基于广电的国家紧急预警广播系统架构探讨

李远东，凌明伟

（1.浙江普陀广播电视台，浙江 普陀 316100；2.浙江传媒学院，浙江 杭州 310018）

0 引言

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》第九篇第四十一章第七节明确“坚持预防与应急并重、常态与非常态结合的原则，建立健全统一指挥、结构合理、反应灵敏、保障有力、运转高效的国家突发事件应急体系，提高危机管理和风险管理能力”[1]。“紧急预警广播系统”即是国家突发事件应急体系和地方突发事件应急体系的重要组成部分，其在公共危机事件发生时提供迅速快捷的相关通报，是政府进行危机管理不可或缺的重要手段之一。其他各主要国家均已经建立并正在不断完善其紧急广播系统[2-3]，国内已有相关文章介绍了国外紧急广播系统的主要特点（主要基于广电系统、全程自动化、分级分区广播、多语种呈现等）[4-7]，笔者在其基础上，结合中国国情及广播电视发展现状与趋势，并结合之前的一些相关研究成果与基础[8-10]，对基于广电的国家紧急预警广播系统的架构进行探讨。

1 基于广电建立紧急预警广播系统的优势

紧急预警广播系统必须能在短时间内将较准确的预警信息或紧急广播信息覆盖到国内某一地区尽可能广的地域及尽可能多的群众，以取得较大的社会效益，这些特殊要求正好与目前广电的本质特点相契合，在信息准确度、信息安全播出、信息覆盖面、信息广播速度、信息权威性与公信力、网络信息熵热度等方面，广播电视无疑具有很大的优势，并且“下一代广播电视网络”建设和“三网融合”将更加凸显这些优势。

2 基于广电的国家紧急预警广播系统架构的探讨

2.1 紧急突发事件的分类

一般而言，“紧急预警广播系统”是指利用电子手段来发送、接收并处理紧急报警信息，以使人们对即将到来的灾害有所警觉。但笔者认为，作为一种完善的应急机制，也为了更大限度地发挥广电先天与后天的优势，中国的紧急预警广播系统应同时具有紧急事态下“预警广播”和“紧急广播”的功能，因为应急管理工作涉及到紧急突发事件的事前、事中、事后等各个阶段，并且有的紧急突发事件能够事先预测，有的则不能。据此，笔者认为，可将紧急突发事件分类为“需提前预警型”和“非提前预警型”。《国家突发公共事件总体应急预案》将紧急事件分为自然灾害类、事故灾难类、公共卫生事件类、社会安全事件类，其中的地震灾害、自然灾害等可划分为“需提前预警型”，其余的则可划分为“非提前预警型”，而对于前者，可通过“预警广播”发布预警，对于后者，可通过“紧急广播”发布相关信息，“预警广播”和“紧急广播”最好能在同一个紧急预警广播系统中实现。

2.2 全自动化的预警广播系统

在预警广播（如地震预警、气象灾害预警）之中，相关预警信息到达群众的时间越早越好，以尽可能减小灾害造成的人员伤亡及财产损失，因此需要做到预警系统对预警信息随时自动获取、自动处理和自动发布。其次，要做到预警信息分级分区的发布，全国性的预警信息覆盖全国地域内的群众，地区性的预警信息则只能覆盖本地区。另外，考虑到时间的紧迫性，系统在发布预警信息前，无须经过人工的审核，保证系统所获取的预警信息的真实性在系统设计时就重点考虑。结合中国广播电视台的体制特点，给出一种全自动化的预警广播系统的架构以供探讨，如图1所示。

系统架构的主要特点为：

1）能做到全国、省、市的分级分区的预警广播。

2）由于采用有线电视IP城域网的虚拟专用通道及NGB干线网传输预警信息，能做到系统对预警信息的安全自动获取。

图1 全自动化的预警广播系统架构

3）预警信息通过有线电视IP城域网的虚拟专用通道传送至广播电视台的播控系统后，先经过预警服务器的自动处理，再自动播出到有线电视网络、地面数字电视网络、卫星电视网络、互联网电视集成播控平台、手机电视集成播控平台、CMMB的S波段与U波段网络，实现对多种固定的或移动的多类型终端的全覆盖。

