Способ оповещения населения, система оповещения населения для реализации этого способа и радиоприемное устройство для реализации этого способа Российский патент 2019 года по МПК H04W4/90 H04W4/12 

Предлагаемая группа изобретений относится к радиовещательным системам адресного оповещения населения о возможном наступлении стихийных бедствий и возникновении чрезвычайных ситуаций, угрожающих жизни людей.

Из уровня техники известны различные способы и технические решения, направленные на своевременное предупреждение населения о надвигающихся стихийных бедствиях: наводнениях, пожарах, землетрясениях, ураганах и т.д.

Известны патенты RU 2323547 (опубл. 27.04.2008, МПК H04Q7/22, H04B7/26) b RU 2501091 (опубл. 10.12.2013, МПК G08B21/10), в которых раскрыты технические решения, направленные на доведение до населения предупреждающей информации посредством сетей связи сотовых операторов. Сообщения поступают в виде буквенно-цифровых блоков и отображаются на экранах мобильных телефонов. Однако передаваемые короткие сообщения не являются приоритетными и при массовом оповещении населения крупных городов и поселков время доведения информации может составлять десятки минут, что может оказаться неприемлемым. Мобильный телефон может быть выключен, может быть вне зоны приема или оставлен в одежде, сумке и т.д., что также препятствует своевременному оповещению. Такие ситуации возникают при массовых мероприятиях, например, концертах, когда владельцы отключают свои мобильные телефоны.

Другим важным недостатком сетей мобильной связи является их архитектура построения, в основе которой лежит последовательное подключение базовых станций по принципу точка-точка. При повреждении одного из пролетов происходит отключение последующих базовых станций, в результате чего от системы оповещения могут быть отключены многие сотни и тысячи абонентов.

Другим известным способом является передача тревожной и предупреждающей информации через сети теле/радиовещания. Однако в случае возникновения чрезвычайных ситуаций очень часто происходит отключение питающих электросетей. Теле/радиоприемники, как правило, не оборудованы системами автономного питания и не могут быть использованы в таких условиях для оповещения. Существующее аналоговое вещание не позволяет также осуществлять адресную передачу тревожных сообщений для определенных групп населения. Часто теле/радиоприемники остаются выключенными во время передачи тревожных сообщений.

Похожая ситуация возникает и при использовании телефонных сетей общего пользования, т.к. современные стационарные телефонные аппараты, как правило, питаются от внешнего сетевого источника питания. При отключении питающей сети они перестают выполнять свои функции.

Известен способ оповещения больших групп населения с использованием системы передачи цифровых данных в радиовещательном канале FM радиостанций, описанный в европейском стандарте EN 50067 «Specification of the radio data system (RDS)». Стандартом предусмотрена передача коротких, до 64 символов текстовых сообщений, отображаемых на табло приемника (Radio Text); передачу буквенно-цифровых пейджинговых сообщений (Radio Paging); передачу сигналов оповещения (EWS, от Emergency Warning System). Перечисленные сервисы могут использоваться для информирования владельцев FM-приемников о надвигающихся угрозах. Недостатком такой системы является ограниченный буквенно-цифровой формат сообщений, которые могут быть своевременно не прочитаны и пропущены.

Из уровня техники известен способ и система адресного оповещения населения в случае возникновения лесных пожаров (см. заявку US 2012105243, опубл. 03.05.2012, МПК G08B21/10). В этой системе сообщения от управляющего центра раннего предупреждения посредством спутниковых или радиорелейных каналов передачи данных передаются в сеть специальных радиопередатчиков. Эти передатчики передают кодированные сообщения на радиоприемники в зоне своей ответственности в радиусе около 40 км. В передаваемой кодограмме присутствует адрес географической зоны, для которой предназначено сообщение и само сообщение. Радиоприемники, принимающие кодированное сообщение, содержат в памяти микроконтроллера адрес зоны, в которой они располагаются. В случае совпадения адресов в радиоприемнике формируется звуковой или визуальный сигнал оповещения.

Недостатком такого способа является необходимость в развертывании специальной узкоспециализированной сети передатчиков. Радиоприемники, принимающие сигналы оповещения, большую часть времени (недели, месяцы) находятся в режиме ожидания, что не позволяет своевременно произвести оценку их работоспособности и исправности. Кроме того, набор передаваемой информации ограничен.

Также из уровня техники известен способ оповещения (см. патент US 8213897, опубл. 03.07.2012, МПК H04M11/04), в котором используется сеть радиовещания. Сигналы оповещения поступают на радиосеть передатчиков, которые допускают передачу дополнительных данных. Такими возможностями обладают пейджинговые сети и сети FM радиовещания с каналом RDS. В связи с тем, что используемые радиосети для передачи дополнительных данных предоставляют низкоскоростной канал (например, для RDS скорость передаваемых данных составляет 1187,5 Бит/с), сигналы оповещения могут представляться только в буквенно-цифровом виде или в виде синтезированного звукового объявления. Для сокращения объема передаваемых данных в энергонезависимой памяти используемых приемников хранятся заранее подготовленные сообщения, для активации которых передается не само сообщение, а только код этого сообщения, хранящегося в памяти приемника. При расширении номенклатуры передаваемых сообщений предусмотрен режим обновления энергонезависимой памяти. В заголовках передаваемых кодограмм присутствует адрес географической зоны, для которой актуальны передаваемые сигналы оповещения. При совпадении передаваемого адреса с адресом приемника, хранящемся в энергонезависимой памяти приемника, формируется сигнал оповещения в виде звукового сигнала и включения сигнальной лампы.

