基于廣電的國家緊急預警廣播系統架構探討

李遠東，凌明偉

（1.浙江普陀廣播電視臺，浙江 普陀 316100；2.浙江傳媒學院，浙江 杭州 310018）

0 引言

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》第九篇第四十一章第七節明確“堅持預防與應急并重、常態與非常態結合的原則，建立健全統一指揮、結構合理、反應靈敏、保障有力、運轉高效的國家突發事件應急體系，提高危機管理和風險管理能力”[1]。“緊急預警廣播系統”即是國家突發事件應急體系和地方突發事件應急體系的重要組成部分，其在公共危機事件發生時提供迅速快捷的相關通報，是政府進行危機管理不可或缺的重要手段之一。其他各主要國家均已經建立并正在不斷完善其緊急廣播系統[2-3]，國內已有相關文章介紹了國外緊急廣播系統的主要特點（主要基于廣電系統、全程自動化、分級分區廣播、多語種呈現等）[4-7]，筆者在其基礎上，結合中國國情及廣播電視發展現狀與趨勢，并結合之前的一些相關研究成果與基礎[8-10]，對基于廣電的國家緊急預警廣播系統的架構進行探討。

1 基于廣電建立緊急預警廣播系統的優勢

緊急預警廣播系統必須能在短時間內將較準確的預警信息或緊急廣播信息覆蓋到國內某一地區盡可能廣的地域及盡可能多的群眾，以取得較大的社會效益，這些特殊要求正好與目前廣電的本質特點相契合，在信息準確度、信息安全播出、信息覆蓋面、信息廣播速度、信息權威性與公信力、網絡信息熵熱度等方面，廣播電視無疑具有很大的優勢，并且“下一代廣播電視網絡”建設和“三網融合”將更加凸顯這些優勢。

2 基于廣電的國家緊急預警廣播系統架構的探討

2.1 緊急突發事件的分類

一般而言，“緊急預警廣播系統”是指利用電子手段來發送、接收并處理緊急報警信息，以使人們對即將到來的災害有所警覺。但筆者認為，作為一種完善的應急機制，也為了更大限度地發揮廣電先天與后天的優勢，中國的緊急預警廣播系統應同時具有緊急事態下“預警廣播”和“緊急廣播”的功能，因為應急管理工作涉及到緊急突發事件的事前、事中、事后等各個階段，并且有的緊急突發事件能夠事先預測，有的則不能。據此，筆者認為，可將緊急突發事件分類為“需提前預警型”和“非提前預警型”。《國家突發公共事件總體應急預案》將緊急事件分為自然災害類、事故災難類、公共衛生事件類、社會安全事件類，其中的地震災害、自然災害等可劃分為“需提前預警型”，其余的則可劃分為“非提前預警型”，而對于前者，可通過“預警廣播”發布預警，對于后者，可通過“緊急廣播”發布相關信息，“預警廣播”和“緊急廣播”最好能在同一個緊急預警廣播系統中實現。

2.2 全自動化的預警廣播系統

在預警廣播（如地震預警、氣象災害預警）之中，相關預警信息到達群眾的時間越早越好，以盡可能減小災害造成的人員傷亡及財產損失，因此需要做到預警系統對預警信息隨時自動獲取、自動處理和自動發布。其次，要做到預警信息分級分區的發布，全國性的預警信息覆蓋全國地域內的群眾，地區性的預警信息則只能覆蓋本地區。另外，考慮到時間的緊迫性，系統在發布預警信息前，無須經過人工的審核，保證系統所獲取的預警信息的真實性在系統設計時就重點考慮。結合中國廣播電視臺的體制特點，給出一種全自動化的預警廣播系統的架構以供探討，如圖1所示。

系統架構的主要特點為：

1）能做到全國、省、市的分級分區的預警廣播。

2）由于采用有線電視IP城域網的虛擬專用通道及NGB干線網傳輸預警信息，能做到系統對預警信息的安全自動獲取。

圖1 全自動化的預警廣播系統架構

3）預警信息通過有線電視IP城域網的虛擬專用通道傳送至廣播電視臺的播控系統后，先經過預警服務器的自動處理，再自動播出到有線電視網絡、地面數字電視網絡、衛星電視網絡、互聯網電視集成播控平臺、手機電視集成播控平臺、CMMB的S波段與U波段網絡，實現對多種固定的或移動的多類型終端的全覆蓋。

