章惠來

（作者單位：杭州圖南電子股份有限公司）

基于多網融合技術的市、縣級應急廣播系統(tǒng)的設計

章惠來

（作者單位：杭州圖南電子股份有限公司）

設計研發(fā)多網融合應急廣播系統(tǒng)，以實現(xiàn)具備播出管理、多級可管插播、安全播出、回溯監(jiān)測、智能運行和多網覆蓋等功能。融合多種傳輸手段，采用有線信號傳輸鏈路為主、無線覆蓋為應急后備通道，結合IP網絡等多種傳輸形式，適應各種網絡環(huán)境，達到全網覆蓋。

應急廣播；廣播多網融合；智能應急廣播；可視化應急廣播

1　背景

黨中央、國務院高度重視國家應急廣播體系建設，《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》將國家應急廣播體系建設列入文化事業(yè)重點工程。

根據(jù)國家應急廣播體系建設要求，設計研發(fā)多網融合應急廣播系統(tǒng)，實現(xiàn)具備播出管理、多級可管插播、安全播出、回溯監(jiān)測、智能運行和多網覆蓋等功能。

2　建設原則

全數(shù)字村村響應急廣播系統(tǒng)設計、建設遵循以下原則。

2.1平戰(zhàn)結合

全市農村應急廣播體系既可以作為日常對農廣播節(jié)目發(fā)布渠道，也是農村應急廣播體系的重要組成部分，能夠及時發(fā)布應急信息，切實做到日常對農廣播與應急信息播發(fā)相結合。

2.2靈活聯(lián)動

全市農村應急廣播體系與省應急廣播系統(tǒng)實現(xiàn)無縫有效銜接，統(tǒng)一聯(lián)動。

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)務與技術模式要緊密結合本地信息發(fā)布需求和本地的傳輸覆蓋網絡條件。

2.4開放性和安全性統(tǒng)籌兼顧

既要確保開放性和可擴展性，不同廠家系統(tǒng)、設備能實現(xiàn)的互通互換，又要確保網絡和信息的安全，保證應急廣播信息播發(fā)的權威性、嚴肅性。

3　框架結構

3.1架構思路

市、縣、鎮(zhèn)、村平臺統(tǒng)一管理、分級負責。

3.2信號傳輸思路

融合多種傳輸手段，采用有線信號傳輸鏈路為主、無線覆蓋為應急后備通道，結合IP網絡等多種傳輸形式，適應各種網絡環(huán)境，達到全網覆蓋。

3.3系統(tǒng)健壯性及安全性設計

系統(tǒng)設計安全防范、授權播發(fā)、數(shù)據(jù)備和回溯監(jiān)管等措施，增強系統(tǒng)健壯性及安全性。

3.4融合視頻監(jiān)控系，實現(xiàn)可視化智能應急廣播

以廣播雙向網轉輸為基礎，結合“寬帶鄉(xiāng)村”項目，將農村視頻監(jiān)控與應急廣播容為一體，達到系統(tǒng)資源共享，操作平臺統(tǒng)一。

4　多網融合數(shù)字廣播技術方式及系統(tǒng)功能設計

多網融合數(shù)字廣播系統(tǒng)以IP傳輸技術為基礎，前端平臺各子系統(tǒng)之間、設備之間、分控接入平臺與服務平臺之間均采用IP技術互聯(lián)互通，并融合了DVB-C有線電視傳輸技術、DTMB地面數(shù)字電視覆蓋技術、調頻FM副載波通信技術、中波覆蓋技術、GPRS遠程監(jiān)測、電源管理、數(shù)字電話中繼、SIP電話語音技術、GSM短信TTS語音合成技術、TSOIP、遠程網絡訪問（Web）和身份認證技術，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，具備直播管理、IP網絡遠程插播、電話遠程應急廣播、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，對重要關口進行圖像監(jiān)控的同時，可進行遠程調度指揮和聲音振攝管控，為城市安防、農村制安、森林防火提供更有效的安全管理平臺。

采用IP網絡傳輸時，支持單播、組播傳輸?shù)腎P網絡廣播管理平臺，適應任何運營商網絡；平臺全軟件化，設計音頻采集、編碼、轉碼、分發(fā)、錄音、媒體播放、實時監(jiān)聽、回溯播放于一體，設計管理功能：直播管理、電話短信接入授權、實時監(jiān)測、回溯監(jiān)聽、GIS地圖展示和廣播流程管理等功能；優(yōu)化終端負載設計，設計單臺服務器容量終端負荷能力3 000臺以上，并支持分布式服務器集群、服務器熱備份，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行。

采用DVB-C傳輸時，音頻廣播節(jié)目通過數(shù)字編碼技術進行數(shù)字化采樣、壓縮編碼（采用標準的MPEG-1 @Layer 2），用標準的TS流進行封裝；同時，應急廣播指令也被加密編碼并封裝為TS流，指令和音頻TS流通過UDP協(xié)議送入IP復用器，最后送入QAM調制器，經過調制后的射頻信號與數(shù)字電視信號經混合后一起送入有線電視網。數(shù)字接收終端通過專門的數(shù)字解調和數(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流指令進行相應的電源開關、音量調整、節(jié)目選擇等動作。

4.1定時廣播/自動播出

系統(tǒng)具有定時自動播出無人值守的功能，能夠及時有效地將國家的時事新聞、惠農政策（醫(yī)保、就業(yè)、惠農補貼）、農業(yè)新技術、新成果以及氣象預警等信息第一時間傳送到“田間地頭”。