Недостатком известного способа, из-за использования низкоскоростного канала передачи данных, является ограниченный по объему и своим возможностям контент оповещения, который может содержать только лимитированный по количеству знаков текст или короткий синтезированный голосовой сигнал. При возникновении неординарных ситуаций, коды которых не прописаны в энергонезависимой памяти и требующих ее срочного обновления, пересылка сигналов оповещения может быть приостановлена до момента завершения обновления. В результате возникшей задержки сигналы оповещения могут быть получены абонентом несвоевременно и с большим опозданием.

Известны другие способы передачи как буквенно-цифровой информации, так и другой разнохарактерной информации, реализованные в том же вещательном канале. Они применяются в системах цифрового радиовещания, например, в системах стандартов DAB+, DRM+, RAVIS, DVB-T2 и др. (см., например, стандарты ETSI EN 300 401 «Radio Broadcasting Systems; Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers»; ETSI TS 101 968 «Digital Radio Mondiale (DRM), Data application directory»; ГОСТ Р 54309-2011 «Аудиовизуальная информационная система реального времени РАВИС»; ETSI EN 302 755 «Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)»; Рихтер С.Г. «Цифровое радиовещание» – 2-е изд. М.: Горячая линия – Телеком, 2012).

Недостатком способов, использующих для передачи сигналов оповещения радиосеть передатчиков цифрового вещания, является большая потребляемая мощность быстродействующих аналого-цифровых преобразователей и процессоров, применяемых для сигнальной обработки и канального декодирования принимаемых сигналов. Как следствие, использование цифровых приемников для организации оповещения населения является достаточно проблематичным, так как в случае пропадания питающей сети они становятся неработоспособными, а для автономной работы требуется аккумуляторная батарея значительной емкости.

Наиболее близким аналогом является техническое решение, описанное в патенте US 7616942 (опубл. 10.11.2009, МПК H04M11/04, H04Q5/22, H04N7/10). Система включает в себя первую сеть радиопередатчиков (передатчики мобильной связи), вторую сеть радиопередатчиков (передатчики сообщений о погоде), центр генерации сигналов оповещения и предупреждения, базу данных с координатами размещения передатчиков мобильной связи (базовых станций), мобильные телефоны и специальные радиоприемные устройства для приема сигналов оповещения. Построение системы обеспечивает дистанционную активацию специальных радиоприемных устройств, находящихся в выключенном состоянии, и передачу на них сигналов оповещения.

Недостатком наиболее близкого аналога является использование для активации специальных радиоприемных устройств сигналов дополнительной сети радиопередатчиков, например, как отмечается в патенте, работающих на частоте 162 МГц (передатчики сообщений о погоде). Эти передатчики могут быть размещены в местах, отличных от мест расположения базовых станций используемой сотовой сети, могут отличаться рабочей частотой, мощностью и условиями прохождения излучаемых сигналов. В результате при активации приемного канала сотовой связи такого терминала, находящегося вне зоны действия сети, абонент не сможет принять сигналы оповещения. Или наоборот, абонент находится в зоне действия сети, а для сигнала активации он недоступен, т.к. абонент находится в зоне радиотени передатчиков активации. Другим недостатком является использование сотовой сети как базовой основы системы оповещения, ее топология, многие элементы которой построены по принципу точка-точка. Выход из строя одного из пролетов в условиях чрезвычайной ситуации может привести к невозможности передать сигналы оповещения многим тысячам абонентов.

Техническая проблема, на разрешение которой направлена заявленная группа изобретений, заключается в повышении надежности оповещения населения о возможном наступлении стихийных бедствий и возникновении чрезвычайных ситуаций.

Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в упрощении процесса оповещения населения о возможном наступлении стихийных бедствий и возникновении чрезвычайных ситуаций с одновременным повышением точности адресного оповещения населения и повышением вероятности оповещения людей, находящихся в зоне чрезвычайной ситуации.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что способ оповещения населения включает следующие этапы:

а) получение информации о чрезвычайной ситуации в центре 1 генерации сигналов оповещения;

б) подготовку центром 1 генерации сигналов оповещения на основании поступившей информации мультимедийного информирующего сообщения и кодограммы, включающей в себя по меньшей мере координаты зоны чрезвычайной ситуации;

в) передачу подготовленных мультимедийного информирующего сообщения и кодового активирующего сообщения посредством сети передачи данных 4 на серверы 7 приема и подготовки контента сети 6 вещательных радиопередатчиков;

г) определение посредством серверов 7 принадлежности координат зоны чрезвычайной ситуации к зонам вещания радиопередатчиков 8 сети 6 вещательных радиопередатчиков;

д) прерывание вещания основного контента радиопередатчиками 8, зоны вещания которых пересекаются с зоной чрезвычайной ситуации;

е) передачу выбранными радиопередатчиками 8 кодограммы активирующего сообщения в формате FM RDS на радиоприемные устройства 9, которая включает в себя по меньшей мере код активации и кодограмму координат зоны чрезвычайной ситуации;

ж) получение радиоприемными устройствами 9 кодового активирующего FM RDS сообщения;

з) определение принадлежности каждого из радиоприемных устройств 9 к зоне чрезвычайной ситуации на основании сопоставления сервером IoT 22 текущих координат радиоприемного устройства 9 и координат зоны чрезвычайной ситуации, и если координаты радиоприемного устройства 9 входят в число координат зоны чрезвычайной ситуации, то:

1) на работающих радиоприемных устройствах 9 запускают предупреждающее сообщение,

2) радиоприемные устройства 9, находящиеся в режиме ожидания, активируют посредством поступившего кода активации;

и) передачу радиопередатчиками 8 мультимедийного информирующего сообщения;

к) получение мультимедийного информирующего сообщения всеми радиоприемными устройствами 9, попавшими в зону чрезвычайной ситуации; и

л) воспроизведение мультимедийного информирующего сообщения радиоприемными устройствами 9.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается также в следующих частных вариантах реализации способа оповещения населения.

