持有人，并在美国范围内接受这一验证一样。有很多技术手段可以完成联合验证，因此应该研究那些适用于公共安全网络设计的技术手段。

3．标准应用和/或发展

标准将是全国性的公共安全通信系统成功的决定性因素，因为网络元素之间和边界设备之间的兼容性只能通过采用共同的标准和做法实现。与标准同样重要的是可以验证和确认部署系统标准一致性的测试，因为公共安全通信系统极其依赖于所有组件的一致互操作性。

庞大且不断增长的手机“应用程序商店”已经允许几乎任何人创建并提供新的智能手机平台应用，其公共安全系统类似的标准化可以为一线应急响应和救援人员提供借鉴。谷歌地球、微软必应地图等系统允许用户展示他们的信息给用户，并经常在紧急情况下使用来说明火灾边界、紧急疏散中心的位置、地震和海啸前/后的图像等。应用空间似乎是无限的，使用的API甚至允许广大市民提供内容。公开内容的验证是很重要的，以避免故意歪曲事实。有趣的是，如何迅速使用移动图像和视频上传到YouTube系统，已被公共新闻广播应用于应急通信。如果采用这一途径，必须特别注意，除了其应急响应的效用之外，一些重要的评估指标也应能得到合理的评估。

4．功能强化

虽然不是所有开展公共安全服务使用的设备都需要功能强化，但有一些是绝对需要这个功能的。一部便宜的手机和公共安全无线电之间的主要差异是，如果公共安全设备被丢弃、淹没在水中或因为其他原因无法使用，就会造成严重后果。对一名处于危及生命情形下的警察，或一名在潮湿、烟雾弥漫的环境中灭火的消防员来说，手机的机械或其他故障的后果可能是致命的。从这个角度观察，可以得出以下两个结论。（1）坚固耐用的单元和更多常规的设备需要共享架构和技术特点，使它们能够进行互操作。（2）功能强化会对承受能力、电池寿命、质量/尺寸、实用性产生影响，即便人们穿着防护服，戴着手套等。

应在耐用性设计中平衡实用性和成本，在不降低可靠性的前提下确保实用性和合理成本。

5．传感器和定位系统

传感器越来越小，且数量激增，它们可以有效地配备成网络的一部分。必须承认来自这些设备的信息对有效的事件响应是必不可少的，在系统中必须考虑将相关数据带给响应人员。知道响应人员在哪里是至关重要的，并有多种选择可以被纳入设计，包括使用GPS坐标、基于无线通信三角的相对位置和楼内定位系统等。例如，商业使用的Wi-Fi位置信息在事件响应中是非常有用的，可以作为补充的方法。在公共安全网络设计中应提供一个准确的“陆地GPS”能力，以更好地支持室内和地下的定位信息，这也将是非常有益的。加强响应人员的安全，以及通过定位帮助一线应急响应和救援人员找到幸存者的能力，特别是当卫星GPS无法使用时，这一能力生死攸关。

6．高密度无线电操作

在紧急情况下可能遇到的经典问题之一是公共网络访问无线服务的拥堵，包括商业消费者移动服务、市民波段收音机、公共安全通信专用频率等。使用LTE，即使是应急服务专用频率，也可能会遇到拥塞并需要确定优先级，分组交换系统在广播模式下运作同样如此。由于紧急服务参与者集中在一个局部区域，所以任何一个成功的架构都需要处理自干扰的可能性。

7．下一代911应急服务IP网络

基于常规电话服务的911系统，应该利用新的通信和信息技术进行重要升级，这样一个系统需要标准化是显而易见的。因为这么多新的平台有能力与现有的公共交换电话网络（包括无线）和公共互联网进行交互，所以需要努力将应急服务通信的先进思想纳入到国家公共安全网络设计的一般架构中去。对能上网的设备，应能知道其确切位置，以及一些内部位置等信息。例如，酒店房间内的监测设备可以准确告诉手机或笔记本电脑到底在什么样的房间，以便紧急救援人员能准确掌握。人们甚至可以想象，通过智能手机和辅助设备的各种监测日益成为可能，移动设备在紧急援助时可以传递人员情况的信息。

