5G/物聯(lián)網(wǎng)智能云廣播在應(yīng)急廣播及應(yīng)急信息發(fā)布中的應(yīng)用

李義方 劉 波 陳 蓉

（作者單位：荊門廣播電視臺(tái)技術(shù)中心）

2020年，各地的應(yīng)急廣播為黨和政府下達(dá)政令、釋疑解惑、科學(xué)防控和維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定方面發(fā)揮了重要作用。但在實(shí)踐中，由于應(yīng)急廣播系統(tǒng)受技術(shù)的局限，應(yīng)急信息發(fā)布、傳播缺乏及時(shí)性。當(dāng)前，5G及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展，廣播音視頻IP化、云處理等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為建立新一代應(yīng)急廣播系統(tǒng)及應(yīng)急信息發(fā)布平臺(tái)提供了技術(shù)支撐。

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

緊急事件應(yīng)對(duì)及應(yīng)急信息管理是現(xiàn)代社會(huì)的重要能力，社會(huì)和政府時(shí)刻面臨著各種突發(fā)緊急事件（見(jiàn)圖1）的挑戰(zhàn)，在此背景下，建立一個(gè)現(xiàn)代化的應(yīng)急廣播系統(tǒng)和應(yīng)急信息發(fā)布平臺(tái)迫在眉睫，其中應(yīng)急廣播（公共揚(yáng)聲器為主）及應(yīng)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(yīng)急管理體系的重要組成部分。

圖1 各種突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)

在一些特殊情況下，由于缺乏現(xiàn)代化的應(yīng)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(xiàn)場(chǎng)因沒(méi)有科學(xué)的應(yīng)急信息發(fā)布平臺(tái)提示，導(dǎo)致道路越堵越長(zhǎng)；在洪澇災(zāi)害和火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，群眾得不到政府及時(shí)救援信息。

雖然有些地方已經(jīng)建設(shè)了應(yīng)急廣播系統(tǒng)，但受技術(shù)及建設(shè)理念的局限，這些系統(tǒng)并不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的需要，這成為政府提升應(yīng)急管理水平的掣肘。采用較為落后的模擬信號(hào)傳輸、模擬信號(hào)無(wú)線傳輸、有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)燃夹g(shù)，系統(tǒng)的互聯(lián)性很差，分區(qū)廣播調(diào)度能力低，缺乏雙向通信能力，系統(tǒng)的可維護(hù)性差，且需要大量的重復(fù)建設(shè)。

5G/物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，萬(wàn)物互聯(lián)已經(jīng)在逐步成為現(xiàn)實(shí)，而且物聯(lián)網(wǎng)和4G/5G在技術(shù)上支持嚴(yán)格的安全加密，遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的模擬信號(hào)方式和單向傳輸方式更具有安全管控的能力。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性以及互聯(lián)能力遠(yuǎn)非之前的那些模擬技術(shù)和廣播電視傳輸網(wǎng)可比擬。尤其是結(jié)合了無(wú)線傳輸、云計(jì)算、智能硬件、高強(qiáng)度加密等技術(shù)，再結(jié)合未來(lái)的衛(wèi)星鏈接技術(shù)，在這些技術(shù)的支持下才能打造理想的應(yīng)急廣播系統(tǒng)，而各種音視頻智能終端及智能手機(jī)則是理想的信息發(fā)布終端。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)打造的新型應(yīng)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(zāi)的過(guò)程中，智能手機(jī)起到了真正的應(yīng)急信息發(fā)布終端的作用，其信息抵達(dá)率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的一些應(yīng)急廣播系統(tǒng)。人是“移動(dòng)的”，公共終端部署的密度不可能覆蓋全部人群，而手機(jī)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(yīng)急信息發(fā)布和管理的。沒(méi)有現(xiàn)代社會(huì)第一終端（智能手機(jī)），應(yīng)急信息發(fā)布系統(tǒng)肯定是個(gè)巨大的遺漏。