Дополнительно после этапа прерывания вещания основного контента до этапа передачи мультимедийного информирующего сообщения радиопередатчиками 8 может выдерживаться пауза, необходимая для активации радиоприемных устройств 9, находящихся в режиме ожидания.

Предупреждающее сообщение может быть мультимедийным сообщением.

Кодограмма активирующего сообщения может дополнительно содержать информацию о длительности мультимедийного информирующего сообщения, и на основании этих данных после этапа воспроизведения мультимедийного информирующего сообщения активированные радиоприемные устройства 9 могут снова переводиться в режим ожидания.

Для реализации заявленного способа с достижением заявленного технического результата предусмотрена система оповещения, включающая сеть 6 вещательных радиопередатчиков, содержащая серверы 7 приема и подготовки контента, связанные с радиопередатчиками 8; центр 1 генерации сигналов оповещения, связанный с серверами 7 приема и подготовки контента посредством сети передачи данных 4, при этом центр 1 генерации сигналов оповещения выполнен с возможностью обращения к базе данных, включающей идентификационные номера и координаты стационарных и мобильных радиоприемных устройств 9; зарегистрированные в базе данных радиоприемные устройства 9, включающие сервер IoT 22, блок приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1 и блок приема радиосигналов 18.2 с функцией приема RDS кодов.

Кроме того, для решения технической проблемы и достижения технического результата предусмотрено радиоприемное устройство, включающее антенну 10; средство коммутации принятого радиосигнала 13; блок приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1 включающий средство приема радиосигналов 14, первую беспроводную точку доступа 11 и средство хранения программного обеспечения 12, подключенные к цифровому сигнальному процессору 15; блок приема радиосигналов 18.2 с функцией приема RDS кодов, включающий средство преобразования частоты 19, преобразующее поступающий радиосигнал к радиосигналам FM диапазона частот, средство 20 приема радиосигналов FM диапазона, выполненного с возможностью приема RDS сигналов и средство 21 декодирования RDS сигналов, при этом средство преобразования частоты 19 подключено к средству 20 приема радиосигналов FM диапазона, а оно подключено к средству 21 декодирования RDS сигналов; сервер IoT 22; вторую беспроводную точку доступа 16, подключенную к серверу IoT 22; средство питания 26, причем выход антенны 10 подключен ко входу средства коммутации принятого радиосигнала 13, распределяющего принятый радиосигнал между блоком приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1 и блоком приема радиосигналов 18.2 с функцией приема RDS кодов, которые двусторонне подключены к серверу IoT 22, средство питания 26 также подключено к серверу IoT 22, а один из выходов сервера IoT 22 подключен к средству коммутации принятого радиосигнала 13 для управления его работой.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается также в следующих частных вариантах реализации радиоприемного устройства.

Блок приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1 может дополнительно включать средство воспроизведения звука 17.

Средство питания 26 может включать в себя аккумуляторную батарею и средство ее подзарядки.

К серверу IoT 22 дополнительно может быть подключен один или несколько блоков из числа: датчик присутствия, дымовой пожарный извещатель, датчик температуры, газовый детектор, датчик протечки, приемник ГЛОНАСС/GPS, метеостанция, дозиметр, сейсморегистратор, фото/видео камера.

К серверу IoT 22 дополнительно могут быть подключены средства освещения, знаки пожарной безопасности и эвакуационные знаки.

Предлагаемый способ оповещения населения, система оповещения населения и радиоприемное устройство для реализации этого способа, обеспечивают надежное оповещение населения в случае возникновения или возможности возникновения чрезвычайных ситуаций, угрожающих жизни людей. Высокая вероятность доведения сигналов оповещения обусловлена тем, что для передачи сигналов оповещения используется штатная вещательная сеть мощных радиопередатчиков. Эфирная передача сигналов оповещения осуществляется с тех же радиопередатчиков и в том же частотном диапазоне, что и основное вещание. Это гарантирует равнозначные условия прохождения как радиосигналов оповещения, так и сигналов основного вещания. Использование для передачи активационных сообщений для активации радиоприемных устройств, находящихся в режиме ожидания, технологии FM RDS в кратковременной паузе основного вещания позволяет наиболее простым и дешевым способом решить проблему дистанционной активации радиоприемных устройств, так как промышленность давно освоила выпуск недорогих чипов для приема FM RDS сигналов.

Далее настоящее изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 представлена структурная схема системы оповещения населения для реализации заявленного способа оповещения населения.

На фиг.2 представлена структурная схема радиоприемного устройства, при помощи которого осуществляется реализация заявленного способа оповещения населения.

На фиг.3 представлен пример расположения зоны чрезвычайной ситуации (прогнозируемой зоны чрезвычайной ситуации) относительно зон вещания радиопередатчиков вещательной сети.

На фиг.4 представлена блок-схема, поясняющая этапы способа оповещения населения.

Позициям на чертежах соответствуют следующие элементы.

