城市應(yīng)急廣播的瞬時性和安全性控制

城市應(yīng)急廣播的瞬時性和安全性控制

城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)通常是指城市公共突發(fā)事件的應(yīng)急指揮信息平臺。它具有高反應(yīng)快速性、交易效率高、適應(yīng)性強等特點。它是一個集圖像信息接收、事件處理、資源規(guī)劃、作戰(zhàn)指揮于一體的綜合應(yīng)急指揮體系。城市應(yīng)急指揮瞬時廣播系統(tǒng)只是在城市應(yīng)急指揮體系中,完成了一個最底層、卻又是最不可或缺的角色配置,它能夠?qū)崿F(xiàn)在任意時間地點,指揮者都可以通過手機迅捷地啟動“面向無數(shù)現(xiàn)場群眾的大面積廣播”,親自進行語音廣播講話。1網(wǎng)絡(luò)安全的控制在公共突發(fā)事件應(yīng)急廣播系統(tǒng)的實際運行中,必須要既能實現(xiàn)對終端接收器可靠而迅捷的遠程控制,又能有效防止入侵者對終端接收器的惡意攻擊,所以控制過程的安全問題是一個非常重要的問題,而實現(xiàn)安全有效的通信識別和可靠的遠程控制響應(yīng),往往是解決這一問題的關(guān)鍵。同時,為了推進公共突發(fā)事件應(yīng)急廣播系統(tǒng)的社會化普及進程,也迫切需要采用一種安全可靠、成本低廉和極少維護的技術(shù)體系來解決上述問題。2設(shè)計理念2.1方案三:以應(yīng)急指揮和信息發(fā)布為目標(biāo)此方案提供了一種專用于公共突發(fā)事件應(yīng)急廣播系統(tǒng)的信號發(fā)送器和接收器以及使用雙音頻(DTMF)信號為握手信號的通信識別和控制響應(yīng)的方法?？稍诠こ毯图夹g(shù)上徹底解決應(yīng)急指揮和信息發(fā)布時困擾業(yè)內(nèi)已久的綜合性三大問題,即一并解決了易操作的大面積瞬時同步啟動、可靠的遠程控制和有效的防止非法入侵等問題。同時,此方案可充分利用城市無線廣播網(wǎng)(FM廣播)體系,信號發(fā)射系統(tǒng)可一次性建成,在信號有效范圍內(nèi),系統(tǒng)終端接收器可數(shù)量無限。而終端接收器可直接植入各單位廣播室,成本低、維護少,還能實現(xiàn)平戰(zhàn)結(jié)合(用戶平時廣播不受影響,緊急時自行啟動到應(yīng)急廣播),這樣也有利于公共突發(fā)事件應(yīng)急廣播運行系統(tǒng)的社會化普及進程。2.2技術(shù)方法和方案2.2.1器的結(jié)構(gòu)特點此方案設(shè)計制造了一種多功能、智能化的信號發(fā)送器和接收器的技術(shù)結(jié)構(gòu)。它們相互配套、自動識別,可以確認指揮者的合法級別,可以重置通信識別密碼,還可以方便地在用戶接收器端設(shè)置多級別地址,以響應(yīng)不同級別人員的控制指揮。2.2.2用戶目標(biāo)廣播此系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案:指揮者用手機或固定電話直接登錄設(shè)在廣播電臺的此系統(tǒng)控制中心,經(jīng)過密碼和語音的身份識別后,登錄者可繼續(xù)用電話按鍵進行控制操作,控制信號經(jīng)FM電臺發(fā)射后被目標(biāo)接收器接收,即可強行啟動所有目標(biāo)用戶接收器,收聽指揮者的應(yīng)急廣播。其中,根據(jù)此系統(tǒng)安全至上原則,第一,特別設(shè)計了虎符碼驗證機制和虎符碼遠程重置功能,所述虎符碼是鑒別DTMF雙音頻信號控制指令真?zhèn)魏图墑e的驗證密碼,因在每個用戶接收器都有對應(yīng)設(shè)置而得名,用來作為大面積同步控制的安全識別碼。第二,特別設(shè)計了系統(tǒng)的日常巡檢機制和巡檢碼遠程重置功能,可作為用戶接收器識別合法信號的保障措施。3實現(xiàn)方法3.1信號發(fā)送器的實現(xiàn)方法3.1.1主電源結(jié)構(gòu)發(fā)送器結(jié)構(gòu)見圖1,其中,多路音頻節(jié)目播放器DPQ和多個普通頻點FM調(diào)制器FMt1～FMtn,是用于自辦音頻節(jié)目的配套設(shè)備。