泗陽縣應(yīng)急廣播系統(tǒng)技術(shù)方案

周軍 泗陽縣廣播電視臺

1.引言

《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》將國家應(yīng)急廣播體系建設(shè)列入文化事業(yè)重點工程，這是國家推進農(nóng)村公共文化服務(wù)體系建設(shè)的一項重要內(nèi)容，是一項民心工程、富民工程、保障工程。應(yīng)急廣播系統(tǒng)是實現(xiàn)政策法規(guī)宣傳、農(nóng)業(yè)知識普及、農(nóng)村文化教育、農(nóng)村信息傳播、農(nóng)業(yè)氣象播報、農(nóng)村文化娛樂的重要工具和載體，是黨和各級政府聯(lián)系農(nóng)民群眾的重要橋梁和紐帶，在應(yīng)對自然災害、事故災害、公共衛(wèi)生和社會安全等突發(fā)公共事件處置中發(fā)揮著重要作用。

泗陽縣貫徹落實國家和省關(guān)于應(yīng)急廣播體系建設(shè)的部署要求，作為省第一批試點建設(shè)單位，于2016年12月在全省率先建成應(yīng)急廣播體系，2017年5月通過省局驗收。整個系統(tǒng)可以做到各級政府應(yīng)急一張網(wǎng)、上級優(yōu)先、上級可控可管、各級應(yīng)急優(yōu)先插播等要求。

2.系統(tǒng)設(shè)計原則

（1）平戰(zhàn)結(jié)合

全縣應(yīng)急廣播體系既可以作為日常對農(nóng)廣播節(jié)目發(fā)布渠道，同時也是公共應(yīng)急廣播體系的重要組成部分，能夠及時發(fā)布應(yīng)急信息，切實做到日常對農(nóng)廣播與應(yīng)急信息播發(fā)相結(jié)合。

（2）靈活聯(lián)動

全縣應(yīng)急廣播體系與省市應(yīng)急廣播系統(tǒng)實現(xiàn)無縫有效銜接，統(tǒng)一聯(lián)動。

（3）因地制宜

充分利用現(xiàn)有廣播電視傳輸覆蓋資源，業(yè)務(wù)與技術(shù)模式緊密結(jié)合本地信息發(fā)布需求和本地的傳輸覆蓋網(wǎng)絡(luò)條件。

（4）統(tǒng)籌兼顧

既要保證開放性和可擴展性，不同廠家系統(tǒng)、設(shè)備能實現(xiàn)互通互換，又要確保網(wǎng)絡(luò)和信息的安全，確保應(yīng)急廣播信息播發(fā)的權(quán)威性、嚴肅性。

3.應(yīng)急廣播系統(tǒng)技術(shù)方案

3.1 縣級播控中心平臺

縣級播控中心平臺承擔整個系統(tǒng)的管理和播發(fā)控制功能，能夠滿足包括日常廣播節(jié)目傳送、應(yīng)急部門信息接入、緊急語音切播、各種音頻信號的播發(fā)控制、應(yīng)急廣播終端設(shè)備運維管理、系統(tǒng)配置與管理、信號播發(fā)的安全認證、以及系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備的運行監(jiān)控等功能?？h級播控中心平臺由數(shù)字廣播綜合管理平臺軟件、電話呼叫中心系統(tǒng)、數(shù)字廣播CA服務(wù)器、IP流復用器、短信接駁器等組成。

3.1.1 數(shù)字廣播綜合管理平臺軟件

采用BS架構(gòu)，可通過WEB訪問實現(xiàn)直播管理、設(shè)備管理、終端信息維護、監(jiān)管監(jiān)測、安全管理、故障告警等功能；數(shù)字廣播綜合管理平臺軟件包括5個模塊：音頻處理及回溯存儲服務(wù)軟件、電話呼叫中心系統(tǒng)、WEB服務(wù)端、數(shù)字廣播綜合管理平臺服務(wù)管理器、終端回傳服務(wù)軟件。

（1）音頻處理及回溯存儲服務(wù)系統(tǒng)

采用了WEB sevice、FTP、音頻編解碼、音頻轉(zhuǎn)碼、TS流解復用等技術(shù)，實現(xiàn)插播語音的實時錄音、監(jiān)聽和回溯，它作為應(yīng)急廣播管理系統(tǒng)B/S服務(wù)的后臺語音處理和回溯存儲的軟件支撐系統(tǒng)。

