无线数据传输新技术DMB+在应急管理领域的应用

王国裕，陈雪飞，张红升，3，张 旭

（1.三江学院电子信息学院，南京 210028；2.重庆邮电大学光电工程学院，重庆 400065；3.南京义怀数据系统有限公司，南京 210038；4.南通赛恩斯智能科技有限公司，南通 226333）

新组建的国家应急管理部在最近事故处置和救灾中发挥了重要作用。正确认识和合理使用科技手段，可以减少事故发生，提高救援效率，使应急管理更有序，安全教育常态化。2019年6月四川宜宾地震中，有关部门通过电视屏幕、社区喇叭等多种方式进行了地震预警，有效的提醒了部分地区地震的信息。虽然我国地震预警网已覆盖6.6亿人口，但真正应用地震预警信息的人仅在4%左右，预警信息的传输仍然是重点问题[1]。可见在科技应用方面，还存在着误区和不足，导致我国应急管理压力大，有时候疲于奔命。这是一个事关应急管理战略方向的问题，应引起足够的重视。

首先要认识商业通信平台不能满足应急需要。几十年信息技术的发展使得大家习惯性地认为通信在任何时候都不会有问题，但实际上并非如此。手机和网络是民用技术，作为个人终端很有用。但是在人多时（超过基站容量），或在自然灾害发生时，手机和网络就不工作了[2]。2015年元旦前夜，上海数十万人聚集江边广场，手机早已瘫痪了，警察眼睁睁看着人越来越多，却无法提醒、疏散人群。洪水地震等自然灾害发生时，通信系统往往先被击垮。有时一个谣言可能导致一个城市或地区的通信中断数小时。正如有人总结的，手机等终端是“平时离不开，关键时刻靠不住”。所以，政府信息发布，尤其是应急管理，不能依赖商用通信系统，而需要独立可靠的平台，必须具备权威性、强制性、可靠性和受众性。

传统的天气预报和预警手段太过时了，效果远远不够，2019年4月12日深圳暴雨冲走施工人员的事故就说明了这一点。电视电台天气预报形式简单，几十年来基本没有变化，其收视率和影响逐步降低；最近几年，全国或地区几轮预警广播的建设，由于没有新意，花费了人力物力但所见成效并不理想；

通过短信和微信给大量人群发预报技术上就做不到，也容易被忽略，所以经常有群众抱怨没有及时收到灾害预报和预警[3]。在如今信息技术发达的条件下，完全可以采用数字多媒体新技术实现专业、全面、不间断、强制性的预报预警，实现最大范围的人群覆盖。

应急管理技术方面被忽略的问题还很多，如景区有线喇叭覆盖普遍不足，游客同时使用手机而使得通信基站堵塞以至管理瘫痪的隐患一直存在；消防广播基本流于形式，其标准很老旧了；对公众的安全教育缺乏有效的平台等等。

以上所有问题都可以通过无线数据传输新技术DMB+（digital multimedia broadcast plus）得以解决或改善。DMB+以无线方式同时向多个接收终端发送音频、文字、图片、视频等信息，具有独立于商用通信系统、传输覆盖范围广、系统维护简单的特点，可广泛用于各行各业，特别适合于应急管理和公共安全教育，一个系统可以实现多功能，包括预报预警、救灾指挥、紧急通讯、灾情发布、安民告示、安全教育和提示等。

虽然其他媒体形式也可以作为预警和应急信息发布，如商业广播电视、互联网、报纸杂志、手机等，但这些平台都有一个共同问题——用户选择权。广播电视用户可以选择其他娱乐节目，互联网上专业、严肃内容的点击率反而低，手机短信过于简单，加之互联网和手机短信上的垃圾内容过多，紧急事件会让人半信半疑。另外，技术上互联网和手机短信并不能及时到达所有用户，因此这些平台虽然可以在一定条件下起到预报和预警的作用，但效果并不理想。这也就是平台多了，预报和预警效果反而不如以前“大喇叭”的原因。

DMB+系统由发射台控制所有公共终端的开启，受众没有选择权，所播送的内容均为当地或本单位重要的信息，使之成为当地或单位“新闻发言人”的角色，群众自然会予以关注。严峻的治安形势需要管理机构有自己的话语权，在紧急情况发生时群众也需要聆听权威声音，否则一个谣言或恶作剧都可能造成大面积恐慌或事故。DMB+可以在关键时刻起到及时发布正确信息和安抚人心的作用，它能够体现专业性、权威性、受众性（覆盖范围内所有人）、可靠性和强制性（无用户选择权），是预报、预警和应急管理的最好的信息发布平台。