2.1 傳統(tǒng)應(yīng)急廣播系統(tǒng)的缺陷

基于網(wǎng)絡(luò)的廣播系統(tǒng)，絕大多數(shù)是局域網(wǎng)而非物聯(lián)網(wǎng)，還需要部署服務(wù)器和控制PC，難以實(shí)現(xiàn)終端WiFi接入，更難以實(shí)現(xiàn)終端的4G/5G接入，而手機(jī)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(wǎng)都只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，因?yàn)槿狈ｉT打造的云平臺(tái)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接是非常麻煩且難以維護(hù)的[1]。該類系統(tǒng)的終端設(shè)備的智能化程度不夠，所以依賴局域網(wǎng)內(nèi)的服務(wù)器，在實(shí)踐中較為脆弱，依賴Windows電腦去控制與發(fā)布信息的應(yīng)急廣播系統(tǒng)也不夠方便。

2.2 音視頻IP化、云處理為現(xiàn)代應(yīng)急廣播系統(tǒng)提供了技術(shù)支撐

應(yīng)急廣播和廣播電臺(tái)有較多聯(lián)系，應(yīng)急廣播系統(tǒng)平時(shí)也可以承擔(dān)廣播電臺(tái)內(nèi)容播放，很多省、地市級(jí)的廣播頻率也擔(dān)負(fù)著本省市的應(yīng)急廣播重任。這為我們推出基于物聯(lián)網(wǎng)的IP化音頻傳輸和處理系統(tǒng)用于應(yīng)急廣播平臺(tái)建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

物聯(lián)網(wǎng)在安全可控的前提下實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)，為應(yīng)急廣播系統(tǒng)研發(fā)相關(guān)的云平臺(tái)、軟件及智能硬件終端，實(shí)現(xiàn)了在安全性高、功能強(qiáng)大、控制靈活、授權(quán)嚴(yán)格、操作簡(jiǎn)便、部署容易、擴(kuò)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(guò)物聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打破各個(gè)局域網(wǎng)的藩籬，讓廣播系統(tǒng)的音頻信號(hào)不再局限于某個(gè)局域網(wǎng)中，理論上只要授權(quán)，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(wǎng)絡(luò)中。如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)急廣播系統(tǒng)扁平接入框圖

局域網(wǎng)中設(shè)備的IP地址是內(nèi)網(wǎng)地址，跨局域網(wǎng)的設(shè)備間通信就牽涉不同網(wǎng)絡(luò)的私有IP地址之間的通信，這需要系統(tǒng)內(nèi)智能設(shè)備具備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer-To-Peer）通信的能力，在云平臺(tái)的幫助下使不同局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備具備會(huì)話的功能。所以說(shuō)，看似簡(jiǎn)單的跨局域網(wǎng)的音頻信號(hào)傳輸其實(shí)對(duì)終端和云平臺(tái)都提出了較多要求。

云廣播系統(tǒng)中硬件設(shè)備通過(guò)IP傳輸，不需要依賴音頻線纜傳輸?shù)狡渌鸌P編碼設(shè)備，也不需要依賴服務(wù)器等其他環(huán)節(jié)。所有設(shè)備連接僅僅通過(guò)網(wǎng)絡(luò)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(shè)備部署的難度，設(shè)備也不是局限在某一個(gè)局域網(wǎng)中，實(shí)用性得到了數(shù)量級(jí)的提升。

基于云和物聯(lián)網(wǎng)的扁平化部署雖然解決了局域網(wǎng)方案中設(shè)備鏈條長(zhǎng)、互相依存度高的問(wèn)題，但云平臺(tái)的可用性也成為一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。在互聯(lián)網(wǎng)無(wú)法接入的情況下，智能設(shè)備在局域網(wǎng)內(nèi)也可以持續(xù)工作，設(shè)備內(nèi)部通過(guò)記憶信號(hào)路由而不需要單獨(dú)的服務(wù)器，這種分布式模式的生存能力遠(yuǎn)強(qiáng)于“服務(wù)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(wú)法接入的情況下也可以繼續(xù)正常工作。

物聯(lián)網(wǎng)智能云廣播系統(tǒng)具備對(duì)各種終端進(jìn)行部署管理、狀態(tài)管理、授權(quán)管理、設(shè)備監(jiān)控、分組管理等功能，同時(shí)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(shí)現(xiàn)內(nèi)容的智能編排播放，還支持編排直播，在需要時(shí)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(jī)構(gòu)、分級(jí)管理設(shè)備和內(nèi)容的功能，適合進(jìn)行大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)部署，支持跨地域部署和聯(lián)動(dòng)工作。

