章惠來(lái)

（作者單位：杭州圖南電子股份有限公司）

基于多網(wǎng)融合技術(shù)的市、縣級(jí)應(yīng)急廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

章惠來(lái)

（作者單位：杭州圖南電子股份有限公司）

設(shè)計(jì)研發(fā)多網(wǎng)融合應(yīng)急廣播系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)具備播出管理、多級(jí)可管插播、安全播出、回溯監(jiān)測(cè)、智能運(yùn)行和多網(wǎng)覆蓋等功能。融合多種傳輸手段，采用有線信號(hào)傳輸鏈路為主、無(wú)線覆蓋為應(yīng)急后備通道，結(jié)合IP網(wǎng)絡(luò)等多種傳輸形式，適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，達(dá)到全網(wǎng)覆蓋。

應(yīng)急廣播；廣播多網(wǎng)融合；智能應(yīng)急廣播；可視化應(yīng)急廣播

1　背景

黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視國(guó)家應(yīng)急廣播體系建設(shè)，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》將國(guó)家應(yīng)急廣播體系建設(shè)列入文化事業(yè)重點(diǎn)工程。

根據(jù)國(guó)家應(yīng)急廣播體系建設(shè)要求，設(shè)計(jì)研發(fā)多網(wǎng)融合應(yīng)急廣播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)具備播出管理、多級(jí)可管插播、安全播出、回溯監(jiān)測(cè)、智能運(yùn)行和多網(wǎng)覆蓋等功能。

2　建設(shè)原則

全數(shù)字村村響應(yīng)急廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)遵循以下原則。

2.1平戰(zhàn)結(jié)合

全市農(nóng)村應(yīng)急廣播體系既可以作為日常對(duì)農(nóng)廣播節(jié)目發(fā)布渠道，也是農(nóng)村應(yīng)急廣播體系的重要組成部分，能夠及時(shí)發(fā)布應(yīng)急信息，切實(shí)做到日常對(duì)農(nóng)廣播與應(yīng)急信息播發(fā)相結(jié)合。

2.2靈活聯(lián)動(dòng)

全市農(nóng)村應(yīng)急廣播體系與省應(yīng)急廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫有效銜接，統(tǒng)一聯(lián)動(dòng)。

2.3因地制宜

充分利用現(xiàn)有廣播電視傳輸覆蓋資源，業(yè)務(wù)與技術(shù)模式要緊密結(jié)合本地信息發(fā)布需求和本地的傳輸覆蓋網(wǎng)絡(luò)條件。

2.4開(kāi)放性和安全性統(tǒng)籌兼顧

既要確保開(kāi)放性和可擴(kuò)展性，不同廠家系統(tǒng)、設(shè)備能實(shí)現(xiàn)的互通互換，又要確保網(wǎng)絡(luò)和信息的安全，保證應(yīng)急廣播信息播發(fā)的權(quán)威性、嚴(yán)肅性。

3　框架結(jié)構(gòu)

3.1架構(gòu)思路

市、縣、鎮(zhèn)、村平臺(tái)統(tǒng)一管理、分級(jí)負(fù)責(zé)。

3.2信號(hào)傳輸思路

融合多種傳輸手段，采用有線信號(hào)傳輸鏈路為主、無(wú)線覆蓋為應(yīng)急后備通道，結(jié)合IP網(wǎng)絡(luò)等多種傳輸形式，適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，達(dá)到全網(wǎng)覆蓋。

3.3系統(tǒng)健壯性及安全性設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全防范、授權(quán)播發(fā)、數(shù)據(jù)備和回溯監(jiān)管等措施，增強(qiáng)系統(tǒng)健壯性及安全性。

3.4融合視頻監(jiān)控系，實(shí)現(xiàn)可視化智能應(yīng)急廣播

以廣播雙向網(wǎng)轉(zhuǎn)輸為基礎(chǔ)，結(jié)合“寬帶鄉(xiāng)村”項(xiàng)目，將農(nóng)村視頻監(jiān)控與應(yīng)急廣播容為一體，達(dá)到系統(tǒng)資源共享，操作平臺(tái)統(tǒng)一。

