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应急通信指挥是实现及时有效地应对突发事件的关键技术之一。未来的应急通信指挥技术与系统将从信息采集、信息传递、信息处理以及指令下达与执行等多个不同层面提升应急能力，实现跨异构应急通信网络、跨异构应急指挥系统与平台的互连互通，保障政府应急处置部门之间、政府应急处置部门与非政府组织之间的高效协同。本书从宏观角度，强调技术原理层面，研究应急通信指挥技术、系统与应用，包括相关概念、应用需求、系统原理与参考模型、信息通信技术、应急通信组网与现场信息采集、指挥系统与平台、互连互通技术、趋势及展望等内容，旨在指导未来的应急通信指挥系统研究与建设，提高应急通信指挥效能，力求科学性、系统性、实用性相结合。本书既可供公安、武警、消防等政府部门的应急管理与处置人员阅读参考，也可作为高等院校和研究院所的高年级大学生和研究生的参考书，还可作为研发应急通信指挥系统的工程技术人员的参考书。

目    录
第1章  综述	1
本章导读	2
1.1  应急通信指挥的相关概念	2
1.1.1  突发事件	2
1.1.2  应急通信指挥	4
1.1.3  应急通信	4
1.1.4  应急指挥	6
1.1.5  应急联动	7
1.2  应急通信指挥的应用需求	7
1.2.1  应急通信指挥的应用需求特征	7
1.2.2  应急通信指挥的不同维度应用需求	8
1.3  应急通信指挥的发展现状	10
1.3.1  应急通信的标准化现状	10
1.3.2  应急通信指挥的发展现状	12
1.4  本书主要内容及章节结构	14
参考文献	14
第2章  应急通信指挥系统的原理与参考模型	17
本章导读	18
2.1  应急通信指挥系统的应用特点	18
2.2  应急通信指挥系统的原理	19
2.3  应急通信指挥系统的参考模型	21
2.3.1  设施平面	22
2.3.2  能力平面	27
2.3.3  保障平面	28
参考文献	29
第3章  应急通信指挥的传统技术与应用	31
本章导读	32
3.1  公众通信网技术	32
3.1.1  概述	32
3.1.2  公众通信网技术在应急通信指挥中的应用	33
3.2  卫星通信技术	36
3.2.1  概述	36
3.2.2  卫星通信技术在应急通信指挥中的应用	38
3.3  集群通信技术	41
3.3.1  概述	41
3.3.2  集群通信技术在应急通信指挥中的应用	43
3.4  短波通信技术	45
3.4.1  概述	45
3.4.2  短波通信技术在应急通信指挥中的应用	46
3.5  微波通信技术	48
3.5.1  概述	48
3.5.2  微波通信技术在应急通信指挥中的应用	49
3.6  遥感技术	50
3.6.1  概述	50
3.6.2  遥感技术在应急通信指挥中的应用	54
3.7　计算机电话集成技术	55
3.7.1  智能电话路由排队技术	56
3.7.2  交互式语音应答技术	57
3.7.3  语音录音技术	57
3.7.4  CTI技术在应急通信指挥系统中的应用	57
参考文献	60
第4章  应急通信指挥的新技术与应用	61
本章导读	62
4.1  无线通信新技术	62
4.1.1  宽带无线移动通信技术	62
4.1.2  认知无线电技术	65
4.1.3  协同通信技术	67
4.1.4  无线通信新技术在应急通信指挥中的应用	68
4.2  无线自组织网络和无线传感网络技术	71
4.2.1  自组织网络技术	71
4.2.2  无线自组织网络技术	73
4.2.3  无线传感网络技术	74
4.2.4  无线自组织网络和无线传感网络技术在应急通信指挥中的应用	74
4.3  网络生存性和抗毁路由技术	76
4.3.1  网络生存性	76
4.3.2  抗毁路由技术	77
4.3.3  网络生存性和抗毁路由技术在应急通信指挥中的应用	78
4.4  物联网和移动互联网技术	79
