基于物聯(lián)網的應急廣播系統(tǒng)分析

蔣 杰

（作者單位：遵義市廣播電視臺）

1 應急廣播系統(tǒng)和物聯(lián)網概述

應急廣播系統(tǒng)是指當發(fā)生重大自然災害、突發(fā)事件、公共衛(wèi)生與社會安全等突發(fā)公共危機時，能夠提供一種迅速、快捷的訊息傳輸通道[1]。目前，應急廣播系統(tǒng)的特點是單向傳輸、被動接收上級應急信息、應急信息的處理結果不能反饋；未能形成從國家、省、市、縣、鄉(xiāng)、村到住戶六級結構的雙向通信體系；渠道單一，傳統(tǒng)應急廣播播發(fā)渠道為應急終端（收擴機），無法覆蓋電視、廣播、戶外大屏等更多的發(fā)布渠道；內容單一，沒有專業(yè)的內容制作系統(tǒng)，只能轉發(fā)省級應急消息、融媒體中心成品和本地文件。

物聯(lián)網就是物體與物體之間通過網絡的形式進行相連接，將人、機、物在不同的時間、空間、地點實現(xiàn)互聯(lián)互通。如果將物聯(lián)網結合在應急廣播里面將形成一套新型的系統(tǒng)，在當下具有重大的意義，這也是我國高度重視的項目。國家預警信息發(fā)布中心提出，要加快應急廣播體系的建設，實現(xiàn)從中央到省、市、縣、鎮(zhèn)、村的全面覆蓋，為各部門應急單位發(fā)布應急信息提供重要的依據(jù)。

2 智慧物聯(lián)網的具體應用

物聯(lián)網架構可以接入一切具有采集、播發(fā)屬性的設備，所以可以應用到應急廣播系統(tǒng)中，將接入的各種設備功能進行整合，根據(jù)業(yè)務提供應用層服務，并能根據(jù)設備采集的數(shù)據(jù)，形成大數(shù)據(jù)分析和人工智能處理，建立數(shù)據(jù)服務中心。物聯(lián)網的實現(xiàn)方式是通過感知層來識別物體并采集信息，網絡層進行信息、數(shù)據(jù)的傳遞，應用層實現(xiàn)計算、存儲和管理等。物聯(lián)網架構比互聯(lián)網架構多了感知識別層，互聯(lián)網基本上是根據(jù)超文本傳輸協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）或超文本傳輸安全協(xié)議（Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer，HTTPS）提供通信服務，而物聯(lián)網除了擁有互聯(lián)網的通信協(xié)議外，還有藍牙、串口通信、射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）、消息隊列遙測傳輸（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT）等協(xié)議提供通信服務[2]，如圖1所示。

圖1 物聯(lián)網的應用架構

2.1 數(shù)據(jù)采集

物聯(lián)網架構的感知層支持廣泛的終端設備，如攝像頭、音頻采集設備、室內外顯示屏、智能音箱、智能手機、電視、收音機、電腦等，通過各類終端設備可以對視頻、音頻、圖片、用戶行為、用戶輸入等數(shù)據(jù)進行采集。

2.2 數(shù)據(jù)分析

物聯(lián)網架構應用層的數(shù)據(jù)服務中心可以統(tǒng)一匯聚各路應急廣播數(shù)據(jù)，形成中央到省、市、縣、鄉(xiāng)、村的多級的應急廣播大數(shù)據(jù)，從而對數(shù)據(jù)進行清洗、自動去重、分類等，并形成可查詢檢索、可視化展示、快速處理的數(shù)據(jù)。感知層中的人工智能可以實現(xiàn)智能畫面識別、人物識別、光學字符（Optical Character Recognition，OCR）識別、語音提取、語音合成等功能[3]。

2.3 智能控制

物聯(lián)網架構中應用層的數(shù)據(jù)服務中心經過數(shù)據(jù)分析后，可以將各設備按功能進行劃分，數(shù)據(jù)服務可由單獨設備或聯(lián)動多個設備來完成。數(shù)據(jù)服務中心根據(jù)分析數(shù)據(jù)的結果，匹配對應業(yè)務策略，啟動對應服務來控制響應的設備。

2.4 設備協(xié)同

設備支持采集數(shù)據(jù)和播發(fā)信息，并接受應用層的控制。比如，A設備所采集的數(shù)據(jù)經過數(shù)據(jù)服務中心分析后，成為B設備的控制輸入，然后驅動B設備輸出運行；而B設備的輸出結果經數(shù)據(jù)服務中心分析后，成為其他設備的控制輸入，使得各設備之間形成智能協(xié)同，組成智慧網絡。

