科普 | 翼龍通信無(wú)人機救災的？

昨天，關(guān)于翼龍無(wú)人機救災的新聞，刷屏了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )。

由國家應急管理部緊急調派的翼龍-2H應急救災型無(wú)人機，搭載中國移動(dòng)的****設備，從貴州安順出發(fā)，連續出動(dòng)兩次，分別趕赴河南省鞏義市米河鎮以及鄭州市中牟縣阜外華中心血管病醫院，執行應急通信網(wǎng)絡(luò )保障任務(wù)。

昨天因為南京突發(fā)疫情的原因，小棗君忙著(zhù)排隊做全員核酸檢測，所以沒(méi)能第一時(shí)間進(jìn)行撰文分析。

今天趕個(gè)晚集，剛好寫(xiě)點(diǎn)更有深度的內容，分析一下這個(gè)事件的前前后后。

▉ 無(wú)人機通信的技術(shù)利弊

贊美的話(huà)我就不說(shuō)了，直接看技術(shù)。

無(wú)人機通信，嚴格來(lái)說(shuō)分為兩種。一種是為了實(shí)現無(wú)人機飛行控制而進(jìn)行的通信（例如無(wú)人機表演），另一種是指利用無(wú)人機提供區域內的通信保障服務(wù)。我們今天講的，主要是后者，姑且稱(chēng)為無(wú)人機通信保障。

其實(shí)，無(wú)人機通信保障，并不是什么新鮮事物。

2008年汶川地震發(fā)生的時(shí)候，地面****微波線(xiàn)纜等通信設備幾乎全毀，導致災區徹底失聯(lián)。當時(shí)，空軍派出了15名空降兵勇士，攜帶2部海事衛星電話(huà)，冒險跳傘進(jìn)入災區，才算恢復了聯(lián)系。

災后，通信及應急管理等有關(guān)部門(mén)汲取經(jīng)驗教訓，重點(diǎn)加強了應急通信保障能力的建設。隨著(zhù)無(wú)人機技術(shù)的成熟和普及，無(wú)人機****應急通信也成為了一個(gè)熱門(mén)的研究方向，吸引了不少學(xué)者進(jìn)行研究，也有了一些成果。

2017年九寨溝發(fā)生地震后，中國移動(dòng)緊急調運了一套無(wú)人機高空****，連夜送達地震災區，用于恢復周邊30多平方公里受災區域的手機信號。這是國內無(wú)人機高空****在地震救災中的首次應用，當時(shí)也引起了不小的轟動(dòng)。

需要注意的是，在這次翼龍-2H應急救災型無(wú)人機出現之前，我們看到的幾乎所有無(wú)人機高空****，都屬于旋翼無(wú)人機。

它們的特點(diǎn)是運輸方便，起降和操控（相對）容易，可以空中懸停。缺點(diǎn)也很明顯：飛行高度和移動(dòng)范圍有限，且受限于電池續航能力，留空時(shí)間較短。

有些旋翼無(wú)人機的下方，會(huì )有一根線(xiàn)纜與地面相連，進(jìn)行數據回傳或者提供電力。這種無(wú)人機，也稱(chēng)為系留式無(wú)人機。

這次出現的翼龍-2H應急救災型無(wú)人機，之所以引起轟動(dòng)，其中一個(gè)主要的原因，就是它是首次將固定翼無(wú)人機應用于應急通信保障任務(wù)。

相比旋翼無(wú)人機，這種固定翼無(wú)人機飛行高度高，飛行距離遠，覆蓋范圍大，優(yōu)勢明顯。

不過(guò)，因為和地面之間沒(méi)有有線(xiàn)連接，所以它只能通過(guò)無(wú)線(xiàn)回傳的方式，建立與核心網(wǎng)設備之間的聯(lián)系。

這種無(wú)線(xiàn)回傳，基本上只能通過(guò)衛星通信系統實(shí)現。所以，翼龍-2H通信應急保障任務(wù)的難點(diǎn)，除了飛行平臺本身之外（翼龍算是航空工業(yè)集團的成熟平臺），就是空天鏈路的建立和調測。