4　多網(wǎng)融合數(shù)字廣播技術(shù)方式及系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

多網(wǎng)融合數(shù)字廣播系統(tǒng)以IP傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，前端平臺(tái)各子系統(tǒng)之間、設(shè)備之間、分控接入平臺(tái)與服務(wù)平臺(tái)之間均采用IP技術(shù)互聯(lián)互通，并融合了DVB-C有線電視傳輸技術(shù)、DTMB地面數(shù)字電視覆蓋技術(shù)、調(diào)頻FM副載波通信技術(shù)、中波覆蓋技術(shù)、GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、電源管理、數(shù)字電話中繼、SIP電話語(yǔ)音技術(shù)、GSM短信TTS語(yǔ)音合成技術(shù)、TSOIP、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)（Web）和身份認(rèn)證技術(shù)，為客戶提供易用、安全、可靠、低投入的數(shù)字廣播綜合管理平臺(tái)，具備直播管理、IP網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程插播、電話遠(yuǎn)程應(yīng)急廣播、短信TTS合成廣播、回傳與回溯和視頻圖文廣播等功能。

系統(tǒng)可融合視頻監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)重要關(guān)口進(jìn)行圖像監(jiān)控的同時(shí)，可進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度指揮和聲音振攝管控，為城市安防、農(nóng)村制安、森林防火提供更有效的安全管理平臺(tái)。

采用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，支持單播、組播傳輸?shù)腎P網(wǎng)絡(luò)廣播管理平臺(tái)，適應(yīng)任何運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)；平臺(tái)全軟件化，設(shè)計(jì)音頻采集、編碼、轉(zhuǎn)碼、分發(fā)、錄音、媒體播放、實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)、回溯播放于一體，設(shè)計(jì)管理功能：直播管理、電話短信接入授權(quán)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、回溯監(jiān)聽(tīng)、GIS地圖展示和廣播流程管理等功能；優(yōu)化終端負(fù)載設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)單臺(tái)服務(wù)器容量終端負(fù)荷能力3 000臺(tái)以上，并支持分布式服務(wù)器集群、服務(wù)器熱備份，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

采用DVB-C傳輸時(shí)，音頻廣播節(jié)目通過(guò)數(shù)字編碼技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化采樣、壓縮編碼（采用標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-1 @Layer 2），用標(biāo)準(zhǔn)的TS流進(jìn)行封裝；同時(shí)，應(yīng)急廣播指令也被加密編碼并封裝為T(mén)S流，指令和音頻TS流通過(guò)UDP協(xié)議送入IP復(fù)用器，最后送入QAM調(diào)制器，經(jīng)過(guò)調(diào)制后的射頻信號(hào)與數(shù)字電視信號(hào)經(jīng)混合后一起送入有線電視網(wǎng)。數(shù)字接收終端通過(guò)專門(mén)的數(shù)字解調(diào)和數(shù)字解碼芯片，將還原出的TS音頻流和TS指令流解碼后各自送入功放芯片和處理器芯片，根據(jù)TS流指令進(jìn)行相應(yīng)的電源開(kāi)關(guān)、音量調(diào)整、節(jié)目選擇等動(dòng)作。

4.1定時(shí)廣播/自動(dòng)播出

系統(tǒng)具有定時(shí)自動(dòng)播出無(wú)人值守的功能，能夠及時(shí)有效地將國(guó)家的時(shí)事新聞、惠農(nóng)政策（醫(yī)保、就業(yè)、惠農(nóng)補(bǔ)貼）、農(nóng)業(yè)新技術(shù)、新成果以及氣象預(yù)警等信息第一時(shí)間傳送到“田間地頭”。

