基于多网融合技术的市、县级应急广播系统的设计

章惠来

（作者单位：杭州图南电子股份有限公司）

基于多网融合技术的市、县级应急广播系统的设计

章惠来

（作者单位：杭州图南电子股份有限公司）

设计研发多网融合应急广播系统，以实现具备播出管理、多级可管插播、安全播出、回溯监测、智能运行和多网覆盖等功能。融合多种传输手段，采用有线信号传输链路为主、无线覆盖为应急后备通道，结合IP网络等多种传输形式，适应各种网络环境，达到全网覆盖。

应急广播；广播多网融合；智能应急广播；可视化应急广播

1　背景

党中央、国务院高度重视国家应急广播体系建设，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》将国家应急广播体系建设列入文化事业重点工程。

根据国家应急广播体系建设要求，设计研发多网融合应急广播系统，实现具备播出管理、多级可管插播、安全播出、回溯监测、智能运行和多网覆盖等功能。

2　建设原则

全数字村村响应急广播系统设计、建设遵循以下原则。

2.1平战结合

全市农村应急广播体系既可以作为日常对农广播节目发布渠道，也是农村应急广播体系的重要组成部分，能够及时发布应急信息，切实做到日常对农广播与应急信息播发相结合。

2.2灵活联动

全市农村应急广播体系与省应急广播系统实现无缝有效衔接，统一联动。

2.3因地制宜

充分利用现有广播电视传输覆盖资源，业务与技术模式要紧密结合本地信息发布需求和本地的传输覆盖网络条件。

2.4开放性和安全性统筹兼顾

既要确保开放性和可扩展性，不同厂家系统、设备能实现的互通互换，又要确保网络和信息的安全，保证应急广播信息播发的权威性、严肃性。

3　框架结构

3.1架构思路

市、县、镇、村平台统一管理、分级负责。

3.2信号传输思路

融合多种传输手段，采用有线信号传输链路为主、无线覆盖为应急后备通道，结合IP网络等多种传输形式，适应各种网络环境，达到全网覆盖。

3.3系统健壮性及安全性设计

系统设计安全防范、授权播发、数据备和回溯监管等措施，增强系统健壮性及安全性。

3.4融合视频监控系，实现可视化智能应急广播

以广播双向网转输为基础，结合“宽带乡村”项目，将农村视频监控与应急广播容为一体，达到系统资源共享，操作平台统一。

4　多网融合数字广播技术方式及系统功能设计

多网融合数字广播系统以IP传输技术为基础，前端平台各子系统之间、设备之间、分控接入平台与服务平台之间均采用IP技术互联互通，并融合了DVB-C有线电视传输技术、DTMB地面数字电视覆盖技术、调频FM副载波通信技术、中波覆盖技术、GPRS远程监测、电源管理、数字电话中继、SIP电话语音技术、GSM短信TTS语音合成技术、TSOIP、远程网络访问（Web）和身份认证技术，为客户提供易用、安全、可靠、低投入的数字广播综合管理平台，具备直播管理、IP网络远程插播、电话远程应急广播、短信TTS合成广播、回传与回溯和视频图文广播等功能。

系统可融合视频监控平台，对重要关口进行图像监控的同时，可进行远程调度指挥和声音振摄管控，为城市安防、农村制安、森林防火提供更有效的安全管理平台。

采用IP网络传输时，支持单播、组播传输的IP网络广播管理平台，适应任何运营商网络；平台全软件化，设计音频采集、编码、转码、分发、录音、媒体播放、实时监听、回溯播放于一体，设计管理功能：直播管理、电话短信接入授权、实时监测、回溯监听、GIS地图展示和广播流程管理等功能；优化终端负载设计，设计单台服务器容量终端负荷能力3 000台以上，并支持分布式服务器集群、服务器热备份，保证系统稳定可靠运行。

采用DVB-C传输时，音频广播节目通过数字编码技术进行数字化采样、压缩编码（采用标准的MPEG-1 @Layer 2），用标准的TS流进行封装；同时，应急广播指令也被加密编码并封装为TS流，指令和音频TS流通过UDP协议送入IP复用器，最后送入QAM调制器，经过调制后的射频信号与数字电视信号经混合后一起送入有线电视网。数字接收终端通过专门的数字解调和数字解码芯片，将还原出的TS音频流和TS指令流解码后各自送入功放芯片和处理器芯片，根据TS流指令进行相应的电源开关、音量调整、节目选择等动作。

4.1定时广播/自动播出

系统具有定时自动播出无人值守的功能，能够及时有效地将国家的时事新闻、惠农政策（医保、就业、惠农补贴）、农业新技术、新成果以及气象预警等信息第一时间传送到“田间地头”。

