基于多網融合技術的市、縣級應急廣播系統的設計

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）

設計研發多網融合應急廣播系統，以實現具備播出管理、多級可管插播、安全播出、回溯監測、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展第十二個五年規劃綱要》將國家應急廣播體系建設列入文化事業重點工程。

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

2　建設原則

全數字村村響應急廣播系統設計、建設遵循以下原則。

2.1平戰結合

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

2.2靈活聯動

全市農村應急廣播體系與省應急廣播系統實現無縫有效銜接，統一聯動。

2.3因地制宜

充分利用現有廣播電視傳輸覆蓋資源，業務與技術模式要緊密結合本地信息發布需求和本地的傳輸覆蓋網絡條件。

2.4開放性和安全性統籌兼顧

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

3　框架結構

3.1架構思路

市、縣、鎮、村平臺統一管理、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，適應各種網絡環境，達到全網覆蓋。

3.3系統健壯性及安全性設計

系統設計安全防范、授權播發、數據備和回溯監管等措施，增強系統健壯性及安全性。

3.4融合視頻監控系，實現可視化智能應急廣播

以廣播雙向網轉輸為基礎，結合“寬帶鄉村”項目，將農村視頻監控與應急廣播容為一體，達到系統資源共享，操作平臺統一。

4　多網融合數字廣播技術方式及系統功能設計

多網融合數字廣播系統以IP傳輸技術為基礎，前端平臺各子系統之間、設備之間、分控接入平臺與服務平臺之間均采用IP技術互聯互通，并融合了DVB-C有線電視傳輸技術、DTMB地面數字電視覆蓋技術、調頻FM副載波通信技術、中波覆蓋技術、GPRS遠程監測、電源管理、數字電話中繼、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。

系統可融合視頻監控平臺，對重要關口進行圖像監控的同時，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、組播傳輸的IP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、錄音、媒體播放、實時監聽、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、實時監測、回溯監聽、GIS地圖展示和廣播流程管理等功能；優化終端負載設計，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，保證系統穩定可靠運行。

采用DVB-C傳輸時，音頻廣播節目通過數字編碼技術進行數字化采樣、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字電視信號經混合后一起送入有線電視網。數字接收終端通過專門的數字解調和數字解碼芯片，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TS流指令進行相應的電源開關、音量調整、節目選擇等動作。

4.1定時廣播/自動播出

系統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（醫保、就業、惠農補貼）、農業新技術、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

系統為4級（市級、區縣級、鄉鎮級和村級）可控，上級優先，應急廣播的優先級最高；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傳播宣傳黨的政策，農業科技信息等。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，對所轄區廣大人民群眾發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。應對突發事件、災前預防災后重建，通過電話或電腦接入指揮現場工作。提高效率，穩定秩序，縮短第一現場的反應時間。

4.4上級優先/應急優先

日常廣播模式下系統默認為上級廣播優先；應急廣播可根據需要分別設置上級優先、下級優先兩種模式。根據優先規則設定，高級別的廣播可以中斷低級別的廣播，優先播出高級別的廣播內容。優先級級數可以多級設置。國家應急廣播優選于本地應急廣播；

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目，根據上級信號有無實現自動開關機。

4.7實時聯網發布，多級管控

對復雜多變的突發事件，系統實現信息的分級定向發布，實時聯網發布，多級管控，實現了應急辦、氣象、公安和林業局等各部門的無縫接入，充分利用現有應急廣播平臺資源，使其發揮最大作用。

4.8實時監控，確保安全

系統具備安全保障管理，對所電話應急插播進行實時監控、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；平臺可直接發布視頻廣播內容，支持大多數視頻文件格式。

4.10支持實時視頻監控

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

5　融合數字廣播系統設計構架與原理（見圖1）

圖1　融合數字廣播系統設計構架

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

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，市級應急廣播CA指令流以TSOIP組播方式傳輸到縣機房送入縣機房復用器，與節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，指令被編碼成副載波信號，與音頻一起調制到載波上發射。

數字廣播綜合管理平臺統一設置在市前端，全市應急廣播終端數據由平臺統一管理，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、監測等管理；市平臺可以對某一縣進行發布控制，也可以控制到鄉鎮、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一設置在市級前端（全市統一呼叫中心號碼），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登錄時實監聽所有插播內容。

終端具有工作狀態回傳功能，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，信號質量等信息。

縣廣播室和橫向部門（如應急辦、氣象局等），采用數字廣播控制臺實現一鍵應急廣播功能，也可通過客戶端分區廣播；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資源由管理平臺統一管理、動態分配。