1 - центр генерации сигнала оповещения. Он осуществляет сбор данных, касающихся возможных чрезвычайных ситуаций (наводнений, пожаров, ураганов и т.д.), формирует сигналы оповещения в форме мультимедийных информирующих сообщений, предназначенных для трансляции в средствах массовой информации. Является ключевой структурой геоинформационной системы оповещения населения.

2 - абонентская база данных. Содержит почтовые адреса и/или идентификационные номера зарегистрированных стационарных и мобильных радиоприемных устройств, используемых для оповещения населения.

3 - интернет портал регистрации абонентов. С помощью этого портала производится дистанционная регистрация радиоприемных устройств, используемых для оповещения населения.

4 - сеть передачи данных. Может включать в себя каналы, используемые для передачи мультимедийного контента, такие как сеть Интернет, телефонные сети общего пользования (ТфОП), радио-релейные линии связи (РРЛ), волоконно-оптические линии связи (ВОЛС), спутниковые каналы.

5 - служба вещания. Производит агрегацию и распространение мультимедийного контента посредством сети вещательных радиопередатчиков.

6 - сеть вещательных радиопередатчиков. Предназначена для ведения эфирной наземной трансляции общедоступных теле/радиоканалов.

7₁…7_N - сервера приема и подготовки контента к выпуску в эфир.

8₁…8_N - вещательные радиопередатчики.

9₁…9_K - зарегистрированные радиоприемные устройства, расположенные в географических зонах, охваченных теле/радиовещанием. Предназначены для приема общедоступного мультимедийного контента (в том числе информирующих сообщений). Географические зоны представляют собой участки земной поверхности, например, на топографической карте это могут быть квадраты масштабной сетки или соты, в которых обеспечивается уровень вещательных сигналов, достаточный для их уверенного приема. Пример географических зон приведен на фиг.3, на которой условно представлена сеть вещательных радиопередатчиков. Также на фиг.3 в виде многоугольника изображена прогнозируемая зона чрезвычайной ситуации. Многоугольник описывается вершинами с координатами X_iY_i.

10 - антенна.

11 - первая беспроводная точка доступа. Может работать по протоколу беспроводной связи WiFi IEEE 802.11 и осуществляет передачу принятого и декодированного мультимедийного вещательного контента на электронные приборы, такие как смартфон, цифровой телевизор, игровая приставка, планшетный компьютер и т.д. Также первая беспроводная точка доступа может быть использована для дистанционной настройки программно определяемого средства 14 приема радиосигналов на нужный теле/радиоканал посредством, например, смартфона или планшетного компьютера.

12 - средство хранения программного обеспечения. Хранит программное обеспечение, осуществляющее управление, прием и декодирование принимаемого мультимедийного вещательного контента.

13 - средство коммутации принятого радиосигнала. В штатном режиме (при наличии питающей сети) подключает антенну 10 ко входу средства 14 приема радиосигналов. В случае отключения питающей сети или нахождении блока приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1 в спящем режиме (режиме ожидания), подключает антенну 10 к средству 20 приема радиосигналов FM диапазона блока приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1.

14 - средство приема радиосигналов, например, тюнер с цифровым управлением. Осуществляет усиление, частотное и аналого-цифровое преобразование радиосигналов. Обеспечивает прием вещательных теле/радиосигналов в диапазонах их вещания.

15 - цифровой сигнальный процессор. Осуществляет канальное декодирование принятого цифрового потока и преобразование его к форме, доступной для воспроизведения стандартными пользовательскими устройствами.

16 - вторая беспроводная точка доступа. Подключена к серверу интернета вещей (далее – IoT). Предназначена для обмена данными между входящими в состав сети IoT сенсорами внешней среды, в число которых входят блоки приема радиосигналов 18.1 и 18.2, а также другие блоки и датчики 18.3 – 18.n и пользовательскими устройствами.

17 - средство воспроизведения звука. Посредством него осуществляется звуковое оповещение населения при поступлении информирующего сообщения.

18.1…18.n – блоки приема радиосигналов и другие проводные и беспроводные блоки и датчики, входящие в число сенсоров внешней среды сети IoT. Служат для информационного обеспечения сервера сети IoT 22. Блок 18.1 представляет собой блок приема цифровых вещательных радиосигналов и осуществляет прием главным образом цифровых вещательных радиосигналов, транслируемых в эфир. Второй блок 18.2 представляет собой блок приема радиосигналов с функцией приема RDS кодов и осуществляет прием кодовых активирующих сообщений стандарта FM RDS. Третий и последующий сенсоры 18.3…18.n могут быть выбраны из следующих: датчик присутствия, дымовой пожарный извещатель, датчик температуры, газовый детектор, датчик протечки, приемник ГЛОНАСС/GPS, метеостанция, дозиметр, сейсморегистратор, фото/видео камера.

19 - средство преобразования частоты. Осуществляет перенос спектра принимаемого радиосигнала в область рабочих частот средства 20 приема радиосигналов FM диапазона, обычно от 50 до 115 МГц. Использование такого преобразователя необходимо для цифровых вещательных систем, работающих в диапазонах отличных от FM RDS вещания (87,5…108 МГц). Например, система DAB+, работает в диапазоне 174…240 МГц, система DVB-T/T2 может работать в диапазоне 498МГц.

20 - средство приема радиосигналов FM диапазона, выполненное с возможностью приема RDS сигналов. Может представлять собой тюнер для приема как радиосигналов FM диапазона, так и RDS сигналов, передаваемых радиовещательными FM станциями на поднесущей 57 кГц.

