廣電網(wǎng)絡(luò)中的智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)技術(shù)研究

文/李昊

引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，黨中央、國務(wù)院高度重視國家應(yīng)急廣播體系的建設(shè)。為了有效應(yīng)對自然災(zāi)害、事故災(zāi)難和社會安全等突發(fā)公共事件，建設(shè)應(yīng)急廣播網(wǎng)絡(luò)顯得更加重要。應(yīng)急廣播網(wǎng)絡(luò)需要覆蓋全國一切公共區(qū)域，如城區(qū)、農(nóng)村、公園等。智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)技術(shù)最大限度預(yù)防突發(fā)事件的發(fā)生，能夠及時、準(zhǔn)確、客觀地向社會提供權(quán)威的預(yù)警信息，能夠減少突發(fā)事件造成的危害，規(guī)范突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布工作。在日常生活中，智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)還能有效提升政府各級部門公共服務(wù)的能力，發(fā)揮著輿論引導(dǎo)、政令傳達(dá)、信息發(fā)布等重要作用，是黨和政府與人民群眾溝通的橋梁和紐帶。2011年，我國將應(yīng)急廣播體系建設(shè)列入了文化事業(yè)重點工程，并發(fā)布了《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》，為智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)的設(shè)計和研發(fā)提出了新的要求。智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)能夠讓民眾在第一時間知道發(fā)生了什么事情，應(yīng)該怎么應(yīng)急、避險，最大程度地保護(hù)社會公共資源和人民群眾生命財產(chǎn)安全，

1.廣電網(wǎng)絡(luò)中智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)

