從美國紐約的“9.11”事件,到英國倫敦的炸彈恐怖襲擊,再到中國汶川的特大震災,在突如其來的大型自然災害和突發事件面前,公眾通信網絡受到了極大的挑戰。公眾通信網絡的技術決定了,在像汶川大地震這樣的突發事件中,如果不能合理安排話務流向和流量控制,不但用戶會覺得關鍵時刻電話打不出,省外打不進,甚至影響到應急指揮、救災、廣播等重要部門的通信需要。 同樣深受震災之苦的鄰國日本,目前已基本建立起發達、完善的防災通信網絡體繫,如中央防災無線網、防災互連通信網等,對我國今後進一步完善公眾通信網絡和應急通信網絡頗具借鋻意義。 在全球各地發生的地震、恐怖襲擊等突發性大型災難中,基站、天線、光纜等設備甚至機房直接被損壞,突發的巨大話務量超過了交換設備的設計極限值,是造成網絡阻塞的主要原因。 此外,公眾通信網是為常態社會生活設計的,其可以通話的資源遠遠小於用戶數量和用戶規模。從通過互聯網檢索到運營商公布的長途電路數據來看,四川聯通有約500萬用戶,出省長途電路2.5萬條,中國移動約2000萬用戶,出省長途電路50萬條。四川總計近2500萬移動用戶中,僅有52.5萬用戶能夠同時使用長途電話。突發型大型災難發生後,幾乎全網幾千萬用戶同時使用電話,能夠打通長途的用戶最多僅占2.1%。在突發災難面前,公眾通信網往往心有餘力不足,面對海量的話務衝擊無法滿足海量用戶呼叫的需要。 此次地震災區大面積斷網的另一個重要原因是,在傳輸過程中大量使用光纜等有線傳輸。發生地震這類地質災害時,光纜等有線傳輸手段很容易被損壞。中國移動四川省內二級干線光纜總長6039公裡,中斷3866.5公裡,占64%;中國聯通西安至成都兩條長途光纜中的1條中斷。 光纜中斷後,維修時間長,在餘震中又容易被再次損壞。這次汶川大地震中第一個被搶通的馬爾康到理縣到汶川通信光纜,在5月16日下午理縣突發裡氏5.9級強烈餘震中再次被震斷。采用傳統有線傳輸保證網絡連接的工程通信網,往往是一根光纖中斷,則全部通信中斷。 衛星通信在這次汶川大地震中發揮了積極的作用,但衛星通信資費高,國內衛星電話的通話費每分鐘約為2元,海事衛星電話更高達每分鐘20元;衛星電話受天氣影響較大,信號不穩定,通話延遲時間較長。而且,衛星移動通信容納的用戶更少,大規模使用受限很多,無法規模推廣。 公眾通信網絡如何應對突發大型災害,是個世界級的難題 社會越發達,對通信特別是移動通信的依賴越嚴重。當大型自然災害發生時,龐大的用戶數量對通信網絡的需求呈爆炸性的增長,而有限的現實通信容量遠遠不能滿足這個需求。如何解決這個問題,即使在美國、英國等通信工業非常發達的國家,也還是一個難題。 2005年7月7日,倫敦遭遇了炸彈爆炸恐怖襲擊,手機雖然顯示信號滿格,但是卻無法正常撥打電話。其中,固網運營商BT(英國電信)的話務量為同比時段的兩倍;而移動運營商Vodafone公司的話務量爆增250%,短信業務增長了一倍;Cable&Wireless公司經受了較平時近10倍的話務量的衝擊,達到每15分鐘30萬次通話;移動運營商O2公司的當日話務量從通常的700萬次通話躍升到1100萬次,這增加的400萬次通話主要都集中在突發事件發生後的幾個小時內。這時,網絡遭受的話務衝擊是前所未有的。 此次汶川大地震中,災區的公眾通信網絡也遇到了前所未有的挑戰,災後幾大運營商的網絡全線告急。 中國移動有4457個移動基站因斷電、光纖中斷等原因退出服務;震後大量用戶在同一時間撥打手機,話務量較平時高出十倍,中移動四川公司有三臺交換機發生擁塞;通往震中地區汶川、理縣、茂縣、北川、平武的光纖全部中斷,汶川、理縣、茂縣、北川、平武成為通信孤島。 中國聯通的移動通信網絡也受到了嚴重的影響:骨干環網西北環、九環線中斷,汶川G、C兩網全部中斷;阿壩地區G、C兩網約200個基站癱瘓;甘肅甘南地區4個縣通訊中斷;成都主城區的語音是平時的7倍;短信是平時的兩倍,短信通信遲緩;陝西靠近四川地區約500個基站中斷,8327個基站受災,因基站退服影響到的用戶達150多萬戶。 當大型災害發生時,如何保證公眾用戶能傳遞有效的通信信息,保證應急通信信息的暢通及平衡網絡的容量與話務量的需求,是中國乃至全球運營商亟待思考的問題。 完善應急通信網絡的建設 在應對汶川大地震這種突發災難時,及時、有效的保障通訊是當務之急。在此,我們可以借鋻倫敦地鐵爆炸案和日本在地震中獲得的一些經驗教訓,從建設和完善公眾通信網絡和應急防災網絡等全方位入手,提高特殊災害時期的通信能力。 一、建設防災通信網絡 日本是世界上應急管理最富成效的國家之一,經歷了阪神地震、新瀉地震等自然災害後,目前,日本已建立起完善的防災通信網絡,包括中央防災無線網、防災互連通信網等。由於自然地理的原因,加上無線通信技術的廣泛普及,日本的防災通信網絡基本依托無線通信技術。它的經驗和做法,對我們更好地把握應急通信網絡的方向和趨勢,加快建設步伐不無裨益。 “中央防災無線網”是日本防災通信網的“骨架網”。