今年,工信部协同应急管理部圆满完成“应急使命·2025”演习,提升应急通信保障队伍实战能力;建设国家应急通信融合接入平台,投入西藏昌都、湖南邵阳、怀化和贵州榕江等地防汛救灾实战,利用应急通信无人机基站提供“全网通”信号覆盖。应急通信体系在自然灾害频发与技术迭代的双重推动下,已从单一设备应用发展为“空天地一体、多网融合”的综合系统。无人机、5G/6G、AI与大数据、卫星通信等技术的深度融合,正重构灾害响应模式。
AI和大数据化身智慧大脑
AI与大数据技术在应急通信中的深度应用,不仅提升了信息处理效率和决策科学性,也为构建高效、灵活、智能的应急通信体系提供了强大支撑。
目前,应急通信系统正逐步接入多源数据,包括卫星遥感、无人机图像、地面监测站、社交媒体信息等。AI通过图像识别、语义分析、自然语言处理等技术,能够对非结构化数据进行快速分类、标注与提取,大幅提升应急指挥的信息掌控能力。在突发事件下,大数据分析与AI算法可以综合历史灾情、实时监测和交通路径等信息,智能生成最优的通信设备部署方案。尤其在传统通信基站瘫痪、电力中断等复杂环境下,AI可辅助决策“空中基站”的投放位置与信号覆盖范围,提高应急响应效率和通信保障能力。通过训练机器学习模型,对历史灾害记录、气象数据和社交平台舆情信息等进行综合分析,还可实现对洪涝、地震、山火等灾害发生概率以及通信中断风险的预测,推动应急通信从“事后响应”向“事前预判”转变。此外,结合可视化平台和AI语音助手技术,通信指挥系统能够实时呈现图像画面、生成语音摘要、输出风险评分等综合信息,为调度人员提供直观、高效的辅助决策支持,降低人为误判率。
应用案例
◆中国联通基于元景大模型,打造智慧应急应用体系,融合AI、大数据与三维数字孪生仿真技术,实现全灾种、多场景的风险智能监测与精准预警,具备强大的数据融合与推演能力。其自主研发的灾情智能预警发布平台,通过融合大数据与AI分析,具备人口热力可视化、区域实时分析和靶向预警推送能力,在云南怒江地质灾害气象预警中,实现了高效人群筛选与风险区域精准预警,有效降低人员伤亡风险。
◆2023年在台风“杜苏芮”来袭期间,福建省通信管理局联合运营商使用AI系统对重点区域通信风险进行预评估。基于风力、地形、历史故障数据等参数,系统提前生成基站易损地图和应急通信部署方案,提升了应对准备的精度。台风登陆后,AI算法快速识别通信中断区域,辅助调度应急通信车和无人机进场,大幅缩短了响应时间。
无人机建立“空中生命线”
在突发自然灾害、重大事故、公共卫生事件等应急场景中,传统通信网络常因地理阻断、电力中断或设备损毁而瘫痪,严重影响指挥调度、信息传输和救援效率。近年来,无人机技术迅速发展,在应急通信领域中的作用日益凸显,成为提升应急响应能力的重要技术手段。
当前应急通信所采用的无人机已从早期的小型遥控飞行器演进为多种类型,包括固定翼无人机、多旋翼无人机、垂直起降固定翼无人机等。差异化的飞行时长、载重能力和环境适应性,能够满足地震、洪涝、山火等不同灾害场景的需求。在智能化方面,人工智能、图像识别、自主飞行路径规划等技术已被集成进无人机系统,大幅提升其自主作业与应急响应效率。
应急通信无人机常搭载便携式基站、卫星中继器、毫米波通信设备或LTE/5G模块,能在断网区域迅速建立临时通信网络,实现“空中基站”功能。同时,一些无人机还可搭载光电吊舱、红外成像仪等感知设备,具备信息采集与传输的一体化能力。
无人机集群控制技术正向实战推进,多个无人机协同飞行、互为通信节点,能够构建“空天地一体”的自组织网络。这种网状通信结构在无基础设施支持的环境下尤为重要,可有效扩大覆盖范围,增强通信稳定性和抗毁性。
未来,无人机通信系统将进一步与低轨通信卫星融合,协同构建更为广覆盖、高冗余的空天地一体应急通信网络,并通过AI算法提升无人机在灾情识别、路径规划、任务分配等方面的智能化程度,实现人工智能驱动的自主应急响应。
应用案例
◆近期,北京密云、平谷等地遭遇持续暴雨引发洪灾,部分乡镇出现断网。中国移动派出FS100中型垂直起降固定翼无人机部署空中通信链路,临时恢复4个受灾失联村镇的移动信号,发送上千条“平安”短信,保障了用户的紧急通信需求,提升了我国应急通信保障体系的服务能力。
◆2022年四川泸定地震救援中,面对“断路、断网、断电”的极端条件,技术人员采用六旋翼无人机搭载微波中继设备构建应急通信链路,将信号传至50公里外的通信车,再接入省级指挥平台,实现灾区与外界的通信连接。在连续7天的作业中,该系统累计传输3000多条指挥指令,有效打破了“信息孤岛”困境,为多支救援队伍协同作战提供了可靠的通信保障。