4）在預警服務器中，預警圖像單元根據系統自動接收到的預警信息以及事先內置的格式模板，自動且快速地制作出相關地圖，排列出地震或氣象災害將要波及的地區地名；預警音頻單元根據系統自動接收到的預警信息以及事先內置的格式模板，自動并且快速地制作出相關音頻文件，其內容包括災害類型、等級以及波及的地區地名；觸發單元發送相關控制信號給電視播控系統與廣播播控系統，把由預警圖像單元自動生成的圖像疊加到正在播出的電視畫面之上，把由預警音頻單元自動生成的音頻文件與警報聲加入到正在播出的電臺廣播節目之中。

5）全國性的預警信息通過有線電視NGB國干網、有線電視NGB省干網傳送到省、市廣播電視臺的播控系統，省一級的預警信息通過有線電視NGB省干網傳送到市廣播電視臺的播控系統。

6）預警服務器還具有“新聞速報”功能。通過全臺網連接到部署于新聞中心的專用打印機，根據系統自動接收到的預警信息以及格式模板，制作并打印出相關新聞稿，用于新聞播出，這樣可提高廣播電視臺災害新聞的報道速度。為提示已經有相關新聞稿的自動生成，預警服務器可通過報警燈、報警揚聲器、LED顯示屏等通知正在值班的工作人員，若無工作人員值班，則可通過預置的3G模塊以短信方式告知相關工作人員。

2.3 預警廣播及緊急廣播雙重功能實現

大多數的緊急突發事件無法提前預警，并且對于可以提前預警的緊急突發事件的應急管理也不僅僅局限于“事前預警”，因此，除預警廣播功能以外，廣電應充分運用自身優勢，開發緊急廣播功能。筆者認為，預警廣播與緊急廣播業務在應用層面要盡量統一，而根據不同傳輸網絡的特點制定緊急預警廣播信息相應的傳輸規范，同時，以有線電視NGB的網絡數據中心（IDC）為緊急預警廣播系統前端，面向有線電視網絡、地面數字電視網絡、CMMB、直播衛星、互聯網電視等播出預警信息和緊急廣播信息。于是，筆者提出相關的系統架構，見圖2。

圖2 兼具預警與緊急廣播功能的系統架構

來自行業相關部門（如地震、氣象、海洋、交通、民政、衛生、林業等）的預警信息或緊急廣播信息通過有線電視城域VPN傳送到有線電視網絡公司的IDC，先由預警信息智能識別單元判斷所接收到的信息是否為預警信息：1）若不是（即為“緊急廣播信息”），則將緊急廣播信息傳送到緊急廣播系統（EAS）消息編輯平臺，由人工編輯生成緊急廣播消息，然后將其提交給EAS消息審核平臺，由人工對消息的來源、類型、級別、內容等進行審核與確認，再傳送至數據服務器，存儲、管理并播出緊急廣播消息。另外，對于上一級系統所發布的緊急廣播消息，通過“信息接收轉發平臺”及有線電視NGB骨干網傳輸至下一級系統；2）若“是”（即為“預警廣播信息”），則為了將預警信息盡快發送，直接將其自動轉發給數據服務器播出，并通過“信息接收轉發平臺”及有線電視NGB骨干網傳輸至下一級系統，然后自動播出。

2.3.1 圖像及字幕疊加系統

圖像及字幕疊加系統的參考架構如圖3所示，在有線電視前端IDC部署后，所有的有線電視、地面數字電視、衛星電視、互聯網電視等觀眾通過模擬電視機、數字電視一體機、數字電視STB等各種類型與型號的接收終端接收到預警信息或緊急廣播信息。

圖3 圖像及字幕疊加系統

系統自動接收到的預警信息或緊急廣播信息（文字、圖像）以文本、ASCII字符、圖片的形式存在，若為前兩者，則先將文本或ASCII字符轉換成圖片，再對圖片進行壓縮（編碼方式MPEG-2，H.264，AVS等可選，依傳輸網絡而自動適配），然后插入電視節目的TS之中，這種方式成本低，易于實現，利于安全播出，不影響電視視頻質量，無須額外頻帶或帶寬。