3 物聯(lián)網(wǎng)智能云廣播系統(tǒng)更適合應(yīng)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(xì)分粒度按照系統(tǒng)部署的規(guī)范可以非常細(xì)，甚至可以細(xì)分到每一個(gè)揚(yáng)聲器。細(xì)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(gè)內(nèi)容，也可以非常精確地在某一時(shí)點(diǎn)針對(duì)某一個(gè)小區(qū)域廣播。

手機(jī)用戶是通過(guò)系統(tǒng)管理員對(duì)其手機(jī)號(hào)碼進(jìn)行指紋認(rèn)證，在其授權(quán)管理的范圍內(nèi)可以對(duì)設(shè)備或設(shè)備組進(jìn)行管理和實(shí)時(shí)廣播。無(wú)論是播放端、播音端還是管理端都是扁平接入的（見(jiàn)圖2），只要具備基本的物聯(lián)網(wǎng)接入條件，以太網(wǎng)、WiFi、4G/5G都可以，對(duì)于能接收4G/5G的設(shè)備，由于運(yùn)營(yíng)商基站被毀壞的概率較小，其設(shè)備在極端情況下保持正常工作的能力遠(yuǎn)高于普通的有線網(wǎng)絡(luò)方式，更何況系統(tǒng)支持智能手機(jī)作為播音端、管理端和接收端，在部分設(shè)備無(wú)法正常工作的情況下，手機(jī)可以在任何地方工作。

物聯(lián)網(wǎng)屏作為應(yīng)急信息發(fā)布的接收終端，應(yīng)用在人流密集的公共場(chǎng)所，當(dāng)發(fā)生緊急事件時(shí)，屏幕能給出圖文加聲音的指示，這種圖文加語(yǔ)音的提示更便于應(yīng)急指揮。此外，這種基于物聯(lián)網(wǎng)的立式屏提供4G/5G接入且內(nèi)置較大音量的揚(yáng)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(shí)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(shí)，可以馬上用于聲音加圖文的報(bào)警和指揮信息發(fā)布。同時(shí)，授權(quán)用戶可以通過(guò)手機(jī)將應(yīng)急圖文和語(yǔ)音信息發(fā)布到有應(yīng)急信息發(fā)布權(quán)的物聯(lián)網(wǎng)LED大屏上。

發(fā)布的應(yīng)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(guān)部門甚至都不需要把其內(nèi)部系統(tǒng)跟應(yīng)急廣播系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)互通，這些部門只需要通過(guò)Web甚至手機(jī)的方式把緊急事件類型、具體描述以及對(duì)應(yīng)的地圖區(qū)域等信息發(fā)給應(yīng)急廣播管理中心，應(yīng)急廣播中心經(jīng)過(guò)審核流程就可以把這些信息發(fā)出去，而在這個(gè)指定區(qū)域內(nèi)的揚(yáng)聲器等設(shè)備會(huì)把該信息播發(fā)出去。

4 結(jié)語(yǔ)

5G/物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)急廣播作為一種基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的全新廣播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“平戰(zhàn)結(jié)合”①非常重要。應(yīng)用到眾多不同場(chǎng)景的應(yīng)急廣播系統(tǒng)（這些場(chǎng)景包括社區(qū)、廣場(chǎng)、景區(qū)、園區(qū)、商場(chǎng)等不同公共場(chǎng)合）日常播放實(shí)用信息、音樂(lè)、資訊等內(nèi)容，同時(shí)也可以播放廣告，實(shí)現(xiàn)自身造血的功能；當(dāng)有應(yīng)急音頻插播時(shí)，在有權(quán)限的分區(qū)中的設(shè)備就會(huì)自動(dòng)播放應(yīng)急音視頻，保證平時(shí)能用的系統(tǒng)在關(guān)鍵時(shí)刻不會(huì)掉鏈子。

注釋：

①“平戰(zhàn)結(jié)合”是指應(yīng)急廣播系統(tǒng)平時(shí)播放實(shí)用信息、音樂(lè)、資訊、廣告等內(nèi)容，在應(yīng)急情況時(shí)自動(dòng)切換，發(fā)布應(yīng)急信息至各終端。