2.6.4 原型设计、协作和测试

要在一个需要确保安全的背景下实现长期的弹性、健壮性、可靠性和互操作性，并且能灵活地适应不断变化的需求，必然是一个重大的挑战。一个纯粹的自上而下的设计方法是不大可能达到该系统所期望的功能和质量要求的。相反，在现实条件下，全部范围的公共安全从业者的重要原型设计和测试适应迭代设计以保持互操作性显得十分必要。

必须建立一个框架，在这个框架中第一响应支持系统的运行可以在现实环境中进行验证，包括支持所需的应用、互操作和适应许多不同的共同维护公共安全的组织。随着公共安全系统的不断发展，测试平台对新技术、新方法、新思路的探索和对体系结构的优化将是至关重要的。如果将公共安全系统的设计想象成一次性事件，这必然是一个重大的错误。它将是电信和信息技术持续演进的一部分，并在促进演进中起到关键作用。

2.6.5 多个利益相关者

在公共安全领域有很多的利益相关者，虽然所有人的核心目标与公共安全利益是一致的，但他们各自的利益和既定的立场并不相同。有许多公共安全组织、机构、运营商、监管机构、私营部门、供应商、志愿者和立法者，他们承担着公共安全预算的责任，同时也是受益者，要把潜在的错综复杂的利益纠葛完全理清楚是不容易的。技术社区可以通过设计架构规划有力地推动，以最大限度地提高公共安全通信系统的灵活性来吸收和使用新技术、频谱、平台和系统。同时，需要有力的领导来实现这一目标，并充分利用商业部门的能力，此外还要避免任何可能会妨碍公共安全参与者开展工作能力的限制。

2.6.6 程序化注意事项

1．建立公共安全网络互操作小组

建立一个公共安全网络互操作小组，以帮助促进标准的演变，从而可以帮助实现确定的目标。美国国家标准技术研究所为了公共安全系统、设备、应用的标准化，采取了有效行动，创建了作为一个私营部门实体形式存在的智能电网互操作小组，这是值得借鉴的一种做法。

很显然，不但需要丰富多样的利益相关者代表组成这样一个有用和有效的小组，而且需要相应的商业模式和体制框架，以保证该系统的可持续运行。

2．协调研究、开发和测试

建立协调使用的测试平台，以进行评估、验证和完善技术、原型系统和应用程序，涉及公共安全的一系列参与者演习也可在这个测试平台背景下进行。测试产生可为创建私营的或半公开的实体来管理可演进的公共安全网络的设计和开发提供一个发展框架，其研究和开发领域主要包括：● 动态频谱管理；● 可控的流量优先级；● 政策管理；● 移动自组网和协议；● 将广播和多播设施引入无线和有线网络（可能需要新的协议发

展）；● 对等使用LTE；● 强认证技术和系统；● 公共安全应用开发平台；● 认证制度和做法，以验证设备和系统的安全性和实用性；● 支持多媒体应用和集成；● 协作显示数据库和地理空间信息的工具；● 开源软件开发。

很明显，先进的研究、工具开发、测试制度和协调活动有很大的机会，能使先进的公共安全系统的发展产生很大的变化。

3．国家事件管理系统（NIMS）

根据有关的文档，国家事件管理系统“提供了一个系统的、前瞻性的方法来指导各级政府、非政府组织和私营部门的部门和机构无缝工作，以阻止、预防、响应、恢复和减轻事故的影响，而不管其成因、大小、位置或复杂性。”国家事件管理系统为多个机构合作准备和响应事件提供了一组一致的政策和程序，这些政策和程序对事件响应中资源管理和指挥所需的通信支持有影响。国家事件管理系统是许多努力之一，旨在促进应急响应过程的连贯性。因此，国家公共安全网络的设计应考虑与应急管理做法和程序相关的国家事件管理系统框架的一致性。

4．培训和评估程序

成功创建全国规模的公共安全通信基础设施和框架还需要纳入培训和评估程序，以确保依赖于系统的各类参与者有足够的培训、设施、设备和文件，以及足以确保成功的经营资格。

5．体制框架

除了公共安全通信官员协会及其频谱管理部门、公共频谱安全信托、公共安全电信委员会和第三代合作伙伴项目之外，还有许多其他国内和国际的机构对公共安全通信系统和技术的设计和运行感兴趣。现有的机构或联盟是否能够负责策划美国新的国内公共安全通信系统的发展，这还是一个问题，但很显然，这一过程需要管理、指导和监督。