1）預警信息與緊急廣播信息的協議結構

可供參考的一種協議結構如圖4所示，對于在有線電視網絡、地面數字電視網絡、衛星電視網絡、互聯網電視、手機電視中傳輸的預警信息與緊急廣播信息均可采用此種協議結構。之中考慮到了信息的多種展現方式及多語種呈現，其中的“編碼字符集”采用GB2312—1980《信息交換用漢字編碼字符集基本集》中的相關定義，“語種”采用GB/T 4880《語種名稱代碼》中的相關定義。

2）觸發消息協議結構

由于在有線電視NGB實現全程全網之后，在A地有線電視IDC發布預警信息或緊急廣播信息時，A地的觀眾可能正在接受B地有線電視所提供的業務服務，因此就需要電視頻道的自動跳轉（通過在消息協議結構中定義“觸發”字段來實現），所以需要定義觸發消息及其協議結構，如圖5所示。

圖4 應急消息協議結構

圖5 觸發消息協議結構

由于地面數字電視不可能實現全程全網，因此不必定義觸發消息及其協議結構。對于互聯網電視，由于目前某個電視機廠商所生產的某個型號的互聯網電視機、智能電視機只能對接到某一個互聯網電視集成播控平臺，因此不必定義觸發消息及其協議結構，而目前手機電視集成播控平臺尚無定論，故是否要定義觸發消息及其協議結構，以后再靈活處理。

2.3.2 應急數據廣播系統

預警信息及已通過審核的緊急廣播信息從數據服務器輸出到如圖6所示的應急數據廣播系統，該系統再根據內置的內容模板自動且快速地制作出數據廣播節目，自動適配送入傳輸網絡。數據廣播輸出單元完成應急數據廣播內容到各種傳輸網絡的自動適配，數據廣播生成單元則自動制作出應急數據廣播內容。

為實現預警信息或緊急廣播信息在有線電視網絡、地面數字電視網絡、直播衛星網絡、移動電視網絡、互聯網電視、手機電視中的傳輸，可定義一種通用的應急數據語言格式廣播標記語言（Broadcast Markup Language，BML），作為一種參考，BML的主要構成模塊如表1所示。

圖6 應急數據廣播系統

表1 BML主要構成模塊

相關說明為：1）通過XHTML-CP對應急數據廣播應用界面的結構進行描述；2）通過C-CSS實現頁面布局；3）通過ECMAScript實現頁面交互與導航；4）通過Ajax完成應急數據廣播應用界面上局部內容的更新。

2.4 緊急預警廣播系統的擴展功能

1）更高級別的安全播出

可以采用兩級數字簽名，以公鑰證書中的數字簽名驗證證書的合法性與完整性，以預警信息、緊急廣播信息中的數字簽名驗證相關信息的合法性與完整性，但采用這種方式需要在接收終端預先內置相關處理模塊，目前的接收終端均不具備相關條件，如果外置，則又會面臨一些新的問題。

2）接收終端的自動激活

從技術原理上而言，很容易實現接收終端的自動激活，但需要在接收終端預先內置自動激活電路，目前的接收終端均不具備相關條件。

2.5 面向行業的緊急廣播系統

在發生緊急事件時，一些相關的行業部門需要召開緊急視頻會議，這可通過有線電視雙向網或CMMB進行，通過后者進行時，所開發的專用終端需內置3G模塊，以將會議現場音視頻傳輸至CMMB緊急廣播前端。

2.6 地方廣電緊急廣播的其他實現方式

為了盡可能擴大預警信息或緊急廣播信息的覆蓋范圍與人群，地方廣電可采用多種方式進行緊急預警廣播系統的建設，如FM共纜應急廣播“村村響”、城市LED大屏應急廣播、調頻SCA副信道應急廣播、網絡應急廣播、廣電的緊急預警廣播系統與小區或智能建筑中的緊急廣播系統鏈接等。

[1]中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要[EB/OL].[2011-01-16].http：//www.gov.cn/2011lh/content_1825838.htm.

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[9]李遠東.對我國廣電網絡開展緊急廣播的探討[J].廣播電視信息，2010，16（3）：89-91.

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