城市应急广播的瞬时性和安全性控制

城市应急广播的瞬时性和安全性控制

城市应急指挥系统通常是指城市公共突发事件的应急指挥信息平台。它具有高反应快速性、交易效率高、适应性强等特点。它是一个集图像信息接收、事件处理、资源规划、作战指挥于一体的综合应急指挥体系。城市应急指挥瞬时广播系统只是在城市应急指挥体系中,完成了一个最底层、却又是最不可或缺的角色配置,它能够实现在任意时间地点,指挥者都可以通过手机迅捷地启动“面向无数现场群众的大面积广播”,亲自进行语音广播讲话。1网络安全的控制在公共突发事件应急广播系统的实际运行中,必须要既能实现对终端接收器可靠而迅捷的远程控制,又能有效防止入侵者对终端接收器的恶意攻击,所以控制过程的安全问题是一个非常重要的问题,而实现安全有效的通信识别和可靠的远程控制响应,往往是解决这一问题的关键。同时,为了推进公共突发事件应急广播系统的社会化普及进程,也迫切需要采用一种安全可靠、成本低廉和极少维护的技术体系来解决上述问题。2设计理念2.1方案三:以应急指挥和信息发布为目标此方案提供了一种专用于公共突发事件应急广播系统的信号发送器和接收器以及使用双音频(DTMF)信号为握手信号的通信识别和控制响应的方法。可在工程和技术上彻底解决应急指挥和信息发布时困扰业内已久的综合性三大问题,即一并解决了易操作的大面积瞬时同步启动、可靠的远程控制和有效的防止非法入侵等问题。同时,此方案可充分利用城市无线广播网(FM广播)体系,信号发射系统可一次性建成,在信号有效范围内,系统终端接收器可数量无限。而终端接收器可直接植入各单位广播室,成本低、维护少,还能实现平战结合(用户平时广播不受影响,紧急时自行启动到应急广播),这样也有利于公共突发事件应急广播运行系统的社会化普及进程。2.2技术方法和方案2.2.1器的结构特点此方案设计制造了一种多功能、智能化的信号发送器和接收器的技术结构。它们相互配套、自动识别,可以确认指挥者的合法级别,可以重置通信识别密码,还可以方便地在用户接收器端设置多级别地址,以响应不同级别人员的控制指挥。2.2.2用户目标广播此系统采用如下技术方案:指挥者用手机或固定电话直接登录设在广播电台的此系统控制中心,经过密码和语音的身份识别后,登录者可继续用电话按键进行控制操作,控制信号经FM电台发射后被目标接收器接收,即可强行启动所有目标用户接收器,收听指挥者的应急广播。其中,根据此系统安全至上原则,第一,特别设计了虎符码验证机制和虎符码远程重置功能,所述虎符码是鉴别DTMF双音频信号控制指令真伪和级别的验证密码,因在每个用户接收器都有对应设置而得名,用来作为大面积同步控制的安全识别码。第二,特别设计了系统的日常巡检机制和巡检码远程重置功能,可作为用户接收器识别合法信号的保障措施。3实现方法3.1信号发送器的实现方法3.1.1主电源结构发送器结构见图1,其中,多路音频节目播放器DPQ和多个普通频点FM调制器FMt1～FMtn,是用于自办音频节目的配套设备。3.1.2语音信号传输模块图1中,T1,T2,…,Tn代表任意一个此系统的登录者,可以直接用手机或固话,经市话网Net拨打接入此系统。电话智能接入器Int是一台功能强大的计算机设备,可以自动进行来电铃流检测、摘挂机处理,可以实现语音提示、身份识别(密码认证+语音识别)、电话按键指令转发和登录者分级管理等功能。图1中双音频信号巡检码发生器XJ:当Int处于电话登录休眠状态时,XJ就不断产生双音频巡检码信号。即巡检码可用于指示Int的休眠工作状态。图1中的专用频点FM调制器FMtf和混频发射器Hs,用于对专用音频信号Vtf(电话按键等双音频信号和语音音频信号)进行调制后再进行混频发射,通过无线FM广播方式发送出去。当指挥者开启并使用系统中的多方通话功能时,即可方便地向突发事件的现场管理者询问情况,这样就较好地解决了指挥者与现场交流互动的问题。3.1.3虎符码远程控制指导1)巡检码验证机制。此系统休眠时,双音频巡检码发生器XJ会产生巡检码信号;当合法登录者接入后,此系统才被激活,XJ则产生巡检码解除的信号。此时,此系统接收器才能做好响应启动应急广播的准备。因此,该巡检码验证机制可有效地防止外来DTMF双音频信号的干扰和攻击。2)虎符码验证机制。在此系统中,合法登录者远程启动应急广播的命令中,要加入正确的虎符码才能生效,否则,接收器将拒绝接受控制命令。因此,通过虎符码的验证机制,可再次有效防止外来攻击者对此系统接收器的启停控制。3)巡检码、虎符码远程重置设计。