2.6.7 结论和建议

或互操作性，包括与现有的及新的911系统的互操作；● 高度重视成本效益、易用性和承受能力；● 利用互联网和其他基于分组的技术支持多媒体通信和移动自组网

络的形成；● 结合分配的公共安全频谱和其他数据通信的频谱，包括在可行的

情况下共享机会；● 整合强大的联合身份验证和其他安全技术，积极识别并授权系统

中允许的人员和设备；● 结合先进的定位能力，包括室内和地面定位；● 广泛使用开放的国家或国际标准，并在适当的情况下开源软件。（3）发展计划应包括大量的机会，在广泛的参与者之间协调发展，测试协议、系统、设备和做法，这些参与者包括传统的应急救援人员、国家国土安全部门、军事、州民兵、市政、私营部门公共安全组织、研究机构和机构；也包括非传统的参与者，其中广泛的私营部门联网的信息产业元素应包括在内。（4）持久、现实和可持续的测试平台应纳入计划中，以支持公共安全通信标准和技术的长期演进。（5）首要的是，系统必须是灵活的，能适应新的要求，并能整合新的技术和能力。

2.6.8 案例评析

对美国这样一个公共安全通信系统需求巨大、应用需求迫切的国家而言，如何建设和部署一个全国性的高标准的公共安全通信网络，既是一个需要全面分析讨论的理论问题，也是一个涉及众多领域和关联方的技术问题。美国国家标准技术研究所高级技术访问委员会根据当今应急通信相关技术的进展，结合美国公共安全通信系统建设的需求，进行了全方位的性能分析和设计，为后续的建设和发展提供了全方位的支撑。

美国公共安全通信系统的性能设计一方面注重应用需求的科学性和完整性，最大限度地反映了不同层级、不同职能部门的业务需求；另一方面充分利用和整合了现有的各类通信技术和手段，包括互联网及商用移动通信等，使应急通信系统的建设和运行有更加丰富和可行的技术选择。

美国公共安全通信系统的性能设计，对我国应急通信系统的建设无疑有着重要的借鉴意义，相关的研究成果和建议可成为我国制定相关决策的重要依据。

2.7 本章小结

美国是全球经济和科技发展的领头羊，在通信系统建设方面有着世界一流的发展基础。在应急通信系统建设方面，美国凭借其得天独厚的资源条件，加上全国统一部署的行动计划，为应急通信的健康、快速发展奠定了基础。

美国政府发布的国家应急通信计划对指导美国未来应急通信事业的发展有着十分重要的影响，具有里程碑式的意义。国家应急通信计划所确立的目标和任务既切合实际，又具有较高的前瞻性和可持续性，是协调和统筹各方应急通信发展的重要依据。

简要总结，美国在“911”事件和卡特里娜风暴后应急通信规划与建设中有四个突出的方面：一是建立了主管机构和明确了职能，明确政府应急通信以专用无线网络为主（包括窄带语音和宽带视频），并且把研究、规划、预算和建设的重点都放在了政府公共安全通信上；二是加强了通过公共电信网络实现政府应急业务的功能（包括下一代N-911系统和优先接入业务）；三是以州为行政管理辖区为所有应急响应部门规划部署了一个共享的、适应所有应急事件（包括计划的重大事件和日常应用）、覆盖全州的政府专用公共安全无线网络，在原有各自无线通信专网的基础上实现了全州覆盖和所有部门互通（窄带语音无线专网）；四是通过立法打破了原来各自为政的运行格局，明确频率，确定技术，落实预算和指导原则，建设了统一规划的公共安全移动宽带LTE专网，形成了移动窄带（语音）加宽带（高速数据和视频）集成的、覆盖全国的、高效可靠的、互联互通的政府专用应急通信网络。