智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)遵循一定的設(shè)計原則，由政府主導(dǎo)、分級負(fù)責(zé)、統(tǒng)一實施和規(guī)劃，依托現(xiàn)有廣電網(wǎng)絡(luò)資源，建成符合實際、覆蓋全面智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)，具備調(diào)度靈活、指揮便捷、資源共享、安全可靠等特征，從而不斷提升各級政府應(yīng)對突發(fā)事件的應(yīng)急管理能力，實現(xiàn)應(yīng)急廣播信息全天候、全方位、全時段的及時快速精準(zhǔn)發(fā)布。（1）應(yīng)滿足本地域性應(yīng)急事件處置的需要。在突發(fā)事件的事前、事中、事后全過程中，廣電網(wǎng)絡(luò)智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)應(yīng)滿足各級政府處置信息快速傳輸?shù)囊螅瑢崿F(xiàn)本地應(yīng)急廣播發(fā)布需求的收集、發(fā)布資源整合等功能，承擔(dān)起全地域應(yīng)急信息的制作、播發(fā)、調(diào)度和控制，提升調(diào)度決策能力，更好地控制流程；（2）應(yīng)滿足技術(shù)先進(jìn)性要求。廣電網(wǎng)絡(luò)智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)應(yīng)具備快速制作發(fā)布、終端實時響應(yīng)等功能，主要適應(yīng)規(guī)范化、IP化、融媒體化、應(yīng)急廣播標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展方向，具備實現(xiàn)應(yīng)急信息及時匯聚、信號精準(zhǔn)覆蓋等邊優(yōu)勢，通過采用互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等新媒體技術(shù)，創(chuàng)新應(yīng)急廣播的形式和手段；（3）應(yīng)橫向?qū)颖镜貐^(qū)應(yīng)急信息發(fā)布部門。廣電網(wǎng)絡(luò)智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)將信息轉(zhuǎn)換為音頻或字幕信號后進(jìn)行播發(fā)，具有接入、驗證、解析、轉(zhuǎn)換氣象局發(fā)布的應(yīng)急信息等功能，是根據(jù)本地信息發(fā)布需求和本地傳輸覆蓋網(wǎng)絡(luò)條件，建立與各個部分之間的聯(lián)動和信息傳遞渠道，如應(yīng)急信息發(fā)布部門和氣象局等；（4）應(yīng)使上下級系統(tǒng)聯(lián)動、平臺互聯(lián)互通。為了實現(xiàn)無縫互聯(lián)互通和統(tǒng)一聯(lián)動，廣電網(wǎng)絡(luò)智能應(yīng)急廣播平臺應(yīng)應(yīng)上聯(lián)省級、下聯(lián)縣（區(qū)）級應(yīng)急廣播平臺，可以采用“點對點”的方式、設(shè)置應(yīng)急優(yōu)先、上級優(yōu)先等優(yōu)先級模式，也可以采用“點對多點”等方式管控基層村（社區(qū)）級終端；（5）應(yīng)實現(xiàn)分級分類人群的信息發(fā)布。智能應(yīng)急廣播的覆蓋應(yīng)實現(xiàn)分級分類分人群的定向發(fā)布，實現(xiàn)區(qū)域覆蓋、點或多點覆蓋；（6）應(yīng)支持快速高效的應(yīng)急處置。為了提升應(yīng)急處置的效率，廣電智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)應(yīng)充分利用各種技術(shù)手段，確保預(yù)警接收、傳輸覆蓋、終端接收等環(huán)節(jié)信息傳送的快速高效，如實時發(fā)布、高效傳送、定向接收等；（7）應(yīng)滿足系統(tǒng)安全、信息發(fā)布可管可控要求。系統(tǒng)應(yīng)具備防插播、防錯播、防盜播等安全防范手段，具備防災(zāi)抗毀能力，滿足應(yīng)急廣播信息快速精準(zhǔn)發(fā)布的需求，防止非授權(quán)單位或個人通過本系統(tǒng)發(fā)布非法信息采取非法手段擾亂社會秩序，進(jìn)行全天候、全方位、全時段不定時發(fā)布。同時，為了確保應(yīng)急廣播平臺信息安全、網(wǎng)絡(luò)安全，應(yīng)增強(qiáng)用戶角色和權(quán)限管理，確保應(yīng)急信息發(fā)布、分發(fā)、傳輸?shù)目晒芸煽兀_保應(yīng)急廣播平臺信息運(yùn)行安全和傳輸覆蓋安全，有效地監(jiān)控信息傳播全過程，確保應(yīng)急廣播信息可用性、唯一性、不可抵賴性；（8）應(yīng)充分利用現(xiàn)有廣電覆蓋網(wǎng)絡(luò)資源。廣電網(wǎng)絡(luò)智能應(yīng)急廣播信號傳輸覆蓋網(wǎng)應(yīng)采用多種傳輸覆蓋技術(shù)，充分利用現(xiàn)有廣電有線、無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)資源，建成面向市直屬的城鄉(xiāng)一體應(yīng)急廣播信號綜合覆蓋網(wǎng)絡(luò)，在市級應(yīng)急廣播平臺統(tǒng)一調(diào)度下，利用市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等各級廣電基礎(chǔ)設(shè)施，確保多種傳輸覆蓋方式實現(xiàn)相互備份、互補(bǔ)覆蓋，從而降低建設(shè)成本，如有線數(shù)字電視網(wǎng)、有線IP數(shù)據(jù)專網(wǎng)等；（9）智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)行管理應(yīng)按照平時服務(wù)、戰(zhàn)時應(yīng)急的綜合利用要求，平站結(jié)合，進(jìn)行應(yīng)急知識普及、政策宣傳等，充分利用本系統(tǒng)實現(xiàn)廣播節(jié)目轉(zhuǎn)播覆蓋，提升廣大人民群眾防災(zāi)意識和抗災(zāi)能力。同時，應(yīng)定期執(zhí)行系統(tǒng)實操演練和各環(huán)節(jié)可靠性測試，確保整個系統(tǒng)在戰(zhàn)時隨時有效可用；（10）智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、具有可擴(kuò)展性。在管理、傳輸網(wǎng)絡(luò)和接收終端等環(huán)節(jié)，系統(tǒng)應(yīng)支持與氣象局信息發(fā)布平臺的無縫對接，支持實現(xiàn)省、市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村五級聯(lián)網(wǎng)、四級可控，嚴(yán)格遵守國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。并預(yù)留出技術(shù)升級、業(yè)務(wù)增加和容量擴(kuò)展的空間，支持從前端到終端的統(tǒng)一網(wǎng)管和監(jiān)測控制，集成并互通互換多家廠商的系統(tǒng)及設(shè)備。

2.廣電網(wǎng)絡(luò)中智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)總體技術(shù)方案