4.4.1  物联网技术	79
4.4.2  移动互联网技术	81
4.4.3  物联网和移动互联网技术在应急通信指挥中的应用	82
4.5  无线定位技术	83
4.5.1  卫星定位技术	83
4.5.2  地面无线定位技术	85
4.5.3  无线定位技术在应急通信指挥中的应用	86
4.6  云计算和智能信息处理技术	88
4.6.1  云计算技术	88
4.6.2  智能信息处理技术	89
4.6.3  云计算和智能处理技术在应急通信指挥中的应用	90
参考文献	92
第5章  应急通信组网与现场信息采集	93
本章导读	94
5.1  应急通信的组网方式	94
5.1.1  概述	94
5.1.2  应急通信的广域中继组网	98
5.1.3  应急通信的现场区域中继组网	99
5.1.4  应急通信的现场接入组网	101
5.2  现场信息采集	102
5.2.1  数据采集	102
5.2.2  音频采集	104
5.2.3  图片／图像／视频采集	105
5.2.4  目标定位	106
5.2.5  数据融合	106
参考文献	107
第6章  应急指挥系统的原理与功能结构	109
本章导读	110
6.1  概述	110
6.1.1  应急指挥技术	110
6.1.2  应急指挥的关键过程	113
6.1.3  应急指挥的系统功能结构	117
6.1.4  应急指挥的物理实现：应急指挥平台	119
6.2  应急指挥的基础支撑系统	119
6.2.1  视频会议子系统	119
6.2.2  显示子系统	120
6.2.3  音响子系统	120
6.2.4  计算子系统	121
6.2.5  存储子系统	122
6.2.6  数据库子系统	122
6.3  应急指挥的决策支持系统	123
6.3.1  GIS辅助决策子系统	123
6.3.2  智能视频分析子系统	124
6.3.3  专家子系统	125
6.4  应急指挥的综合应用系统	126
6.4.1  接警与信息发布子系统	126
6.4.2  指挥调度子系统	126
6.4.3  预警预测子系统	127
6.4.4  智能辅助方案子系统	127
6.5  应急指挥的管理与安全保障系统	127
6.6  应急指挥的模拟演练与评估系统	128
参考文献	129
第7章  应急指挥平台与应用	131
本章导读	132
7.1  应急指挥平台体系	132
7.2  固定应急指挥平台	133
7.2.1  概述	133
7.2.2  结构与布局	134
7.2.3  功能系统	137
7.3  机动应急指挥平台	139
7.3.1  概述	139
7.3.2  结构与布局	139
7.3.3  功能系统	140
7.4  单兵应急系统	142
7.4.1  概述	142
7.4.2  功能模块	142
7.4.3  新技术应用展望	143
参考文献	144
第8章  应急通信指挥中的异构互连互通技术	145
本章导读	146
8.1  概述	146
8.2  应急通信网络的异构互连互通技术	147
8.2.1  基本原理	147
8.2.2  数据网关	149
8.2.3  信令网关	151
8.3  应急通信指挥业务与终端的异构互连互通技术	154
8.4  公网的异构互连互通技术	159
8.5  应急协同指挥技术	160
参考文献	161
第9章  应急通信指挥的需求、挑战与发展展望	163
本章导读	164
9.1  应急通信指挥的需求与发展趋势	164
9.2  应急通信指挥面临的挑战	165
9.3  应急通信指挥系统的发展展望	168
参考文献	171
附录A  缩略语	173
附录B  标准和中国法规	181
B1  ITU应急通信标准	182
B2  ETSI应急通信标准	183
B3  IETF应急通信标准	183
B4  ATIS应急通信标准	183
B5  中国应急通信标准	184
B6  中国应急相关法规	184
后记	185