可以肯定，美国应急通信的发展仍然面临许多严峻的挑战和复杂的问题，但长期以来其所做出的积极探索，已成为世界各国应急通信发展可借鉴的宝贵财富。

第3章 政府应急通信无线专网的建设

3.1 政府公共安全通信的演进

政府公共安全人员在加强国家的防备和提高应急通信能力方面已经取得了显著的进步，然而，一线应急响应人员仍然受到分散网络和已经延续了数十年的传统无线电技术的限制，因此部署一个具有成本效益、全国范围内的公共安全无线宽带网络将是提高他们的应急响应能力的关键所在。

3.1.1 政府公共安全通信的演进框架

随着技术的进步和应用需求的不断提升，政府公共安全通信正处在快速演进之中。图3-1描述了公共安全通信从目前的技术过渡到预想的长期收敛状态的过程，同时还列出了在保持陆地移动无线电（Land Mobile Radio，LMR，即我们通常所谈的“双向对讲通信技术”）网络用以支持任务关键型语音通信的情况下，建设无线宽带通信的概念框架。图3-1 政府公共安全通信演进框架图

以目前的通信状态来看，陆地移动无线电、商业宽带网络及全国性的公共安全无线宽带网络将会并行发展。而随着通信技术的快速进步，公共安全将会继续采用陆地移动无线电系统提供的可靠的任务关键型语音通信，与此同时，公共安全机构也将开始实施新兴的无线宽带服务和应用程序。在过渡期内，公共安全组织将开始建立一个专门的公共安全无线宽带网络，同时将从商业宽带服务过渡到公共安全专用网络服务。如果技术和非技术要求都得到了满足，并且实现了确保任务关键型语音功能的能力，那么向宽带技术的过渡就指日可待了。由于无线宽带技术目前还不支持任务关键型语音功能（脱网功能/单工模式/直通模式）（Talk Around/Simplex/Direct Mode），所以在无线宽带实现之前还有一大段路要走，在这期间，仍然需要使用陆地移动无线电。

3.1.2 政府公共安全通信演进的相关技术

政府公共安全涉及陆地移动无线网络、公共安全无线宽带网络和商业及非授权的无线宽带网络等技术，相关技术说明如下。

1．陆地移动无线网络

任务关键型语音通信历来被要求采用陆地移动无线电系统来运作以满足公共安全需求，并需要由特定的机构来运作。（1）任务关键型语音。可靠的语音通信是日常运营、大规模响应和其他战略中必不可少的部分。语音通信向应急响应人员提供即时、可靠的信息，并在调度机构和响应人员之间建立连续的连接。目前，任务关键型语音通信通过专用陆地移动无线电网络实现，实现单个应急人员之间、或多个应急人员之间的通信是其一个关键的功能。（2）任务关键型数据。应急响应群体使用有线的数据通信，以补充任务关键型语音通信。应急响应人员使用数据服务实现基本功能，如数字调度，牌照、车辆、个人查询，短信，低分辨率图像的传输等。虽然目前公共安全数据服务功能受到速度上的限制，并且不支持应急响应需要的超前、实时的应用，但应急响应机构可以通过建立自己的系统或使用商业无线服务来实现无线数据功能，满足相应的业务需要。

2．公共安全无线宽带网络

公共安全组织设想通过专用频谱来建立一个专用网络，以实现公共安全的需求，公共安全群体已经确定将LTE作为标准技术来进行专用网络的开发。由于这种能力的建立是通过使用LTE技术来实现的，因此公共安全组织将继续结合产业界及各级政府的努力来推进这项技术，并实现达到所需演变的必要条件。在过渡期内，公共安全组织将开始使用LTE技术来实现任务关键型数据的应用，与此同时，公共安全组织还将致力于发展无线宽带技术，以支持所有公共安全的任务关键型通信需求，包括语音通信。

3．商业及非授权的无线宽带网络

应急响应人员开始越来越多地使用商业及非授权的无线宽带网络，以增强关键语音通信。虽然没有建立公共安全标准，但商业及非授权无线宽带网络作为可靠的陆地移动无线电语音网络的补充来说是具有一定价值的。随着商业宽带能力的提升，公共安全机构开始使用这些服务，来补充其目前的陆地移动无线电通信，这些机构将陆地移动无线电网络用于任务关键型语音通信，同时使用商用无线宽带服务来完成非任务关键型数据通信。随着时间的推移，基于LTE技术的可靠公共安全宽带网络将会满足公共安全的需求，在全国范围内的公共安全无线宽带网络的建成后，实时的任务关键型宽带应用将过渡到这个网络，而这正是应急响应人员需要提升的能力。