合法登录者可以对应急广播系统发送器和接收器中内存的巡检码、虎符码进行重置,其重置操作是靠响应重置控制命令来实现的,命令可由登录者在手机的电话键盘上输入。4)DTMF双音频控制码信号的密文传递设计。为防止控制命令被截获、破译而使此系统遭受攻击,DTMF双音频控制码信号采用密文传递,其流程是:登录者在电话键盘上键入控制命令码→控制中心将控制命令明码加密为密文→发射→接收器接收→将密文解密为控制命令明码→进入接收器广播操控程序。5)总控中心高智能化处理设计。为了提高应急广播启动效率,精简指挥者在电话键盘上的操作,在此系统总控中心配置了高智能处理功能服务器,合法登录者只需在系统提示下做应答操作,即可完成远程启动控制。3.2系统信号接收机的实现方法3.2.1容器结构接收器结构见第98页图2。3.2.2巡检码和虎符码在图2中,FM解调器Ts接收到复合高频信号FMxout,并解调出特殊频点的专用音频信号Vtf,经双音频信号解码器Dfs,可将Vtf中所有的DTMF双音频信号解码BCD码,并直接输入到双音频控制码识别电路Ds。当Ds识别出上述BCD码仅为巡检码时,Ds就会设置“休眠状态”标志位,同时拒绝一切控制信号;当此系统被有效激活时,接收器会收到巡检码解除信号,因此Ds就立即取消“休眠状态”标志位,同时不再拒绝远程控制信号。当Ds识别出上述BCD码为“虎符码+级别地址码”的有效命令时,Ds就会向组合开关Sk发出自动开机或强行切换到应急广播频道的控制信号,此时系统登陆者的电话语音Dy就能通过Sk再经功率放大器Sp广播出来。当Ds接收到“虎符码+*”的BCD码后,Ds就会向组合开关Sk发出关机或回切到原来的广播节目频道的控制信号。当Ds接收到的BCD码是“重置巡检码”或“重置虎符码”的命令格式时,接收器就会用分离出的新码置换先前预存的旧码,即可完成巡检码或虎符码的改写重置。当Ds再次接收到仅为巡检码的BCD码后,接收器就又进入到应急广播拒绝启动的休眠状态。3.2.3多层面编码设计应急广播系统接收器的多级别地址码设计,可以响应不同级别指挥者的分别控制。4根据具体的设计一个群或群中一个区的地址码,如上三级地址的“群”或第24区ad3此系统的设计依据有:《GB-43111-84调频广播发射机校准》《米波调频广播发射机技术要求和测量方法》《GY15-84调频接收机标准》《民用建筑电气设计规范》。应用举例:在一个具有三级地址的接收器网络中,一级地址(Ad1)为一位(可取值0～9),命名为“群”;二级地址(Ad2)为二位(可取值00～99),命名为“区”;三级地址(Ad3)为二位(可取值00～99),命名为“位”。这样,网络中接收器的级别地址码均由5位十进制数构成(如:某级别地址码为21486,则表明它属于第“2”群(Ad1)、第“14”区(Ad2)、第“86”位(Ad3))。高级别的指挥员可以直接启动某个群或群中某个区。例如,一个属于第6群(Ad1)、第24区(Ad2)的二级指挥员,想启动自己辖区所有接收器,则需要在登录系统后,直接在手机上输入“他的二级虎符码(例如是38462)+Ad1群码(6)+Ad2区码(24)+#”即可,也可输入“38462624#”共9个键码,远程启动指令遂告发出。随后,网络中所有的接收器都将收到上述控制命令,但只有属于第6群、第24区的接收器才可被同时强行启动。5中心服务器应急广播系统信号发射结构见图3。1)电话接入:指挥者用手机经市话网拨入此系统“广播控制中心”。完成此项功能所需设备有:GSM无线接入固定平台、交换机1台、电话接入器1台。2)智能管理:中心服务器完成身份识别、用户分级管理、巡检码、虎符码应答操作等一系列工作。此项功能所需设备有:管理服务器1台、中心计算机1台、语音卡1块、专用USP电源1台。3)无线发射:中心服务器执行FM专用信号调制、电源切换、启动发射机等一系列操作。此项功能所需设备有:专用电源1台、FM频段全固态发射机1台、天线1副、馈线1根、卡装辅料1套。6语音/语音业务配合应急广播系统信号接收结构见第99页图4。1)无线接收:终端接收机接收到FM专用频点信号后,解调、解码出控制信号、语音信号等。完成此项功能所需设备有:信号接收器1台、专用天线1只、解调、解码器1台。2)信号识别与响应:控制指令合法性识别、电话语音转接、巡检码、虎符码重置、开关命令发出均在此完成。完成此项功能所需设备有:嵌入式通讯计算机1台、语音还原卡1块、组合开关控制装置1个。3)应急广播的强切与退出:让用户广播室设备强行切入或退出应急广播状态。完成此项功能所需设备有:专用电源管理器1台、音源切换控制器1台