（2）電話呼叫中心系統(tǒng)軟件

驅(qū)動電話采集板卡（模擬或數(shù)字、或SIP），實現(xiàn)電話網(wǎng)的接口，并與數(shù)字廣播服務(wù)管理器聯(lián)接，由服務(wù)管理器管理運行。實現(xiàn)16-256路電話插播、白名單管理、語音編碼，實時錄音（錄音文件通過FTP上傳到回溯存儲服務(wù)器）等功能。

（3） WEB服務(wù)端

主要提供客戶端瀏覽服務(wù)。

（4）數(shù)字廣播綜合管理平臺服務(wù)管理器

是整個管理平臺的調(diào)度核心，負責插播服務(wù)、通道資源分配、接入安全認證、插播歷史記錄的生成等。

（5）終端回傳服務(wù)軟件

負責接收應(yīng)急廣播終端工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的回傳，解析和存儲到數(shù)據(jù)庫。

3.1.2 短信接駁器

接收GSM短信，并通過TTS合成語音，對授權(quán)區(qū)域進行廣播。它與服務(wù)管理器通信，實現(xiàn)白名單識別、密碼驗證。語音數(shù)據(jù)通過UDP協(xié)議傳送給音頻處理系統(tǒng)軟件，經(jīng)過轉(zhuǎn)碼成TS流后送入IP流復用器。

3.1.3 IP流復用器

完成最多512路IP流復用，支持組播輸出，將復用流送入電視播控覆蓋系統(tǒng)。同時復用流組播被音頻回溯存儲服務(wù)器接收，對插播進行實時錄音和監(jiān)聽。

3.1.4 數(shù)字廣播CA服務(wù)器

主要完成控制指令的加密，TS流封裝，指令TS流送入IP流復用器與廣播節(jié)目一起復用到HFC網(wǎng)，實現(xiàn)所有終端的安全控制。數(shù)字廣播CA服務(wù)器采用嵌入式結(jié)構(gòu)，支持面板操作啟動應(yīng)急廣播功能。

3.1.5 電話呼叫中心系統(tǒng)

由電話采集板卡（模擬或數(shù)字、SIP）、工控主機和呼叫中心軟件系統(tǒng)組成。電話通道可擴展至256路，支持PSTN 16路模擬卡4張（可多臺并聯(lián)）、SIP數(shù)字卡、E1數(shù)字卡；實現(xiàn)電話音頻接入，編碼輸出TS流。

3.1.6 縣級播控中心平臺原理

在有線數(shù)字電視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，配置數(shù)字廣播CA服務(wù)器、IP流復用器、數(shù)字音頻編碼器、電話呼叫中心系統(tǒng)等設(shè)備。對所有音頻節(jié)目源和廣播控制指令進行TS編碼后一起送入IP流復用器，復用成一路廣播復合TS流信號，然后與電視節(jié)目進行復用，通過廣電有線數(shù)字電視網(wǎng)對全縣進行覆蓋。

所有的控制指令均由數(shù)字廣播CA服務(wù)器發(fā)出。廣播控制信令是用于控制接收終端開關(guān)機、音量、頻道切換及其它工作狀態(tài)的指令流；數(shù)字音頻編碼器對縣級廣播節(jié)目（即主音頻節(jié)目）和鄉(xiāng)鎮(zhèn)插播節(jié)目進行編碼；接收終端平時同時接收主音頻節(jié)目和廣播信令，一旦收到相應(yīng)的縣級廣播控制指令流即自動開機，全縣所有廣播終端播出縣廣播節(jié)目。當縣級信號停播時，全縣范圍內(nèi)的接收終端自動關(guān)機。

當有鎮(zhèn)級通過副通道進行插播時，數(shù)字廣播CA服務(wù)器會根據(jù)鎮(zhèn)級登錄密碼的不同，自動控制相應(yīng)區(qū)域的接收終端開機并切換到對應(yīng)的副頻道上去，而其它鎮(zhèn)級則保持原來的接收狀態(tài)，副通道插播結(jié)束后再控制終端切回到主頻道。這樣便可實現(xiàn)鎮(zhèn)級按行政區(qū)劃進行插播而不影響其它鎮(zhèn)級接收縣級節(jié)目，可實現(xiàn)點對點、點對片的控制功能。