1 DMB+系统

DMB+基于数字音频广播DAB 技术发展成了一个可传播音频、图片、视频及文件、独立于商用网络、通用的无线数据传输通道[4]。DMB+是无线技术，从发射到终端几十公里均不需走线。无线技术中，Wi-Fi 较为常见，但Wi-Fi 只是最后几十米无线，Wi-Fi 的布线非常复杂，工程量大。DMB+无线技术彻底摈弃了工程布线的麻烦，也解决了Wi-Fi 系统不可靠，维护费和流量费高等诸多问题。DMB+独立于商用通信网络系统，增强了系统可靠性，使用、维护和管理简单，且没有流量费。同时，DMB+还是多媒体终端，所有的电子终端都可以驱动，DMB+信息发布终端[5]如图1所示，这有效增加了信息发布的灵活性和精准度。

图1 DMB+信息发布终端

DMB+系统分为发射和接收两个部分，发射系统由一套发射设备（主控发射机柜、信源编码器、上变频器及相关专用软件组成），终端设备主要是室外音柱音箱，室内智能喇叭、LED、LCD 电视屏等公共接收终端组成[6]。由于采用数字技术，一套系统设备能够同时传输多套节目，发布内容和形式可以各不相同，可根据具体需求选择接收终端，进行信息发布。

作为政府信息发布和应急管理应用，DMB+系统以公共终端为主，而非手机等个人终端。这是因为给众多手机发信息目前技术上尚不能做，手机所接收到的信息不具有权威性，许多不严肃不真实或似是而非的内容冲淡了重要和真实的信息。公共终端不仅具有权威性，而且放置在公共场所和入口等明显的位置连续播放，紧急时刻所有终端同时开启，产生声光电的震撼效果，保证了强制性和受众性，及时到达每一个人。

在公共区域大量放置LCD 和LED 屏、发布图文信息平时可以起到较好的宣传和安全教育及美化环境的作用，LED 屏用于宣传教育的展示效果如图2所示，LCD 屏用于信息发布的展示效果如图3所示。已经发现，视觉效果好于听觉效果（没有噪音污染），精心选择的图片和精炼的语言可以有效地传递信息，做到安全教育时时讲、天天讲，让群众一目了然，潜移默化。

图2 LED屏用于宣传教育

图3 LCD屏用于信息发布

2 预报、预警和应急管理

用DMB+可以建立起专业的、专用的天气和灾害预报、公共安全信息发布和预警、应急指挥体系，可以在第一时间发布信息和指令到最大的范围，比其它网络和媒介更快捷和有效；可以在通信、交通和电力完全中断的情况下，保持信息发布和命令下达的畅通，实现有效的救援指挥和灾区管理[7]。通过在地震多发区乡镇配备便携式发射装置，紧急情况下可以快速地发出求救信息，甚至实现与外界的双向通信，可保证从此大震大灾再无“孤岛”。

2.1 天气和灾害预报

用DMB+可以改进天气预报和灾害预警方式，分阶段循序渐进地发布针对性的预警和提示信息。图4、图5分别展示了广场中央安装了DMB+接收器的LED 屏对人流密度的提示信息，按等级进行预警，游客根据发布信息及时应对，有效避险。终端以公共终端为主，不仅有文本显示的LED 屏，还有喇叭、图片和视频显示屏及报警器等[8]，在公共场所、社区、工地和危化企业等公共区域广泛放置。以暴雨预警为例，可以在暴雨来临的前几天就进行预告，同时播放自然灾害的科普安全知识、逃生的路线、各种注意事项等；可以分层次、逐步深入地进行声、图、文结合的立体化预警，如提前提醒工地要防止积水，强调在大雨到来之前要提前撤离等等。

图4 LED屏展示蓝色预警

图5 LED屏展示红色预警

2.2 紧急预警和应急处置

在地震发生时或大雨降临前，启动声光电的各种终端的紧急预警（包括报警器），形成震撼效应。同时通过语音、文字和图示，指示群众及时撤离，提醒相关注意事项。

灾害发生后，公路沿途的LED 屏发布交通疏导信息，指挥求援车辆到达指定位置。疏散场地的公共终端，及时发布灾情、救灾情况、救助点管理、食品领取、医疗救护等信息，安定人心，有序管理。

消防人员、医疗人员和管理人员可以配发个人接收终端，在指挥部统一指挥下各司其职。

请注意在重大灾害发生时，其它通信网络和电力供应可能全部中断，而DMB+可能是唯一工作的信息发布系统，在应急救援紧急时刻发挥重要的作用。

2.3 应急通信

近年来的研究实现了DMB+双向通讯和自组网[9]等新功能，为灾害预警、紧急救援提供了新的技术方案。在灾难发生时，可以在无人机上安装便携式的DMB+基站作为中继，实现灾区和外界的通信。灾区内的DMB+基站可以将灾区情况发送到外界，便于外界掌握灾区情况，进行高效救援，同时，灾区内发布广播信息，安抚群众。这个结构既增强了本地信息覆盖范围、实现了远程通信，也可以将信息传递到其他网络，在应急情况下灵活配置，大大提高应急通信和救援的效果。

