CN102970089A - 紧急广播系统及其联动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧急广播系统及其联动方法，紧急广播系统接收来自应急部门的紧急广播信息，经处理后生成紧急广播消息发布到广播电视信号播出前端和发射台站，在广播电视信号中增加紧急广播消息供广播电视终端接收播放，使广大用户在第一时间了解紧急广播信息的内容。本发明提供的针对该紧急广播系统的联动方法，明确规定了该紧急广播系统的联动模型和各系统、模块、设备之间协同工作方式，实现紧急广播消息生成、发布、传输和播出，以及资源调度、发布效果分析等过程中的数据交互，实现紧急广播消息生成发布系统与外部系统，紧急广播消息生成发布系统内部各个模块，以及紧急广播播发专用设备之间简单高效的互联互通。

Description

紧急广播系统及其联动方法

技术领域

本发明涉及广播电视技术领域，具体涉及一种紧急广播系统及其联动方法。

背景技术

“紧急广播”，是指在面临突发公共事件时，利用广播电视系统向公众通告紧急事件的信息。基于广播电视系统向社会公众传播应急信息是进行快速广泛预警、及时通报灾情、协助防灾救灾的有效手段。

早在1963年，美国已开始建设连接数千个广播电视台、有线电视网、卫星广播系统的覆盖全美的紧急广播系统，称为“紧急报警系统”（EmergencyAlertSystem，简称EAS），利用紧急报警系统，当紧急情况发生时，美国总统能够借助其与全美国各州、各地区的公众进行沟通，例如发表电视讲话。联邦级的应急信息发布是由美国总统启动的，当总统决定发布全国性报警时，首先将这一信息传达给联邦紧急事务管理署，联邦紧急事务管理署接到指示后通过电话线路、光纤或卫星及其他技术手段把信息传给分布于全国各地的首要接入点。首要接入点将信息传给州转播台，州转播台监测首要接入点的紧急广播信号，看是否有信息需要州转播台中继转播。州转播台的信息再传给首要地方转播台。最终，地方首要转播台会把这些信息传达给全国数千个私营的广播机构，组织结构参见图1。

另外，日本是一个灾难多发的国家，为了不断提高灾害预警信息播报的及时性，降低灾害影响，日本十分重视发挥广播电视在应急管理中的作用，建立了“紧急警告系统”（Emergency Warning System，简称EWS），通过广播电视发布紧急信息。

日本紧急警报系统实际上由两套独立的系统组成，一套是紧急预警广播系统（Emergency Warning Broadcasting System，简称EWBS），一套是地震紧急速报系统（Earthquake Early Warning System，简称EEWS）。EWBS主要用于在提前预测到地震、海啸等灾害即将发生后，通过广播电视进行预警信息发布，其原理是通过一个高优先级的控制指令，控制广播电视接收机自动切换接收紧急警报信息。EEWS则主要用于发生大地震后第一时间（在几秒到几十秒内）将地震信息播报给公众，其原理是利用地震波P波、S波传输速度存在差异的特点，在已经监测到烈度5级以上地震后，快速、自动地通过广播电视将地震信息进行播报。紧急预警广播系统（EWBS）于1985年起投入使用，起初集成在模拟调频、中波广播、模拟地面电视系统中发布紧急预警信息。2003年，随着日本数字广播电视发展，紧急预警广播系统又实现了在数字地面电视广播系统中的自动播出。

以地震紧急速报为例，紧急警告系统播发报警信号的流程如下：

（1）日本气象厅部署在各地的地震仪感知到地震P波（即纵波）后马上传输至气象厅，由气象厅进行数据分析，预测地震烈度和规模；

（2）当某地地震烈度达到5级时，气象厅向NHK（日本放送协会，日本唯一的公共广播电视机构）发出地震紧急速报信息；

（3）NHK接到地震紧急速报信息后，通过对广播电视节目叠加字幕和切换报警音频的方式，第一时间将地震速报信息播发出去。

部署在NHK的前端处理器通过专用线路接收来自日本气象厅的地震报警信息，然后发送给播出中心和全日本7个NHK子台站中的专用服务器，再将该信息送入警报发生设备。警报发生设备触发电台、电视台的控制单元，控制单元将电脑图像制作器提供的图像叠加到现有的电视画面上，同时将声音信号发生器产生的声音信号与报警声混合，加入到现有的广播信号中。上述操作完全是自动化的，使得NHK能够在接收到日本气象厅地震警报信息后1～3秒内，就将地震警报播报给全体国民。

在我国，广播电视网是重要的基础信息网络，目前我国已建成了世界上覆盖人口最多，中央与地方相结合，有线、无线、卫星、互联网等多种手段并用，传统媒体和新兴媒体共同发展，覆盖全国、遍布城乡、通达千家万户的广播电视网。在我国现有的广播电视系统中，只有移动多媒体广播（CMMB）系统颁布了紧急广播标准，实现了播发紧急广播消息的功能。目前，对于我国广播电视行业在研的国家级紧急广播系统，由于广播电视基础技术的差异，无论美国的紧急报警系统EAS、日本国的紧急警告系统EWS，或是其它国家或地区的类似系统，都无法适用于我国的紧急广播系统研究，需要建立一种结合我国中央到地方的电视广播模式的紧急报警系统，用于紧急广播消息的传播。