圖1 B/S架構(gòu)數(shù)字廣播管理平臺功能模塊分解圖

傳送一個數(shù)字音頻廣播節(jié)目所需的帶寬約為128Kbps，對數(shù)字電視帶寬占用率極低?？h級配置多路電話呼叫中心系統(tǒng)，用于提供各級應(yīng)急插播通道。應(yīng)急插播通道的配置數(shù)量依據(jù)各級平臺同時發(fā)生并發(fā)插播的概率確定，一般縣級預留1-2個插播通道，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)給予獨立的插播通道，2-3個行政村預留一個插播通道。

縣級通過配置短信接駁器，可將所需播發(fā)的信息以短信的形式發(fā)到縣前端機房，變成標準的普通話進行播出，系統(tǒng)自動識別多音字、疊音、標點符號，可設(shè)置男生朗讀和女生朗讀；對短信號碼、短信接收時間、短信長度等信息實現(xiàn)記錄查詢；對所有短信進行錄音回放。

系統(tǒng)具備各級應(yīng)急廣播接入端口（如公安、氣象、應(yīng)急辦等）和電話應(yīng)急廣播接入端口，具有優(yōu)先播出權(quán)設(shè)置功能。系統(tǒng)同時具備省市級信號接口，可以直接接受省市播控中心的控制，也可以很方便地將全省的應(yīng)急廣播系統(tǒng)組成一張網(wǎng)，實現(xiàn)全省統(tǒng)一控制。

有線網(wǎng)絡(luò)傳輸廣播具有安全、可靠、高容量等特點，但是有線傳輸網(wǎng)絡(luò)中的傳輸鏈路和傳輸設(shè)備容易受到人為和自然災害的損毀，對應(yīng)急廣播系統(tǒng)所需要的實時性、可靠性以及災后重建和營救調(diào)度帶來困難。泗陽縣應(yīng)急廣播系統(tǒng)采用有線傳輸通道為主+無線應(yīng)急備用傳輸通道為輔的有效解決方案。當有線傳輸網(wǎng)絡(luò)因物理損毀或大規(guī)模癱瘓時，利用備用電源和無線應(yīng)急調(diào)頻和DTMB系統(tǒng)發(fā)布政策和指揮調(diào)度信息，仍可保障日常和災后的應(yīng)急廣播信息覆蓋。

泗陽縣原已建成一套無線FM調(diào)頻覆蓋系統(tǒng)，發(fā)射頻點90.4MHz，通過應(yīng)急平臺與FM調(diào)頻系統(tǒng)接駁，實現(xiàn)無線應(yīng)急備用傳輸覆蓋，終端配備FM無線接收模塊實現(xiàn)應(yīng)急信號的接收。

無線調(diào)頻應(yīng)急廣播系統(tǒng)由播控系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)組成。播控系統(tǒng)通過光端機將音頻和指令數(shù)據(jù)傳到發(fā)射系統(tǒng)，發(fā)射系統(tǒng)通過光端機接收音頻和指令數(shù)據(jù)，音頻送到調(diào)頻激勵器進行頻率調(diào)制，指令數(shù)據(jù)送到無線調(diào)頻RDS編碼控制器進行副載波編碼，輸出57KHz的RDS基帶信號，送入調(diào)頻激勵器與音頻混合后一起進行頻率調(diào)制，最后由調(diào)頻發(fā)射機發(fā)射。

DTMB無線地面數(shù)字系統(tǒng)備份，前端信號的處理流程與有線DVB-C方案的全部一致，在縣級播控中心完成音頻及指令的復用流后，分出一路送入DTMB復用系統(tǒng)，再到DTMB無線覆蓋系統(tǒng)，從而完成應(yīng)急廣播的無線地面數(shù)字廣播傳輸。

泗陽縣應(yīng)急廣播系統(tǒng)的接收終端設(shè)備配置三種接收模塊：有線DVB-C接收模塊、FM調(diào)頻接收模塊和DTMB接收模塊。泗陽縣規(guī)劃DVB-C接收模塊接收中心頻點為155MHZ, DTMB接收模塊的中心頻點為690MHZ（縣多頻網(wǎng)），調(diào)頻接收模塊頻點為90.4MHZ。通常情況下，當有線DVB-C數(shù)字信號正常時，接收有線信號，根據(jù)前端系統(tǒng)的指令開關(guān)機、切換音量，切換通道PID；當DVB-C有線信號中斷時，通過接收FM調(diào)頻或者DTMB進行應(yīng)急廣播。

