县级应急广播技术方案设计与实现

王 杰 高牧宇

1 县级应急广播体系

应急广播系统作为一种迅速快捷的消息提供平台和信息传输渠道，可在发生重大自然灾害、突发事件、公共卫生与社会安全等突发公共危机时，第一时间把灾害消息或灾害可能造成的危害信息传递给民众，让人民群众在第一时间知道发生了什么事情，该如何应急、避险，将社会公共资源和人民群众生命财产损失降到最低。

《国家基本公共服务指导标准2015—2020》提出“为全民提供突发事件应急广播服务”的要求。2017年11月，国家广电总局出台《全国应急广播体系建设总体规划》，提出应急广播体系建设的五大任务，包括建立健全各级应急广播技术体系、标准体系、管理体系、运行体系和保障体系。2018年国家广播电视总局颁布了《GD/J088—2018 县级应急广播系统技术规范》，使县级应急广播体系建设更加规范。

在县级应急广播方案设计时应充分考虑应急广播覆盖方式多样化及接收终端的多样化、应急广播在新媒体时代的应用发展、提升紧急情况下系统的可用性、符合业务发展需求以及“平战结合”能力。所以，本次县级应急广播技术方案设计引入了新媒体以及机动应急广播方案设计。

2 总体架构

县级应急广播系统由县级应急广播平台，县级电台、电视台播出系统、传输覆盖网、接收终端、大喇叭（利旧村村响）系统和信息安全保护系统等部分组成，系统架构如图1所示。

3 主要业务流程

旗县应急广播发布主要流程如图2所示。

县级应急广播平台通过专线连接县应急办等应急信息发布部门，接收音频文件、文本、直播音频流等内容和形式的应急广播消息，根据播发需求和调度控制预案将相关应急广播消息分别分发至电台、电视台直播间和县级村村响平台以及部署在广播发射台站的应急广播适配器，实现各种信息发布方式。

图1 县级应急广播系统架构图

图2 旗县应急广播系统主要业务流程图

图3 应急广播传输覆盖网络示意图

4 传输覆盖网络结构

应急广播传输覆盖网络主要包括三部分，一是县级应急广播平台到预警发布部门、上级应急平台以及各个台站前端系统间的平台通讯网络；二是从各个发射台站到应急终端间的应急信号覆盖网络；三是终端设备到县级平台的数据回传网络。应急广播传输覆盖网络如图3所示。

5 系统组成

5.1 县级应急广播平台基本功能描述

县级应急广播平台是整个系统的核心，具备应急广播消息制作播发和调度控制功能，应急信息的综合接入、分发传输、资源管理、分析评估、运维管理、大喇叭管控等功能。

县级应急广播平台向上对接省市平台、向下对接大喇叭县乡村平台、横向对接当地应急办。调用信息接入子系统接口通过TAR、CAP 分别接收来自上级平台、当地应急办的信息，汇总由应急广播信息管理完成审核，选择广播区域、级别、内容由调度控制子系统进行平台内部分发，同时调用安全加密接口保障上下级之间安全通信，完成信息发布。下级资源平台或终端将接收情况通过反向网络进行回传反馈，进入分析评估子系统进行统计报表分析，整体系统由运维管理子系统负责综合管理。

图4 县应急广播平台业务流程图

5.2 应急信息接入前置系统主要功能描述

应急消息接入前置系统以前置机的形式部署到应急部门和其他相关单位。应急部门可以通过预警信息发布系统自CAP协议通信，将应急信息发送给前置机，前置机调用自身软件模块进行录入或上传应急信息，确认提交并发送到应急广播调度控制平台，由应急广播调度控制平台调用广播电视传输覆盖资源进行播发。应急消息接入前置系统架构如图5所示。