3.1.2語音信號傳輸模塊圖1中,T1,T2,…,Tn代表任意一個此系統(tǒng)的登錄者,可以直接用手機或固話,經(jīng)市話網(wǎng)Net撥打接入此系統(tǒng)。電話智能接入器Int是一臺功能強大的計算機設(shè)備,可以自動進行來電鈴流檢測、摘掛機處理,可以實現(xiàn)語音提示、身份識別(密碼認證+語音識別)、電話按鍵指令轉(zhuǎn)發(fā)和登錄者分級管理等功能。圖1中雙音頻信號巡檢碼發(fā)生器XJ:當(dāng)Int處于電話登錄休眠狀態(tài)時,XJ就不斷產(chǎn)生雙音頻巡檢碼信號。即巡檢碼可用于指示Int的休眠工作狀態(tài)。圖1中的專用頻點FM調(diào)制器FMtf和混頻發(fā)射器Hs,用于對專用音頻信號Vtf(電話按鍵等雙音頻信號和語音音頻信號)進行調(diào)制后再進行混頻發(fā)射,通過無線FM廣播方式發(fā)送出去。當(dāng)指揮者開啟并使用系統(tǒng)中的多方通話功能時,即可方便地向突發(fā)事件的現(xiàn)場管理者詢問情況,這樣就較好地解決了指揮者與現(xiàn)場交流互動的問題。3.1.3虎符碼遠程控制指導(dǎo)1)巡檢碼驗證機制。此系統(tǒng)休眠時,雙音頻巡檢碼發(fā)生器XJ會產(chǎn)生巡檢碼信號;當(dāng)合法登錄者接入后,此系統(tǒng)才被激活,XJ則產(chǎn)生巡檢碼解除的信號。此時,此系統(tǒng)接收器才能做好響應(yīng)啟動應(yīng)急廣播的準(zhǔn)備。因此,該巡檢碼驗證機制可有效地防止外來DTMF雙音頻信號的干擾和攻擊。2)虎符碼驗證機制。在此系統(tǒng)中,合法登錄者遠程啟動應(yīng)急廣播的命令中,要加入正確的虎符碼才能生效,否則,接收器將拒絕接受控制命令。因此,通過虎符碼的驗證機制,可再次有效防止外來攻擊者對此系統(tǒng)接收器的啟停控制。3)巡檢碼、虎符碼遠程重置設(shè)計。合法登錄者可以對應(yīng)急廣播系統(tǒng)發(fā)送器和接收器中內(nèi)存的巡檢碼、虎符碼進行重置,其重置操作是靠響應(yīng)重置控制命令來實現(xiàn)的,命令可由登錄者在手機的電話鍵盤上輸入。4)DTMF雙音頻控制碼信號的密文傳遞設(shè)計。為防止控制命令被截獲、破譯而使此系統(tǒng)遭受攻擊,DTMF雙音頻控制碼信號采用密文傳遞,其流程是:登錄者在電話鍵盤上鍵入控制命令碼→控制中心將控制命令明碼加密為密文→發(fā)射→接收器接收→將密文解密為控制命令明碼→進入接收器廣播操控程序。5)總控中心高智能化處理設(shè)計。為了提高應(yīng)急廣播啟動效率,精簡指揮者在電話鍵盤上的操作,在此系統(tǒng)總控中心配置了高智能處理功能服務(wù)器,合法登錄者只需在系統(tǒng)提示下做應(yīng)答操作,即可完成遠程啟動控制。3.2系統(tǒng)信號接收機的實現(xiàn)方法3.2.1容器結(jié)構(gòu)接收器結(jié)構(gòu)見第98頁圖2。3.2.2巡檢碼和虎符碼在圖2中,FM解調(diào)器Ts接收到復(fù)合高頻信號FMxout,并解調(diào)出特殊頻點的專用音頻信號Vtf,經(jīng)雙音頻信號解碼器Dfs,可將Vtf中所有的DTMF雙音頻信號解碼BCD碼,并直接輸入到雙音頻控制碼識別電路Ds。當(dāng)Ds識別出上述BCD碼僅為巡檢碼時,Ds就會設(shè)置“休眠狀態(tài)”標(biāo)志位,同時拒絕一切控制信號;當(dāng)此系統(tǒng)被有效激活時,接收器會收到巡檢碼解除信號,因此Ds就立即取消“休眠狀態(tài)”標(biāo)志位,同時不再拒絕遠程控制信號。當(dāng)Ds識別出上述BCD碼為“虎符碼+級別地址碼”的有效命令時,Ds就會向組合開關(guān)Sk發(fā)出自動開機或強行切換到應(yīng)急廣播頻道的控制信號,此時系統(tǒng)登陸者的電話語音Dy就能通過Sk再經(jīng)功率放大器Sp廣播出來。