4）在预警服务器中，预警图像单元根据系统自动接收到的预警信息以及事先内置的格式模板，自动且快速地制作出相关地图，排列出地震或气象灾害将要波及的地区地名；预警音频单元根据系统自动接收到的预警信息以及事先内置的格式模板，自动并且快速地制作出相关音频文件，其内容包括灾害类型、等级以及波及的地区地名；触发单元发送相关控制信号给电视播控系统与广播播控系统，把由预警图像单元自动生成的图像叠加到正在播出的电视画面之上，把由预警音频单元自动生成的音频文件与警报声加入到正在播出的电台广播节目之中。

5）全国性的预警信息通过有线电视NGB国干网、有线电视NGB省干网传送到省、市广播电视台的播控系统，省一级的预警信息通过有线电视NGB省干网传送到市广播电视台的播控系统。

6）预警服务器还具有“新闻速报”功能。通过全台网连接到部署于新闻中心的专用打印机，根据系统自动接收到的预警信息以及格式模板，制作并打印出相关新闻稿，用于新闻播出，这样可提高广播电视台灾害新闻的报道速度。为提示已经有相关新闻稿的自动生成，预警服务器可通过报警灯、报警扬声器、LED显示屏等通知正在值班的工作人员，若无工作人员值班，则可通过预置的3G模块以短信方式告知相关工作人员。

2.3 预警广播及紧急广播双重功能实现

大多数的紧急突发事件无法提前预警，并且对于可以提前预警的紧急突发事件的应急管理也不仅仅局限于“事前预警”，因此，除预警广播功能以外，广电应充分运用自身优势，开发紧急广播功能。笔者认为，预警广播与紧急广播业务在应用层面要尽量统一，而根据不同传输网络的特点制定紧急预警广播信息相应的传输规范，同时，以有线电视NGB的网络数据中心（IDC）为紧急预警广播系统前端，面向有线电视网络、地面数字电视网络、CMMB、直播卫星、互联网电视等播出预警信息和紧急广播信息。于是，笔者提出相关的系统架构，见图2。

图2 兼具预警与紧急广播功能的系统架构

来自行业相关部门（如地震、气象、海洋、交通、民政、卫生、林业等）的预警信息或紧急广播信息通过有线电视城域VPN传送到有线电视网络公司的IDC，先由预警信息智能识别单元判断所接收到的信息是否为预警信息：1）若不是（即为“紧急广播信息”），则将紧急广播信息传送到紧急广播系统（EAS）消息编辑平台，由人工编辑生成紧急广播消息，然后将其提交给EAS消息审核平台，由人工对消息的来源、类型、级别、内容等进行审核与确认，再传送至数据服务器，存储、管理并播出紧急广播消息。另外，对于上一级系统所发布的紧急广播消息，通过“信息接收转发平台”及有线电视NGB骨干网传输至下一级系统；2）若“是”（即为“预警广播信息”），则为了将预警信息尽快发送，直接将其自动转发给数据服务器播出，并通过“信息接收转发平台”及有线电视NGB骨干网传输至下一级系统，然后自动播出。

2.3.1 图像及字幕叠加系统

图像及字幕叠加系统的参考架构如图3所示，在有线电视前端IDC部署后，所有的有线电视、地面数字电视、卫星电视、互联网电视等观众通过模拟电视机、数字电视一体机、数字电视STB等各种类型与型号的接收终端接收到预警信息或紧急广播信息。

图3 图像及字幕叠加系统

系统自动接收到的预警信息或紧急广播信息（文字、图像）以文本、ASCII字符、图片的形式存在，若为前两者，则先将文本或ASCII字符转换成图片，再对图片进行压缩（编码方式MPEG-2，H.264，AVS等可选，依传输网络而自动适配），然后插入电视节目的TS之中，这种方式成本低，易于实现，利于安全播出，不影响电视视频质量，无须额外频带或带宽。

1）预警信息与紧急广播信息的协议结构

可供参考的一种协议结构如图4所示，对于在有线电视网络、地面数字电视网络、卫星电视网络、互联网电视、手机电视中传输的预警信息与紧急广播信息均可采用此种协议结构。之中考虑到了信息的多种展现方式及多语种呈现，其中的“编码字符集”采用GB2312—1980《信息交换用汉字编码字符集基本集》中的相关定义，“语种”采用GB/T 4880《语种名称代码》中的相关定义。

2）触发消息协议结构

由于在有线电视NGB实现全程全网之后，在A地有线电视IDC发布预警信息或紧急广播信息时，A地的观众可能正在接受B地有线电视所提供的业务服务，因此就需要电视频道的自动跳转（通过在消息协议结构中定义“触发”字段来实现），所以需要定义触发消息及其协议结构，如图5所示。