发明内容

为了解决现有技术缺乏适于我国的紧急广播系统的问题，本发明提供了一种紧急广播系统及其联动方法。

一方面，本发明的紧急广播系统包括：紧急广播消息生成发布系统和紧急广播播发专用设备；其中，紧急广播消息生成发布系统包括：中央平台和地方平台，两者分别包括：紧急广播控制与消息生成模块，其接收来自紧急广播信息来源单位的紧急广播信息，根据需求生成紧急广播消息，并启动紧急广播消息发布流程；其中，中央平台接收来自中央紧急广播信息来源单位的紧急广播信息，地方平台接收地方紧急广播信息来源单位的紧急广播信息；紧急广播消息发布模块，其将来自紧急广播控制与消息生成模块的紧急广播消息进行格式封装，并根据资源和调度模块提供的资源调度方案，向指定的广播电视信号播出前端/发射台站正式发布，经消息发送设备发送出去；资源管理与调度模块，其建立紧急广播资源库，根据要求生成资源调度方案，传送至紧急广播控制与消息生成模块；发布效果综合分析模块，其收集紧急广播消息的发布效果数据，分析发布效果；以及,消息发送设备，其将来自紧急广播消息发布模块的紧急广播消息传送出去；紧急广播播发专用设备，部署在广播电视信号播出前端/发射台站，用于接收处理紧急广播消息并将其加入到广播电视信号中，紧急广播播发专用设备包括：消息接收设备：其接收来自消息发送设备的紧急广播消息，解析后传送至适配封装设备；其还收集紧急广播播发专用设备的运行状态数据和发布结果数据，反馈给紧急广播消息生成发布系统；适配封装设备：其对接收到的紧急广播消息进行信道适配和封装处理，然后传送给播出插入或切换设备，同时发出信号插入或切换的控制指令；以及播出插入或切换设备：其接收适配封装设备的紧急广播消息和控制指令，在广播电视信号中以数据插入或信源切换方式增加紧急广播消息，供广播电视接收终端接收播放；并且，所述中央平台通过卫星与部署在全国范围的广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备连接，所述地方平台通过光缆网与部署在本地的广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备连接，所述中央平台和地方平台通过专网连接。

另一方面，本发明还提供了一种基于上述紧急广播系统的联动方法，包括：对于紧急广播消息生成发布系统和紧急广播信息来源单位的信息源联动W01，数据在上传节点端首先进行加密处理，增加防篡改安全信息，紧急广播消息生成发布系统的紧急广播控制与消息生成模块接收到数据，对其解密后进行后续处理；紧急广播信息来源单位传递来的紧急广播信息选择性地符合以下内容格式：上传节点身份信息、来源单位、覆盖行政区域编码、紧急事件类型、紧急级别、发布时间、失效时间、发布频次、发布语言、消息内容、是否附属节目包、附属节目包格式、附属节目包个数、附属节目包长度；对于中央平台与地方平台的平台间联动W02，对数据交互节点的身份进行认证，身份认证的要素至少包括用户名和密码；所传递的紧急广播消息符合紧急广播消息生成技术规范；所传递的发布效果评估数据符合效果评估系统的数据格式；并且，至少支持文本、音频或图片数据传输；对于紧急广播消息生成发布系统向广播电视信号播出前端和发射台站传输紧急广播消息的消息传输联动W03，紧急广播消息生成发布系统通过消息发送设备，将加密后的紧急广播消息封装后以指定的传输方式发送，向广播电视播出前端/发射台站发送紧急广播消息数据，部署在广播电视播出前端/发射台站的消息接收设备接收紧急广播消息数据，并进行发送者身份验证，身份验证的要素至少包括用户名和密码；对收到的消息进行解包分析，对消息必须具备的数据项进行验证；对数据包的长度进行验证；当接收到消息发送设备发送的紧急广播消息数据包后，向紧急广播消息发布模块返回确认消息；对于部署在广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备向紧急广播消息生成发布系统回传信息的确认信息回传联动W04，消息接收设备对返回信息数据进行加密，以对称密钥为加密密钥加密回传的数据，以非对称密码传递会话密钥；在数据上传至发布效果综合分析模块时采用数字签名技术；对于发布效果采集设备与紧急广播消息生成发布系统的采集-发布联动W05，发布效果采集设备对采集到的数据进行加密，以对称密钥作为加密密钥加密回传的数据，以非对称密码传递会话密钥；在数据上传至发布效果综合分析模块的回传接口模块时采用数字签名技术；对于紧急广播控制与消息生成模块和紧急广播消息发布模块的生成-发布联动N01，采用局域网后台数据共享的方式实现；联动过程中，需要发布的紧急广播消息数据包自紧急广播控制与消息生成模块传递至紧急广播消息发布模块；对于紧急广播控制与消息生成模块和资源管理与调度模块的生成-调度联动N02，紧急广播控制与消息生成模块将调度需求信息发送给资源管理与调度模块，所述调度需求信息包含以下信息：事件类型、事件级别、目标区域、发布语言和发布形式；资源调度模块将生成的资源调度方案返回给控制与消息生成模块，包括需要调用的广播电视播出前端和发射台站资源列表；对于紧急广播消息发布模块和发布效果综合分析模块的发布-分析联动N03，紧急广播消息发布模块将紧急广播消息发布的相关信息发送给发布效果综合分析模块，所述相关信息包括发布需求、资源调度方案和发布开始时间；发布效果综合分析模块返回效果评估结果，返回的信息选择性的包含以下内容：评估时间、评估站点编码列表、覆盖面积比例和覆盖人口比例；对于紧急广播控制与消息生成模块和发布效果综合分析模块的生成-分析联动N04，发布效果综合分析模块将紧急广播发布效果评估结果输出给紧急广播控制与消息生成模块；对于紧急广播消息发布模块和消息发送设备的发布-发送联动N05，基于局域网传输XML文件方式实现，联动过程中数据传递的流向为自紧急广播消息发布模块向消息发送设备，传递的数据内容为需要发布的紧急广播消息数据；对于紧急广播消息接收设备和适配封装设备的接收-适配联动N06，通过以太网连接，紧急广播消息数据的传输根据紧急广播的发送时间和持续时间持续传输，无紧急广播时不发送数据；紧急广播消息数据采用字节流封包的形式进行传输，紧急广播消息接收设备通过以太网口，用户数据报协议UDP组播方式传输紧急广播消息。