3.1.3 政府公共安全通信的需求

政府公共安全通信实现预期的演进，应满足一般需求和技术需求。

1．一般需求

政府公共安全通信演进的一般需求包括以下各方面的具体需求。

1）资金

应急响应机构面临着支撑当前任务关键型系统挑战的同时，还必须进行新兴技术的规划，包括无线宽带。要成功做到这一点，政府资金必须能够支付建立和维持无线宽带网络的相关费用，协调一致的授权指导既有助于确保政府补助政策的一致性，推进技术标准的建立，又有助于提高互操作性，并确保政府资金投资之间的兼容性。

2）治理——规划、合作和政策

互操作的通信利益相关者之间的政策协调和协同使得管理架构的成功形成成为可能，一个全国性的互操作性公共安全无线宽带网络需要一个全国性的管理架构。除了技术和管理能力外，治理功能的实现还需要可互操作的、跨越各个辖区和机构的各级应急通信利益相关者的积极参与。

规划：公共安全的利益相关者能够参与到各级规划是规划成功实施的关键所在，各部门之间的规划和协调，如互操作性协调、互操作性管理机构、区域互操作性委员会及合作伙伴，这些都是实现区域范围内通信互操作性的目标和举措的重要基础。

合作：对不同的机构和不同的司法管辖区而言，对兼容的解决方案的合作意愿往往比他们一贯使用的技术更为重要。随着无线宽带通信的发展，尤其是在开发和部署一个全国性、开放标准的、与商用无线宽带技术和应用结盟的网络方面，合作将会越来越重要。此外，一个专门的全国性公共安全无线宽带网络的开发将需要产业界和政府之间紧密的协调和合作。公共安全机构需要评估其治理机构，以确保这些机构包含了在紧急情况中依赖于应急通信的那些利益相关者，以及各产业领域的相关专家。通过治理达成的合作关系，给公共安全机构提供获取知识的途径，以及那些以前接触不到的资源。

政策：积极合作开发新兴的应急通信技术政策和计划，对各级政府来说都是至关重要的。尤其是对一个全国性的公共安全无线宽带网络来说，将需要一个全国性的整理架构，并且要各地合作，通过新举措、新战略及新的时限要求来进行投资和部署，这些都需要在国家应急通信计划和各地通信互操作性计划文档里明确说明。

3）研究、开发、测试和评价

研究、开发、测试和评价所做的努力将会确保应急响应人员获得可靠、高效、规范和可互操作性的无线宽带能力和应用，其中研究和开发对于决定系统如何实现应急响应需求来说是至关重要的，可确保这些能力能够在恶劣的应急响应工作现场还能持续地工作。

2．技术需求

随着无线宽带网络的发展，应急响应群体将越来越多地利用这些网络来支撑他们的业务。为了实现一个融合的演进状态，全国性的公共安全无线宽带网络将需要支撑以下多个方面的技术需求。

1）确保接入

应急响应人员在任何时候都必须保证获得可靠、即时的通信，从而可以有效地响应紧急事件，因此确保接入是公共安全的关键功能，尤其是在使用商业网络时。

2）服务质量（QoS）

公共安全需要一个具有一定水平的、能确保关键应用性能的网络，随着所有公共安全通信向宽带无线环境的融合，网络中的某些数据比其他的数据显得更为重要，必须予以优先考虑。在一个网络中，QoS指定哪些特定类型的数据被处理，以及数据在各类用户和应用的优先级如何分配。