智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)由三部分組成：（1）管控及播發(fā)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格的按照權(quán)限分級管理；（2）雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)采用有線、無線傳輸相結(jié)合的方式，能夠進(jìn)一步提升應(yīng)急廣播系統(tǒng)的可靠性。并且其采用的是有線電視網(wǎng)為主、數(shù)字電視無線多媒體廣播（DTMB-T）為輔的傳輸方式，能夠解決有線電視網(wǎng)絡(luò)未覆蓋區(qū)域的應(yīng)急廣播信號接收問題，實現(xiàn)整個區(qū)域的全覆蓋，提升整個系統(tǒng)的安全性和可靠性；（3）應(yīng)急廣播終端分為兩類，利用現(xiàn)有的各種播出設(shè)施，能夠擴(kuò)大應(yīng)急廣播信息的覆蓋面，可以獨立承擔(dān)遠(yuǎn)程激活、緊急播出的功能，如：村級大喇叭擴(kuò)音設(shè)施、樓宇及學(xué)校公共廣播、城市公共場所大屏幕等。第一類是應(yīng)急廣播智能終端、戶外大屏接入終端和公共廣播對接終端；第二類是應(yīng)急廣播音柱終端(廣播收擴(kuò)機(jī)+音箱)、應(yīng)急廣播收擴(kuò)機(jī)+大喇叭終端。

2.1 主要技術(shù)方式

雙向IP信號：在應(yīng)急廣播信號中，為了提升信號的抗干擾能力，采用單播、組播、全播的方式，能夠提升信號質(zhì)量，實現(xiàn)并行傳送，將多路廣播信號與應(yīng)急廣播相關(guān)信息指令I(lǐng)P數(shù)據(jù)包連接在一起。

DVB-C的傳輸方式：為了滿足平臺并發(fā)能力，該技術(shù)可以無需重復(fù)布線或布點。但為了實現(xiàn)日常節(jié)目與應(yīng)急信息的共同傳輸，該技術(shù)還需要單獨規(guī)劃應(yīng)急廣播頻點，占用現(xiàn)有廣播電視頻道。因此，該技術(shù)適用于有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)通達(dá)的地區(qū)。

2.2 智能應(yīng)急廣播平臺架構(gòu)

（1）市級廣播平臺主要包括制播和傳輸平臺、傳輸網(wǎng)絡(luò)。其中在市中心機(jī)房，市級廣播平臺包括廣播系統(tǒng)服務(wù)器和廣播服務(wù)器軟件，其核心設(shè)備是由制播和傳輸平臺組成。廣播系統(tǒng)服務(wù)器具備信息資源樹的路由規(guī)劃、跨網(wǎng)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)等功能，用于系統(tǒng)廣播信息資源樹的構(gòu)建、后臺管理、權(quán)限分配等，負(fù)責(zé)信息的采集、傳輸、交換、顯示以及存儲、控制和節(jié)點信息分發(fā)、尋址等；廣播服務(wù)器軟件是廣播系統(tǒng)服務(wù)器的配套設(shè)施，具備優(yōu)先級和權(quán)限控制、日志與監(jiān)控、流媒體加密分發(fā)、業(yè)務(wù)加載與執(zhí)行等能力。市級廣播站前端具備播出功能和管理功能，主要組成部分包括電話接入機(jī)、分控電腦、短信接入網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)播控軟件、復(fù)用器等音頻設(shè)備。并且利用有線廣播電視的傳輸光纖干線，市平臺到縣級平臺通過建設(shè)一套MSTP傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以向各縣市區(qū)的廣播平臺進(jìn)行廣播信號傳輸，能夠極大地保證廣播信號安全穩(wěn)定性；（2）縣級廣播平臺?？h級廣播平臺組成部分眾多，主要包括分控電腦、分控話筒、音源、編碼器等，通過利用IP網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行分區(qū)管理控制。并且在權(quán)限分配下，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。短信接入網(wǎng)關(guān)支持短信轉(zhuǎn)語音緊急廣播。并且所有短信的號碼經(jīng)過系統(tǒng)授權(quán)后，通過收集終端向平臺發(fā)送信息，可以直接對其所轄的終端進(jìn)行文字轉(zhuǎn)語音廣播，如來電號碼比對、組織代碼比對、密碼比對等；（3）鄉(xiāng)鎮(zhèn)級廣播平臺。為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)回傳插播音源，建立鄉(xiāng)鎮(zhèn)級播控中心，對鄉(xiāng)鎮(zhèn)到縣前端機(jī)房選擇有線廣播電視雙向網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)對行政村、接收終端的分區(qū)或點對點播控等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源的整合。并且當(dāng)上級無廣播時，在與市、縣級平臺的配合作用下，根據(jù)指令進(jìn)行全域、制定區(qū)域或定點的開關(guān)機(jī)控制、音量控制等控制功能，可以開啟本級實時廣播和流程廣播。另外，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級廣播中心前端主要是播出功能需求環(huán)節(jié)之一，可以直接播出相關(guān)單位的緊急信息或預(yù)警信息，采用IP信號，利用網(wǎng)絡(luò)插播或電話插播，通過有線數(shù)字電視信號傳輸?shù)酱寮墸梢詫⑧l(xiāng)鎮(zhèn)到行政村傳輸網(wǎng)絡(luò)圖鄉(xiāng)鎮(zhèn)到市級的信號回傳播，向全市各村廣播室提供統(tǒng)一的廣播信號源；（4）村級廣播平臺。一方面，在各社區(qū)、村街配置TS音柱、廣播喇叭、雙模音柱，可以使各個廣播接收點采用有線、無線雙模音頻接收信號。TS流音柱能接收有線數(shù)字電視信號并進(jìn)行解碼播放，具備有線TS流和IP流解碼功能，同時內(nèi)置網(wǎng)管回傳模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)市級平臺有效的監(jiān)管廣播設(shè)備，有效地利用廣電雙向傳輸網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備工作狀態(tài)信息回傳到市級機(jī)房系統(tǒng)服務(wù)器。另一方面，行政村利用有線、無線數(shù)字電視信號接收上級廣播信號；廣播室利用廣電雙向網(wǎng)絡(luò)將信號上傳到市級機(jī)房系統(tǒng)服務(wù)器，采用分控話筒或電話進(jìn)行插播和音源介入，并通過有線數(shù)字電視信號下發(fā)至各個廣播接收點。