21 - средство декодирования RDS сигналов. Производит декодирование RDS сигналов и выделение кодовой посылки для активации блока приема радиосигналов 18.1, в случае если он находится в режиме ожидания.

22 - сервер IoT. Осуществляет управление подключенными сенсорами внешней среды 18.1…18.n, сбор данных с этих сенсоров внешней среды с дальнейшей их обработкой. Позволяет включать подключенные средства освещения, знаки пожарной безопасности и эвакуационные знаки. Обеспечивает подключение автономного питания в случае отключения общей сети электропитания.

23 - сенсоры внешней среды сети IoT. Представляют собой разнообразные проводные и беспроводные датчики для информационного обеспечения сервера сети IoT 22.

24 - средства освещения, знаки пожарной безопасности и эвакуационные знаки. Информируют персонал, жильцов о путях эвакуации, местах нахождения противопожарных средств. Включаются по команде сервера IoT 22 при поступлении информирующего сообщения.

25 - аккумуляторная батарея. Предназначена для питания радиоприемного устройства при отключении питающей сети.

26 - блок питания и подзарядки аккумуляторной батареи. Осуществляет формирование необходимых питающих напряжений для всего радиоприемного устройства как от питающей сети, так и аккумуляторной батареи. Обеспечивает контроль напряжения аккумуляторной батареи и ее подзарядку. Препятствует глубокому разряду аккумуляторной батареи, формирует сигнал пропадания питающей сети для сервера IoT 22.

Способ оповещения населения, система оповещения населения и радиоприемное устройство работают следующим образом.

В обычном режиме, при отсутствии чрезвычайной ситуации, служба вещания 5 (фиг.1) через сеть передачи данных 4 отправляет мультимедийный вещательный контент на сеть 6 вещательных радиопередатчиков. Радиосигналы от радиопередатчиков 8 поступают на антенну 10 радиоприемных устройств 9. При активном состоянии блока приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1 радиосигналы через средство коммутации принятого радиосигнала 13 поступают на средство приема радиосигналов 14, где происходит их усиление, фильтрация, перенос на промежуточную частоту и аналого-цифровое преобразование. Оцифрованный сигнал промежуточной частоты поступает c выхода средства приема радиосигналов 14 на цифровой сигнальный процессор 15, который посредством программного обеспечения, загруженного в средство хранения программного обеспечения 12, осуществляет цифровую обработку и канальное декодирование принимаемого мультимедийного контента. Принятый контент посредством первой беспроводной точки доступа 11 передается на пользовательское устройство (например, смартфон или планшетный компьютер) для воспроизведения и прослушивания. Прослушивание также возможно через средство воспроизведения звука 17.

На основании поступающих данных о возможном стихийном бедствии или чрезвычайной ситуации центр 1 генерации сигналов оповещения определяет координаты возможной зоны чрезвычайной ситуации, которая аппроксимируется многоугольником с координатами вершин X_iY_i на топографической карте. В качестве примера на фиг.3 представлен многоугольник с координатами X₁Y₁…X₇Y₇, определяющий множество координатных точек, в которых прогнозируется возникновение стихийного бедствия или чрезвычайной ситуации.

Исходя из характера угрозы и координат прогнозируемой зоны чрезвычайной ситуации центр 1 генерации сигналов оповещения готовит мультимедийное информирующее сообщение и кодограммы, включающую в себя по меньшей мере координаты зоны чрезвычайной ситуации, которая в последующем используется для активации радиоприемных устройств 9, находящихся в режиме ожидания и попавших в зону чрезвычайной ситуации. Информирующее сообщение и кодограмма, включающая в себя по меньшей мере координаты зоны чрезвычайной ситуации (см. фиг.4), в цифровом виде поступают через сеть передачи данных 4 на серверы приема и подготовки контента 7 сети 6 вещательных радиопередатчиков.

Серверы приема и подготовки контента 7, получив информирующее сообщение и кодограмму, включающую в себя по меньшей мере координаты зоны чрезвычайной ситуации, от центра 1 генерации сигналов оповещения, определяют принадлежность множества координат точек своей зоны вещания к множеству координат точек, полученному в кодограмме и описывающему многоугольник с координатами вершин X_iY_i, ограничивающий предполагаемую зону чрезвычайной ситуации. Так, для приведенного на фиг.3 примера множество координатных точек предполагаемой зоны чрезвычайной ситуации попадает в зоны вещания вещательных радиопередатчиков 8₁, 8₂, 8₆, 8₇.

Далее, по результатам анализа, только эти радиопередатчики передают кодограмму активирующего сообщения в формате FM RDS на радиоприемные устройства 9, которая включает в себя по меньшей мере код активации и кодограмму координат зоны чрезвычайной ситуации. Одновременно прерывается вещание отобранными радиопередатчиками 8 основного контента. После получения радиоприемными устройствами 9 кодового активирующего FM RDS сообщения производится определение принадлежности каждого из радиоприемных устройств 9 к зоне чрезвычайной ситуации на основании сопоставления сервером IoT 22 текущих координат радиоприемного устройства 9 и координат зоны чрезвычайной ситуации, и если координаты радиоприемного устройства 9 входят в число координат зоны чрезвычайной ситуации, то на работающих радиоприемных устройствах 9 запускается предупреждающее сообщение, например, видеозаставка «Ожидается важное сообщение МЧС», которая может дублироваться звуковым объявлением аналогичного содержания и прерывают трансляцию цифрового вещательного контента. На экранах пользовательских устройств (смартфонов, планшетных компьютеров и т.д.), подключенных по сети WiFi посредством первой беспроводной точки доступа 11 к блоку приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1, отображается видеозаставка, сопровождаемая звуковым объявлением, что привлекает внимание пользователей.

