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。
表1-1 ITU-T定义的自然或人为因素引起的突发事件类型
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 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3000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8452亿元人民币,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,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。
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”,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
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。
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。