本发明有益效果如下：

1、利用本发明的紧急广播系统接收来自应急部门的紧急广播信息，经处理后生成紧急广播消息发布到广播电视信号播出前端/发射台站，在广播电视信号中增加紧急广播消息，供广播电视终端接收播放，使广大用户在第一时间了解紧急广播信息的内容。

2、本发明提供的针对该紧急广播系统的联动方法，明确规定了该紧急广播系统的联动模型和内外部各个系统、模块、设备之间协同工作方式，其系统外部联动模型在需要发布紧急广播消息时实现紧急广播系统与应急部门的联动，与广播电视信号播出前端/发射台站的联动，最终将紧急广播消息发布于广播电视信号接收终端，并实现发布效果数据的反馈；系统内部联动模型能够使紧急广播系统实现紧急广播消息生成、发布、传输和播出，以及资源调度、发布效果分析等过程中的数据交互，实现紧急广播消息生成发布系统内部各个模块，以及紧急广播播发专用设备之间简单高效的互联互通。

附图说明

图1是本发明实施例美国紧急报警系统组织结构示意图。

图2是本发明实施例紧急广播消息发布流程图。

图3是本发明实施例紧急广播系统总体架构示意图。

图4为本发明实施例紧急广播系统外部联动模型示意图。

图5为本发明实施例紧急广播系统内部联动模型示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

首先介绍紧急广播消息发布的大致流程，参照图2，紧急广播信息来源部门（通常都是应急部门）将需要发布的紧急广播信息发送给紧急广播消息生成发布系统，紧急广播消息生成发布系统根据紧急广播信息的发布要求，生成紧急广播消息，传送给相关区域的广播电视信号播出前端/发射台站进行播发，由对应的广播电视接收终端（用户端）接收紧急广播消息的具体内容，以电视屏幕显示文字信息或图片、播放音、视频，收音机播放音频等形式展现。

图3为本发明实施例的紧急广播系统的总体架构示意图，紧急广播系统主要包括紧急广播消息生成发布系统和部署在广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备两部分，由这两部分完成紧急广播消息的生成、数据封装、发布、传输、接收和广播电视信号中插入或信号替换等业务，最后到达用户接收终端播出。

具体来讲，紧急广播消息生成发布系统包括中央平台和地方平台，中央平台用于处理来自中央紧急广播信息来源单位的紧急广播信息，地方平台用于处理来自地方紧急广播信息来源单位的紧急广播信息，中央平台和地方平台以专网（如干线网）连接。

中央平台包括：紧急广播控制与消息生成模块、资源管理与调度模块、紧急广播消息发布模块、发布效果综合分析模块，各模块完成特定功能，具体如下：

（1）紧急广播控制与消息生成模块：中央平台内的处理流程统一由紧急广播控制与消息生成模块予以控制，紧急广播控制与消息生成模块接收来自中央紧急广播信息来源单位的紧急广播信息，首先进行来源认证、格式和完整性校验，然后对信息进行解析、存储，再分析发布需求，根据发布需求和资源调度方案生成调度控制指令，按照紧急广播消息规范格式生成紧急广播消息，并启动紧急广播消息发布流程。

（2）紧急广播消息发布模块：将紧急广播控制与消息生成模块传来的紧急广播消息进行格式封装，并根据资源和调度模块提供的资源调度方案，向指定的广播电视信号播出前端/发射台站正式发布，经由消息发送设备发送到广播电视播出前端/发射台站系统。

（3）资源管理与调度模块：主要建立全国紧急广播资源库，根据事件级别、发布区域等发布需求、资源状况、资源调度策略等，生成资源调度方案，传送至紧急广播控制与消息生成模块。

（4）发布效果综合分析模块：收集系统中的效果采集设备采集的发布状态数据和消息接收设备反馈的发布状态数据，并与本级（中央级）资源调度方案或地方级反馈信息进行对比分析，利用评估算法评价紧急广播消息发布的总体效果，为优化资源调度方案和决定是否启动补发流程提供参考依据，可见，发布效果综合分析模块实现了紧急广播消息发布效果的收集、分析和评价。