當發生大規模災害時,或因電信運營商線路中斷,或因民眾紛紛撥打查詢電話而造成通信線路擁塞甚至通信癱瘓時,用這一網絡接收與傳輸來自緊急災害對策總部、總理官邸、指定行政機關以及指定公共機關的災害數據。中央防災無線網由固定通信線路(包含視頻傳輸線路)、衛星通信線路、移動通信線路所構成。 除了“中央防災無線網”,為解決出現地震、颶風等大規模災害的現場通信問題,日本政府專門建成了“防災互連通信網”,可以在現場迅速讓警察署、海上保安廳、國土交通廳、消防廳等各防災相關機關彼此交換各種現場救災信息,以更有效地進行災害的救援和指揮。 二、縮短通話時間,保障更多的人能夠通話 在發生地震時,為確認親屬和友人是否平安,通信量會驟然增加。這時最易出問題的是移動電話網絡發生擁塞現像。以2004年6.8級的日本新瀉地震為例,日本某通信運營商的移動電話網在地震後的6小時內話務量高達平時的45倍,其中大多是從日本各地打往新瀉地震災區,這造成線路嚴重擁塞。除了線路擁堵,更為致命的是震後承載信息的網絡基礎設施受損,因斷路等設備故障和長期停電致使基站退服,局部地區線路癱瘓。2004年新瀉地震後有91個基站停止工作,影響了抗震救災和用戶的正常通信。針對這種情況,日本信息通信研究院就這一課題進行了立項研究。研究人員認為,為保障抗災、救援、交通、通信、電力供應和維持社會秩序等重要部門的通信暢通,不僅可依照日本通信事業法的規定,對普通用戶的通信進行控制,而且可通過限制通話時間減少擁塞。由於縮短了每次通話的時間,可保證有更多的人能夠通話。 研究人員通過理論分析和計算機模擬,證明限制通話時間的方案切實可行。在控制通話時間時,要優先保證重要通信,對高優先級的通話基本不進行控制,對普通的移動通信進行限制。對於普通用戶,手機短信和留言服務是提倡的應對方法之一。 三、多路接入繫統,跨越不同運營商的通信網絡 當然,僅用一、兩種方法並不能從根本上解決問題。發生地震後,一些基站設備損壞而導致網絡中斷。然而各運營商通信網的狀態各不相同。例如在2004年新瀉地震時,有的運營商損壞了61個基站,而有的運營商僅有6個基站停止工作。此外各運營商網絡的擁塞情況也各不相同。有的是平常的45倍,有的僅為平常的3、4倍。從以上情況可知,在異常時期,可跨越不同的運營商的通信網絡框架,利用相對不繁忙的線路,來保證重要通信的暢通。 日本信息通信研究院設計開發出了一種多路接入繫統,使因基站中斷所影響的通話通過使用其他運營商的基站進行傳輸,保障應急通信,使人命關天的重要通信能夠暢通,從而減輕自然災害的損失。 四、充分發揮廣播網絡的作用 震災發生後,公眾經受了極大的心理考驗,都希望在第一時間獲得有效的信息與幫助。因為缺乏其他的渠道,公眾通信網絡作為唯一的聯繫通道,承受極大的壓力。特別是在我國,移動運營網絡都規模巨大,像四川移動,全網約有2000萬用戶,在這種極端的突發事件面前,即使運營商盡最大的努力,保證了500萬用戶能夠打通電話,可是,還有1500萬用戶無法打通電話。他們無法獲得有效的信息和幫助,這個時候,政府部門啟動緊急的廣播預案是一個有效的經驗。一方面,能夠讓民眾獲得有效的信息,另一方面,可以顯著地減輕移動通信網絡的壓力。比如,在日本,每個人都常備一個收音機,收音機是自動激活的,當有緊急廣播的時候,收音機會自動響起來播報最新信息。 信息技術發展到今天,實現更高效、更方便的基於手機的災害廣播是可行的。例如,讓移動通信的協議支持廣播功能,當災害發生後,移動通信網可以廣播及時、準確的災害短信,且幾乎不占用無線資源。再如,通過制定標準,讓所有的手機均支持收音機功能,當災害發生後,手機中的收音機模塊自動打開,接收最新的災害信息。 五、主動宣傳 引導公眾合理使用公眾通信網絡 截至目前,地震災區的餘震仍時有發生,稍有風吹草動,特別是傳言,會在公眾中引起極大的恐慌,從而造成公眾通信網絡的阻塞。對於公眾而言: 首先,信息的獲取以廣播、政府的通告為主。政府也應該加大利用廣播、電視等手段,把有效的信息傳遞給公眾。也可以利用公眾網絡的短信平臺,向公眾提供及時、有效的信息。 其次,在突發災難發生後,用戶可以優先使用短信進行溝通和聯繫,短信盡量的短。在收到短信後也應立即簡短回復,讓對方知道短信已收到。 再次,打通電話後盡量長話短說,以留出更多的通信資源,讓更多的人打通電話。 最後,通信的方式上,可以借助互聯網等新型通信手段,如通過QQ、MSN、Email等方式傳遞信息。 此次發生在四川汶川的8級大地震後,我們看見了各大運營商的快速響應機制,以及保證和恢復震區通信的積極努力。同時我們也應該清醒的認識到,公眾通信網絡在突發危機面前,發揮的作用是有限的。因此,借鋻其他大型災害常發生國家的經驗,結合我國自身的特點,通過政府來主導,制定一個適合常態社會且適合突發災害環境的應急通信網絡標準,是十分必要和有意義的。 |
電子科技大學博士生教授谈如何防火灾
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