卫星通信织密防汛安全网
近年来,我国低轨卫星星座建设进入快车道。以“千帆星座”(G60星链)为例,截至目前,已完成5个批次组网卫星发射,在轨卫星达90颗,采用全频段、多层多轨道设计,提供低时延、高速率、高可靠性的卫星宽带互联网服务。“一箭18星”发射技术成熟,平板式卫星堆叠设计大幅节约运载空间,支持高频次发射。这些低轨卫星星座的建成,为应急通信提供了更广覆盖、更低时延的解决方案。同时手机直连卫星技术加速落地,利用低轨卫星使普通手机无需外设即可直连卫星,彻底消除信号盲区。
高通量卫星技术实现重大跨越。中星26号卫星作为我国首个超百Gbps容量的高通量卫星,配置94个用户波束和11个信关波束,覆盖中国国土及周边地区,为固定终端、车载终端、船载终端、机载终端等提供高速宽带接入服务。按照研制目标,中星26号卫星可支持百万终端通信,最高通信速率达450Mbps,星地系统设计和运营服务整体性能可比肩国际水平。高通量卫星与地面网络融合,形成空天地一体化网络,大幅提升应急通信的覆盖能力和传输效率。同时,卫星通信抗干扰技术不断发展。采用直接序列扩频、跳频、智能调零天线、多波束天线等技术,提高卫星通信的抗干扰能力和可靠性。
应用案例
◆在今年北京怀柔区抗洪救援中,卫星电话成为“信息孤岛”中的关键通信工具。大兴区消防支队携带卫星电话等应急通信设备,在断路、断电、断通信的“三断”状态下,通过卫星电话与现场指挥部建立通话连接,及时反馈现场情况,协调人员转运和安置。无人机与卫星电话协同作业,通过无人机侦察和卫星通信传输,为救援队伍提供高清画面和实时通信支持,显著提升救援效率。
◆在2023年京津冀晋豫防汛中,卫星通信发挥了关键作用。工业和信息化部紧急调度一架中兴通讯无人直升机,搭载中国卫通联合合作伙伴中航国际开发的Ka卫星网络相控阵终端和中国电信、中国移动、中国联通高空基站,对北京门头沟王平镇、潭柘寺镇周边区域进行应急通信保障,可在近80平方千米的范围内实现连续6个小时的5G信号覆盖,同时为约2400名用户提供语音、短信和上网服务。这些措施为救援指挥和受灾群众通信提供了有力保障。
5G 6G重构通信时空
当前,5G技术已广泛应用于应急通信领域,提供高速、低时延的数据传输服务,重点解决“最后一公里”通信问题。6G技术也正在加速发展,未来将实现天地一体化网络,提供全域、更智能的通信服务。
5G网络技术以高带宽、低时延、大连接为核心特性,为应急通信提供了前所未有的支撑能力。5G网络能够快速部署于应急现场,理论峰值速率达10Gbps,支持4K/8K高清视频实时传输、AR远程协作及物联网设备集群管理,使灾区画面能够无损回传至指挥中心。5G网络端到端时延低于1毫秒,满足远程手术、无人机控制等对实时性要求极高的场景需求。虚拟5G专网技术能够为应急通信分配独立资源,确保在公网拥塞时仍能优先保障救援通信。
6G网络技术以“两超一融”为核心,即超高速率、超低时延、通感算智融合,引入了天地一体化架构。其太赫兹通信与智能超表面技术提升复杂环境下的信号穿透能力。6G网络理论峰值速率达1Tbps,时延压缩至0.1毫秒,支持全息交互、远程手术等极端场景。通过高精度感知能力,6G网络可实时监测灾害现场的细微变化。天地一体化技术融合低轨卫星、高空平台与地面5G网络,构建全球无缝覆盖的通信网络,突破地理限制。
应用案例
◆在浙大二院的野外救援演练中,5G网络连接野战医院与后方指挥中心,实现高清影像传输和远程会诊。医护人员通过5G单兵设备,将患者的生命体征数据实时同步至市级医院,专家团队可远程指导处置。在转运伤员时,5G救护车的实时位置及患者的心电图、超声图像、血压、心率、氧饱和度、体温等实时数据都能同步传输到指挥中心的大屏幕上。无人机通过5G网络配送稀有血型血液,从浙江省血液中心起飞至医院,全程高清直播飞行过程,确保患者得到及时救治。
◆在“应急使命·2025”演习中,紫金山实验室的6G无蜂窝技术支撑无人机群实时回传灾情画面。基于6G无蜂窝技术的低空专用通信系统,覆盖距离超30公里,实现多制式融合通信的动态资源分配及集群调度,有效破解复杂灾害现场信息“看不见、传不回、联不上、调不动”的难题。无人机群穿透烟雾,将火场高清画面及关键参数实时回传至地面指挥中心,通过群体智能控制算法实现精准避障与协同决策,展现了6G在复杂灾害现场的信息处理能力。
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