全國無線廣播智能監測網建設方案

文丨呂文蔚

全國無線廣播智能監測網建設方案

文丨呂文蔚

為及時了解和掌握國內中短波和調頻廣播的播出情況，亟需建立覆蓋全國的無線廣播監測網。筆者主要研究運用人工智能、廣播信號網絡采集、廣播頻譜記錄等新興技術，結合寬帶信號傳輸網絡，建設一個既能滿足業務需求，又便于使用、管理和維護的廣播智能監測網。

廣播監測網； 智能監測； 網絡采集

為全面了解國內中短波和調頻廣播的播出情況，特別是掌握中央人民廣播電臺在各地的播出質量、收聽效果和受干擾情況，需要建立一套覆蓋全國的統一的無線廣播監測網系統。而對于如此龐大的網絡系統，如何既能滿足各方面業務需求，又便于使用、管理和維護，使其發揮最大的作用，是一個亟待解決的問題。近年來，隨著人工智能、廣播信號網絡采集、廣播頻譜記錄技術和寬帶網絡的不斷發展，為我們解決上述問題提供了可能。

1 系統概述

整個系統架構由監測前端、分中心機房和中心機房三部分組成。監測前端運用廣播信號網絡采集技術，由廣播信號網絡采集卡、專業級全頻段廣播接收機和全頻段廣播接收天線組成，以輪巡的方式實現對中短波、調頻廣播信號的監測接收。控制監測前端的計算機采集系統布置于分中心機房，通過寬帶網絡與監測前端的網絡采集卡進行通信，以實現控制接收機回傳音頻和信號指標測量結果的目的。在分中心機房內設計布置運行任務管理、廣播效果智能評估、廣播質量智能監測、數據分析統計、集中顯示管理等子系統。這些子系統運用云計算技術，布置于一個集中管理的服務器系統中，其中的各類數據和文件則分別存儲在集群數據庫和大容量存儲系統中。中心機房也運用云計算技術，設計布置運行任務管理、數據匯總統計、數據共享平臺等子系統。

2 監測前端系統

監測前端運用廣播信號網絡采集技術，由一塊網絡采集卡、一臺專業級全頻段廣播接收機和一副全頻段廣播接收天線組成，由分中心機房的采集計算機控制，按照運行任務管理子系統分配的收測任務，實現對各級發射臺中短波、調頻廣播信號的在線監聽、信號強度和調幅（制）度測量等功能，并將音頻和測量結果通過網絡回傳給采集計算機。

3 分中心機房系統

分中心機房設計包括運行任務管理、計算機采集、廣播效果智能評估、廣播質量智能監測、集中顯示管理、數據分析統計等子系統，運用云計算技術，架設集中管理的服務器系統，將各子系統的數據和文件分別存儲在集群數據庫和大容量存儲系統中。

3.1 運行任務管理子系統

分中心機房的運行任務管理子系統負責接收來自中心機房的數據資料，協助數據處理人員更新維護所需監測的中短波、調頻廣播發射臺的播音時間頻率表，并自動拆分成運行任務下發給各個監測前端對應的采集計算機。

3.2 計算機采集子系統

計算機采集子系統由多臺虛擬服務器組成，且每臺虛擬服務器可對應多套監測前端，負責按照業務管理子系統下發的任務，控制監測前端按時自動輪巡監測頻率，完成音頻、信號強度和調幅（制）度測量結果的實時回傳，并將音頻文件和測量結果分別存儲在存儲系統和數據庫中。

3.3 廣播效果智能評估子系統

廣播效果智能評估子系統配置了專業級數字衛星廣播接收機等高質量廣播節目源接收采集設備，負責運用語音識別等人工智能技術，將計算機采集子系統存儲的各監測前端音頻文件與節目源文件進行比對，按照音頻相似程度，智能評定出其對應的廣播信號的收聽效果，并將評定不合格的頻率信息，通過集中顯示管理子系統提交給值班員進行人工確認。

