5G/物联网智能云广播在应急广播及应急信息发布中的应用

李义方 刘 波 陈 蓉

（作者单位：荆门广播电视台技术中心）

2020年，各地的应急广播为党和政府下达政令、释疑解惑、科学防控和维护社会稳定方面发挥了重要作用。但在实践中，由于应急广播系统受技术的局限，应急信息发布、传播缺乏及时性。当前，5G及物联网技术迅猛发展，广播音视频IP化、云处理等新技术不断涌现，为建立新一代应急广播系统及应急信息发布平台提供了技术支撑。

1 建立现代应急广播系统和应急信息发布平台的重要性和迫切性

紧急事件应对及应急信息管理是现代社会的重要能力，社会和政府时刻面临着各种突发紧急事件（见图1）的挑战，在此背景下，建立一个现代化的应急广播系统和应急信息发布平台迫在眉睫，其中应急广播（公共扬声器为主）及应急信息发布（各种音视图文终端尤其是各种智能终端）是应急管理体系的重要组成部分。

图1 各种突发事件现场

在一些特殊情况下，由于缺乏现代化的应急广播系统，医院大门口要安排专人不间断地提醒病人就诊流程和科室位置；交通事故现场因没有科学的应急信息发布平台提示，导致道路越堵越长；在洪涝灾害和火灾现场，群众得不到政府及时救援信息。

虽然有些地方已经建设了应急广播系统，但受技术及建设理念的局限，这些系统并不能满足现代社会的需要，这成为政府提升应急管理水平的掣肘。采用较为落后的模拟信号传输、模拟信号无线传输、有线电视网络传输等技术，系统的互联性很差，分区广播调度能力低，缺乏双向通信能力，系统的可维护性差，且需要大量的重复建设。

5G/物联网时代，万物互联已经在逐步成为现实，而且物联网和4G/5G在技术上支持严格的安全加密，远比传统的模拟信号方式和单向传输方式更具有安全管控的能力。物联网的技术标准性和规范性以及互联能力远非之前的那些模拟技术和广播电视传输网可比拟。尤其是结合了无线传输、云计算、智能硬件、高强度加密等技术，再结合未来的卫星链接技术，在这些技术的支持下才能打造理想的应急广播系统，而各种音视频智能终端及智能手机则是理想的信息发布终端。

2 基于物联网和云技术打造的新型应急广播系统

最近的一些公共事件，尤其是抗击新冠肺炎疫情和抗洪救灾的过程中，智能手机起到了真正的应急信息发布终端的作用，其信息抵达率远超传统的一些应急广播系统。人是“移动的”，公共终端部署的密度不可能覆盖全部人群，而手机作为一款人人随身携带且具有定位功能的智能终端，是非常合适用于应急信息发布和管理的。没有现代社会第一终端（智能手机），应急信息发布系统肯定是个巨大的遗漏。

2.1 传统应急广播系统的缺陷

基于网络的广播系统，绝大多数是局域网而非物联网，还需要部署服务器和控制PC，难以实现终端WiFi接入，更难以实现终端的4G/5G接入，而手机就更不可能被用于这类系统的信息发布和管理。这类系统的联网都只能是点对点连接，因为缺乏专门打造的云平台，点对点连接是非常麻烦且难以维护的[1]。该类系统的终端设备的智能化程度不够，所以依赖局域网内的服务器，在实践中较为脆弱，依赖Windows电脑去控制与发布信息的应急广播系统也不够方便。

2.2 音视频IP化、云处理为现代应急广播系统提供了技术支撑

应急广播和广播电台有较多联系，应急广播系统平时也可以承担广播电台内容播放，很多省、地市级的广播频率也担负着本省市的应急广播重任。这为我们推出基于物联网的IP化音频传输和处理系统用于应急广播平台建设奠定了坚实的技术基础。

物联网在安全可控的前提下实现万物互联，为应急广播系统研发相关的云平台、软件及智能硬件终端，实现了在安全性高、功能强大、控制灵活、授权严格、操作简便、部署容易、扩展轻松等方面的高度统一，并且具有优秀的与其他系统互联互通的接口能力。

通过物联网/互联网技术打破各个局域网的藩篱，让广播系统的音频信号不再局限于某个局域网中，理论上只要授权，任意源端的音频都可以送到任意终端播放，而不论它们处于何种网络中。如图2所示。