Параллельно с появлением предупреждающего сообщения и прерыванием вещания основного контента радиопередатчиками 8 посредством кода активации активируются радиоприемные устройства 9, находящиеся в режиме ожидания.

Для передачи кода активации и кодограммы координат X_iY_i зоны чрезвычайной ситуации используется стандартный частотно-модулированный сигнал с каналом передачи данных (FM RDS – Frequency Modulation Radio Data System), используемый в FM вещании. Этот сигнал кратковременно передается на той же частоте и тем же вещательным радиопередатчиком 8. Дополнительно такой сигнал может содержать информацию о длительности мультимедийного информирующего сообщения, и на основании этих данных после этапа воспроизведения мультимедийного информирующего сообщения активированные радиоприемные устройства 9 будут снова переводиться в спящий режим.

Как известно, стандартом EN 50067 «Specification of the radio data system (RDS)» предусмотрена передача коротких до 64 символов текстовых сообщений, отображаемых на табло приемника (Radio Text); передача буквенно-цифровых пейджинговых сообщений (Radio Paging); передача сигналов оповещения (EWS - Emergency Warning System). Это позволяет на основе информации, получаемой от центра 1 генерации сигналов оповещения, сформировать короткое кодовое активирующее сообщение для активации радиоприемных устройств 9, используя для этого любой из подходящих сервисов RDS. Необходимо отметить, что само информирующее сообщение при этом не передается. Передается только кодограмма, включающая в себя по меньшей мере код активации и кодограмму координат зоны чрезвычайной ситуации X_iY_i, а также опционально содержащая кодограмму длительности мультимедийного информирующего сообщения. Время, необходимое для передачи такого сигнала, может составлять менее 1 секунды.

Пауза в передаче транслируемого радио/телевизионного контента необходима, так как часть радиоприемных устройств 9, особенно в ночное время, может находиться в выключенном (неактивном) состоянии, и для их активации требуется время. Длительность паузы в зависимости от быстродействия используемого цифрового сигнального процессора 15 и времени загрузки программного обеспечения со средства хранения программного обеспечения 12 может составлять от 15 до 30 сек. По истечении паузы предупреждающее сообщение отключается и начинает передаваться информирующее сообщение, ранее подготовленное центром 1 генерации сигналов оповещения.

В случае, когда пользователь выключил радиоприемное устройство 9 или пропала питающая сеть, радиоприемное устройство 9 переходит в неактивное состояние (например, режим ожидания) с минимальной потребляемой мощностью. В этом режиме средство коммутации принятого сигнала 13 подключает антенну 10 через средство преобразования частоты 19 к входу средства 20 приема радиосигналов FM диапазона, также принимающего RDS сигналы, при этом полностью отключается питание блока приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1, отключается вторая беспроводная точка доступа 16, а сервер сети IoT 22 переводится в режим сна. Такой режим - обычный режим для сетевых серверов, применяемых в индустрии IoT. При этом питание радиоприемного устройства 9 осуществляется от аккумуляторной батареи 25.

При поступлении кодограмм, которые передаются во время паузы в передаче основного контента по тому же частотному вещательному каналу в формате FM RDS, сервер IoT 22 переходит в рабочий режим и запускает программу декодирования принимаемых RDS сигналов.

Для активации основного канала приема мультимедийных сигналов (блока приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1) необходимо выполнение следующих условий:

а) принадлежность координат стационарного радиоприемного устройства 9 к множеству координат зоны чрезвычайной ситуации, описываемому многоугольником X_iY_i;

б) принадлежность текущих координат мобильного радиоприемного устройства 9 к множеству координат зоны чрезвычайной ситуации, описываемому многоугольником X_iY_i.

В случае наличия датчика присутствия, подключенного к серверу IoT 22, возможна дополнительная проверка на наличие людей перед активацией радиоприемного устройства 9.

При выполнении указанных условий сервер IoT 22 дает команду на включение питания блока приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1. После загрузки программного обеспечения блок приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1 переходит в режим готовности и начинает принимать мультимедийное информирующее сообщение и воспроизводить его при помощи средства воспроизведения звука 17 или пользовательского устройства. Сервер IoT 22 может дополнительно включать средства освещения, знаки пожарной безопасности и эвакуационные знаки 24. Для экономии энергии аккумуляторной батареи 25 указанные средства и знаки 24 работают в мигающем режиме.

На основании кодограммы длительности мультимедийного информирующего сообщения сервер IoT 22 по окончании информирующего сообщения дает команду на отключение питания блока приема цифровых вещательных радиосигналов 18.1 и перевод радиоприемного устройства 9 снова в режим ожидания. При этом мигающая подсветка средств освещения, знаков пожарной безопасности и эвакуационных знаков 24 сохраняется до тех пор, пока не будет возобновлена подача электроэнергии.

Использование технологии IoT дает возможность существенно расширить функциональные возможности системы оповещения, добавляя возможность локального оповещения, необходимость которого возникает при чрезвычайных ситуациях локального характера, например, пожаре, утечке бытового газа, возникновении протечек в системах водоснабжения и водяного отопления, в случаях несанкционированного проникновения в помещение.