3 物聯(lián)網架構的應急廣播平臺介紹

3.1 物聯(lián)網架構的應急廣播平臺總體架構

應急廣播系統(tǒng)縱向由國家、省、市、縣多級平臺構建而成，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、街道成立應急廣播站，最終形成由國家、省、市、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村（街道）的六級結構。各應急廣播平臺和廣播站之間是自上而下的統(tǒng)一監(jiān)管，并支持下級向上級上報、反饋的雙向傳輸鏈路，如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網架構的應急廣播平臺總體架構圖

物聯(lián)網架構的應急廣播平臺系統(tǒng)包含應急廣播管理平臺、應急廣播前端臺站、傳輸覆蓋網和應急終端等。

中央應急廣播平臺對接了省、市、縣應急廣播平臺，內部平臺包括調度控制、制作播出系統(tǒng)，保證應急廣播系統(tǒng)的匯入、生產、審核、發(fā)布流程。應急信息通過傳輸覆蓋網絡被發(fā)布到市級平臺、縣級平臺的各類終端，而且多級平臺之間和內部覆蓋信息安全系統(tǒng)采用國密算法SM2、SM3加密，并對系統(tǒng)設備進行數(shù)字證書驗證、管理，保證應急系統(tǒng)和信息的安全[4]。

各個對接的系統(tǒng)通過衛(wèi)星網絡、專網或互聯(lián)網接入應急平臺，通過防火墻保證數(shù)據(jù)的接入和輸出的安全隔離。內部網絡劃分為服務器區(qū)域、安全管理區(qū)域、辦公區(qū)域（調度、指揮、生產、發(fā)布）。

3.2 各級應急廣播平臺的應急業(yè)務

各級應急廣播平臺的應急流程是應急信息、播發(fā)指令從國家、省、市、縣自上而下的發(fā)布流程。中央下達到省應急廣播平臺，省級平臺接收應急消息、指令后，首先分發(fā)給省廣播電視傳輸中心，然后再往下轉發(fā)。市級平臺接收省級平臺應急信息和播發(fā)指令后，直接向市所管控的應急終端播發(fā)應急消息，并根據(jù)應急信息的類型、等級適配播發(fā)策略，決定是否將其往縣級轉發(fā)。同時，市應急廣播平臺同樣可以接收市級部門的應急消息并對其進行處理。縣級平臺接收應急消息和播發(fā)指令后，在縣、鄉(xiāng)、村所有終端對其進行直接播發(fā)。

4 應急廣播系統(tǒng)建設組成

應急廣播系統(tǒng)包括視頻交互管理系統(tǒng)、指揮調度系統(tǒng)、安全系統(tǒng)，以及總控臺、適配器、應急終端等其他設備。

視頻交互管理系統(tǒng)主要負責完成應急信息的接入、生產、審核、發(fā)布，具有設備終端管理、媒體庫、大屏可視化、監(jiān)測、運維管理、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計報表等功能。設備包括視頻編碼器、視頻中控服務器、大屏幕服務器、數(shù)字光處理（Digital Light Processing，DLP）、展示大屏、多媒體終端機、攝像頭等[5]。涉及的軟件有播出軟件、字幕軟件、終端應用操作軟件、采集軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、后臺服務軟件等。

指揮調度系統(tǒng)主要負責在應急災害情況下，從國家到省市縣各級聯(lián)動的音視頻會議調度指揮，主要是通過各地災情現(xiàn)場攝像頭或傳感器將信號傳輸?shù)揭曨l交互管理中心，由軟件將相應的圖像解碼輸出到顯示大屏，指揮人員可在大屏上直觀了解現(xiàn)場一切情況，并制定相應的應急預案。每個檢測點的實時數(shù)據(jù)顯示結果可呈多樣化展示，并提供預警、報警提醒和后臺大數(shù)據(jù)。

安全系統(tǒng)包括安全防火墻、入侵防護、日志審計、數(shù)據(jù)庫審計、漏洞掃描等設備，主要負責系統(tǒng)的安全問題。其他組成設備有總控臺、適配器、應急終端、交換機等通用設備。