序
应急通信是管理学、社会学、信息学等多学科交叉的综合性学科。当前突发事件给社会发展和公共安全带来了严峻挑战，对政府应急处置部门和公众的应急能力提出了更加迫切的时效性要求，也为应急通信技术和学科的发展提出了新的课题。
应急通信技术的发展首先表现在应急指挥能力上，在一定意义上，应急指挥能力是一个国家或者一个地区管理能力的标志。如何提升应急通信指挥能力，涉及技术、安全、管理、法规等方方面面。单从技术角度就涉及许多传统和新兴的信息通信技术。目前，应急通信指挥中仍存在若干科学方法及技术问题亟待深入研究与解决。
在已出版的应急相关书籍中，将应急通信与应急指挥相结合的系统性技术论述还不多。本书着重阐述应急通信指挥系统，并结合近期最新案例（2013年美国波士顿爆炸事件和中国雅安地震）介绍了当前在应急通信指挥中需要解决的问题和新技术的应用，包括移动互联网的即时通信与社交媒体（微信、微博、应急APP等）、物联网、异构应急通信系统间的互连互通、政府组织之间以及政府组织与非政府组织之间的指挥协同等。
本书是作者及其团队多年来研发实践和应用推广的体会和心得，以及所承担国家自然科学基金项目、国家CNGI示范工程等相关国家科研项目研究成果的总结和提炼。全书以应急通信指挥系统的原理和参考模型为主线，系统地展示了应急通信指挥系统与应用的现状及发展前景，基于适时、适用、适度的原则，分析与比较了不同技术和系统在不同应急场景下的应急通信指挥中的应用。全书逻辑性强、概念清晰、深入浅出，内容全面且具有前瞻性，本书可供从事应急通信指挥系统研究和开发的技术人员借鉴，对于组织和应用应急通信的管理人员也有参考价值。