3）可靠性

为了使应急响应人员能够依靠网络来进行任务关键型通信，必须减少能力和服务质量的下降。

4）灵活性

支撑应急响应的系统，必须具有一定的灵活性，为了减少服务中断的可能性，必须要考虑到系统的高度可靠性和备用电源、零部件、基础设施及通信路径的可靠性。

5）漫游

为了有效地执行工作，应急响应人员需要具备这样一种能力，它可以实现公共安全和商业网络之间必要的无缝漫游。

6）频谱效率和容量

无线宽带应用和服务的快速增长，给商业市场上可用的频谱容量带来了限制，有时商业网络会呈现缓慢、反应迟钝的状态。这将对应急响应人员产生重大的影响，因为他们要通过其获得关键信息以完成他们的任务。要使全国性的公共安全无线宽带网络满足应急响应群体的要求，就要有足够的频谱效率和容量。此外，公共安全需要大范围内的无线信号的覆盖，包括人口分布广泛地区的区域中心，同时还包括农村地区，以确保操作的可靠性。

7）标准

毫无疑问，定义技术标准对实现无线宽带系统中互操作性和公共安全特定功能来说是至关重要的。基于标准的系统将提供向后的兼容性，这将允许应急响应人员在无线宽带网络和应用走向成熟，并且集成到现有的系统时，仍然可以利用现有的任务关键型语音系统进行高效的通信。LTE是一种被私营部门广泛采用的，并且被美国联邦通信委员会授予在下一代商用网络使用的技术标准。LTE根据商业要求进行演变，然而，随着时间的推移，虽然这项标准的发展将会满足公共安全群体的需求，但困难在于公共安全能够影响全球标准的能力，毕竟应急响应的需求只占LTE消费市场一个很小的比例。

8）脱网功能/单工模式/直通模式

脱网功能（Talk Around）又称单工模式（Simplex）或直通模式（Direct Mode），是设备之间通话的能力，这是公共安全运作的一个重要特征，因为它允许现场的应急响应小组在现有的网络基础设施覆盖范围之外的区域，或基础设施已损坏的区域进行直接通信。例如，当消防人员在没有网络覆盖的野外进行灭火时，或在一栋燃烧着的大楼的没有网络覆盖的地下室进行救援时，这个功能就显得尤为重要了。

3.1.4 任务关键型语音和数据的融合

构建一个融合的网络，作为能够为应急响应人员提供语音、数据和视频的公共安全专用的无线宽带基础设施，是极为重要的，因为它将降低开发和维护系统的成本，提升该领域应急响应的有效性。然而，融合将是一个长期的、逐步过渡的过程，公共安全机构应将新的技术集成到现有的系统中，而不是取代现有的系统。融合的步伐将随着机构的不同而不同，并且受到运作需求、现有系统和资金水平的影响。任务关键型语音宽带技术目前发展尚未到位，因此，对于陆地移动无线电系统和专用的公共安全无线宽带网络来说，持续的投资仍是有必要的。

3.2 政府应急通信无线专网概述

政府应急通信无线专网作为政府应急管理的基础设施，在提升政府应急管理能力和水平方面发挥着十分重要的作用。它是政府提供公共服务的重要手段，是政府日常服务人民、管理社会，应急时保护和挽救生命和财产的保证。全面、科学和系统地认识政府应急通信无线专网的定位和功能，对发挥其作用和价值有着决定性的意义。

3.2.1 政府应急通信无线专网的概念

简言之，所谓的政府应急通信无线专网就是一种政府各部门共用和共享的专业无线通信系统，系统内的主要用户为政府各部门，尤其是负有应急管理和应急响应重任的政府职能部门。最初的无线政务网一般为一级政府所有并被该政府下属的各部门所共享，但随着无线政务网规模的逐步扩大，政府职能的转变及电信管理体制的放开，当今无线政务网的归属和运作方式也呈现出多元化的趋势。

政府应急通信无线专网的规模可大可小，从国家到省、市、县甚至乡镇均可。此外，它还可以是覆盖若干个市县或乡镇的区域网络，甚至是若干个省的联合，形成一个跨行政辖区的无线通信网。作为目前全球最大的政府无线通信网，英国O2Airwave运营的英国全国无线政务通信网的用户已经达到20万，而这个网络中的用户群体主要是公共安全类的用户。这样的用户规模的形成并不是O2Airwave自己的业务商业化发展的成果，而是由英国内政部计划主导和推动的产物。由此可见，政府应急通信无线专网并不是一个商业性的项目，它必须依托政府的协调和统筹加以发展，否则就会陷入难以为继的窘境。