生物-心理-社会医学模式是将医学研究的对象作为一个系统整体，注重从多因素和多学科的角度去分析和解决健康问题，并倡导“以患者为中心”，该医学模式要求医学学科之间，与其他自然科学和社会科学学科间的渗透与融合不断加快[4]。20世纪90年代，世界医学教育会议中多数专家肯定了“以器官系统为中心”和“以问题为中心”的两种课程模式，被认为是20世纪世界医学教育改革的里程碑[5]。

图5 应急消息接入前置系统架构

5.3 电台、电视台应急广播对接系统主要功能描述

电台、电视台应急广播对接系统主要由应急广播前置发布系统构成。应急广播前置发布系统应能够实时接收、解析、响应县级应急广播平台下发的应急广播消息，具有地址匹配功能和安全验签功能，能自动反馈应急广播消息接收、验证结果。能够通过界面告警、声音告警等方式，提示电台、电视台值守人员注意查收应急广播消息，应具备信息回传能力，能将设备工作状态、应急广播消息响应情况回传到县级应急广播平台。电台、电视台应急广播对接系统架构如图6所示。

图6 电台、电视台应急广播对接系统架构

5.4 县有线电视应急广播适配系统主要功能描述

县级应急广播平台将应急广播消息发送至对应的县有线数字电视前端，部署有线数字电视前端的应急广播适配器，接收解析应急广播消息，响应应急广播消息指令，生成有线数字电视应急广播索引表和应急广播内容表传送流并进行复用播发。具备应急广播功能的有线数字电视终端实现自动唤醒和强制接收，并以滚动字幕或切换频道图像、伴音等方式播发应急信息。应急广播适配器将应急广播消息接收处理情况反馈至县应急广播平台。县级前端只接收本级平台的应急广播需求，并只插入对应县自办节目一个频点。同时适配系统支持新建县级平台及之前部署的县级村村响系统的播发需求。

县级应急广播平台与本级有线前端通过光缆或网络公司光纤建立传输通路，光缆或网络公司光纤采用IP 方式和以太网接口，传输应急广播消息。市县有线部署应急广播适配器并进行相关技术系统改造，根据本级或国家应急广播平台发送的应急广播消息，将应急广播音视频信号源适配并复用到原有线电视复用器中进行播出，并通过TS流等方式发送唤醒指令，实现终端的自动唤醒和强制接收，如图7所示。

图7 县有线应急广播适配系统

5.5 县调频台站应急广播适配系统主要功能描述

根据本级或上级应急广播平台发送的应急广播消息，将对应的发射机音频信号源切换为应急广播音视频信号源进行发射播出，并通过调频副载波、音频基带等方式发送唤醒指令，实现终端的自动唤醒和强制接收。

县级应急广播平台与本级调频发射台通过光缆建立传输通路，采用IP 方式和以太网接口，传输应急广播消息，对调频发射台站部署应急广播适配器并进行技术系统改造。

部署在县调频发射台的应急广播适配器接收解析应急广播消息，根据消息指令将应急广播音频节目送入到一个或多个县级调频广播节目发射机的音频切换器，并发出音频切换给音频切换器，将发射机的音频节目切换为应急广播节目。

应急广播适配器同时生成应急广播指令给RDS 编码控制器，RDS 编码控制器产生副载波信号，通过调频发射机调制发送，如图8所示。

图8 县调频台站应急广播适配系统

图9 县中波台站应急广播适配系统

5.6 县中波台站应急广播适配系统主要功能描述

中波发射台站部署应急广播中波适配器并进行相关技术系统改造，根据本级或上级应急广播平台发送的应急广播消息，将对应的发射机音频信号源切换为应急广播音视频信号源进行发射播出，并通过中波指令、音频基带等方式发送唤醒指令，实现终端的自动唤醒和强制接收。

县级应急广播平台与本级中波发射台通过光缆建立传输通路，光缆采用IP方式和以太网接口，传输应急广播消息。部署在中波发射台站的应急广播适配器接收解析应急广播消息，将解析后的切换指令送入到一个或多个中波广播节目发射机的音频切换器，并控制音频切换器，将发射机的音频节目切换为应急广播节目。

