灾害管理中的空天地一体化网络（SAGIN）：综述

《IEEE Transactions on Network and Service Management》：Space-Air-Ground Integrated Network (SAGIN) in Disaster Management: A Survey

针对大规模自然灾害及公共安全事件导致地面通信中断的问题，本文提出基于天地一体化网络（SAGIN）的应急通信系统架构，整合卫星、航空平台与地面网络优势，确保高可靠性、低延迟及大容量通信，为72小时内搜救行动提供关键支持。

　　

摘要：

大规模自然灾害或公共安全事件经常对人类生命、财产以及地面通信基础设施造成严重破坏。因此，这种中断常常会导致通信中断，使受害者与外界隔绝。在灾难发生后的72小时内及时完成搜救（SAR）行动至关重要，因为这可以显著保护人类生命并减少财产损失。需要注意的是，在灾后地区开展搜救行动不仅需要通信支持，还需要计算支持。鉴于此，快速建立一个具有高可靠性、低延迟和高容量的应急通信系统尤为重要。这样的系统对于减少灾难对人类生命的威胁至关重要。鉴于快速恢复地面网络的挑战，灵活的空中网络和现有的卫星网络成为应急通信的最佳选择。同时，整合高空平台（HAPs）和低空平台（LAPs）等空中平台可以有效降低与卫星网络相关的传输延迟，并缓解地面应急通信网络的容量限制。基于空间-空中-地面集成网络（SAGIN）的应急通信系统可以利用每个环节的优势，包括空间网络提供的广泛覆盖范围、空中网络的灵活性以及地面网络的高数据传输速率和低延迟。因此，这代表了未来支持搜救行动的一个典范。在本文中，我们对基于SAGIN的应急通信系统进行了全面调查，确定了关键挑战，并讨论了有前景的技术。此外，还从多个角度概述了未来的研究方向...

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引言

近年来，全球频繁发生自然灾害和人为灾害，导致大量人员伤亡和财产损失。各种灾害，如地震、洪水、飓风、海啸、山体滑坡、战争等，每年都影响着数百万人[1]、[2]。例如，2021年，海地发生了一场7.2级强烈地震，造成至少2000人死亡，15000人受伤，直接经济损失超过16亿美元[3]。同年，中国郑州因极端降雨引发了灾难性洪水，影响了河南省超过1470万人，经济损失估计至少为150亿美元[4]。2022年，巴基斯坦遭遇了历史上最严重的洪水灾害之一，导致超过1500人死亡，超过3300万人受到影响[5]。此外，这些灾害还损坏了基础设施，包括基站（BSs）、光纤电缆、供电设备等。