空天一體化，這幾年是通信領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向，也是6G的主要方向。埃隆馬斯克的星鏈計劃，更是大大刺激了人們對衛星通信的關(guān)注。

這次翼龍-2H刷屏網(wǎng)絡(luò )，大家表面上看到的是無(wú)人機大放光彩，實(shí)際上背后真正發(fā)揮作用的，是衛星。

我們再來(lái)看看這次任務(wù)的具體執行情況：

7月21日下午14:22，翼龍-2H應急救災型從安順機場(chǎng)起飛，歷時(shí)4.5個(gè)小時(shí)抵達鞏義市，18時(shí)21分進(jìn)入米河鎮通信中斷區，為50平方公里范圍提供長(cháng)時(shí)穩定連續信號覆蓋。

截止20時(shí)，空中****累計接通用戶(hù)2572個(gè)，產(chǎn)生流量1089.89M，單次最大接入用戶(hù)648個(gè)。

此次任務(wù)，無(wú)人機在任務(wù)區內作業(yè)時(shí)間共計8小時(shí)8分。無(wú)人機除了搭載通信設備，為受災人員提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )信號之外，還應用CCD航測相機、EO光電設備和SAR合成孔徑雷達，對受災區域進(jìn)行拍照和監測，實(shí)時(shí)將有關(guān)信息回傳至指揮中心，有效支持了災區的應急救援行動(dòng)。

7月22日6時(shí)15分，翼龍-2H應急救災型無(wú)人機返場(chǎng)降落，飛行近16小時(shí)。

從上面的文字，我們可以看出幾點(diǎn)細節。

首先，作業(yè)時(shí)間問(wèn)題。

因為機場(chǎng)距離較遠，無(wú)人機飛行在途時(shí)間較長(cháng)（單程4小時(shí)以上），所以，在災區的實(shí)際作業(yè)時(shí)間，并不是太久（大約8個(gè)小時(shí)，其中5小時(shí)用于覆蓋信號）。

相信隨著(zhù)這次翼龍-2H的成功實(shí)踐，應急管理部會(huì )在全國各個(gè)片區部署多個(gè)無(wú)人機基地，實(shí)現就近支援。

其次，載荷量問(wèn)題。

翼龍2無(wú)人機最大起飛重量4200公斤，外掛載荷超過(guò)500公斤。按理來(lái)說(shuō)，這個(gè)載荷量不算低。

但是，我們要知道，無(wú)人機需要執行多項任務(wù)（航拍等），掛載多種吊艙，所以，留給通信設備和配套電源的空間和重量配額有限，這限制了無(wú)人機通信保障服務(wù)的能力。

第三，多運營(yíng)商支持問(wèn)題。

本次任務(wù)，無(wú)人機只攜帶了中國移動(dòng)的****設備，聯(lián)通和電信用戶(hù)無(wú)法獲取信號。后續的話(huà)，希望能夠有支持三家運營(yíng)商基本通信頻段的全網(wǎng)通通信設備吊艙，作用會(huì )更大。

或者，希望各家運營(yíng)商都有自己的無(wú)人機，幫到更多的災民。

第四，價(jià)格成本問(wèn)題。

應急保障，人命大于天，所以，成本問(wèn)題可以稍微往后靠。

這次翼龍出動(dòng)，尚不清楚具體的成本是多少，但估計費用不低（硬件成本、油費、人力成本、衛星鏈路租用等）。如果能大幅降低成本，將有利于這項技術(shù)的進(jìn)一步普及，包括前面所說(shuō)的全國各區域布點(diǎn)。

第五，帶寬容量問(wèn)題。

“累計接通用戶(hù)2572個(gè)，產(chǎn)生流量1089.89M，單次最大接入用戶(hù)648個(gè)”。說(shuō)實(shí)話(huà)，就50平方公里的覆蓋范圍而言，這個(gè)數據并不算多（即便是農村地區），遠不如一個(gè)普通的宏站。

一方面，可能說(shuō)明還有大量的用戶(hù)因為身處室內的原因，未能搜索到高空無(wú)人機****的信號，另一方面，也可能是無(wú)人機****本身的能力瓶頸。