3.4 廣播質量智能監測子系統

廣播質量智能監測子系統負責實時分析計算機采集子系統存儲的各監測前端測量結果，智能判斷出其對應的廣播信號是否發生了播出異態，并將報警信息通過集中顯示管理子系統，提供給值班員進行人工確認。

3.5 集中顯示管理子系統

集中顯示管理子系統配置了廣播頻譜記錄儀、多屏幕集中顯示和地理信息系統，負責為值班員提供強可視化的廣播播出異態報警信息，便于其及時發現播出異常，及時與相關播出部門確認異態原因。同時，還負責將廣播效果智能評估子系統評定不合格的頻率信息提供給值班員，便于其及時查明原因。對于廣播信號受同鄰頻干擾情況，可調用頻譜記錄儀查找干擾信號的電臺歸屬。

3.6 數據分析統計子系統

數據分析統計子系統負責協助數據處理人員對日常的監測數據進行分析、統計，可按照要求生成各類報告、報表，并定期上傳至中心機房進行匯總。

4 中心機房系統

中心機房設計包括運行任務管理、數據匯總統計、數據共享平臺等子系統，運用云計算技術，架設集中管理的服務器系統，將各子系統的數據和文件分別存儲在集群數據庫和大容量存儲系統中。

4.1 運行任務管理子系統

中心機房的運行任務管理子系統負責協助數據處理人員整理來自各級管理部門的數據資料，更新維護各級中短波、調頻廣播發射臺的播音時間頻率表，并自動按區域拆分下發給各個分中心機房。

4.2 數據匯總統計子系統

數據匯總統計子系統負責協助數據處理人員對各分中心上報的日常監測數據進行匯總統計，可按照要求生成各類報告、報表，并提供給數據共享平臺使用。

4.3 數據共享平臺子系統

數據共享平臺子系統配置了多屏幕集中顯示和地理信息系統，負責將數據匯總，統計子系統生成的各類報告、報表，按要求及時傳送給相關管理部門，同時可結合地理信息系統為相關單位提供強可視化的全國廣播播出異態實時報警信息和廣播實際覆蓋效果圖。

5 系統關鍵技術

5.1 廣播信號網絡采集技術

廣播信號網絡采集技術的原理是運用網絡采集卡硬件解調的方式，從專業級廣播接收機的中頻信號中解調出音頻信號和信號強度、調幅（制）度等信號指標，進行硬件壓縮編碼后，通過寬帶網絡實時回傳給中心機房的采集計算機。這項技術的應用，最大限度地優化了前端系統的硬件結構，避免了傳統監測前端因設計得過于復雜而龐大帶來的各類軟硬件故障，極大地提高了系統的科學性和穩定性，減少了監測前端的占用空間和維修維護成本。

5.2 廣播寬帶頻譜記錄儀

廣播寬帶頻譜記錄儀是基于廣播寬帶接收機的新興產物，區別于傳統錄制廣播信號音頻的方式，其最大的特點是能將整個頻段的射頻信號進行采樣存儲，需要時可隨意調取其中的某個信號進行回放解調，不僅能回放音頻，而且可解調測量出各類信號指標。廣播寬帶頻譜記錄儀的應用，可提供高質量的廣播頻譜監測，為查明廣播干擾提供強大的技術支持。

5.3 廣播效果智能評估技術

廣播效果智能評估技術基于語音識別等人工智能技術，其原理是將某個廣播信號錄音文件和同一時刻的高質量節目源（如衛星數字廣播）錄音文件進行比對，按照音頻相似程度，參照人耳收聽的標準，智能評定出其所達到的收聽效果。經驗證，其準確率能達到90%以上。這項技術的應用，將廣播效果評估這一原本完全需要靠人工完成的工作任務，交由計算機高速完成，大大減輕了人工工作強度，極大地提高了廣播效果評估的工作效率。

6 結束語

該系統最大程度簡化和優化了系統硬件結構，同時在軟件功能上留有拓展空間，在新技術的運用上有獨特見解，是目前無線監測領域比較好的解決方案。

（廣電總局廈門監測臺，福建廈門361004）