5G/物聯(lián)網智能云廣播在應急廣播及應急信息發(fā)布中的應用

李義方 劉 波 陳 蓉

（作者單位：荊門廣播電視臺技術中心）

2020年，各地的應急廣播為黨和政府下達政令、釋疑解惑、科學防控和維護社會穩(wěn)定方面發(fā)揮了重要作用。但在實踐中，由于應急廣播系統(tǒng)受技術的局限，應急信息發(fā)布、傳播缺乏及時性。當前，5G及物聯(lián)網技術迅猛發(fā)展，廣播音視頻IP化、云處理等新技術不斷涌現，為建立新一代應急廣播系統(tǒng)及應急信息發(fā)布平臺提供了技術支撐。

1 建立現代應急廣播系統(tǒng)和應急信息發(fā)布平臺的重要性和迫切性

緊急事件應對及應急信息管理是現代社會的重要能力，社會和政府時刻面臨著各種突發(fā)緊急事件（見圖1）的挑戰(zhàn)，在此背景下，建立一個現代化的應急廣播系統(tǒng)和應急信息發(fā)布平臺迫在眉睫，其中應急廣播（公共揚聲器為主）及應急信息發(fā)布（各種音視圖文終端尤其是各種智能終端）是應急管理體系的重要組成部分。

圖1 各種突發(fā)事件現場

在一些特殊情況下，由于缺乏現代化的應急廣播系統(tǒng)，醫(yī)院大門口要安排專人不間斷地提醒病人就診流程和科室位置；交通事故現場因沒有科學的應急信息發(fā)布平臺提示，導致道路越堵越長；在洪澇災害和火災現場，群眾得不到政府及時救援信息。

雖然有些地方已經建設了應急廣播系統(tǒng)，但受技術及建設理念的局限，這些系統(tǒng)并不能滿足現代社會的需要，這成為政府提升應急管理水平的掣肘。采用較為落后的模擬信號傳輸、模擬信號無線傳輸、有線電視網絡傳輸等技術，系統(tǒng)的互聯(lián)性很差，分區(qū)廣播調度能力低，缺乏雙向通信能力，系統(tǒng)的可維護性差，且需要大量的重復建設。

5G/物聯(lián)網時代，萬物互聯(lián)已經在逐步成為現實，而且物聯(lián)網和4G/5G在技術上支持嚴格的安全加密，遠比傳統(tǒng)的模擬信號方式和單向傳輸方式更具有安全管控的能力。物聯(lián)網的技術標準性和規(guī)范性以及互聯(lián)能力遠非之前的那些模擬技術和廣播電視傳輸網可比擬。尤其是結合了無線傳輸、云計算、智能硬件、高強度加密等技術，再結合未來的衛(wèi)星鏈接技術，在這些技術的支持下才能打造理想的應急廣播系統(tǒng)，而各種音視頻智能終端及智能手機則是理想的信息發(fā)布終端。

2 基于物聯(lián)網和云技術打造的新型應急廣播系統(tǒng)

最近的一些公共事件，尤其是抗擊新冠肺炎疫情和抗洪救災的過程中，智能手機起到了真正的應急信息發(fā)布終端的作用，其信息抵達率遠超傳統(tǒng)的一些應急廣播系統(tǒng)。人是“移動的”，公共終端部署的密度不可能覆蓋全部人群，而手機作為一款人人隨身攜帶且具有定位功能的智能終端，是非常合適用于應急信息發(fā)布和管理的。沒有現代社會第一終端（智能手機），應急信息發(fā)布系統(tǒng)肯定是個巨大的遺漏。

2.1 傳統(tǒng)應急廣播系統(tǒng)的缺陷

基于網絡的廣播系統(tǒng)，絕大多數是局域網而非物聯(lián)網，還需要部署服務器和控制PC，難以實現終端WiFi接入，更難以實現終端的4G/5G接入，而手機就更不可能被用于這類系統(tǒng)的信息發(fā)布和管理。這類系統(tǒng)的聯(lián)網都只能是點對點連接，因為缺乏專門打造的云平臺，點對點連接是非常麻煩且難以維護的[1]。該類系統(tǒng)的終端設備的智能化程度不夠，所以依賴局域網內的服務器，在實踐中較為脆弱，依賴Windows電腦去控制與發(fā)布信息的應急廣播系統(tǒng)也不夠方便。

2.2 音視頻IP化、云處理為現代應急廣播系統(tǒng)提供了技術支撐

應急廣播和廣播電臺有較多聯(lián)系，應急廣播系統(tǒng)平時也可以承擔廣播電臺內容播放，很多省、地市級的廣播頻率也擔負著本省市的應急廣播重任。這為我們推出基于物聯(lián)網的IP化音頻傳輸和處理系統(tǒng)用于應急廣播平臺建設奠定了堅實的技術基礎。

物聯(lián)網在安全可控的前提下實現萬物互聯(lián)，為應急廣播系統(tǒng)研發(fā)相關的云平臺、軟件及智能硬件終端，實現了在安全性高、功能強大、控制靈活、授權嚴格、操作簡便、部署容易、擴展輕松等方面的高度統(tǒng)一，并且具有優(yōu)秀的與其他系統(tǒng)互聯(lián)互通的接口能力。

通過物聯(lián)網/互聯(lián)網技術打破各個局域網的藩籬，讓廣播系統(tǒng)的音頻信號不再局限于某個局域網中，理論上只要授權，任意源端的音頻都可以送到任意終端播放，而不論它們處于何種網絡中。如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網智能應急廣播系統(tǒng)扁平接入框圖