4.2控制管理/权限管理

系统为4级（市级、区县级、乡镇级和村级）可控，上级优先，应急广播的优先级最高；在没有上级广播的情况下，各级组织可以独立使用广播系统传播宣传党的政策，农业科技信息等。各级组织接入的认证方式多种可先：UKey认证、密码认证。

4.3远程电话/短信广播

各级领导可通过手机、固定电话或电脑接入等手段，对所辖区广大人民群众发表远程电话讲话或者短信语音合成播出，让领导更贴近群众。应对突发事件、灾前预防灾后重建，通过电话或电脑接入指挥现场工作。提高效率，稳定秩序，缩短第一现场的反应时间。

4.4上级优先/应急优先

日常广播模式下系统默认为上级广播优先；应急广播可根据需要分别设置上级优先、下级优先两种模式。根据优先规则设定，高级别的广播可以中断低级别的广播，优先播出高级别的广播内容。优先级级数可以多级设置。国家应急广播优选于本地应急广播；

4.5非法攻击/自动关机

具备较完善的抗干扰、防非法插播、防盗播等安全播出技术措施，确保安全播出和智能管控。

4.6终端自动开关机功能

所有智能广播接收终端，日常情况自动接收上级广播节目，根据上级信号有无实现自动开关机。

4.7实时联网发布，多级管控

对复杂多变的突发事件，系统实现信息的分级定向发布，实时联网发布，多级管控，实现了应急办、气象、公安和林业局等各部门的无缝接入，充分利用现有应急广播平台资源，使其发挥最大作用。

4.8实时监控，确保安全

系统具备安全保障管理，对所电话应急插播进行实时监控、存档和日志记录等多重安全保护。

4.9支持视频图文广播

终端具有视频解码有力，预留视频图文输出接口，可连接液晶显示屏或LED显示屏；平台可直接发布视频广播内容，支持大多数视频文件格式。

4.10支持实时视频监控

可为视频监控摄像头绑定应急广播终端，在视频监控实时画面上发现异常情况时，一键启动应急广播，对绑定的广播终端进行喊话。也可选择区域进行喊话和播放应急预案音频录音。

5　融合数字广播系统设计构架与原理（见图1）

图1　融合数字广播系统设计构架

市县通过OTN环网采用IP方式联网，市级日常广播节目和应急广播节目以TSOIP组播方式传送到县前端机房，进入存储与分发服务器，根据插播流的目标区域，存储与分发服务器将插播流分发到对应的网络适配子系统，如果目标区域是IP传输方式，则直接由分发服务器通过IP网络将音频流分发到IP广播接收终端，如果是DVB-C有线网传输，则分发到IP流复用器，与县级节目流复用后送入QAM调制器，进入CATV网；如果目标区域是调频FM或中波AM覆盖，则分发到FM/AM适配子系统。

IP传输时，IP广播终端从管理服务器获取播控指令，在CATV适配子系统，市级应急广播CA指令流以TSOIP组播方式传输到县机房送入县机房复用器，与节目流一起复用调制进入CATV网，各县所有终端都由应急广播CA指令流控制。FM适配系统，指令被编码成副载波信号，与音频一起调制到载波上发射。

数字广播综合管理平台统一设置在市前端，全市应急广播终端数据由平台统一管理，县级部门可以通过Web访问，登入账户，可对本县终端信息进行录入、修改、监测等管理；市平台可以对某一县进行发布控制，也可以控制到乡镇、村、和单个终端；在市平台上可设置日常广播流程。

全市电话呼叫中心可以统一设置在市级前端（全市统一呼叫中心号码），也可以分设在各县前端，但两种部署方式，授权管理中心都在市应急广播综合管理平台上，各县级用户、镇级村级用户的电话号码授权，密码管理都由市级平台管理；县级电话呼叫平台和市级平台通过OTN环网VLAN进行TCP/IP通信；各县级电话呼叫平台对电话插播实时录音，录音文件可自动上传到市级平台服务器，也可以通过WEB登录时实监听所有插播内容。

终端具有工作状态回传功能，通过广电双向IP网回传到市平台服务器，可通过客户端查询各县市终端在线情况，终端的工作状态，信号质量等信息。

县广播室和横向部门（如应急办、气象局等），采用数字广播控制台实现一键应急广播功能，也可通过客户端分区广播；技术上通过TSOIP方式，将插播信号传到县前端，并与管理平台服务器通信实现插播通道申请；各级部门和电话呼叫中心的插播通道和PID资源由管理平台统一管理、动态分配。