（5）消息发送设备：将来自紧急广播消息发布模块的紧急广播消息通过卫星传输通道传送到广播电视信号播出前端/发射台站。

地方平台除规模较中央平台受限制之外，模块组成和相应功能与中央平台一致，包括紧急广播控制与消息生成模块、紧急广播消息发布模块、资源管理与调度模块和发布效果综合分析模块。地方平台接收到地方紧急广播信息来源单位的紧急广播信息后，经紧急广播控制与消息生成模块分析发布需求，生成紧急广播消息，通过光缆网传输通道传送到本地广播电视信号播出前端/发射台站。根据发布需求，地方平台可以直接调度地方资源发布紧急广播消息，即进入地方平台的发布流程进行发布；也可以在制定好资源调度方案之后，将生成的紧急广播消息和资源调度方案传送至中央平台，按照中央平台的发布流程进行发布，由中央平台将发布效果反馈给地方平台。

另一方面，本发明技术方案中的紧急广播播发专用设备，主要包括紧急广播消息接收设备、适配封装设备、播出插入或切换设备，部署在广播电视信号播出前端/发射台站，用于接收并处理来自中央平台或地方平台的紧急广播消息，并将通过数据插入或信源切换方式在广播电视信号中增加紧急广播消息进行播发。

（1）紧急广播消息接收设备：其接收来自中央平台或地方平台的消息发送设备发送的紧急广播消息，收到后对紧急广播消息进行解密、解析和校验，将结果传送至适配封装设备。同时，消息接收设备还收集紧急广播播发专用设备的运行数据、发布结果数据，将这些数据作为反馈信息回传给中央平台或地方平台供分析用，具体是通过GPRS回传给中央平台或地方平台的发布效果综合分析模块。

（2）适配封装设备：其对接收到的紧急广播消息进行信道适配和封装处理。适配封装设备对需要发布的紧急广播消息根据所要使用的广播电视信号传输覆盖信道和规定的标准进行封装，然后传送给播出插入或切换设备，发出信号插入或切换的控制指令。同时，向消息接收设备回传运行状态数据。

（3）播出插入或切换设备：其接收适配封装设备的控制指令，在广播电视信号中插入紧急广播消息，或将正常播出的广播电视信号源切换到紧急广播信号源用于播出。同时，向消息接收设备回传运行状态数据。

除此之外，在用户端，紧急广播消息以电视屏幕显示文字信息或图片、播放音、视频，或收音机播放音频等形式，展现于用户电视或广播终端，完成紧急广播消息的播发。另一方面，设置发布效果采集设备，其是采集紧急广播消息发布效果数据的终端设备，主要采集用户终端接收紧急广播消息时的消息接收状态和接收时间等效果方面的数据，通过GPRS等通讯方式回传反馈至对应的中央平台或是地方平台，供其中的发布效果综合分析模块处理分析。

以上，对本发明的紧急广播系统的紧急广播消息生成发布系统和紧急广播播发专用设备，连同紧急广播消息的发布流程进行了详细描述，利用本发明的紧急广播系统，可将来自中央或地方的紧急广播信息来源单位的紧急广播信息展现在用户终端上，使广大用户在第一时间了解紧急广播信息的内容。

为了使本发明的上述紧急广播系统与外部系统、以及紧急广播系统内部各模块设备之间较好的协同工作，本发明还提出了一种系统联动模型，明确规定了该紧急广播系统内外部各个系统、模块、设备之间的协同工作方式。

具体来看，针对该紧急广播系统的联动模型，其包括系统外部联动模型和系统内部联动模型，其中，系统外部联动模型界定了紧急广播消息生成发布系统与外部系统设备之间，以及中央平台和地方平台之间的联动关系和接口，系统内部联动模型界定了紧急广播消息生成发布系统内部各个模块之间，以及紧急广播播发专用设备之间的联动关系和接口。

如前所述，紧急广播系统包括紧急广播消息生成发布系统和紧急广播播发专用设备两部分，图4所示为紧急广播系统外部联动模型示意图，图5所示为紧急广播系统内部联动模型示意图，以下分别具体描述。

对于紧急广播系统外部联动模型，表1列出了其联动关系和接口界定。

表1紧急广播系统外部联动关系和接口界定

结合表1和图4，外部联动模型包括：紧急广播消息生成发布系统和紧急广播信息来源单位联动（W01，简称信息源联动）、中央平台与地方平台联动（W02，简称平台间联动）、紧急广播消息生成发布系统向广播电视信号播出前端/发射台站传输紧急广播消息的联动（W03，简称消息传输联动）、广播电视信号播出前端/发射台站向紧急广播消息生成发布系统回传信息的联动（W04，简称确认信息回传联动）、发布效果采集设备与紧急广播消息生成发布系统联动（W05，简称采集-发布联动）。

以下对W01-W05的联动方法作进一步描述。

1)W01（信息源联动）

紧急广播消息生成发布系统通过W01接收应急部门紧急广播信息，对信息数据包进行解析、认证、完整性校验，并将符合数据规范和完整性及安全性要求的消息包送入紧急广播控制与消息生成模块，将不符合要求的消息包发回给信息来源部门重新处理。