局域網中設備的IP地址是內網地址，跨局域網的設備間通信就牽涉不同網絡的私有IP地址之間的通信，這需要系統(tǒng)內智能設備具備點對點（Peer-To-Peer）通信的能力，在云平臺的幫助下使不同局域網內的設備具備會話的功能。所以說，看似簡單的跨局域網的音頻信號傳輸其實對終端和云平臺都提出了較多要求。

云廣播系統(tǒng)中硬件設備通過IP傳輸，不需要依賴音頻線纜傳輸到其他IP編碼設備，也不需要依賴服務器等其他環(huán)節(jié)。所有設備連接僅僅通過網絡或WiFi或4G/5G接入，并不依賴音頻線路輸出，這極大地降低了設備部署的難度，設備也不是局限在某一個局域網中，實用性得到了數量級的提升。

基于云和物聯(lián)網的扁平化部署雖然解決了局域網方案中設備鏈條長、互相依存度高的問題，但云平臺的可用性也成為一個關鍵點。在互聯(lián)網無法接入的情況下，智能設備在局域網內也可以持續(xù)工作，設備內部通過記憶信號路由而不需要單獨的服務器，這種分布式模式的生存能力遠強于“服務器+終端”的模式，并支持“公有云+私有云”的混合模式，在大型系統(tǒng)中可以部署“私有云”軟件，在“公有云”無法接入的情況下也可以繼續(xù)正常工作。

物聯(lián)網智能云廣播系統(tǒng)具備對各種終端進行部署管理、狀態(tài)管理、授權管理、設備監(jiān)控、分組管理等功能，同時還具備創(chuàng)建頻道功能（支持音頻頻道以及視頻和圖文頻道），實現內容的智能編排播放，還支持編排直播，在需要時可以提供音頻或視頻的直播流播放功能[2]。系統(tǒng)有較完善的多機構、分級管理設備和內容的功能，適合進行大規(guī)模的復雜系統(tǒng)部署，支持跨地域部署和聯(lián)動工作。

3 物聯(lián)網智能云廣播系統(tǒng)更適合應急信息發(fā)布

分區(qū)廣播是智能云廣播系統(tǒng)最基本的要求，分區(qū)的細分粒度按照系統(tǒng)部署的規(guī)范可以非常細，甚至可以細分到每一個揚聲器。細分粒度分區(qū)的好處是系統(tǒng)具備非常靈活的分區(qū)廣播能力，既能大范圍播放同一個內容，也可以非常精確地在某一時點針對某一個小區(qū)域廣播。

手機用戶是通過系統(tǒng)管理員對其手機號碼進行指紋認證，在其授權管理的范圍內可以對設備或設備組進行管理和實時廣播。無論是播放端、播音端還是管理端都是扁平接入的（見圖2），只要具備基本的物聯(lián)網接入條件，以太網、WiFi、4G/5G都可以，對于能接收4G/5G的設備，由于運營商基站被毀壞的概率較小，其設備在極端情況下保持正常工作的能力遠高于普通的有線網絡方式，更何況系統(tǒng)支持智能手機作為播音端、管理端和接收端，在部分設備無法正常工作的情況下，手機可以在任何地方工作。

物聯(lián)網屏作為應急信息發(fā)布的接收終端，應用在人流密集的公共場所，當發(fā)生緊急事件時，屏幕能給出圖文加聲音的指示，這種圖文加語音的提示更便于應急指揮。此外，這種基于物聯(lián)網的立式屏提供4G/5G接入且內置較大音量的揚聲器，這些立式屏可以不受線纜限制，任意布置在需要的地方，平時可以作為信息發(fā)布和廣告播放的屏幕，遇到突發(fā)情況時，可以馬上用于聲音加圖文的報警和指揮信息發(fā)布。同時，授權用戶可以通過手機將應急圖文和語音信息發(fā)布到有應急信息發(fā)布權的物聯(lián)網LED大屏上。

發(fā)布的應急信息包含電子地圖的區(qū)域信息，由于是基于“云”的方式，其他作為信息源的相關部門甚至都不需要把其內部系統(tǒng)跟應急廣播系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，這些部門只需要通過Web甚至手機的方式把緊急事件類型、具體描述以及對應的地圖區(qū)域等信息發(fā)給應急廣播管理中心，應急廣播中心經過審核流程就可以把這些信息發(fā)出去，而在這個指定區(qū)域內的揚聲器等設備會把該信息播發(fā)出去。

4 結語

5G/物聯(lián)網智能應急廣播作為一種基于云計算技術構建的全新廣播系統(tǒng)，實現“平戰(zhàn)結合”①非常重要。應用到眾多不同場景的應急廣播系統(tǒng)（這些場景包括社區(qū)、廣場、景區(qū)、園區(qū)、商場等不同公共場合）日常播放實用信息、音樂、資訊等內容，同時也可以播放廣告，實現自身造血的功能；當有應急音頻插播時，在有權限的分區(qū)中的設備就會自動播放應急音視頻，保證平時能用的系統(tǒng)在關鍵時刻不會掉鏈子。

注釋：

①“平戰(zhàn)結合”是指應急廣播系統(tǒng)平時播放實用信息、音樂、資訊、廣告等內容，在應急情況時自動切換，發(fā)布應急信息至各終端。