我国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，随着国民经济快速发展、生产规模的不断扩大以及社会财富的不断积累，每年自然灾害侵袭造成的直接经济损失均在千亿规模以上。今年以来，洪涝灾害肆虐，据新华社报道，此次洪水灾害已致 4552 万人次受灾影响，截至 7月22日 ，直接经济损失超过1160亿元。
图1 我国历年来洪涝及地震直接经济损失（数据来源：应急管理部）
当地震、洪水、泥石流、冰雪等自然灾害发生时，短期内会造成通信设备损毁，灾区往往面临着大面积通讯中断、电力中断、道路中断的情况，普通的应急通信手段无法快速恢复通信。在灾害突发事件初期，会引起大范围社会关注甚至恐慌心理，通信业务量一般会猛增，会造成不同程度的网络拥塞，极端情况下可能造成大面积通信网络中断，同时应急通信不易调度部署，快速恢复难度较大，会对救灾行动带来严重影响。
1 海外及我国的应急通信系统建设
简介
发达国家应对突发事件的通信保障体系建设的较早，经过了多年的建设和实践的不断检验，发展了很多先进的技术、手段和措施。其中美国、日本、欧洲等国家及地区均建立了较为完善的应急通信体系，在应对2005年卡特里娜飓风、2011年日本特大地震海啸等灾害中发挥着显著的作用，这些成熟的经验对我国应急通信的发展具有很高的参考价值。
表1 海外应急通信系统及通信方式（资料来源：人民网-通信频道）
2003年非典发生后，我国十分重视应急管理工作，采纳了车载卫星通信、车载移动通信、便携卫星移动通信等较为丰富的应急通信手段，并在近年来的历次灾害中不断发挥作用、得到有效检验。2008汶川大地震中，当地公用通信基本瘫痪，应急通信发挥了非常突出的作用，为抗灾救援提供了有力的保障。
图2 我国应急通信及指挥网络架构（资料来源：华西通信研究）
由于光缆技术的快速发展及光缆成本的不断降低，我国通信业大量使用光缆建设网络。从目前常用的通信方式上看，固定电话、手机以及互联网都对光缆等有线基础设施有着极高程度的依赖。汶川大地震的教训告诉我们，有线传输在大灾面前极不可靠，修复难度大，也很容易被再次损坏。重点发展无线通信技术作为灾害发生时的应急通信手段，建立卫星互联网、无线应急通信网作为通信保障机制，是对通信过分依赖地面传输的不足之处进行补充与完善。
卫星通信:利用人造地球卫星做中继站转发无线电信号，实现多个地球站之间的通信，具有覆盖面大、频带宽、机动灵活、不受地理条件限制等特点。卫星电话是地面光缆断裂、基站被毁时唯一可用的通信设备，是灾区最适用的应急通信手段。2016年8月6日，西昌卫星发射中心成功将天通一号发射升空，这是我国卫星移动通信系统的首发星。
专网集群通信: 集群通信系统是一种多用户动态使用无线电通道的专用移动通信系统，语音通信采用PTT（Push To Talk）方式，呼叫接续快，主叫方能够实现一呼百答。专网集群通信具有信号抗干扰能力、传输质量和保密性较强的特点，可作为现场应急指挥调度的专用网络，能够快速建立多种呼叫方式。常见的应急指挥车辆上都配备了数字集群通信系统。目前全球应急通信网络的主流，仍是以语音集群通信为主的窄带专网，传输数据能力有限。对于下一代宽带专网，已有多个国家启动了国家应急通信宽带专网的建设，利用运营商现有 LTE 网络及专用频谱共建专网。LTE 宽带专网相比于窄带专网最大的区别是从 PTT演变成 PTV（push to video），显著提升了数据传输能力。
无线自组网：无线自组网包括 Ad hoc、Mesh、传感器网络等，具有无中心、自配置和快速组网等显著特点，可以在没有固定通信基础设施的条件下，独立动态性组网，通过多跳路由协同合作搭建无线通信网络，适合区域应急通信，实现不同网络类型、设备之间的联通，有利于扩展覆盖范围。 通过借鉴海外应急通信模式，我国应急通信的通信方式逐渐走向卫星化、专网宽带化。同时，随着大数据、云计算、人工智能等技术的成熟，应用通信系统逐渐数字化及多媒体化、智能化。除此之外，在通信技术日新月异的今天，无人机、5G等“黑科技”在应急通信保障中扮演着重要角色。
2 无人机在应急通信里的应用
2008年的汶川地震发生后，道路损毁严重导致网络抢通困难，应急通信车无法进入，震中区域的对外通信全部中断，直到147个小时后，7个重灾县对外移动通信才逐渐恢复。此后，高空基站被正式提上研发日程，其主要载体为热气球、氦气艇、无人机等，可升至千米高空，承载大容量的基站。
2017年8月8日九寨沟地震中，一套由中国移动研发的无人机高空基站在光缆震断、飞石不断的九寨沟景区荷叶寨紧急升空，迅速打通方圆30多平方公里的移动通信信号。这是中国移动首次在地震中尝试用无人机搭载基站进行通信抢险作业，实现了在应急通信车不能到达区域的情况下迅速抢通网络。此后，在 2018年广东“山竹”台风、山东寿光抗洪，2019年木里森林火灾等救援中，不断验证了无人机高空基站是地震、洪水、泥石流等受灾面积大、道路损毁严重的灾害场景下，最为有力的通信保障利器之一。
图3 无人机高空基站在地震中首次应用 助援九寨沟（图片来源：中国日报网）
图4 广东“山竹”台风救灾（图片来源：大工科技）
图5 山东寿光抗洪救灾（图片来源：大工科技）
图6 木里森林火灾救援（图片来源：中国移动官方微博）
无人机不仅仅可以用于搭载通信基站，提供强有力的应急通信支撑，并且在今年的洪涝救灾过程中大放异彩，成为应急通信保障的又一利器。