4.2控制管理/權限管理

系統(tǒng)為4級（市級、區(qū)縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級和村級）可控，上級優(yōu)先，應急廣播的優(yōu)先級最高；在沒有上級廣播的情況下，各級組織可以獨立使用廣播系統(tǒng)傳播宣傳黨的政策，農業(yè)科技信息等。各級組織接入的認證方式多種可先：UKey認證、密碼認證。

4.3遠程電話/短信廣播

各級領導可通過手機、固定電話或電腦接入等手段，對所轄區(qū)廣大人民群眾發(fā)表遠程電話講話或者短信語音合成播出，讓領導更貼近群眾。應對突發(fā)事件、災前預防災后重建，通過電話或電腦接入指揮現(xiàn)場工作。提高效率，穩(wěn)定秩序，縮短第一現(xiàn)場的反應時間。

4.4上級優(yōu)先/應急優(yōu)先

日常廣播模式下系統(tǒng)默認為上級廣播優(yōu)先；應急廣播可根據(jù)需要分別設置上級優(yōu)先、下級優(yōu)先兩種模式。根據(jù)優(yōu)先規(guī)則設定，高級別的廣播可以中斷低級別的廣播，優(yōu)先播出高級別的廣播內容。優(yōu)先級級數(shù)可以多級設置。國家應急廣播優(yōu)選于本地應急廣播；

4.5非法攻擊/自動關機

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

4.6終端自動開關機功能

所有智能廣播接收終端，日常情況自動接收上級廣播節(jié)目，根據(jù)上級信號有無實現(xiàn)自動開關機。

4.7實時聯(lián)網發(fā)布，多級管控

對復雜多變的突發(fā)事件，系統(tǒng)實現(xiàn)信息的分級定向發(fā)布，實時聯(lián)網發(fā)布，多級管控，實現(xiàn)了應急辦、氣象、公安和林業(yè)局等各部門的無縫接入，充分利用現(xiàn)有應急廣播平臺資源，使其發(fā)揮最大作用。

4.8實時監(jiān)控，確保安全

系統(tǒng)具備安全保障管理，對所電話應急插播進行實時監(jiān)控、存檔和日志記錄等多重安全保護。

4.9支持視頻圖文廣播

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

4.10支持實時視頻監(jiān)控

可為視頻監(jiān)控攝像頭綁定應急廣播終端，在視頻監(jiān)控實時畫面上發(fā)現(xiàn)異常情況時，一鍵啟動應急廣播，對綁定的廣播終端進行喊話。也可選擇區(qū)域進行喊話和播放應急預案音頻錄音。

5　融合數(shù)字廣播系統(tǒng)設計構架與原理（見圖1）

圖1　融合數(shù)字廣播系統(tǒng)設計構架

市縣通過OTN環(huán)網采用IP方式聯(lián)網，市級日常廣播節(jié)目和應急廣播節(jié)目以TSOIP組播方式傳送到縣前端機房，進入存儲與分發(fā)服務器，根據(jù)插播流的目標區(qū)域，存儲與分發(fā)服務器將插播流分發(fā)到對應的網絡適配子系統(tǒng)，如果目標區(qū)域是IP傳輸方式，則直接由分發(fā)服務器通過IP網絡將音頻流分發(fā)到IP廣播接收終端，如果是DVB-C有線網傳輸，則分發(fā)到IP流復用器，與縣級節(jié)目流復用后送入QAM調制器，進入CATV網；如果目標區(qū)域是調頻FM或中波AM覆蓋，則分發(fā)到FM/AM適配子系統(tǒng)。

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

數(shù)字廣播綜合管理平臺統(tǒng)一設置在市前端，全市應急廣播終端數(shù)據(jù)由平臺統(tǒng)一管理，縣級部門可以通過Web訪問，登入賬戶，可對本縣終端信息進行錄入、修改、監(jiān)測等管理；市平臺可以對某一縣進行發(fā)布控制，也可以控制到鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、和單個終端；在市平臺上可設置日常廣播流程。

全市電話呼叫中心可以統(tǒng)一設置在市級前端（全市統(tǒng)一呼叫中心號碼），也可以分設在各縣前端，但兩種部署方式，授權管理中心都在市應急廣播綜合管理平臺上，各縣級用戶、鎮(zhèn)級村級用戶的電話號碼授權，密碼管理都由市級平臺管理；縣級電話呼叫平臺和市級平臺通過OTN環(huán)網VLAN進行TCP/IP通信；各縣級電話呼叫平臺對電話插播實時錄音，錄音文件可自動上傳到市級平臺服務器，也可以通過WEB登錄時實監(jiān)聽所有插播內容。

終端具有工作狀態(tài)回傳功能，通過廣電雙向IP網回傳到市平臺服務器，可通過客戶端查詢各縣市終端在線情況，終端的工作狀態(tài)，信號質量等信息。

縣廣播室和橫向部門（如應急辦、氣象局等），采用數(shù)字廣播控制臺實現(xiàn)一鍵應急廣播功能，也可通過客戶端分區(qū)廣播；技術上通過TSOIP方式，將插播信號傳到縣前端，并與管理平臺服務器通信實現(xiàn)插播通道申請；各級部門和電話呼叫中心的插播通道和PID資源由管理平臺統(tǒng)一管理、動態(tài)分配。