抢险救灾中前沿指挥机构的网络搭建

陈悦敏

[摘要]在抢险救灾中,指挥机构担负着调查、指挥、协调、监测、共享情报等重要任务,前沿指挥机构作为指挥机构的一部分,更是充当耳、口、目的作用,对通信保障提出更高的要求。一个稳定的、高效的、安全的前沿指挥网络将在处理突发公共事件中发挥不可替代的作用。

[关键词]抢险救灾 前沿指挥机构 无线局域网 网络搭建

中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0910059-01

抢险救灾是处理突发公共事件中的重要事项,突发公共事件是指突然发生,造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害,危及公共安全的紧急事件,分为自然灾难、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件四大类。本文主要针对处置自然灾难中的抢险救灾而提出一些网络建设的方案。

一、网络搭建的需求

抢险救灾的环境的特殊性决定了其指挥机构网络搭建需求的特殊性,作为一级应急机构,自身的方案是根据当时所处的复杂环境来制定的。

(一)搭建、撤收、转移的及时性。自然灾害发生时,指挥机构应当在尽可能短的时间内建立起来,以尽可能早的抢救人民的生命财产,及时性是面对自然灾害的反应能力的重要体现。同时,由于前沿指挥机构需要深入到抢险救灾的第一线,随着灾情的发展,指挥机构应当能够根据需要撤收、转移到新的工作重点。

(二)组网的灵活性。由于抢险救灾工作是在相对复杂的环境中进行的,往往没有可以依托的基础设施,这就要求网络的搭建需要因地制宜的展开,能够灵活的建立起通信网络。同时应急方案可能随时在改变,各个终端的功能和数量可能会随时的变更。

(三)网络的覆盖范围。前沿指挥机构内部的覆盖范围。一般来说,县、市级的前沿指挥机构内部覆盖直径不超过100米。一般的无线产品理论值远远超过这个范围,目前市场上常见的产品的室外最大传输距离均为300米。考虑到应急情况下可能没有卫星、光缆等基础设施的情况,我们选用微波扩频技术,市场上一些产品两点之间的传输距离已经达到80公里。

二、网络架构

网络架构是在需求分析的基础上进行的,要根据简洁、高效、稳定的原则来架构,保证指挥机构能够适应深入险难复杂的前沿,正常的搜集处理情况。

(一)指挥机构总体架构。前沿指挥机构是实施指挥的最小单元,各单元内部组建独立的无线局域网,再通过无线扩频微波和上级指挥机构连接成一个有机整体,信号在上下级之间上传下达,与同级之间通过相同的上级机构进行情报共享。

(二)前沿指挥机构内部架构。在指挥机构的内部主要采用无线AP

(Access Point)为主要设备,与交换机和各个终端通过无线的方式互联成一个无线局域网。一般情况下,一个AP连接多个无线用户,其理论值达256个。无线AP产品还带有RJ-45网口,在存在有线网络的情况下,AP可以与有线网络相连,其作用相当于有线网络中的集线器。终端用户可通过无线网卡等设备访问网络。

(三)与上级、同级的互联架构。与上级同级的互联是局域网之间的互联,采用无线扩频微波的方式互联成星型结构。扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)基本特征是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机代码对载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展,形成宽带的低功率谱密度的信号来发射。前沿指挥机构使用的扩频微波应当设计成易于移动和升降的。

三、网络配置方式

由于前沿指挥机构一般处于复杂的自然环境,我们提出以无线局域网技术为主,有线通信为备用方案的方式。

(一)指挥机构内部采用AD-HOC模式。这是一种自组织模式,也可以称为对等无线局域网。对等工作组是一组无线用户终端,这些计算机以相同的工作组名、SSID和密码对等的相互连接,它们之间可以相互直接通信,因此,在每台计算机上插上无线网卡,即可实现计算机之间的连接,构建成简单灵活的局域网。但只适用于用户数量较少、速率要求低的网络;同时,该方案也无法实现与其他以太网的连接;所以只有在情况特别紧急的情况下可以考虑采用这种组网方式。

(二)指挥机构内部采用INFRASTRUCTURE模式。基于INFRASTRUCTURE

模式的无线局域网方是在无线局域网方案中加入了无线访问点AP。该模式下的无线网络可以通过无线AP网口将无线局域网与有线网网络连接起来,可以组建多种复杂的无线局域网接入网络。这种模式不如AD-HOC模式组网方便,只要在网络的基站的传输速率内,无线终端就能和基础架构保持稳定的连接,可以作为前沿指挥机构内部架构的首选方案。

(三)与上级指挥机构“点对多点”模式。设定前沿指挥机构数量为2个以上,面对相同的上级指挥机构。可以采用通过无线扩频微波进行“点对多点”的连接。只需在每个无线局域网网段中都安装一个无线扩频微波设备,即可实现网段之间点到点连接。

在点对多点连接方式中,上级指挥机构扩频微波设备设置为MaSter,下级的微波设备则全部设置为Slave。由于微波具有方向性强的特点,在点对多点连接方式中,MaSter必须采用全向天线,S1ave则最好采用定向天线,所有的下级机构室外单元指向上级指挥机构。这样的连接方式一般能够实现保密、稳定、高效的要求,即使当传输距离超过设备允许的范围或中间有不可逾越的阻挡物时,也可以增加中继的方式来实现传输信号的接力。“点对多点”是无线扩频微波通信中常用的组网方案,具有传输距离远、保密性好、抗干扰性强等优点。

四、常见问题及对策

(一)信息安全。安全问题一般包括:未经授权用户的接入;网上邻居的攻击;非法用户截取无线链路中的数据;非法AP的接入。为此,我们采用一些无线网络安全技术来实现对问题的控制:服务集标识符;物理地址过滤;连线对等保密;WI-FI保护接入;端口访问控制技术等等。

(二)电源供给。抢险救灾往往是在野外环境中进行的,险情经常会对当地电力设施造成破坏。所以前沿指挥机构应当能够自助建立发电设备来保证电源的供应,同时为了得到频率稳定、电压稳定、不含谐波失真、没有噪声干扰、低输出阻抗、持续供应电力的电源,可以选择适当的UPS电源,防止瞬时停电和事故停电对用户造成的危害。

(三)防雷击系统。在组网的过程中应当采用等电位与接地防雷设计,即交流接地和安全工作接地合二为一,与直流接地,防雷接地分别用3根接地引线引至地面,再将它们与避雷地桩接成综合接地网,这样,它们应有同样的电位,在发生雷击时便不会发生雷电反击而损坏设备。

五、结语

灵便可靠的指挥系统是抢险救灾工作的神经中枢,一个反应快速、技术成熟、保障配套的前沿指挥机构网络的搭建,能够增强抢险救灾的时效,保证实施正确的科学决策,最大限度的减少人员伤亡和经济损失,在抢险救灾工作中发挥重要的作用。

参考文献:

[1]倪伟、徐军、王建国,计算机局域网络组建与维护实例教程[M].北京:中国铁道出版社,2006.

[2]谢锐、凌捷、李振军,校园网防雷分析与设计[J].计算机工程与设计,2006,27(12):2200～2202.