5 物聯(lián)網架構的應急廣播系統(tǒng)的優(yōu)勢

筆者將從播發(fā)內容、覆蓋率、通信網絡、效率、服務五方面來闡述物聯(lián)網架構的應急廣播系統(tǒng)的優(yōu)勢。

5.1 播發(fā)內容豐富

應急廣播的展示終端支持手機、電腦、戶外大屏、電視、電臺等，內容播發(fā)格式支持語音廣播、圖文廣播、字幕廣播、視頻廣播、短信通知、網站文章等，政策方面支持便民信息、政策宣傳、疫情防控等內容播報。

5.2 覆蓋率較高

傳統(tǒng)的應急廣播的覆蓋范圍十分有限，當用戶不在廣播的范圍內就不能接收消息，而基于物聯(lián)網架構的應急廣播系統(tǒng)播發(fā)終端更廣泛，其可應用于移動設備、個人電腦、公交地鐵顯示屏、戶外大屏、家庭電視、收音機、小區(qū)街道喇叭等，覆蓋用戶生活中的方方面面。

在較偏遠的山區(qū)，有線、無線網絡是難以完全覆蓋的，但是可以通過射頻、衛(wèi)星等方式實現(xiàn)應急廣播的全覆蓋。

5.3 斷網情況下能向外界發(fā)送應急信息

在自然災害面前，人們可能面臨著斷網危機，當應急廣播系統(tǒng)面臨所有網絡不可使用的情況，物聯(lián)網架構可支持衛(wèi)星模塊的接入，使用衛(wèi)星短報文模式向上級、平級平臺發(fā)送應急信息，或上級、平級平臺給災區(qū)提供援助服務。

5.4 提升應急廣播傳輸效率

傳統(tǒng)應急廣播系統(tǒng)只能被動等待上級下發(fā)通知，層層下發(fā)；而且缺乏上報消息的渠道，只能采取電話等方式層層上報，在上傳、下發(fā)消息時，不能實現(xiàn)及時處理。但是，通過物聯(lián)網架構的應急廣播系統(tǒng)支持用戶使用智能終端上報災情，并將其傳入系統(tǒng)；而且還可以通過采集終端第一時間實時采集現(xiàn)場的具體畫面，實時監(jiān)控河水水位、山體移動、公路交通等狀況，發(fā)現(xiàn)情況立刻告警[6]。

各終端采集的大量數(shù)據(jù)經大數(shù)據(jù)技術分析處理后，可以直觀、分類呈現(xiàn)，方便用戶查詢和檢索，幫助指揮調度人員快速反應、作出判斷，當數(shù)據(jù)分析判斷某項數(shù)據(jù)超過閾值時，會自動提醒工作人員，方便工作人員處理。

系統(tǒng)支持對實時監(jiān)控畫面進行分析，通過畫面識別發(fā)現(xiàn)水位上升至警戒線、山林著火、山體滑坡等情況，會第一時間發(fā)出告警信息，支持對用戶上傳的信息進行分析，預判信息的真實性；當上傳信息數(shù)量超過閾值后，就會第一時間通知相關人員進行處理，如此可以提升信息播發(fā)效率。

系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析和人工智能處理的結果可以預判應急情況的發(fā)生時間，根據(jù)配置的播發(fā)流程會自動播發(fā)緊急情況，支持一鍵播發(fā)物聯(lián)網架構下的所有設備終端，應急消息播發(fā)達到全覆蓋[7]。

5.5 應急廣播服務

應急廣播提倡平戰(zhàn)結合的服務方式，為廣大老百姓提供便民、宣傳服務，而在緊急災害情況下則是重要的救援通道。

在災情未發(fā)生前，基于物聯(lián)網的應急廣播系統(tǒng)可以根據(jù)災害發(fā)生的概率，提醒廣大人員做好災情防備；在災情已發(fā)生后，會對有危險的區(qū)域進行判斷，緊急提醒廣大人員避災、避險，提供救災、救援服務。當發(fā)生災害時，應急廣播系統(tǒng)會上報災情情況，相關部門在第一時間接到信息后，會給各級指揮中心迅速下達指令，將應急措施或救援方案將及時下達到相應地點。另外，老百姓也可以在交互終端上報災情，以請求救援。

6 結語

應急廣播可以增強對突發(fā)事件的可控性，為政府開展救援工作提供重要的線索。而且，應急廣播系統(tǒng)還可以在應急顯示系統(tǒng)上提供天氣情況、溫度信息、溫馨提示等，為政府的宣傳提供強有力的支持。