
地震、洪水或火灾可能在瞬间切断手机信号,而这恰恰是通信最重要的时刻。欧洲的GEXTRECS项目研究了如何确保即使地面网络中断,应急部门也不会失去联系。卫星、一种聪明的算法和欧盟太空计划都在其中发挥作用。我们介绍它是如何运作的,以及模拟灾害的综合演练进行得怎么样。文末你还可以测一测,遇到危机时你的通信应对能力如何。
我们大多数人对待手机信号就像对待空气:它就在那里,所以我们不会去想它。麻烦从灾难降临时开始。洪水、地震、火灾或人为造成的紧急事件:在所有这些情况下,救援行动是否有效,取决于现场的人能否互相通话。而地面基础设施,也就是基站和线缆,在这种时刻很可能直接被摧毁。
这就是为什么被称为SATCOM的安全卫星通信发挥着越来越大的作用。它让应急部门能够协调工作、交换信息,并更好地了解现场正在发生什么。而当局则可以发出警告、疏散命令和安全指示。
听起来很棒,但在实践中,把卫星引入救援行动仍会带来不少问题。由欧盟“地平线欧洲”计划资助的GEXTRECS项目团队列出了其中最重要的几项:
该项目由西班牙公司GMV Aerospace and Defence协调,负责人是赫玛·鲁埃达·蒙特内格罗(Gema Rueda Montenegro)。按照她的说法,团队把“应对获取卫星馈送的复杂流程”以及随之而来的挑战作为优先事项。
该联合体汇集了来自四个欧盟国家的八家合作伙伴:德国、意大利、西班牙和波兰。它们把机构、产业、运行和通信方面的专业能力结合在一起。
它们的共同目标,是为欧盟政府卫星通信GOVSATCOM打造一套运行前的危机管理服务包。这套服务包要做到安全、可互操作、部署迅速、价格可负担且便于用户使用。为此划拨了约150万欧元,工作从2024年2月持续到2026年1月底。
这套方案的核心是一个名为Dynamic Planner的工具。它根据当下哪些资源空闲、救援人员需要什么,寻找最合适的可用卫星资源。正如协调人所解释的,这套算法“会考虑服务类型、优先级和性能要求等因素”。
当需求突然上升时,系统还能应对拥堵,并能随时重新规划资源分配。首批到场的救援人员通过专用的网页界面申请服务。
第二个组成部分是GEXTRECS Network Balancer。这个模块在不同的卫星信道之间切换流量,也在卫星与地面网络之间切换。关键在于,通话或数据传输不会在最糟糕的时刻中断。
这个项目并没有只停留在通信上。团队还研究了如何使用基于伽利略(Galileo)的安全定位,以及如何传输哥白尼(Copernicus)服务的产品。这些都是欧盟太空计划的组成部分,在这里它们需要与卫星通信协同工作。
因此,这套方案带给救援人员的不仅是通话渠道,还有精确的位置和有关地形的地理信息。
理论是一回事,但系统必须在类似真实危机的条件下接受检验。该服务包在德国和西班牙的逼真场景中进行了测试。约200人参加:危机管理和民防专家、安全领域的实务人员,以及GOVSATCOM、各国和欧盟当局的代表。
最终演示设想在波尔图附近发生7.4级地震。在这一场景中,灾难摧毁了基础设施,使5G和LTE网络中断至少36小时,并影响了30万人。实时视频、安全的伽利略服务和哥白尼地理信息产品都通过卫星信道传送。
据鲁埃达·蒙特内格罗说,这是“首次展示欧盟太空计划各组成部分之间协同效应的同类活动”。
演示之后的分析证实,这种方法行得通。来自其他国家救援部门的调查也印证了正面评价,尤其是2025年在保加利亚举行的北约应急管理演习期间收集的那些。
GEXTRECS目前仍是原型,但正如协调人所强调的,“人们对我们的方案有兴趣,包括欧盟公共机构”。这套系统可能在未来各国汇集并共享资源的机制中派上用场。
对学生来说,这是太空技术如何落到地面的一个好例子。这样的项目背后,是研究算法、网络、卫星数据和危机管理的人,而参与创建它的国家之一就是波兰。
当灾难摧毁基站和线缆时,卫星通信可以让救援人员保持联系。GEXTRECS项目打造了一个原型,它能自行选择最佳卫星、在信道之间切换,并借助伽利略和哥白尼。用波尔图附近模拟地震进行的测试,以及各部门的意见表明,这个构想是有道理的。
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