Перечень известных сенсоров внешней среды для сетей IoT постоянно пополняется новыми устройствами. Такими устройствами, в том числе, могут быть следующие датчики: датчик присутствия, дымовой пожарный извещатель, датчик температуры, газовый детектор, датчик протечки, приемник ГЛОНАСС/GPS, метеостанция, дозиметр, сейсморегистратор, фото/видео камера.

Подключение сервера IoT 22 к сети передачи данных 4 (сети Интернет) позволяет дистанционно контролировать состояние помещений и своевременно предупреждать население о возможных и возникающих чрезвычайных ситуациях. Наличие данных, собранных от сенсоров внешней среды, позволяет вырабатывать оптимальную стратегию выбора путей эвакуации людей, автоматически сообщая об этом посредством оповещения и включением соответствующих средств освещения, знаков пожарной безопасности и эвакуационных знаков. Организация локального оповещения таким методом минимизирует влияние человеческого фактора.

Сервер IoT 22 может осуществлять также временное документирование параметров внешней среды и создавать температурную карту помещений, на которой указаны поэтажные планы, распределение температуры в помещениях, уровень задымленности и наличие людей. Эта карта может высылаться по сети передачи данных 4 на вещательные радиопередатчики 8 и передаваться по служебному каналу передачи данных цифровых вещательных передатчиков на устройства (например, смартфоны, планшетные компьютеры и т.д.) пожарных расчетов. Таким образом, уже в пути пожарные расчеты получат объективную информацию об обстановке и смогут заранее выработать план действий по ликвидации пожара и спасению людей. При этом документирование параметров внешней среды может осуществляться на облачном сервере и быть доступным пользователям до момента выхода из строя сети IoT. Динамический режим воспроизведения температурной карты позволяет наглядно наблюдать источники возгорания и развитие пожара. Наличие у пожарных расчетов такой карты позволяет в значительной степени минимизировать субъективный фактор в принятии решений и ускорить оказание помощи пострадавшим.

Наличие, например, датчика присутствия позволяет активировать только те радиоприемные устройства, рядом с которыми находятся пользователи. Эта опция повышает энергосберегающие возможности предлагаемого радиоприемного устройства и увеличивает длительность его автономной работы.

Таким образом, взаимодействие с сетью IoT, отмеченное в описанных вариантах осуществления, позволяет выделить ряд преимуществ:

- используемые компоненты и программное обеспечение сети IoT изначально ориентированы производителем на низкую потребляемую мощность и невысокую цену;

- используемые протоколы обмена стандартизованы и охватывают полный спектр возможных приложений, от скоростных, необходимых для передачи видео высокого разрешения (например, протоколы WiFi IEEE 802.11), до низкоскоростных, достаточных для передачи команд управления и медленно меняющейся телеметрии (например, протоколы ZigBee IEEE 802.15.4, LoRaWAN);

- в используемых протоколах обмена предусмотрены специальные меры по шифрованию данных для обеспечения необходимого уровня безопасности;

- сети IoT являются масштабируемыми. Их можно наращивать и добавлять им новые функции по мере эволюционного развития системы оповещения;

- появляется возможность реализации объединенной сети оповещения населения, включающей в себя как систему централизованного, так и локального оповещения;

- обеспечивается дистанционный контроль за исправностью системы оповещения по сети Интернет.

Интеграция радиоприемного устройства с современными беспроводными гаджетами, такими как смартфон, планшетный компьютер и др., позволяет передавать информирующие сообщения их пользователям, находящимся, например, в разных комнатах домовладения, увеличивая тем самым вероятность доведения информирующего сообщения.

Компактность и многофункциональность заявленного радиоприемного устройства, дает возможность широко использовать его при оборудовании гостиниц, больниц, школ, домовладений, различных учреждений, кинозалов, развлекательных центров, пассажирских теплоходов и поездов, муниципального транспорта и т.д.

Развитая система адресации для отправляемых сигналов оповещения позволяет использовать заявляемое радиоприемное устройство при создании ведомственных систем предупреждения и оповещения на предприятиях с повышенной опасностью, например, предприятиях нефтехимии, добычи и транспортировки газа и нефти и т.д. В отличие от существующих систем сигналы оповещения поступают от внешнего радиопередатчика, который, как правило, располагается на значительном удалении от производственных объектов. Благодаря этому минимизируется вероятность его повреждения при глобальных производственных авариях.

Ежедневное использование заявляемого радиоприемного устройства для прослушивания и просмотра текущего радио/теле контента гарантирует его постоянную работоспособность и готовность к приему сигналов оповещения.

Изобретение относится к радиовещательным системам адресного оповещения населения о чрезвычайных ситуациях. Техническим результатом является повышение точности адресного оповещения населения и повышение вероятности оповещения людей, находящихся в зоне чрезвычайной ситуации. Упомянутый технический результат достигается тем, что для передачи сигналов оповещения используется штатная вещательная сеть мощных радиопередатчиков; эфирная передача сигналов оповещения осуществляется с тех же радиопередатчиков и в том же частотном диапазоне, что и основное вещание, что гарантирует равнозначные условия прохождения как радиосигналов оповещения, так и сигналов основного вещания. Использование для передачи активационных сообщений для активации радиоприемных устройств, находящихся в режиме ожидания, технологии FM RDS в кратковременной паузе основного вещания позволяет решить проблему дистанционной активации радиоприемных устройств. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ оповещения населения, включающий:

а) получение информации о чрезвычайной ситуации в центре (1) генерации сигналов оповещения;