3.2.2 政府应急通信无线专网的建设要求

政府应急通信无线专网的建设首先要满足政府部门对全局性突发重大事件快速反应的要求。政府应急通信无线专网的建设不仅是为了满足个别单位、个别组织的日常社会服务的要求，而是要配合政府应急管理部门实现提高其全局性应急能力的要求；其次是实现支持政府各部门日常的、局部性的应急管理和日常工作的目的。因此政府应急通信无线专网在建设时要求能够支持政府的应急指挥体制、全局性的应急指挥中心的工作，同时也要能支持各个应急单位的应急指挥体系和各具体单位的应急指挥中心的工作。

从全局看，政府应急通信无线专网是在应急状态下的一个覆盖市、区、街镇各级各类应急管理工作机构的应急通信指挥通信网络，为政府各职能部门、应急管理工作机构和基层单元应对各种突发公共事件提供便捷通畅的指挥通信。而在常态下，政府应急通信无线专网是一个面向各级政府职能部门、应急管理工作机构和基层单元的日常无线通信网络，为政府各职能部门、应急管理工作机构和基层单元的日常行政管理和政务通信调度提供服务。

为了满足各项业务需求，政府应急通信无线专网所采用的技术体制和设备应达到以下一些要求：● 要能够支持大规模的指挥中心建设，支持大量的调度台系统；● 要能够实现快速和及时的通信，呼叫建立时间能够满足应急通信

的要求；● 每个应急通话单位的数量要能够非常灵活，以实现应急单位数

人、数十人乃至数百人通信指挥调度的要求；● 需要具有高级的指挥调度功能，如通播呼叫、通话组快速合并、

动态重组、紧急呼叫、强插和强拆等。

当然，为了配合应急指挥，政府应急通信无线专网除了语音呼叫之外，还需要支持相应的数据业务和应用，如为实时了解应急人员位置而需开展的人员定位，就要求政府应急通信无线专网中的手持台和车载台具有内置的GPS接收功能，并能够根据需要智能地将位置信息传送回指挥中心；又如为实现现场执法人员对可疑人员或车辆的信息获取，需要系统和用户机支持具有多时隙分组数据业务的WAP功能等。这些都成为政府应急通信无线专网的特殊要求。

3.2.3 政府应急通信无线专网的定位

作为应急通信系统的重要部分，政府应急通信无线专网是政府重大事件应急预案实施的重要保障，但应急通信系统不仅只有一个政府无线网络，各职能部门已有或计划建设的专用无线通信系统都应是应急通信系统的重要补充和可靠备份，其他配套的应急通信手段，如卫星链接和覆盖、高空平台的转信及应急通信车的配备应首先基于已有的政府无线网络及其可能的扩展。这些和公共电信系统的应急保障相同，但当应急通信资源有限时，卫星链接和覆盖、高空平台的转信及应急通信车应优先保证政府无线网络及其可能的扩展。

毋庸置疑，政府应急通信无线网络的建设必须考虑“平战”结合的需要，而不仅是专门只为应急而建设一个应急无线网络。政府的日常社会服务职能就需要有一个政府无线网络来支持，在紧急情况下，这个无线网络就作为应急通信保障与政府应急预案紧密结合。而且平时也需要用该系统作为政府服务社会、城市管理的重要手段并进行应急预案的演练。因此，政府应急通信无线网是政府应急发展的基础性、战略性的保障，是政府防范和应对各类突发事件的重要防线。

国际、国内重特大突发事件的应急实践表明，应急指挥通信系统必须面对业务量剧增的考验，其可靠性是保障应急指挥畅通的关键，应急通信保障的快速响应能力对应急指挥有重大影响；以政府调度共网的方式构建应急指挥通信网在特大突发事件的应急指挥中有不可替代的作用；公网在突发事件中无法满足应急指挥的需要，基于公网构建应急指挥系统存在重大风险；基于应急通信无线专网的应急指挥通信平台能满足应急指挥的需要，其有效性和可靠性将发挥至关重要的作用。

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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