3.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)級播控平臺

3.2.1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)級播控平臺原理

鄉(xiāng)鎮(zhèn)級播控平臺采用IP回傳的方式進行廣播。在鎮(zhèn)級廣播室配置一臺數(shù)字廣播控制臺、一臺工作站電腦、音頻工作站等設(shè)備軟件。鄉(xiāng)鎮(zhèn)播控平臺具有自主廣播的功能，同時接受縣級播控平臺的管理與控制，遵循上級優(yōu)先、應(yīng)急優(yōu)先的廣播規(guī)則。平時鄉(xiāng)鎮(zhèn)將自辦節(jié)目送入數(shù)字廣播控制臺，經(jīng)內(nèi)部數(shù)字音頻編碼后生成音頻TS流，再將TS流進行UDP/IP封裝，生成TS/IP數(shù)據(jù)包，借助廣電雙向網(wǎng)絡(luò)送至縣機房的IP流復用器，經(jīng)IP流復用器合流后送入縣前端系統(tǒng)。

縣播控中心平臺為每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)分配一個應(yīng)急插播電話號碼，支持用普通電話機或手機直接撥打呼叫本鎮(zhèn)固定插播號碼（前提是號碼已在縣級中心網(wǎng)管系統(tǒng)注冊），經(jīng)過系統(tǒng)授權(quán)后（電話號碼+地址碼+密碼進行匹配），可直接按行政區(qū)劃廣播。

通過操作數(shù)字廣播控制臺面板或工作站電腦登錄管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)實時廣播和流程廣播，對整個鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者分村進行控制，也可通過面板實現(xiàn)音量大小控制、開關(guān)機控制、廣播節(jié)目流PID選擇等控制。

3.3 村級播控平臺

圖2 泗陽縣應(yīng)急廣播系統(tǒng)

根據(jù)需求建立村級播控中心。對已通達IP網(wǎng)絡(luò)的村優(yōu)先選擇IP回傳廣播插播音源到縣前端機房，IP網(wǎng)絡(luò)未通達的村可采用GSM或PSTN網(wǎng)絡(luò)回傳插播的方式進行應(yīng)急廣播插播，從而實現(xiàn)行政村對接收終端的分區(qū)或點對點播控等功能。對原有采用擴大機方式進行覆蓋的村，通過配置數(shù)字廣播接收控制器，自動控制原村委會擴大機的電源和音頻，完成老系統(tǒng)的自動升級。系統(tǒng)支持短信轉(zhuǎn)語音緊急廣播，通過手機終端向縣級平臺發(fā)送文字信息，經(jīng)過系統(tǒng)授權(quán)后（來電號碼比對、組織代碼比對、密碼比對等）可直接對其所轄的終端進行文字轉(zhuǎn)語音廣播。

（1）IP網(wǎng)絡(luò)回傳插播方式

在縣及鄉(xiāng)鎮(zhèn)播控平臺沒有廣播節(jié)目的情況下，可以開啟本級廣播，將音頻信號送入數(shù)字廣播控制臺自動處理后輸出IP音頻流，通過IP網(wǎng)絡(luò)回傳到縣級前端，由縣前端統(tǒng)一封裝、打包成TS流信號，最后混入數(shù)字電視前端系統(tǒng)，通過HFC有線數(shù)字電視網(wǎng)進行覆蓋。通過密碼或U盾鑰匙，實現(xiàn)應(yīng)急廣播系統(tǒng)的安全插播。

（2）采用GSM或PSTN網(wǎng)絡(luò)回傳插播

村級自辦節(jié)目通過電話播出器、座機或手機撥打電話形式，將信號送至縣機房電話接駁器，經(jīng)過系統(tǒng)授權(quán)后（來電號碼比對、組織代碼比對、密碼比對等）可直接對其所轄的終端進行全域、指定區(qū)域或定點廣播。

圖3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)級播控平臺（IP回傳）

4.結(jié)束語

泗陽縣應(yīng)急廣播系統(tǒng)建設(shè)融合了數(shù)字編解碼技術(shù)、數(shù)據(jù)多重加密技術(shù)、可尋址管理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等先進理念，采用IP技術(shù)互聯(lián)互通，融合了DVB-C有線電視傳輸技術(shù)、DTMB地面數(shù)字電視覆蓋技術(shù)、調(diào)頻FM副載波通信技術(shù)。充分利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)和廣播頻率資源以及覆蓋網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)廣播多級安全應(yīng)急插播、定時廣播、電話遠程播控、終端廣播開關(guān)機尋址控制、音量控制、全頻段接收控制等一系列完善的播出控制功能。

圖4 村級播控平臺（IP回傳）

圖5 村級播控平臺（采用GSM或PSTN網(wǎng)絡(luò)回傳插播）