無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信中的應(yīng)用前景

　　近年來(lái)，無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信領(lǐng)域的應(yīng)用日漸頻繁，為應(yīng)急保障提供了技術(shù)支撐，但仍存在諸多受限因素，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用在技術(shù)、管理和人才等方面還需要進(jìn)一步提升。

　　2022 年 1 月 21 日， 河 南 鄭 州“7·20”特大暴雨災(zāi)害調(diào)查報(bào)告公布。經(jīng)國(guó)務(wù)院調(diào)查組調(diào)查認(rèn)定，這是一場(chǎng)因極端暴雨導(dǎo)致嚴(yán)重城市內(nèi)澇、河流洪水、山洪滑坡等多災(zāi)并發(fā)，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的特別重大自然災(zāi)害。在抗擊這場(chǎng)特大暴雨災(zāi)害中，“翼龍”應(yīng)急救災(zāi)型無(wú)人機(jī)連續(xù)兩天在當(dāng)?shù)丶芷?ldquo;高空基站”，完成了應(yīng)急通信保障任務(wù)。

　　在剛剛發(fā)布的《“十四五”國(guó)家應(yīng)急體系規(guī)劃》中，無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信中應(yīng)用列入其中。應(yīng)急通信保障作為應(yīng)急救援重要的組成部分，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用還需要在技術(shù)、管理和人才等方面加大推進(jìn)力度。無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信保障中的重要作用近年來(lái)無(wú)人機(jī)頻繁被應(yīng)用于應(yīng)急通信保障隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的成熟和普及，無(wú)人機(jī)基站應(yīng)急通信正在各類突發(fā)事件應(yīng)急保障中逐漸得到應(yīng)用，旋翼無(wú)人機(jī)(包括系留無(wú)人機(jī))和固定翼無(wú)人機(jī)各顯神通。

　　首先，旋翼無(wú)人機(jī)空中應(yīng)急基站是最早應(yīng)用于搶險(xiǎn)救災(zāi)的高空基站。旋翼無(wú)人機(jī)作為應(yīng)急通信基站，具有快速部署、輕便靈活、起降環(huán)境要求低等特點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)幾十千米范圍內(nèi)快速、可靠、廉價(jià)的寬帶通信。系留無(wú)人機(jī)作為旋翼無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信應(yīng)用的一類，無(wú)人機(jī)下方有一根線纜與地面相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳或者提供電力，可實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)提供應(yīng)急通信保障。2017 年九寨溝地震后，中國(guó)移動(dòng)緊急調(diào)運(yùn)了旋翼無(wú)人機(jī)的高空基站，到達(dá)地震災(zāi)區(qū)后，及時(shí)恢復(fù)了周邊 30 多平方千米受災(zāi)區(qū)域的手機(jī)信號(hào)。

　　其次，翼龍 -2H 應(yīng)急救災(zāi)型無(wú)人機(jī)填補(bǔ)了我國(guó)固定翼無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信中的空白。相比旋翼無(wú)人機(jī)，固定翼無(wú)人機(jī)飛行高度高，飛行距離遠(yuǎn)，覆蓋范圍大，優(yōu)勢(shì)明顯，覆蓋范圍可達(dá) 50 平方千米以上 ;利用機(jī)載動(dòng)中通設(shè)備與衛(wèi)星相連承載基站的傳輸鏈路，并與地面蜂窩核心網(wǎng)相連，可提供面向受災(zāi)區(qū)域應(yīng)急廣播、災(zāi)區(qū)用戶對(duì)外通信等服務(wù)。2021 年 7 月的河南特大暴雨災(zāi)害中，中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合中航工業(yè)利用“翼龍”固定翼無(wú)人機(jī)，為受災(zāi)區(qū)域提供了5 小時(shí)的通信保障，累計(jì)接通用戶超過(guò) 2 500 個(gè)，有效支撐了災(zāi)區(qū)應(yīng)急救援行動(dòng)。

　　無(wú)人機(jī)為 5G 在應(yīng)急通信領(lǐng)域應(yīng)用插上“翅膀”利用無(wú)人機(jī)基站靈活性高、覆蓋面廣、隨時(shí)遷移、建設(shè)成本低、資源配置優(yōu)等特點(diǎn)，將 5G 技術(shù)部署在基于高空的無(wú)人機(jī)平臺(tái)應(yīng)急通信系統(tǒng)上，可發(fā)揮續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)輸便利、部署快捷、滯空穩(wěn)定、載荷量大等應(yīng)急通信保障優(yōu)勢(shì)。面對(duì)應(yīng)急救援中通信基礎(chǔ)設(shè)施損壞、一線人員通信困難、重點(diǎn)區(qū)域可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控手段缺乏、應(yīng)急救援指揮通信協(xié)調(diào)能力不足等問(wèn)題，5G 技術(shù)加空中基站可以發(fā)揮更大的作用。首先，無(wú)人機(jī)配合 5G 網(wǎng)絡(luò)高帶寬特性，可以將應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的高清視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)街笓]中心，也可以通過(guò) 5G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多方高清視頻傳送。