对本接口的要求主要包括数据格式规范、数据格式校验和安全认证等，就是要保证上传节点上传至紧急广播消息生成发布系统的信息源联动数据内容的安全性和完整性，因此，数据在上传节点端应首先进行加密处理，增加防篡改安全信息，然后将加密后的数据上传至紧急广播控制与消息生成模块，紧急广播控制与消息生成模块接收上传数据，对其解密后进行后续处理。

可选地，紧急广播信息来源单位传递来的紧急广播信息应符合以下内容格式：

上传节点身份信息（用户名）

来源单位

覆盖行政区域编码（国标，省级，可多个）

紧急事件类型（国标）

紧急级别（国标）

发布时间（YYYY-MM-DD h24:mm:ss）

失效时间（YYYY-MM-DD h24:mm:ss）

发布频次

发布语言

消息内容（音频、文本）

是否附属节目包

附属节目包格式

附属节目包个数

附属节目包长度

2)W02（平台间联动）

紧急广播系统平台采用中央平台与地方平台分级体系，依据属地响应原则，中央平台通过卫星通道向全国范围内的广播电视信号播出前端/发射台站传输紧急广播消息，实施全国发布或区域发布；地方平台发布方式有两种，一是通过地面传输网络实施本地广播电视播出前端和发射台站的紧急广播消息发布；二是地方平台将需要发布的紧急广播消息上传至中央平台，利用卫星通道向本地地面传输网络无法通达的广播电视信号播出前端/发射台站传输紧急广播消息，实施紧急广播信息发布。

因此中央平台与地方平台的联动主要包括以下几个方面：一是中央平台与地方平台的紧急广播消息传递，包括中央平台-地方平台-播出前端/发射台站和地方平台-中央平台-卫星系统-播出前端/发射台站等消息传递流程；二是中央平台与地方平台的相关数据传递，如地方平台发布效果评估结果上传等。

基于以上考虑，中央平台与地方平台间需要通过W02实现中央平台与地方平台间的互联互通和数据双向交互，可基于专用网络进行连接，在进行数据交互时，要求对数据交互节点的身份进行认证，身份认证的要素至少应包括用户名和密码，只有通过身份验证的数据交互节点传输的数据才会被中央平台或地方平台接收并处理；并且，通过W02传递的紧急广播消息必须符合紧急广播消息生成技术规范，通过W02传递的发布效果评估数据必须符合效果评估系统的数据格式。

3)W03（消息传输联动）

紧急广播消息生成发布系统对需要发布的紧急广播消息进行审核和确认后，通过消息发送设备传送到广播电视信号播出前端/发射台站，播出前端/发射台站的消息接收设备接收并解析紧急广播消息，再传送给相应设备进行适配封装后，插入到相应的广播电视信号中进行播出。

因此，W03由紧急广播中央平台或地方平台的消息发送设备和播出前端/发射台站的消息接收设备具体实现。紧急广播消息发送设备负责接收紧急广播消息发布模块发送的紧急广播消息，按照指定的方式进行信道封装和发送，由消息接收设备进行接收、认证和处理。对W03的要求如下：

安全认证：消息接收设备对接收到的紧急广播消息进行发送者身份认证，身份验证的要素至少包括用户名和密码。

符合性检验：消息接收设备对接收到的紧急广播消息包进行协议完整性和符合性检验，确认消息体的按照指定格式封装，并且包含了紧急广播消息播发所需的信息。

信道封装：消息接收设备将紧急广播消息按照MPE包格式封装成TS流（Transport Stream，传输流），将封装后的TS流通过指定的信道传输方式进行发送。

信息加密：消息发送设备对封装后的TS流中的MPE包数据（包括MPE包头）进行指定加密算法加密。

发布确认：消息接收设备接收到紧急广播消息包后，应返回确认消息，包括：是否接收、身份认证结果、符合性检验结果、是否已处理等。

4)W04（确认信息回传联动）

部署在广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备需要将紧急广播消息播发结果信息反馈给紧急广播消息生成发布系统，包括紧急广播消息接收、解析的结果，封装适配设备操作的结果等。

W04由部署在广播电视信号播出前端/发射台站的消息接收设备和紧急广播消息生成发布系统中的发布效果综合分析模块来具体实现。消息接收设备和发布效果综合分析模块中的回传接口模块基于GPRS建立网络通道，由消息接收设备将紧急广播消息播发结果反馈至发布效果综合分析模块中的回传接口模块，需要反馈的信息包括紧急广播消息接收、解析的结果，封装适配设备操作的结果等。如果紧急广播消息传送异常，则需返回异常原因，可能的原因包括解密失败、安全认证失败、符合性检验失败、封装插入设备异常等。在进行数据交互时，消息接收设备需要对返回信息数据进行加密，加密过程采用对称密钥加密和非对称密钥加密相结合的形式，通过对称密钥作为加密密钥加密回传的数据，非对称密码传递会话密钥。在数据回传至发布效果综合分析模块时，可以采用数字签名技术，以防止数据在传输过程中被篡改或伪造。

5)W05（采集-发布联动）

发布效果采集终端利用消息发布效果数据采集和回传技术，将紧急广播消息发布通道类型、消息内容、终端接收时间等数据回传至发布效果综合分析模块的回传接口模块，为紧急广播消息生成发布系统对紧急广播消息的发布效果进行综合评估提供数据。