3.廣電網(wǎng)絡(luò)中智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)安全體系設(shè)計

圖1 應(yīng)急廣播信息安全保障體系

各級應(yīng)急廣播系統(tǒng)信息安全保障體系主要有三部分，即：信息安全管理體系、信息安全技術(shù)體系、信息安全運(yùn)行體系。信息安全保障體系通過設(shè)置數(shù)字簽名、消息驗證、指令驗證等技術(shù)手段，保障了應(yīng)用層面的信息安全。為了防止播出系統(tǒng)受到黑客攻擊和病毒感染，保障數(shù)據(jù)傳輸過程的完整性和存儲，各級應(yīng)急廣播平臺的信息應(yīng)設(shè)有防火墻，能夠提升數(shù)據(jù)的保密性和可追溯性（如圖1所示）。

應(yīng)急廣播系統(tǒng)安全體系保障的各個環(huán)節(jié)都遵循國家信息安全保護(hù)等級的要求，根據(jù)安全播出的要求，各方面都符合通用安全保障要求，如物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全等。為了確保應(yīng)急廣播信息播出的安全，本方案還從以下幾方面提升了系統(tǒng)的安全性。

3.1 網(wǎng)絡(luò)安全

對網(wǎng)絡(luò)各個方面的安全進(jìn)行了加固。如：在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備日志審計、網(wǎng)絡(luò)安全區(qū)域劃分、運(yùn)維安全審計、網(wǎng)絡(luò)邊界惡意代碼過濾、網(wǎng)絡(luò)訪問控制、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備防護(hù)等。

3.2 主機(jī)安全

為了保障主機(jī)安全，對主機(jī)的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行安全加固，能夠確保為用戶提供安全可靠的應(yīng)用服務(wù)。

3.3 審計安全

旨在提高防范安全風(fēng)險和威脅能力，確保業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠長期、可靠地運(yùn)行，實現(xiàn)系統(tǒng)的日志集中管理、安全風(fēng)險的監(jiān)控等。

3.4 應(yīng)用安全

為了保障系統(tǒng)應(yīng)用層面的安全，本系統(tǒng)從各個方面進(jìn)行安全加固。如應(yīng)急廣播內(nèi)容的使用與存儲、身份認(rèn)證、通信完整性與保密性、軟件容錯以及資源控制等。