　　當(dāng)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)因各種原因無(wú)法提供 5G公網(wǎng)覆蓋時(shí)，可以臨時(shí)建立現(xiàn)場(chǎng) 5G應(yīng)急通信系統(tǒng)，為現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)指揮系統(tǒng)各應(yīng)用終端之間提供高帶寬服務(wù)。

　　其次，利用 5G 網(wǎng)絡(luò)切片的特性，配以無(wú)人機(jī)空中基站，可以實(shí)現(xiàn)在應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)組建 5G 應(yīng)急覆蓋，并在現(xiàn)場(chǎng)指揮直接下載業(yè)務(wù)流，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急視頻交互無(wú)需通過(guò)遠(yuǎn)程的核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，使現(xiàn)場(chǎng)指揮更高效。無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信保障中存在的問(wèn)題各類無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信中都存在受限因素目前，國(guó)內(nèi)外在應(yīng)急通信領(lǐng)域使用較多的系留無(wú)人機(jī)、旋翼無(wú)人機(jī)和固定翼無(wú)人機(jī)都受自身?xiàng)l件所限，在應(yīng)用中存在不足。一是系留無(wú)人機(jī)的高度和載重問(wèn)題。系留無(wú)人機(jī)有線交直流供電，盡管可實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)應(yīng)急通信保障需求，但其飛行高度僅在 100 米左右，載荷約 10 千克，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大范圍、多功能應(yīng)急通信保障的需要。

　　二是旋翼無(wú)人機(jī)的滯空時(shí)間和載重問(wèn)題。旋翼無(wú)人機(jī)飛行高度可達(dá) 3 000 米，飛行高度過(guò)高時(shí)就受供電能力限制，滯空時(shí)間一般在2 ～ 3 小時(shí)，載重量 50 ～ 100 千克，難以保障長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)急通信需要，多功能通信也受到影響。

　　三是固定翼無(wú)人機(jī)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施要求較高。固定翼無(wú)人機(jī)滯空時(shí)間雖然可達(dá) 20 小時(shí)，載荷超過(guò) 100 千克，飛行高度可超過(guò) 5 000 米，但由于需要跑道起飛，對(duì)機(jī)場(chǎng)、通用航空管制、經(jīng)費(fèi)等條件要求都比較高，影響了應(yīng)用的廣泛性。此外，無(wú)人機(jī)受天氣等因素影響較大。無(wú)人機(jī)存在體積小、重量輕的劣勢(shì)，在火山、地震、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害時(shí)事故率高，在惡劣天氣下，無(wú)人機(jī)的工作能力幾乎為零。無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性也存在不足，無(wú)線電和 GPS 導(dǎo)航信號(hào)對(duì)無(wú)人機(jī)操控存在較大的干擾。配套設(shè)施和政策不足制約應(yīng)用首先，無(wú)人機(jī)相關(guān)配套設(shè)施不足。

　　固定翼無(wú)人機(jī)需要跑道起飛，雖然有些固定翼無(wú)人機(jī)只用 20 ～ 30米跑道就可以離地，但加上所留出凈空，機(jī)場(chǎng)密度大的話，對(duì)場(chǎng)地資源的消耗也大，如果密度小，無(wú)法充分發(fā)揮飛機(jī)的快速、便捷的優(yōu)勢(shì) ;我國(guó)通用機(jī)場(chǎng)數(shù)量本身就與國(guó)外差距較大。截至 2019 年底，我國(guó)民用航空運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)共有 183 個(gè)，其中通航機(jī)場(chǎng)僅有 70 個(gè)左右，臨時(shí)起降點(diǎn)也僅有200 多個(gè)，而美國(guó)國(guó)家統(tǒng)一規(guī)劃的通用機(jī)場(chǎng)就超過(guò)了 3 000 個(gè)，還有眾多的私人機(jī)場(chǎng) ;通用機(jī)場(chǎng)不足對(duì)固定翼無(wú)人機(jī)發(fā)展也產(chǎn)生很大影響，如2021 年 7 月的河南特大暴雨災(zāi)害中，赴鄭州保障應(yīng)急通信的無(wú)人機(jī)需要從貴州起飛，重返路程消耗 8 小時(shí)，而應(yīng)急通信保障時(shí)間只有 5 小時(shí)。

　　其次，配套政策也需要健全完善。最新版《國(guó)家通信保障應(yīng)急預(yù)案》修訂于 2011 年 12 月，距今已有 10年，在這段時(shí)間里，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、衛(wèi)星通信、5G 和無(wú)人機(jī)等新技術(shù)不斷在通信領(lǐng)域中得到應(yīng)用，需要對(duì)《國(guó)家通信保障應(yīng)急預(yù)案》進(jìn)行必要的修訂工作。如 2020 年 12 月，工信部在《國(guó)家應(yīng)急通信專業(yè)保障隊(duì)伍監(jiān)督管理辦法(征求意見(jiàn)稿)》中，已經(jīng)提出了“鼓勵(lì)專業(yè)隊(duì)伍運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息化手段，實(shí)現(xiàn)定位、智能輔助決策能力，鼓勵(lì)專業(yè)隊(duì)伍向?qū)Ｂ毣�發(fā)展”等內(nèi)容，修訂現(xiàn)有應(yīng)急通信保障政策十分迫切。