基于以上考虑，发布效果采集终端与紧急广播消息生成发布系统的联动接口W05，需要通过发布效果采集终端和发布效果综合分析模块（具体部件为回传接口模块）间的联动实现互联互通和数据双向交互。发布效果采集终端和发布效果综合分析模块的回传接口模块基于GPRS建立网络通道，在进行数据交互时，需要对数据进行加密，将采集终端采集到的数据通过对称密钥加密和非对称密钥加密相结合的形式进行加密，通过对称密钥作为加密密钥加密回传的数据，非对称密码传递会话密钥。在数据回传至发布效果综合分析模块的回传接口模块时，可以采用数字签名技术，防止数据在传输过程中被篡改或伪造。

利用上述紧急广播系统外部联动模型，可以在需要发布紧急广播消息时实现应急部门与紧急广播系统的联动，以及紧急广播系统与部署在广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备的联动，其中还考虑中央平台和地方平台的联动，最终将紧急广播消息发布于用户的广播电视接收终端，同时反馈发布效果数据。

对于紧急广播系统内部联动模型，表2中列出了其联动关系和接口界定。

表2紧急广播系统内部联动关系界定

如图5，为了便于描述紧急广播系统的内部联动关系，以紧急广播系统的中央或地方的一个平台，以及广播电视信号播出前端/发射台站作为两个安全边界，分别界定紧急广播系统各模块之间的内部联动接口，以及部署在广播电视播出前端/发射台站内的紧急广播播发专用设备之间的联动接口。

结合表2和图5，内部联动模型包括：紧急广播控制与消息生成模块和紧急广播消息发布模块联动（N01，简称生成-发布联动）、紧急广播控制与消息生成模块和资源管理与调度模块联动（N02，简称生成-调度联动）、紧急广播消息发布模块和发布效果综合分析模块联动（N03，简称发布-分析联动）、紧急广播控制与消息生成模块和发布效果综合分析模块联动（N04，简称生成-分析联动）、紧急广播消息发布模块和消息发送设备联动（N05，简称发布-发送联动）、紧急广播消息接收设备和适配封装设备联动（N06，简称接收-适配联动）。

采用上述内部联动模型的N01-N06，能够实现紧急广播系统内部各模块设备之间的联动。

以下对N01-N06的联动方法作进一步详述。

①N01（生成-发布联动）

紧急广播控制与消息生成模块生成的紧急广播消息，需要传给紧急广播消息发布模块进行正式发布。N01通过两者间的数据交互实现，数据的传递在同一个局域网内进行，可采用基于网络的数据传输接口方式，也可采用后台数据共享的方式实现。联动过程中，需要发布的紧急广播消息数据包自紧急广播控制与消息生成模块传递至紧急广播消息发布模块。

②N02（生成-调度联动）

通过N02，紧急广播控制与消息生成模块将调度需求发送给资源管理与调度模块，发送的基本信息应包含如下方面：

事件类型，一般分为自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件。

事件级别，一般分为四级：Ⅰ级（特别重大）、Ⅱ级（重大）、Ⅲ级（较大）和Ⅳ级（一般）。

目标区域，是指紧急广播信息来源单位指定需要覆盖的区域。

发布语言，是指紧急广播消息内容的语种。

发布形式，是指紧急广播消息内容的形式，有文本和语音两种。

资源调度模块将生成的资源调度方案返回给控制与消息生成模块，其主要内容应包括：

调用资源台站列表，是指此次紧急广播消息发布需要调用的广播电视信号播出前端/发射台站的编码列表。

调用资源播出系统列表，是指此次紧急广播消息发布需要调用的广播电视信号播出前端/发射台站内的播出和发射系统编码列表，包括播出和发射系统专业分类编码。

③N03（发布-分析联动）

通过N03，紧急广播消息发布模块将紧急广播消息发布的相关信息发送给发布效果综合分析模块，信息内容主要包括：

发布需求。

资源调度方案。

发布开始时间。

发布效果综合分析模块返回效果评估结果，主要包括：

评估时间，是指从消息发送开始，到此次评估的持续时间。

评估站点编码列表，是指正确接收到此次紧急广播消息的评估站点编码。

覆盖面积比例，是指当前紧急广播消息有效覆盖的面积，与发布需求中预期覆盖面积的比例。

覆盖人口比例，是指当前紧急广播消息有效覆盖的人口数量，与发布需求中预期覆盖人口数量的比例。

④N04（生成-分析联动）

发布效果综合分析模块通过发布效果采集终端的回传数据和发布状态数据，结合效果评估指标体系和算法，对整个发布效果进行过程评估和综合评估，并通过N04将过程评估结果输出给紧急广播控制与消息生成模块。

⑤N05（发布-发送联动）

紧急广播消息由紧急广播消息发布模块传递给消息发送设备，通过传输通道向广播电视信号播出前端/发射台站进行发送。消息发送设备对紧急广播消息发布模块发布的紧急广播消息封装成适合传输通道特性的格式，发送给传输通道进行传输。