4.2控制管理/權(quán)限管理

系統(tǒng)為4級(jí)（市級(jí)、區(qū)縣級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)和村級(jí)）可控，上級(jí)優(yōu)先，應(yīng)急廣播的優(yōu)先級(jí)最高；在沒(méi)有上級(jí)廣播的情況下，各級(jí)組織可以獨(dú)立使用廣播系統(tǒng)傳播宣傳黨的政策，農(nóng)業(yè)科技信息等。各級(jí)組織接入的認(rèn)證方式多種可先：UKey認(rèn)證、密碼認(rèn)證。

4.3遠(yuǎn)程電話/短信廣播

各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)可通過(guò)手機(jī)、固定電話或電腦接入等手段，對(duì)所轄區(qū)廣大人民群眾發(fā)表遠(yuǎn)程電話講話或者短信語(yǔ)音合成播出，讓領(lǐng)導(dǎo)更貼近群眾。應(yīng)對(duì)突發(fā)事件、災(zāi)前預(yù)防災(zāi)后重建，通過(guò)電話或電腦接入指揮現(xiàn)場(chǎng)工作。提高效率，穩(wěn)定秩序，縮短第一現(xiàn)場(chǎng)的反應(yīng)時(shí)間。

4.4上級(jí)優(yōu)先/應(yīng)急優(yōu)先

日常廣播模式下系統(tǒng)默認(rèn)為上級(jí)廣播優(yōu)先；應(yīng)急廣播可根據(jù)需要分別設(shè)置上級(jí)優(yōu)先、下級(jí)優(yōu)先兩種模式。根據(jù)優(yōu)先規(guī)則設(shè)定，高級(jí)別的廣播可以中斷低級(jí)別的廣播，優(yōu)先播出高級(jí)別的廣播內(nèi)容。優(yōu)先級(jí)級(jí)數(shù)可以多級(jí)設(shè)置。國(guó)家應(yīng)急廣播優(yōu)選于本地應(yīng)急廣播；

4.5非法攻擊/自動(dòng)關(guān)機(jī)

具備較完善的抗干擾、防非法插播、防盜播等安全播出技術(shù)措施，確保安全播出和智能管控。

4.6終端自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)功能

所有智能廣播接收終端，日常情況自動(dòng)接收上級(jí)廣播節(jié)目，根據(jù)上級(jí)信號(hào)有無(wú)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)。

4.7實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，多級(jí)管控

對(duì)復(fù)雜多變的突發(fā)事件，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的分級(jí)定向發(fā)布，實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，多級(jí)管控，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急辦、氣象、公安和林業(yè)局等各部門(mén)的無(wú)縫接入，充分利用現(xiàn)有應(yīng)急廣播平臺(tái)資源，使其發(fā)揮最大作用。

4.8實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保安全

系統(tǒng)具備安全保障管理，對(duì)所電話應(yīng)急插播進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、存檔和日志記錄等多重安全保護(hù)。

4.9支持視頻圖文廣播

終端具有視頻解碼有力，預(yù)留視頻圖文輸出接口，可連接液晶顯示屏或LED顯示屏；平臺(tái)可直接發(fā)布視頻廣播內(nèi)容，支持大多數(shù)視頻文件格式。

4.10支持實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控

可為視頻監(jiān)控?cái)z像頭綁定應(yīng)急廣播終端，在視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)畫(huà)面上發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，一鍵啟動(dòng)應(yīng)急廣播，對(duì)綁定的廣播終端進(jìn)行喊話。也可選擇區(qū)域進(jìn)行喊話和播放應(yīng)急預(yù)案音頻錄音。

5　融合數(shù)字廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)架與原理（見(jiàn)圖1）