应急广播适配器同时生成应急广播指令和应急广播音频给中波指令编码控制器，中波指令编码控制器产生编码后的带控制指令的应急广播音源，通过音频切换器插入并发送。如图9所示。

5.7 县地面电视台站应急广播适配系统主要功能描述

应急广播在地面数字电视中的传输，基本原理同有线电视传输，在地面数字电视机房部署应急广播地面适配器，负责接收应急广播平台的消息，转换成适合地面数字电视网络传输的TS流进入传输网络。

应急广播适配器接收和解析应急广播平台下发的应急广播消息，生成应急广播索引表和内容表，并封装成适合地面数字电视传输的格式（TS 流），通过地面电视原有复用器进行全频点插入，并对应急广播消息生命周期进行管理，如图10所示。

5.8 机动应急广播系统主要功能描述

机动应急广播系统，具备表1 中的功能，满足应急现场的各种服务能力。实现不同场景下的快速到场、快速搭建、快速部署、快速开展应急广播的各种功能。

图10 县地面电视台站应急广播适配系统

图11 机动应急广播系统内各模块逻辑关系

根据总体规划要求和县级技术规范要求，结合现场实际需要，小型机动应急广播车载平台，共包括7 个部分：机动制播、机动应急广播信号发生、现场扩音、应急通信、机动传输、机动发射、机动供电与配套保障，各系统模块间逻辑关系如图11所示。

5.9 新媒体发布平台主要功能描述

新媒体应急广播平台，向上对接应急广播平台，完成应急消息的接收，然后根据消息内容进行本地新媒体内容生产制作，生成适合在新媒体终端App 应用软件上呈现的应急广播消息格式，然后通过新媒体应急广播发布子系统进行应急广播消息发布，系统能力引擎组成如图12所示。

底层能力节点提供转码、录制、发布、剪辑等媒体功能，上层微服务实现统一管理接口的业务接入，如果有转流需求，此部分功能在业务微服务与能力点之间，或者直接集成于能力节点之上。各个接入输入输出使用统一的媒资描述协议。上层teris 工作流引擎，可以支持用户自定义的业务流程，按照流程自动执行任务，并可以对流程进行可视化配置管理，此服务还提供云管理接口。Portal 对外提供终端访问云服务。

表1

另外，新媒体发布平台可通过内部流程引擎接入多种媒体生产及发布节点，灵活实现业务。用户可以自行选择增加媒资处理流程节点及发布节点。

图12 新媒体发布平台系统能力引擎组成结构

图13 村村响系统对接方案

6 与原有平台及终端系统集成

原有大喇叭系统主要包括大喇叭（村村响）县级管控平台和部署在行政村的室内收扩机（含两至四个大喇叭）终端等，通过升级改造原有村村响管控平台，使其能够按照最新协议规范接收解析应急广播指令和消息内容，从而将其纳入新建应急广播系统统一进行调度和管控，对接方案如图13所示。

新建县级应急广播平台只需和原广播村村响管控平台完成软件对接，新建应急广播安全服务系统和原村村响证书管理及安全服务专用设备完成对接，其他原有前端硬件设备及村村响终端无需改造，均可利旧使用。完善原有村村响县、乡、村三级系统，将其纳入新建应急广播系统统一进行调度和管控。

图14 县级应急广播数字签名安全

7 安全体系

县级应急广播的数据安全采用国密算法的签名保护技术予以保证，数字签名安全保护体系包括县级应急广播平台安全服务系统，调频广播、有线数字电视、地面数字电视的前端，台站消息签名、验签模块，大喇叭系统县前端消息签名、验签模块，大喇叭系统乡、村前端指令签名、验签模块，调频广播、有线数字电视、地面数字电视终端和大喇叭系统终端中的验签模块等。数字签名安全保护体系框架如图14所示。