图2 物联网智能应急广播系统扁平接入框图

局域网中设备的IP地址是内网地址，跨局域网的设备间通信就牵涉不同网络的私有IP地址之间的通信，这需要系统内智能设备具备点对点（Peer-To-Peer）通信的能力，在云平台的帮助下使不同局域网内的设备具备会话的功能。所以说，看似简单的跨局域网的音频信号传输其实对终端和云平台都提出了较多要求。

云广播系统中硬件设备通过IP传输，不需要依赖音频线缆传输到其他IP编码设备，也不需要依赖服务器等其他环节。所有设备连接仅仅通过网络或WiFi或4G/5G接入，并不依赖音频线路输出，这极大地降低了设备部署的难度，设备也不是局限在某一个局域网中，实用性得到了数量级的提升。

基于云和物联网的扁平化部署虽然解决了局域网方案中设备链条长、互相依存度高的问题，但云平台的可用性也成为一个关键点。在互联网无法接入的情况下，智能设备在局域网内也可以持续工作，设备内部通过记忆信号路由而不需要单独的服务器，这种分布式模式的生存能力远强于“服务器+终端”的模式，并支持“公有云+私有云”的混合模式，在大型系统中可以部署“私有云”软件，在“公有云”无法接入的情况下也可以继续正常工作。

物联网智能云广播系统具备对各种终端进行部署管理、状态管理、授权管理、设备监控、分组管理等功能，同时还具备创建频道功能（支持音频频道以及视频和图文频道），实现内容的智能编排播放，还支持编排直播，在需要时可以提供音频或视频的直播流播放功能[2]。系统有较完善的多机构、分级管理设备和内容的功能，适合进行大规模的复杂系统部署，支持跨地域部署和联动工作。

3 物联网智能云广播系统更适合应急信息发布

分区广播是智能云广播系统最基本的要求，分区的细分粒度按照系统部署的规范可以非常细，甚至可以细分到每一个扬声器。细分粒度分区的好处是系统具备非常灵活的分区广播能力，既能大范围播放同一个内容，也可以非常精确地在某一时点针对某一个小区域广播。

手机用户是通过系统管理员对其手机号码进行指纹认证，在其授权管理的范围内可以对设备或设备组进行管理和实时广播。无论是播放端、播音端还是管理端都是扁平接入的（见图2），只要具备基本的物联网接入条件，以太网、WiFi、4G/5G都可以，对于能接收4G/5G的设备，由于运营商基站被毁坏的概率较小，其设备在极端情况下保持正常工作的能力远高于普通的有线网络方式，更何况系统支持智能手机作为播音端、管理端和接收端，在部分设备无法正常工作的情况下，手机可以在任何地方工作。

物联网屏作为应急信息发布的接收终端，应用在人流密集的公共场所，当发生紧急事件时，屏幕能给出图文加声音的指示，这种图文加语音的提示更便于应急指挥。此外，这种基于物联网的立式屏提供4G/5G接入且内置较大音量的扬声器，这些立式屏可以不受线缆限制，任意布置在需要的地方，平时可以作为信息发布和广告播放的屏幕，遇到突发情况时，可以马上用于声音加图文的报警和指挥信息发布。同时，授权用户可以通过手机将应急图文和语音信息发布到有应急信息发布权的物联网LED大屏上。

发布的应急信息包含电子地图的区域信息，由于是基于“云”的方式，其他作为信息源的相关部门甚至都不需要把其内部系统跟应急广播系统进行互联互通，这些部门只需要通过Web甚至手机的方式把紧急事件类型、具体描述以及对应的地图区域等信息发给应急广播管理中心，应急广播中心经过审核流程就可以把这些信息发出去，而在这个指定区域内的扬声器等设备会把该信息播发出去。

4 结语

5G/物联网智能应急广播作为一种基于云计算技术构建的全新广播系统，实现“平战结合”①非常重要。应用到众多不同场景的应急广播系统（这些场景包括社区、广场、景区、园区、商场等不同公共场合）日常播放实用信息、音乐、资讯等内容，同时也可以播放广告，实现自身造血的功能；当有应急音频插播时，在有权限的分区中的设备就会自动播放应急音视频，保证平时能用的系统在关键时刻不会掉链子。

注释：

①“平战结合”是指应急广播系统平时播放实用信息、音乐、资讯、广告等内容，在应急情况时自动切换，发布应急信息至各终端。