紧急广播消息发布模块和消息发送设备通过N05进行数据交互，数据的传递在同一个局域网内进行，具体传递方法采用局域网传输XML文件方式实现。联动过程中数据传递的流向为自紧急广播消息发布模块向消息发送设备，传递的数据内容为需要发布的紧急广播消息数据。

⑥N06（接收-适配联动）

部署在广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播消息接收设备接收到紧急广播消息后，通过N06将接收到的紧急广播消息继续发送给适配封装设备进行处理。

紧急广播消息接收设备与适配封装设备之间需要传输的数据包括紧急广播消息和/或紧急广播音频，适配封装设备的运行状态数据需要反馈给消息接收设备。紧急广播消息接收设备与适配封装设备间通过以太网连接，紧急广播消息的传输根据紧急广播的发送时间和持续时间持续传输，无紧急广播时不发送数据。紧急广播消息数据采用字节流封包的形式进行传输，紧急广播消息接收设备通过以太网口，UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）组播方式传输紧急广播消息。

由于紧急广播控制与消息生成模块、紧急广播消息发布模块、资源管理和资源调度模块以及发布效果综合评估模块四个模块处于同一安全边界之内，同时在紧急广播消息生成与发布部署过程中，以上四个模块耦合度较高，并且在应用中倾向于将它们部署在同一个物理空间中，使用相同的后台系统，因此上述前四种（N01-N04）联动过程的数据传递即可以采用明文数据流传输的方式，也可以采用共享后台数据的方式，数据交互过程中的身份认证可以基于平台内统一的认证体系。

采用上述紧急广播系统内部联动模型的N01-N06，能够使紧急广播系统实现紧急广播消息生成、资源调度、消息发送、发布效果分析等过程中的数据交互，简单高效地实现了紧急广播消息生成发布系统内部各个模块之间，以及紧急广播播发专用设备之间的互联互通。

综上所述，广播电视领域中的紧急广播消息生成发布系统需要与应急部门、广播电视信号播出前端/台站系统进行系统联动，紧急广播系统中央平台与地方平台也需要互联互通，紧急广播系统内部各模块设备之间也需要进行数据交互，本发明提出了紧急广播系统，针对该紧急广播系统提出了联动模型和接口界定，将紧急广播系统的联动模型分为系统外部联动模型和系统内部联动模型，此外还确定了联动接口的数据交互方式，并与广播电视信号播出发射系统和广播电视接收终端配合，最终实现紧急广播消息的及时发布。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种紧急广播系统，其特征在于，包括：紧急广播消息生成发布系统和紧急广播播发专用设备；其中，

紧急广播消息生成发布系统包括：

中央平台和地方平台，两者分别包括：

紧急广播控制与消息生成模块，其接收来自紧急广播信息来源单位的紧急广播信息，根据需求生成紧急广播消息，并启动紧急广播消息发布流程；其中，中央平台接收来自中央紧急广播信息来源单位的紧急广播信息，地方平台接收地方紧急广播信息来源单位的紧急广播信息；

紧急广播消息发布模块，其将来自紧急广播控制与消息生成模块的紧急广播消息进行格式封装，并根据资源和调度模块提供的资源调度方案，向指定的广播电视信号播出前端/发射台站正式发布，经消息发送设备发送出去；

资源管理与调度模块，其建立紧急广播资源库，根据要求生成资源调度方案，传送至紧急广播控制与消息生成模块；

发布效果综合分析模块，其收集紧急广播消息的发布效果数据，分析发布效果；以及

消息发送设备，其将来自紧急广播消息发布模块的紧急广播消息传送出去；

紧急广播播发专用设备，部署在广播电视信号播出前端/发射台站，用于接收处理紧急广播消息并将其加入到广播电视信号中，紧急广播播发专用设备包括：

消息接收设备：其接收来自消息发送设备的紧急广播消息，解析后传送至适配封装设备；其还收集紧急广播播发专用设备的运行状态数据和发布结果数据，反馈给紧急广播消息生成发布系统；

适配封装设备：其对接收到的紧急广播消息进行信道适配和封装处理，然后传送给播出插入或切换设备，同时发出信号插入或切换的控制指令；以及

播出插入或切换设备：其接收适配封装设备的紧急广播消息和控制指令，在广播电视信号中以数据插入或信源切换方式增加紧急广播消息，供广播电视接收终端接收播放；

并且，所述中央平台通过卫星与部署在全国范围的广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备连接，所述地方平台通过光缆网与部署在本地的广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备连接，所述中央平台和地方平台通过专网连接。

2.如权利要求1所述的紧急广播系统，其特征在于，所述发布效果综合分析模块接收发布效果采集设备回传的紧急广播消息发布效果数据。

3.如权利要求1所述的紧急广播系统，其特征在于，所述播出插入或切换设备还向所述消息接收设备回传运行状态数据。

4.如权利要求1所述的紧急广播系统，其特征在于，所述适配封装设备还向所述消息接收设备回传运行状态数据。

5.如权利要求1所述的紧急广播系统，其特征在于，所述消息接收设备还收集所述紧急广播播发专用设备运行状态数据和发布结果数据，并将这些数据回传给所述发布效果综合分析模块。

6.如权利要求1所述的紧急广播系统，其特征在于，所述中央平台接收到紧急广播信息并生成紧急广播消息后，中央平台的资源管理与调度模块直接调度全国范围内的广播电视信号播出前端/发射台站资源进行紧急广播消息发布。