邬贺铨

中国工程院院士　　
 

 
前    言
应急通信指挥以通信为先行，以信息为支撑，以指挥为核心，是保证人们科学应对突发事件的关键。提升应急通信指挥能力，涉及技术、安全、管理、法规等方方面面。未来的应急通信指挥技术与系统不再局限于对传统特定技术或系统的应用，其集成应用趋于复杂和多样，亟待对其中的各种关键要素进行梳理、分析和抽象，建立一种应急通信指挥系统的参考模型和技术体系。
本书系统性阐述了应急通信指挥技术、系统与应用，可以概括为5个部分，共9章。
应急通信指挥综述及其系统参考模型：这一部分由第1章和第2章构成。
第1章（综述）阐述应急通信指挥的相关概念与应用需求，介绍全球应急通信指挥的发展现状。
第2章（应急通信指挥系统的原理与参考模型）阐述应急通信指挥系统的应用特点与原理，提出一种系统参考模型。围绕该参考模型，从不同侧面阐述系统的网络、业务、终端、管理、安全、法规等多个方面的关键要素。该模型对指导深入研究应急通信指挥系统的技术体系具有重要意义。
应急通信指挥技术及应用：这一部分由第3、4、5章构成。
第3章（应急通信指挥的传统技术与应用）介绍适用于应急通信指挥的传统信息通信技术，如卫星通信、集群通信、短波通信、微波通信、遥感技术、计算机电话集成技术等，包括技术原理概述及其在应急通信指挥中的应用、不足及改进方向。
第4章（应急通信指挥的新技术与应用）介绍能够弥补传统技术的不足并满足应急通信指挥新需求的信息通信新技术，如无线通信新技术、无线自组织网络和无线传感网络技术、网络生存性和抗毁路由技术、物联网和移动互联网技术、无线定位技术、云计算和智能信息处理技术等，包括技术原理概述及其在应急通信指挥中的应用和面临的挑战。
第5章（应急通信组网与现场信息采集）从现场应急处置中的作用和覆盖范围角度，阐述了应急通信的三种主要组网方式：广域中继组网、现场区域中继组网及现场接入组网。针对突发事件的现场应用场景以及事态发展的不同时间阶段，指出对多种信息通信技术的适时、适用、适度的综合应用。本章首先对不同通信与网络技术在三种组网方式中的应用进行分析和比较；进而研究在典型应急场景下如何综合应用某些通信与网络技术，并构建有效的应急通信与指挥网络；最后阐述现场信息采集，主要包括数据信息、音频信息、图片图像视频信息和目标定位，以及数据融合四种类型。
应急通信指挥系统与平台：这一部分由第6章和第7章构成。
第6章（应急指挥系统的原理与功能结构）介绍应急指挥系统的技术原理，包括应急指挥技术以及应急指挥的关键过程、系统功能结构和物理实现载体等。简要介绍了各子系统的技术、功能与应用。
第7章（应急指挥平台与应用）在第6章的基础上，介绍应急指挥平台体系，并分别阐述固定应急指挥平台、机动应急指挥平台和单兵应急系统。
应急通信指挥的异构互连互通技术：这一部分由第8章构成。
第8章（应急通信指挥中的异构互连互通技术）介绍应急通信网络在终端、系统、业务以及运营商四个方面的异构性特征，分别重点阐述异构网络、异构业务与终端、异构公网的互连互通技术原理及典型应用。同时，阐述应急指挥业务的异构性，并介绍应急协同指挥技术。
应急通信指挥的发展趋势与展望：这一部分由第9章构成。
第9章（应急通信指挥的需求、挑战与发展展望）分析在信息通信新技术推动下应急通信指挥的新需求与发展趋势，指出当前应急通信指挥面临的挑战，并针对这些需求和挑战阐述应急通信指挥的发展展望。
在已出版的有关应急通信的相关书籍中，技术专著少，且偏重应急通信技术，缺少应急通信与应急指挥相结合的系统论述。本书是目前国内外首部阐述应急通信指挥系统的技术专著。全书从宏观技术角度，首次提出了应急通信指挥系统的原理和参考模型，并以此为主线，介绍和分析有关的信息通信技术原理与应用、异构互连互通技术、应急通信组网与现场信息采集、指挥系统与平台、发展趋势与展望等内容。本书揭示了应急通信指挥系统的内在规律，包括一般性原理和特殊性应用，即应急通信指挥系统的参考模型和针对不同应急场景、不同信息通信技术的适时、适用、适度的综合应用。全书力求概念清晰、逻辑清楚、语言精练，内容广泛并具有一定的前瞻性，为读者系统地展示应急通信指挥技术、系统与应用的现状与趋势。应急通信涉及的信息通信技术很多，由于篇幅受限，本书只是简要介绍了相关的技术原理，分析了其在应急通信中的应用、不足与挑战。如果读者需要更深入了解与学习具体技术细节，请参考相关的信息通信技术专著。
在本书的撰写过程中，感谢工业和信息化部电信研究院通信标准研究所的张雪丽、黄颖，电信科学技术第一研究所的马君、仲永钦、秦方、徐晓书、刘钧儒、金晓坤、钟卫强、童梅，大唐高鸿数据网络技术股份有限公司的江霞，北京邮电大学的胡博、李昕、金晶、赵宜生等同志提供的部分素材。感谢大唐电信科技产业控股有限公司的刘清涛、鞠秀芳、王彤、王辉，陕西佳圣通讯科技有限公司的魏忠和，对本书提出的宝贵修改意见。在此，还要衷心感谢我国著名通信专家、中国工程院副院长邬贺铨院士为本书作序。从电子工业出版社宋梅编辑约稿到完成书稿历经一年多时间，期间不断修修改改，感谢她的鼓励和耐心，以及为本书出版所做的大量细致的工作。
由于作者水平所限，加之信息通信技术发展快，应急通信指挥技术涉及面广，书中难免存在不足之处，恳请同行和读者指正。


作  者  
2013年5月

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应急通信指挥——技术、系统与应用