图4 应急消息协议结构

图5 触发消息协议结构

由于地面数字电视不可能实现全程全网，因此不必定义触发消息及其协议结构。对于互联网电视，由于目前某个电视机厂商所生产的某个型号的互联网电视机、智能电视机只能对接到某一个互联网电视集成播控平台，因此不必定义触发消息及其协议结构，而目前手机电视集成播控平台尚无定论，故是否要定义触发消息及其协议结构，以后再灵活处理。

2.3.2 应急数据广播系统

预警信息及已通过审核的紧急广播信息从数据服务器输出到如图6所示的应急数据广播系统，该系统再根据内置的内容模板自动且快速地制作出数据广播节目，自动适配送入传输网络。数据广播输出单元完成应急数据广播内容到各种传输网络的自动适配，数据广播生成单元则自动制作出应急数据广播内容。

为实现预警信息或紧急广播信息在有线电视网络、地面数字电视网络、直播卫星网络、移动电视网络、互联网电视、手机电视中的传输，可定义一种通用的应急数据语言格式广播标记语言（Broadcast Markup Language，BML），作为一种参考，BML的主要构成模块如表1所示。

图6 应急数据广播系统

表1 BML主要构成模块

相关说明为：1）通过XHTML-CP对应急数据广播应用界面的结构进行描述；2）通过C-CSS实现页面布局；3）通过ECMAScript实现页面交互与导航；4）通过Ajax完成应急数据广播应用界面上局部内容的更新。

2.4 紧急预警广播系统的扩展功能

1）更高级别的安全播出

可以采用两级数字签名，以公钥证书中的数字签名验证证书的合法性与完整性，以预警信息、紧急广播信息中的数字签名验证相关信息的合法性与完整性，但采用这种方式需要在接收终端预先内置相关处理模块，目前的接收终端均不具备相关条件，如果外置，则又会面临一些新的问题。

2）接收终端的自动激活

从技术原理上而言，很容易实现接收终端的自动激活，但需要在接收终端预先内置自动激活电路，目前的接收终端均不具备相关条件。

2.5 面向行业的紧急广播系统

在发生紧急事件时，一些相关的行业部门需要召开紧急视频会议，这可通过有线电视双向网或CMMB进行，通过后者进行时，所开发的专用终端需内置3G模块，以将会议现场音视频传输至CMMB紧急广播前端。

2.6 地方广电紧急广播的其他实现方式

为了尽可能扩大预警信息或紧急广播信息的覆盖范围与人群，地方广电可采用多种方式进行紧急预警广播系统的建设，如FM共缆应急广播“村村响”、城市LED大屏应急广播、调频SCA副信道应急广播、网络应急广播、广电的紧急预警广播系统与小区或智能建筑中的紧急广播系统链接等。

[1]中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要[EB/OL].[2011-01-16].http：//www.gov.cn/2011lh/content_1825838.htm.

[2]EAS and all-hazard warnings[EB/OL].[2011-01-15].http：//www.fas.org/sgp/crs/homesec/RL32527.pdf.

[3]EAS[EB/OL].[2011-01-15].http：//www.wpr.org/eas/DOC-278628A3.pdf.

[4]孔彬，袁丽华，李倜，等.亚太地区紧急广播系统发展现状调查[J].广播与电视技术，2008，35（5）：55-59.

[5]YASUSHI N，裘冠村，房磊.数据广播的地震与海啸信息业务[J].广播与电视技术，2008，35（5）：51-54.

[6]JEONG J H，裘冠村，房磊.韩国国家灾害监测中心紧急预警广播系统[J].广播与电视技术，2008，35（5）：49-50.

[7]张乃谦，金立标.浅议中国开展紧急广播建设应具有的特点[J].电视技术，2010，34（7）：4-7.

[8]赵小峰，董江华，李远东.地方广电开展紧急广播业务的研究与实践[C]//2009国际传输与覆盖研讨会论文集.杭州：中广协会技术工作委员会，2009：215-219.

[9]李远东.对我国广电网络开展紧急广播的探讨[J].广播电视信息，2010，16（3）：89-91.

[10]李远东，凌明伟.地方CMMB紧急广播的探讨[J].有线电视技术，2010，17（10）：71-73.