3.5 數(shù)據(jù)安全

在數(shù)據(jù)傳輸過程中，對重要服務(wù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行定期備份、雙機(jī)熱備，能夠保障數(shù)據(jù)的完整性和存儲的保密性，如：應(yīng)用服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。

3.6 傳輸方面

信息安全技術(shù)與其他業(yè)務(wù)相互隔離，在不同的網(wǎng)絡(luò)條件下，為了實現(xiàn)通道安全和傳輸保障，廣播系統(tǒng)傳輸可以利用VPN技術(shù)進(jìn)行VLAN劃分。并且其采用單獨的通信專線網(wǎng)絡(luò)，可以提升信息傳輸?shù)陌踩?，從而避免來自互?lián)網(wǎng)的威脅。為了確保廣播數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性、合法性和完整性，應(yīng)急廣播系統(tǒng)采用加密算法和認(rèn)證算法，通過完善的安全機(jī)制，能滿足智能應(yīng)急廣播安全性的要求，保障數(shù)據(jù)發(fā)送源的認(rèn)證和密鑰的安全，確保數(shù)據(jù)合法性的認(rèn)證。另外，在該系統(tǒng)中，只有合法授權(quán)的終端才能正常使用，終端設(shè)備支持用戶名和密碼驗證、上線注冊認(rèn)證，只有同時符合接收的五個條件，才能完全杜絕系統(tǒng)的安全性，不被不法分子盜播、插播和干擾，即“調(diào)頻載波+RDS副載波+解加密控制碼+正確的臺標(biāo)識別碼+工作狀態(tài)指令”。同時，為了提升應(yīng)急廣播系統(tǒng)的安全性，應(yīng)急廣播系統(tǒng)每一次產(chǎn)生的命令數(shù)據(jù)都不相同，相同的控制指令發(fā)送一次過后就失效，避免應(yīng)急廣播系統(tǒng)受到安全威脅，即使空間有同頻信號或鄰頻干擾信號，終端收到相同的命令數(shù)據(jù)時也不會做出任何響應(yīng)，接收終端也不會開機(jī)。

4.廣電網(wǎng)絡(luò)中智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)的主要功能

首先，從市到村的四級管理系統(tǒng)和播出終端，具備各種播出功能，如GPRS信息遠(yuǎn)程播控、電話遠(yuǎn)程控制播出的能力。上一級平臺能夠控制所轄區(qū)域內(nèi)任一前端和接收設(shè)施以及終端設(shè)備開/關(guān)、可控制終端等所有廣播參數(shù)，如在調(diào)節(jié)音量時，通過設(shè)置在前端的音頻廣播控制器，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程智能調(diào)節(jié)；其次，從市到村四級應(yīng)急管理平臺具有電話和短信插播功能，短信插播可以將文字信息轉(zhuǎn)化為語言播報，具備快捷、安全、操作簡單等優(yōu)勢。電話和短信插播權(quán)限僅為緊急廣播。并且在沒有上級信號支持的情況下，市、縣、鎮(zhèn)、村四級平臺具備獨立播出能力。另外，在應(yīng)急狀態(tài)下，按照應(yīng)急播出優(yōu)先的原則，可以直接點亮緊急信號燈，實現(xiàn)各級系統(tǒng)的應(yīng)急插播，同時應(yīng)急廣播結(jié)束時，接收終端恢復(fù)到設(shè)置值，音量自動調(diào)整。為了實現(xiàn)對公共終端分組控制，按照各自不同的行政級別和區(qū)域，可以劃分市、縣、鎮(zhèn)、村四級實現(xiàn)定時廣播、自動廣播和分區(qū)域廣播，也可以通過點對點的方式來控制終端。

結(jié)語

應(yīng)急廣播系統(tǒng)工程建成后，可以提升各級人民政府信息發(fā)布和傳播的能力，是廣播影視公共服務(wù)體系建設(shè)的重要組成部分，可以及時地應(yīng)對、處理自然災(zāi)害、事故災(zāi)害、社會安全等。通過智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)的建設(shè)，能夠為宣傳政令方針、發(fā)布預(yù)警信息提供一個覆蓋廣、受眾多的宣傳途徑，作為防災(zāi)、抗災(zāi)等突發(fā)事件的信息發(fā)布渠道，對維護(hù)社會穩(wěn)定、促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展等具有重要意義，具備快速、便捷、精準(zhǔn)等特點。