四川的几次大地震，都由于震中完全隔断而使得中央领导极为揪心，有了DMB+系统，如果震中紧急启用DMB+基站，就可以与外部建立通信联系（语音和视频通话）。

2.4 应急管理专网

DMB+双向通信的能力可以进一步扩充。基于DMB+基站的概念，可以建立全国范围的应急管理专网。通过这个专网，各地应急管理局可以互相交换数据。这样的专网不依赖于商业网络，专网专用，信息安全，在商业网络瘫痪时仍能工作。

DMB+专网的成本大大低于商业网络，其专网建设可以与各地的预报预警平台相融合，及共用DMB+发射设备，主要设备不需重复购置。

3 公共安全应用和安全教育

3.1 旅游景区公共安全

景区通常采用有线广播技术，有线喇叭覆盖普遍不足，游客同时使用手机而使得通信基站堵塞（手机打爆）以至管理瘫痪的隐患一直存在。DMB+是无线技术，与传统的有线广播相比，可节省巨额布线工程费用，而且扩展为多媒体终端[10]。同时，有着维护简单、不损坏原景区环境和设施等优点。

有了DMB+平台，旅游景区可以做到任何时间向任何地点播放信息和安全提示；平时的宣传、导游、科普信息发布使得作为景区更有政治高度和档次，更好地发挥“窗口单位”的正面影响。

3.2 学生素质教育和安全教育

通过众多的LED 屏和LCD 屏，以文字、图片和视频方式反复播放安全教育内容，产生潜移默化的影响。重邮保卫处和学生处在每个宿舍入口处安装了LCD 屏，不仅可以显示时间、天气、宿舍通知等日常信息，还用于提醒学生安全须知，预防诈骗等，图文信息显示界面如图6所示。三江学院在每个宿舍入口处安装了LED 屏，由DMB+推送重要通知和安全教育信息，在装扮宿舍的同时也保证了安全教育的全覆盖，该校LED 屏安全教育内容如图7所示。这些公共大屏具有权威性、强制性和受众性的特点，安全教育的效果显著好于网络和手机发布方式，是建设平安校园的创新技术手段。

某公安分局政委说，学生自律能力差，在家里家长常叮嘱，到学校后这些屏就起到同样的作用。重邮和三江学院在每个宿舍入口处都安装了LED 屏，相关通知和内容通过这些屏发送，保证了信息能及时发到每一个在校学生，“一个都不落下”，效果非常好。

图6 学生宿舍图文信息显示界面

图7 众多LED屏用于安全教育

3.3 危化企业安全提醒和教育

安全生产是工厂企业尤为重要的，特别是危险化工企业，需要时时提醒每一个员工注意安全。DMB+在安全教育、安全生产提醒、督促；突发事件预警、应急指挥；平时企业形象、企业管理、企业文化都有着很好的作用。

DMB+以无线方式驱动各类多媒体公共终端，通过文字、图片、视频和语音，全面地进行安全生产宣传、安全教育和提示，播放重要新闻、事务通知、文化活动。终端可以广泛放置在生产区域、门厅、通道等重要位置，也可伸展到广场、停车场、花园、食堂、宿舍等区域，多种展示效果如图8所示。在有突发事件时，系统可通过声、光、电的形式大强度发布预警，进而实现有效的应急指挥。

图8 文字、图片等用于安全教育

与危化企业相似，高校实验室是人、财、物比较集中的地方，是培养和建立严谨科研作风的最主要场所。安全教育需要天天讲、时时讲，需要融入到每个学生的日常学习和实验中去，养成习惯，变成自然，形成传统。同时，也必须保持安全教育和宣传工作的系统性和延续性。

4 DMB+的先进性和原创性

DMB+项目具有原创性。我们于2013年在世界上首次召开了“DMB 公共信息发布、预警和应急通信国际学术会议”[5][11]，作者近几年受邀出席了联合国亚太经互会和亚广联组织的预警救灾专题国际会议，做主题演讲。DMB+的具体原理在《科学通报》等期刊发表[12]。

DMB+技术成熟，已经成功用于大亚湾核电站预警系统和广州北京路商圈应急广播系统[13]，在重庆和江苏已有30多家单位采用，在城市综合治理和平安校园建设等方面发挥了重要作用[14]。如果DMB+在应急管理的更大范围使用，将产生巨大的社会效益，节省大量的人力物力。在人越多、终端越多的情况下，DMB+越有效、越起作用，特别适合我国人口众多、突发事件较多的国情。

5 结束语

本文阐述了无线数据传输新技术DMB+在应急管理领域的应用。基于DMB+系统可以建立专业的、专用的应急数据传输通道和管理系统，使国家应急管理更具专业性、权威性、受众性和可靠性。应急中心可以在灾害前通过音频、图片、视频等多种形式及时发布预警信息和指令到最大范围。在地震多发区乡镇配备便携式发射装置，紧急情况下快速地发出求救信息，可以实现与外界的双向通信，实现有效的救援指挥和灾区管理，可以大大提高应急信息覆盖范围，为抗震救灾应急通信和应急指挥提供新的技术方案。