無(wú)人機****最大的弱點(diǎn)，就在于通信容量。衛星鏈路回傳帶寬的限制，決定了災區人民看視頻玩游戲是不太現實(shí)的，能保證通話(huà)、****和微信，就已經(jīng)很不錯了。

以上問(wèn)題，相信隨著(zhù)時(shí)間的推移、技術(shù)的發(fā)展，會(huì )逐漸得到解決。

▉ 應急通信的更多思考

接下來(lái)，我們延伸一下話(huà)題，再簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)應急通信。

應急通信是一個(gè)重要的通信細分領(lǐng)域。根據災害級別和范圍的不同，手段也不太一樣。

例如演唱會(huì )或體育賽事這樣的區域性應急通信，往往出動(dòng)應急通信車(chē)，就足以應付了。

而地震、洪水、海嘯甚至恐怖襲擊的話(huà)，應急通信車(chē)肯定沒(méi)用，基本上都要靠衛星終端。

說(shuō)實(shí)話(huà)，目前我國在商用（民用）衛星的市場(chǎng)化方面還是存在很大不足的。

全球主流的衛星通信系統，都是國外的服務(wù)提供商（海事衛星inmarsat、銥星iridium、歐星THURAYA等）。國內不少黨政單位，包括抗災應急，也在用國外商用衛星電話(huà)。這顯然是不太合適的。

對于應急通信保障來(lái)說(shuō)，保密性要求不是特別高，更關(guān)鍵的是普及。普及的話(huà)，又取決于成本。

如果國內民用衛星電話(huà)能夠做大做強，那么可以進(jìn)一步降低衛星使用成本，讓衛星接收終端可以下沉普及到村鎮一級，將有效應對重大自然災害。

另外，我還想提一點(diǎn)：我們在應急通信保障技術(shù)方面，其實(shí)還有很大的想象空間。

突發(fā)奇想一下，我們有通信無(wú)人機，通信保障車(chē)，為什么不考慮研發(fā)一個(gè)通信無(wú)人船呢？基于MESH自組網(wǎng)技術(shù)的無(wú)人通信船，攜帶****，穿梭在淹沒(méi)的城市或農村區域，為災民提供應急通信保障服務(wù)，也會(huì )非常有用

此外，高空熱氣球、****等，也都可以用于應急通信保障。這些此前都有先例，只不過(guò)尚未成熟，我們應該鼓勵研究和嘗試。

最后的最后，我再提醒大家一下：通信技術(shù)在重大自然災害面前，并不是只有應急通信保障這一個(gè)作用。它更大的作用，其實(shí)是災害預防和預警。

如果數字物聯(lián)技術(shù)能夠充分落地，我們將大幅減少災害帶來(lái)的損失。

例如這次河南洪災。我們在視頻上看到的危急場(chǎng)面，很多都是居民未能及時(shí)防范造成的。

如果關(guān)鍵河流、庫區、涵洞、隧道都有水位數字傳感器，實(shí)時(shí)匯報水位變化，通過(guò)洪災預警系統對居民進(jìn)行****提醒，肯定有助于減少損失，挽救生命。

四川建成的地震預警系統，就是一個(gè)很好的例子。

此外，今年發(fā)生的多次重大傷亡事故，包括5·26廣州江門(mén)井下中毒事故、6·13湖北十堰燃氣爆炸事故、7·12蘇州酒店倒塌事故，其實(shí)借助城市物聯(lián)傳感網(wǎng)絡(luò )，都可以有效預防或者預警。

面對各種各樣的自然災害，數字技術(shù)還有很大的潛力可以挖掘，我們廣大通信人和IT人，還有很多地方可以努力。

終有一天，當我們真正建成數字城市、數字世界的時(shí)候，面對自然災害，我們將進(jìn)行更為有力的反擊。

好了，以上就是今天文章的全部?jì)热?。最后，再次為河南災區加油，希望早日度過(guò)難關(guān)，生活恢復正常。順便提醒一下，臺風(fēng)煙花即將登陸，希望大家多多注意安全！