當(dāng)Ds接收到“虎符碼+*”的BCD碼后,Ds就會向組合開關(guān)Sk發(fā)出關(guān)機或回切到原來的廣播節(jié)目頻道的控制信號。當(dāng)Ds接收到的BCD碼是“重置巡檢碼”或“重置虎符碼”的命令格式時,接收器就會用分離出的新碼置換先前預(yù)存的舊碼,即可完成巡檢碼或虎符碼的改寫重置。當(dāng)Ds再次接收到僅為巡檢碼的BCD碼后,接收器就又進入到應(yīng)急廣播拒絕啟動的休眠狀態(tài)。3.2.3多層面編碼設(shè)計應(yīng)急廣播系統(tǒng)接收器的多級別地址碼設(shè)計,可以響應(yīng)不同級別指揮者的分別控制。4根據(jù)具體的設(shè)計一個群或群中一個區(qū)的地址碼,如上三級地址的“群”或第24區(qū)ad3此系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)有:《GB-43111-84調(diào)頻廣播發(fā)射機校準(zhǔn)》《米波調(diào)頻廣播發(fā)射機技術(shù)要求和測量方法》《GY15-84調(diào)頻接收機標(biāo)準(zhǔn)》《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》。應(yīng)用舉例:在一個具有三級地址的接收器網(wǎng)絡(luò)中,一級地址(Ad1)為一位(可取值0～9),命名為“群”;二級地址(Ad2)為二位(可取值00～99),命名為“區(qū)”;三級地址(Ad3)為二位(可取值00～99),命名為“位”。這樣,網(wǎng)絡(luò)中接收器的級別地址碼均由5位十進制數(shù)構(gòu)成(如:某級別地址碼為21486,則表明它屬于第“2”群(Ad1)、第“14”區(qū)(Ad2)、第“86”位(Ad3))。高級別的指揮員可以直接啟動某個群或群中某個區(qū)。例如,一個屬于第6群(Ad1)、第24區(qū)(Ad2)的二級指揮員,想啟動自己轄區(qū)所有接收器,則需要在登錄系統(tǒng)后,直接在手機上輸入“他的二級虎符碼(例如是38462)+Ad1群碼(6)+Ad2區(qū)碼(24)+#”即可,也可輸入“38462624#”共9個鍵碼,遠程啟動指令遂告發(fā)出。隨后,網(wǎng)絡(luò)中所有的接收器都將收到上述控制命令,但只有屬于第6群、第24區(qū)的接收器才可被同時強行啟動。5中心服務(wù)器應(yīng)急廣播系統(tǒng)信號發(fā)射結(jié)構(gòu)見圖3。1)電話接入:指揮者用手機經(jīng)市話網(wǎng)撥入此系統(tǒng)“廣播控制中心”。完成此項功能所需設(shè)備有:GSM無線接入固定平臺、交換機1臺、電話接入器1臺。2)智能管理:中心服務(wù)器完成身份識別、用戶分級管理、巡檢碼、虎符碼應(yīng)答操作等一系列工作。此項功能所需設(shè)備有:管理服務(wù)器1臺、中心計算機1臺、語音卡1塊、專用USP電源1臺。3)無線發(fā)射:中心服務(wù)器執(zhí)行FM專用信號調(diào)制、電源切換、啟動發(fā)射機等一系列操作。此項功能所需設(shè)備有:專用電源1臺、FM頻段全固態(tài)發(fā)射機1臺、天線1副、饋線1根、卡裝輔料1套。6語音/語音業(yè)務(wù)配合應(yīng)急廣播系統(tǒng)信號接收結(jié)構(gòu)見第99頁圖4。1)無線接收:終端接收機接收到FM專用頻點信號后,解調(diào)、解碼出控制信號、語音信號等。完成此項功能所需設(shè)備有:信號接收器1臺、專用天線1只、解調(diào)、解碼器1臺。2)信號識別與響應(yīng):控制指令合法性識別、電話語音轉(zhuǎn)接、巡檢碼、虎符碼重置、開關(guān)命令發(fā)出均在此完成。完成此項功能所需設(shè)備有:嵌入式通訊計算機1臺、語音還原卡1塊、組合開關(guān)控制裝置1個。3)應(yīng)急廣播的強切與退出:讓用戶廣播室設(shè)備強行切入或退出應(yīng)急廣播狀態(tài)。完成此項功能所需設(shè)備有:專用電源管理器1臺、音源切換控制器1臺