б) подготовку центром (1) генерации сигналов оповещения на основании поступившей информации мультимедийного информирующего сообщения и кодограммы, включающей в себя, по меньшей мере, координаты зоны чрезвычайной ситуации;

в) передачу подготовленных мультимедийного информирующего сообщения и кодового активирующего сообщения посредством сети передачи данных (4) на серверы (7) приема и подготовки контента сети (6) вещательных радиопередатчиков;

г) определение посредством серверов (7) принадлежности координат зоны чрезвычайной ситуации к зонам вещания радиопередатчиков (8) сети (6) вещательных радиопередатчиков;

д) прерывание вещания основного контента радиопередатчиками (8), зоны вещания которых пересекаются с зоной чрезвычайной ситуации;

е) передачу выбранными радиопередатчиками (8) кодограммы активирующего сообщения в формате FM RDS на радиоприемные устройства (9), которая включает в себя, по меньшей мере, код активации и кодограмму координат зоны чрезвычайной ситуации;

ж) получение радиоприемными устройствами (9) кодового активирующего FM RDS сообщения;

з) определение принадлежности каждого из радиоприемных устройств (9) к зоне чрезвычайной ситуации на основании сопоставления сервером IoT (22) текущих координат радиоприемного устройства (9) и координат зоны чрезвычайной ситуации, и если координаты радиоприемного устройства (9) входят в число координат зоны чрезвычайной ситуации, то

1) на работающих радиоприемных устройствах (9) запускают предупреждающее сообщение,

2) радиоприемные устройства (9), находящиеся в режиме ожидания, активируют посредством поступившего кода активации;

и) передачу радиопередатчиками (8) мультимедийного информирующего сообщения;

к) получение мультимедийного информирующего сообщения всеми радиоприемными устройствами (9), попавшими в зону чрезвычайной ситуации;

л) воспроизведение мультимедийного информирующего сообщения радиоприемными устройствами (9).

2. Способ оповещения населения по п.1, в котором после этапа прерывания вещания основного контента до этапа передачи мультимедийного информирующего сообщения радиопередатчиками (8) выдерживают паузу, необходимую для активации радиоприемных устройств (9), находящихся в режиме ожидания.

3. Способ оповещения населения по п.1, в котором предупреждающее сообщение является мультимедийным сообщением.

4. Способ оповещения населения по п.1, в котором кодограмма активирующего сообщения дополнительно содержит информацию о длительности мультимедийного информирующего сообщения, и на основании этих данных после этапа воспроизведения мультимедийного информирующего сообщения активированные радиоприемные устройства (9) снова переводят в спящий режим.

5. Система оповещения населения, включающая:

- сеть (6) вещательных радиопередатчиков, содержащих серверы (7) приема и подготовки контента, связанные с радиопередатчиками (8);

- центр (1) генерации сигналов оповещения, связанный с серверами (7) приема и подготовки контента посредством сети передачи данных (4), при этом центр (1) генерации сигналов оповещения выполнен с возможностью обращения к базе данных, включающей идентификационные номера и координаты стационарных и мобильных радиоприемных устройств (9);

- зарегистрированные в базе данных радиоприемные устройства (9), включающие:

сервер IoT (22),

блок приема цифровых вещательных радиосигналов (18.1) и

блок приема радиосигналов (18.2) с функцией приема RDS кодов.

6. Радиоприемное устройство, включающее:

антенну (10);

средство коммутации принятого радиосигнала (13);

блок приема радиосигналов (18.1), включающий средство приема радиосигналов (14), первую беспроводную точку доступа (11) и средство хранения программного обеспечения (12), подключенные к цифровому сигнальному процессору (15);

блок приема радиосигналов (18.2) с функцией приема RDS кодов, включающий средство преобразования частоты (19), преобразующее поступающий радиосигнал к радиосигналам FM диапазона частот, средство (20) приема радиосигналов FM диапазона, выполненное с возможностью приема RDS сигналов, и средство (21) декодирования RDS сигналов, при этом средство преобразования частоты (19) подключено к средству (20) приема радиосигналов FM диапазона, а последнее подключено к средству (21) декодирования RDS сигналов;

сервер IoT (22);

вторую беспроводную точку доступа (16), подключенную к серверу IoT (22);

средство питания (26),

причем выход антенны (10) подключен к входу средства коммутации принятого радиосигнала (13), распределяющего принятый радиосигнал между блоком приема цифровых вещательных радиосигналов (18.1) и блоком приема радиосигналов (18.2) с функцией приема RDS кодов, которые двусторонне подключены к серверу IoT (22), средство питания (26) также подключено к серверу IoT (22), а один из выходов сервера IoT (22) подключен к средству коммутации принятого радиосигнала (13) для управления его работой.

7. Радиоприемное устройство по п.6, в котором блок приема цифровых вещательных радиосигналов (18.1) дополнительно включает средство воспроизведения звука (17).

8. Радиоприемное устройство по п.6, в котором средство питания (26) включает в себя аккумуляторную батарею и средство ее подзарядки.

9. Радиоприемное устройство по п.6, в котором к серверу IoT (22) дополнительно подключен один или несколько блоков из числа: датчик присутствия, дымовой пожарный извещатель, датчик температуры, газовый детектор, датчик протечки, приемник ГЛОНАСС/GPS, метеостанция, дозиметр, сейсморегистратор, фото/видеокамера.

10. Радиоприемное устройство по п.6, в котором к серверу IoT (22) дополнительно подключены средства освещения, знаки пожарной безопасности и эвакуационные знаки.