　　專業(yè)人才缺乏亟待解決應(yīng)急通信作為無(wú)人機(jī)工業(yè)應(yīng)用的重要方向，對(duì)專業(yè)人才的要求較消費(fèi)級(jí)更高。所有擁有無(wú)人機(jī)的單位都需要對(duì)操作人員進(jìn)行全面培訓(xùn)，每個(gè)人都需要考取無(wú)人機(jī)駕駛員的合格證書(shū)，并且在無(wú)人機(jī)飛行體系內(nèi)部建立一套集日常保養(yǎng)、訓(xùn)練考核和管理使用于一體的重要機(jī)制，以便更好地保障無(wú)人機(jī)服務(wù)的實(shí)際作用，確保無(wú)人機(jī)都可以在運(yùn)作時(shí)較為完好。在無(wú)人機(jī)這個(gè)近年來(lái)快速發(fā)展的領(lǐng)域，專業(yè)人員的需求也高速增長(zhǎng)，培養(yǎng)出一批既能夠排除無(wú)人機(jī)故障、熟練操作無(wú)人機(jī)，又能夠掌握通信技術(shù)、了解應(yīng)急保障需求的人才，是亟待解決的問(wèn)題。

　　推進(jìn)無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信領(lǐng)域應(yīng)用的建議加強(qiáng)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)第一，將無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信保障中的應(yīng)用納入國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)急保障的整體戰(zhàn)略體系。加強(qiáng) 5G 在應(yīng)急通信中技術(shù)研究，建立國(guó)家主導(dǎo)、地方支持、企業(yè)運(yùn)營(yíng)的空天地一體應(yīng)急通信保障體系。第二，進(jìn)一步梳理無(wú)人機(jī)在應(yīng)急通信中的應(yīng)用特點(diǎn)和發(fā)展需求。重點(diǎn)研究系留無(wú)人機(jī)、旋翼無(wú)人機(jī)和固定翼無(wú)人機(jī)在不同場(chǎng)景、不同用途、不同特點(diǎn)的應(yīng)急保障需求，形成高中低檔配置的無(wú)人機(jī)應(yīng)急通信保障體系。

　　加快新技術(shù)應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

　　第一，加快大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，使應(yīng)用通信系統(tǒng)逐漸數(shù)字化及多媒體化、智能化，讓無(wú)人機(jī)、5G 等新技術(shù)在應(yīng)急通信保障中扮演更加重要的角色。第 二， 適 應(yīng) 我 國(guó) 應(yīng) 急 通 信 方式，逐漸實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星化、專用網(wǎng)寬帶化的趨勢(shì)，重點(diǎn)研究 5G、衛(wèi)星通信、5G+ 無(wú)人機(jī)空中基站、無(wú)人機(jī) + 光纜布放等新技術(shù)和新模式，使這些成為應(yīng)急通信保障的有效手段。第三，緊跟我國(guó)通信技術(shù)的發(fā)展，支持預(yù)先研究，讓暢通高效、安全可靠的應(yīng)急通信保障系統(tǒng)在中國(guó)特色的應(yīng)急體系建設(shè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。第四，選擇天氣狀況和地形區(qū)位適宜的節(jié)點(diǎn)城市，建設(shè)跑道、機(jī)場(chǎng)等無(wú)人機(jī)用基礎(chǔ)設(shè)施，建成一批無(wú)人機(jī)應(yīng)急通信保障基地，布局完備的無(wú)人機(jī)國(guó)家應(yīng)急保障通信網(wǎng)絡(luò)。

　　完善相關(guān)支持政策

　　第一，在《國(guó)家通信保障應(yīng)急預(yù)案》修訂工作中，將無(wú)人機(jī)等新技術(shù)的應(yīng)用納入到預(yù)案中。第二，在管理上，也需要完善無(wú)人機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加強(qiáng)應(yīng)用監(jiān)管，避免黑飛、擾航、隱私竊取、墜機(jī)傷人等事件發(fā)生。第三，旋翼無(wú)人機(jī)和固定翼無(wú)人機(jī)對(duì)操作人員要求高，需要加大專業(yè)化優(yōu)質(zhì)人才培養(yǎng)，讓人才在數(shù)量和質(zhì)量上都有所提升。第四，加大財(cái)政支持力度，支持試點(diǎn)示范應(yīng)用，逐步擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模，不斷降低無(wú)人機(jī)應(yīng)急通信維護(hù)和使用成本。

　　作者：高宏 于萍

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