7.如权利要求1所述的紧急广播系统，其特征在于，所述地方平台接收到紧急广播信息并生成紧急广播消息后，地方平台的资源管理与调度模块直接调度本地的广播电视信号播出前端/发射台站资源进行紧急广播消息发布。

8.如权利要求1所述的紧急广播系统，其特征在于，所述地方平台接收到紧急广播信息并生成紧急广播消息后，地方平台通过资源管理与调度模块先制定资源调度方案，并将生成的紧急广播消息和资源调度方案传送至所述中央平台，由中央平台进行发布，并由中央平台将发布效果反馈给地方平台。

9.一种基于权利要求1的紧急广播系统的联动方法，其特征在于，包括：

对于紧急广播消息生成发布系统和紧急广播信息来源单位的信息源联动W01，数据在上传节点端首先进行加密处理，增加防篡改安全信息，紧急广播消息生成发布系统的紧急广播控制与消息生成模块接收到数据，对其解密后进行后续处理；紧急广播信息来源单位传递来的紧急广播信息选择性地符合以下内容格式：上传节点身份信息、来源单位、覆盖行政区域编码、紧急事件类型、紧急级别、发布时间、失效时间、发布频次、发布语言、消息内容、是否附属节目包、附属节目包格式、附属节目包个数、附属节目包长度；

对于中央平台与地方平台的平台间联动W02，对数据交互节点的身份进行认证，身份认证的要素至少包括用户名和密码；所传递的紧急广播消息符合紧急广播消息生成技术规范；所传递的发布效果评估数据符合效果评估系统的数据格式；并且，至少支持文本、音频或图片数据传输；

对于紧急广播消息生成发布系统向广播电视信号播出前端和发射台站传输紧急广播消息的消息传输联动W03，紧急广播消息生成发布系统通过消息发送设备，将加密后的紧急广播消息封装后以指定的传输方式发送，向广播电视播出前端/发射台站发送紧急广播消息数据，部署在广播电视播出前端/发射台站的消息接收设备接收紧急广播消息数据，并进行发送者身份验证，身份验证的要素至少包括用户名和密码；对收到的消息进行解包分析，对消息必须具备的数据项进行验证；对数据包的长度进行验证；当接收到消息发送设备发送的紧急广播消息数据包后，向紧急广播消息发布模块返回确认消息；

对于部署在广播电视信号播出前端/发射台站的紧急广播播发专用设备向紧急广播消息生成发布系统回传信息的确认信息回传联动W04，消息接收设备对返回信息数据进行加密，以对称密钥为加密密钥加密回传的数据，以非对称密码传递会话密钥；在数据上传至发布效果综合分析模块时采用数字签名技术；

对于发布效果采集设备与紧急广播消息生成发布系统的采集-发布联动W05，发布效果采集设备对采集到的数据进行加密，以对称密钥作为加密密钥加密回传的数据，以非对称密码传递会话密钥；在数据上传至发布效果综合分析模块的回传接口模块时采用数字签名技术；

对于紧急广播控制与消息生成模块和紧急广播消息发布模块的生成-发布联动N01，采用局域网后台数据共享的方式实现；联动过程中，需要发布的紧急广播消息数据包自紧急广播控制与消息生成模块传递至紧急广播消息发布模块；

对于紧急广播控制与消息生成模块和资源管理与调度模块的生成-调度联动N02，紧急广播控制与消息生成模块将调度需求信息发送给资源管理与调度模块，所述调度需求信息包含以下信息：事件类型、事件级别、目标区域、发布语言和发布形式；资源调度模块将生成的资源调度方案返回给控制与消息生成模块，包括需要调用的广播电视播出前端和发射台站资源列表；

对于紧急广播消息发布模块和发布效果综合分析模块的发布-分析联动N03，紧急广播消息发布模块将紧急广播消息发布的相关信息发送给发布效果综合分析模块，所述相关信息包括发布需求、资源调度方案和发布开始时间；发布效果综合分析模块返回效果评估结果，返回的信息选择性的包含以下内容：评估时间、评估站点编码列表、覆盖面积比例和覆盖人口比例；

对于紧急广播控制与消息生成模块和发布效果综合分析模块的生成-分析联动N04，发布效果综合分析模块将紧急广播发布效果评估结果输出给紧急广播控制与消息生成模块；

对于紧急广播消息发布模块和消息发送设备的发布-发送联动N05，基于局域网传输XML文件方式实现，联动过程中数据传递的流向为自紧急广播消息发布模块向消息发送设备，传递的数据内容为需要发布的紧急广播消息数据；

对于紧急广播消息接收设备和适配封装设备的接收-适配联动N06，通过以太网连接，紧急广播消息数据的传输根据紧急广播的发送时间和持续时间持续传输，无紧急广播时不发送数据；紧急广播消息数据采用字节流封包的形式进行传输，紧急广播消息接收设备通过以太网口，用户数据报协议UDP组播方式传输紧急广播消息。

10.如权利要求9所述的联动方法，其特征在于，对于所述消息传输联动W03，其中所述加密后的紧急广播消息按照MPE包格式封装成传输流TS流进行传输。

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