可以部署在大街上的卫星终端

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2022-03-09 05:01




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可以部署在大街上的卫星终端

文 | 李刚
本文刊登于《卫星与网络》杂志2022年3月刊 


中心城市的灾害应急响应,从来都是城市管理的重中之重。尤其是北京承担着首都的责任,城市能不能抵挡住自然灾害的侵袭而正常运行,不仅仅是北京自己的事务,更影响着中国乃至世界的运行。


如果用农业时代甚至工业时代的标准来衡量,北京是一个非常安全的城市。北京地处内陆平原,很少需要考虑洪水、海啸之类的毁灭性灾害,地质结构也很难发生毁灭性地震。但是进入信息时代之后,城市安全的理念发生了巨大的变化。对灾害的理解,已经不是房倒屋塌、人民流离,而是城市功能会不会受损,交通、电力、通信会不会中断,用多少时间可以恢复。对北京来说,还有更重要的话题,那就是能不能确保持续发挥服务中央的功能。


正因为如此,北京一直在重新审视自己的防灾减灾和应急响应体系,用新技术、新理念,持续改进着城市应急管理能力。2021年11月16日,北京市应急局组织召开了《北京市应急管理领域科技工作手册》《北京市安全与应急产业发展报告》(以下简称《报告》)成果审核会,体现了这个中心城市对于应急工作持之以恒地提升态度。



小卫星
让北京“永不掉线”


报告梳理出了北京市应急工作的一些不足之处,初读文字,让人颇感意外。比如说:




我市应急技术装备存在着先进装备、特种装备和专用装备不足和不适用的问题。首先科技含量不高,大部分应急产品还没摆脱低技术含量、低附加值的状况,特别是大型、关键、高端应急装备难以适应应急工作需要的情况仍存在。其次自主创新能力不强,应急产品的自主科技研发能力仍需加强,有些比较先进的国产装备是国外零部件的集成产品,缺少核心竞争力,容易出现“卡脖子”的情况



这样的措辞,似乎和北京市民心中的国际大都市自豪感有所差异,但是仔细想来,体现出了北京市对于应急工作、应急装备的务实态度和高度重视


问题既然发现,解决问题的方向也就明确了。首先是向智能化、智慧化应急努力迈进,第二就是大力追求自主创新,立足国内解决应急装备的供应问题。实际上,北京市已经编制了《北京市“智慧应急”三年行动计划》,其中强调了五种能力:


形成主动精准地监测预警能力、高效规范的监管执法能力、智能科学的指挥决策能力、精准有力的救援实战能力、统一有序的社会动员能力。


我们长期从事信息化工作的研究和跟踪。因此在我们看来,这五种应急能力,都离不开一项基本的支撑服务,那就是通信。


通信是现代社会最重要的基础服务,却也是灾害面前最为脆弱的一种。无论通信机房还是光缆、铁塔,都很容易遭到灾害的破坏。虽然电信单位拥有强大的抢修能力,但是对北京市这样的国际性大都市、中央驻地来说,哪怕是某一个片区的通信中断几个小时,带来的损失也是不可估量的。


应急通信靠卫星,这已经成为应急行业一个公认的解决方案。在《报告》中,讨论北京应急处置救援领域重点企业的章节中,提到了多家卫星通信企业,分别在卫星应急通信方面具有自己的产品特色:

常见的便携式VSAT站支持宽带应急通信,但也存在着一些问题。特别是灾害发生后,需要从存放地运送到灾害发生地,经过展开、对星、调试等过程,才能开通业务。
卫星电话的使用要简单一些,但是也不能像通信基站一样部署在大街上,应急时需要取用、运送。
另外,这两种卫星设备的价格和服务费用,都是比较昂贵的。在没有灾害发生的时候,会带来比较大的财政压力。


能不能找到一种可以长期部署在大街上的卫星终端,采购价格以及服务费用比较低廉,财政上可以接受?同时,这样的卫星终端还应当植根于完全自主的空间段,靠自主星座和自主测控来提供服务?如果能做到以上几点,对城市应急能力的提升,是有重要作用的。


在《报告》中,我们确实发现了这样一家企业。北京国电高科科技有限公司被评价为“利用卫星技术……开发的低轨物联网星座,可广泛应用于应急通信救援、环境环保监测、气象监测、智慧城市、危险化学品运输车辆监控信息、通航飞机监测、地震监测预报、智慧海洋、油气管道网、智慧农业、电力管网监测和野生动物保护等领域。”


2月27日发射的天启19星(平安2号/延安号


国电高科开发的天启物联网星座是全球第二个、中国第一个专用物联网星座。卫星和终端完全基于国内开发,首先保证了自主性和信息安全。它采用低轨道小卫星构成星座,提供短报文通信服务,从星座到终端,再到服务费用,都比VSAT终端、北斗终端要便宜得多。而且星座掌握在企业自己手中,在应急服务当中,可以节省大量的协调、申请流程。


目前,天启星座已经在航运、农业、矿山等多个领域发挥作用,这一点,在《报告》中也得到了肯定。



部署在大街上的
短信基站

前文中,我们提到了“部署在大街上”。如今部署在大街上的应急设备并不少见,从传统的消防栓,到地铁、商场里越来越常见的心脏除颤仪。


天启卫星物联网的终端怎么部署在大街上呢?难道也是用一个铁盒子锁起来吗?


通信终端的使用理念当然是不同的。国电高科目前正在与相关部门合作,在城市智慧灯杆上安装天启卫星终端,作为移动通信的应急备份手段。


天启物联网星座是窄带星座,与马斯克的星链等互联网星座相比,是两种不同的事物。天启星座不支持4G或者5G等宽带业务,甚至很难支持2G话音业务,但是足够承担短信业务和话音报文。并且天启星座系统的服务容量在持续加强,今年2月27日,天启19号卫星成功发射,开启了天启星座第二阶段组网建设。据国电高科董事长吕强介绍,第二阶段的天启卫星配备了新型的物联网通信载荷,通信容量增大了5倍,最高通信速率增加了1倍。卫星安装有面积更大的太阳能电池板,供电能力增加了1倍,能够有效支撑更大规模的载荷应用。


因为功耗极低,仅仅0.1瓦,比手机背后的一盏照明灯的功耗还低,意味着天启物联网地面终端靠自身电池就能工作几十个小时之久,这在应急响应初期,能够提供非常宝贵的信息传输通道。


目前,这样的智慧灯杆正在安装建设,很快就能正式投入使用。


天启系统多种地面终端及模组




随身带一个小“天启”


政府对应急工作的重视只是一个开始,建立全民应急概念才是应急工作的大方向。只有每个公民都具备应急的理念和能力,才能实现全社会的遇灾不慌、遇险能避、自助助人。这也符合《报告》中提到的“统一有序的社会动员能力”。


公民个人同样需要考虑自己的应急响应技能、物资和设备。在传统上,卫星设备的高昂价格超过了个人消费的能力。但是,物联网星座技术的出现,把卫星应急终端的价格降低到了数百元的级别,已经是个人可以购买和使用的消费电子产品。


特别是对于那些经常要在远郊活动的人们来说,极端天气是有可能危害到生命安全的。特别是在冬季暴风雪和夏季暴雨时节,无论是行车走路,还是户外旅游,都有可能遇到不测风云。在这种时候,随身携带天启终端,就可以及时发出求救信号。让救援人员可以及时准确找到自己,逃出生天。


把物联网终端列入个人或者家庭应急物资储备清单,以及旅行物品清单,对普通人来说,或许是个值得考虑的选择。







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