圖1　融合數(shù)字廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)架

市縣通過(guò)OTN環(huán)網(wǎng)采用IP方式聯(lián)網(wǎng)，市級(jí)日常廣播節(jié)目和應(yīng)急廣播節(jié)目以TSOIP組播方式傳送到縣前端機(jī)房，進(jìn)入存儲(chǔ)與分發(fā)服務(wù)器，根據(jù)插播流的目標(biāo)區(qū)域，存儲(chǔ)與分發(fā)服務(wù)器將插播流分發(fā)到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)適配子系統(tǒng)，如果目標(biāo)區(qū)域是IP傳輸方式，則直接由分發(fā)服務(wù)器通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)將音頻流分發(fā)到IP廣播接收終端，如果是DVB-C有線網(wǎng)傳輸，則分發(fā)到IP流復(fù)用器，與縣級(jí)節(jié)目流復(fù)用后送入QAM調(diào)制器，進(jìn)入CATV網(wǎng)；如果目標(biāo)區(qū)域是調(diào)頻FM或中波AM覆蓋，則分發(fā)到FM/AM適配子系統(tǒng)。

IP傳輸時(shí)，IP廣播終端從管理服務(wù)器獲取播控指令，在CATV適配子系統(tǒng)，市級(jí)應(yīng)急廣播CA指令流以TSOIP組播方式傳輸?shù)娇h機(jī)房送入縣機(jī)房復(fù)用器，與節(jié)目流一起復(fù)用調(diào)制進(jìn)入CATV網(wǎng)，各縣所有終端都由應(yīng)急廣播CA指令流控制。FM適配系統(tǒng)，指令被編碼成副載波信號(hào)，與音頻一起調(diào)制到載波上發(fā)射。

數(shù)字廣播綜合管理平臺(tái)統(tǒng)一設(shè)置在市前端，全市應(yīng)急廣播終端數(shù)據(jù)由平臺(tái)統(tǒng)一管理，縣級(jí)部門(mén)可以通過(guò)Web訪問(wèn)，登入賬戶，可對(duì)本縣終端信息進(jìn)行錄入、修改、監(jiān)測(cè)等管理；市平臺(tái)可以對(duì)某一縣進(jìn)行發(fā)布控制，也可以控制到鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、和單個(gè)終端；在市平臺(tái)上可設(shè)置日常廣播流程。

全市電話呼叫中心可以統(tǒng)一設(shè)置在市級(jí)前端（全市統(tǒng)一呼叫中心號(hào)碼），也可以分設(shè)在各縣前端，但兩種部署方式，授權(quán)管理中心都在市應(yīng)急廣播綜合管理平臺(tái)上，各縣級(jí)用戶、鎮(zhèn)級(jí)村級(jí)用戶的電話號(hào)碼授權(quán)，密碼管理都由市級(jí)平臺(tái)管理；縣級(jí)電話呼叫平臺(tái)和市級(jí)平臺(tái)通過(guò)OTN環(huán)網(wǎng)VLAN進(jìn)行TCP/IP通信；各縣級(jí)電話呼叫平臺(tái)對(duì)電話插播實(shí)時(shí)錄音，錄音文件可自動(dòng)上傳到市級(jí)平臺(tái)服務(wù)器，也可以通過(guò)WEB登錄時(shí)實(shí)監(jiān)聽(tīng)所有插播內(nèi)容。

終端具有工作狀態(tài)回傳功能，通過(guò)廣電雙向IP網(wǎng)回傳到市平臺(tái)服務(wù)器，可通過(guò)客戶端查詢各縣市終端在線情況，終端的工作狀態(tài)，信號(hào)質(zhì)量等信息。

縣廣播室和橫向部門(mén)（如應(yīng)急辦、氣象局等），采用數(shù)字廣播控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)一鍵應(yīng)急廣播功能，也可通過(guò)客戶端分區(qū)廣播；技術(shù)上通過(guò)TSOIP方式，將插播信號(hào)傳到縣前端，并與管理平臺(tái)服務(wù)器通信實(shí)現(xiàn)插播通道申請(qǐng)；各級(jí)部門(mén)和電話呼叫中心的插播通道和PID資源由管理平臺(tái)統(tǒng)一管理、動(dòng)態(tài)分配。