上海世博會公眾信息發(fā)布系統(tǒng)

文｜東方有線網(wǎng)絡(luò)有限公司 駱江海 張錦文

1 項(xiàng)目概況

2010年上海世博會是一個時間跨度長、參與人數(shù)多、動員范圍廣、影響面大的集展覽、會議、商業(yè)、演出活動于一體的國際性經(jīng)濟(jì)盛會。在中國上海召開的世界博覽會全球矚目，是展示人類文明最新成果與發(fā)展趨勢的權(quán)威性、大規(guī)模、多樣化的國際性綜合博覽會。此次盛會主會期從2010年5月1日到10月31日歷時184天，預(yù)期吸引200多個國家和組織參展，7000萬人次參觀本屆世博會。

根據(jù)世博會總體規(guī)劃，世博會期間高峰日客流量約60萬人次，極端高峰日80萬人次，世博會運(yùn)營期間將舉辦2萬多場活動。為世博會的成功、有序的舉辦，建立運(yùn)營指揮、交通信息服務(wù)、客流引導(dǎo)、活動管理等系統(tǒng)，通過公眾信息發(fā)布系統(tǒng)為參觀者、參展者和管理人員提供信息服務(wù)。

本系統(tǒng)和其他信息系統(tǒng)的信息關(guān)系，如圖1所示。

圖1

由于本屆世博會占地面積廣，參觀游客人流量大，為了疏導(dǎo)參觀游客進(jìn)行有序參觀，同時讓參觀游客能及時了解世博園區(qū)內(nèi)相關(guān)信息，需要有一個直觀的信息獲取途徑讓觀眾了解世博會相關(guān)信息。

為保證世博會成功、有序的舉辦，建立了運(yùn)營指揮、交通信息服務(wù)、客流引導(dǎo)、活動管理等系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都需要進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容信息的發(fā)布，讓觀眾游客了解相關(guān)信息。為了讓這些系統(tǒng)充分發(fā)揮其應(yīng)有功效，需要有一個直觀的信息發(fā)布途徑讓觀眾直觀獲知相關(guān)信息。

因此，需要在世博園區(qū)內(nèi)建立一套公眾信息發(fā)布系統(tǒng)，對世博會各系統(tǒng)的相關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一發(fā)布。

本系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是建設(shè)一個多媒體、智能化的信息發(fā)布平臺，系統(tǒng)以有線電視網(wǎng)絡(luò)及IP網(wǎng)絡(luò)為傳輸介質(zhì)，以數(shù)字機(jī)頂盒為智能接收終端，為世博會所有需要對公眾進(jìn)行信息發(fā)布的相關(guān)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的、集中的信息發(fā)布渠道，避免重復(fù)建設(shè)，并使各類信息能夠通過統(tǒng)一的平臺向公眾進(jìn)行發(fā)布，確保發(fā)布信息的安全性、準(zhǔn)確性、及時性。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)世博會的需求特點(diǎn)，系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)高清視頻直播、多區(qū)域定點(diǎn)發(fā)布、確保發(fā)布準(zhǔn)確性等功能，因此根據(jù)此原則進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

公眾信息發(fā)布系統(tǒng)的總體框架如圖2所示，根據(jù)系統(tǒng)功能分為七大部分：

（1）數(shù)據(jù)輸入接口：數(shù)據(jù)輸入接口負(fù)責(zé)從世博會其他業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)接收所要發(fā)布的信息，輸入信息發(fā)布系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布。

（2）信息發(fā)布系統(tǒng)平臺：信息發(fā)布系統(tǒng)平臺負(fù)責(zé)對所要發(fā)布信息的錄入、編輯、審核、發(fā)布。

（3）視頻播出系統(tǒng)：視頻播出系統(tǒng)負(fù)責(zé)視頻信號編碼、處理、播出。

（4）傳輸網(wǎng)絡(luò)：傳輸網(wǎng)絡(luò)包括HFC傳輸網(wǎng)絡(luò)和IP傳輸網(wǎng)絡(luò)，HFC傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)視頻信號的傳輸，IP傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)控制指令信號的傳輸。

（5）智能信息接收終端：智能信息接收終端負(fù)責(zé)接收來自網(wǎng)絡(luò)的各類待發(fā)布信息，并根據(jù)指令信號及顯示終端的不同類型進(jìn)行處理輸出。

（6）信息顯示終端：信息顯示終端負(fù)責(zé)接收智能信息接收終端處理輸出的視頻信號，進(jìn)行信息顯示。

（7）數(shù)據(jù)輸出接口：數(shù)據(jù)輸出接口負(fù)責(zé)將需對外部系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理輸出。

圖3

圖2

2.2 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)如圖3所示，系統(tǒng)管理平臺由各類服務(wù)器組成，實(shí)現(xiàn)發(fā)布信息系統(tǒng)的各類應(yīng)用功能，包括信息的錄入、節(jié)目的編排、審核、播出等。系統(tǒng)平臺通過IP網(wǎng)絡(luò)與機(jī)頂盒相連接，實(shí)現(xiàn)對機(jī)頂盒的交互控制及文字、圖片信息的下載。

視頻播出系統(tǒng)包括錄播編碼服務(wù)器、直播編碼服務(wù)器、DCM復(fù)用器和QAM調(diào)制器組成，實(shí)現(xiàn)高清視頻節(jié)目的編解碼及傳輸播出。

播出監(jiān)看系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對編排后待發(fā)布內(nèi)容及發(fā)布顯示信息的實(shí)時監(jiān)看，保證發(fā)布信息的正確性及異常情況的及時響應(yīng)。

接收終端為高清數(shù)字機(jī)頂盒，可以實(shí)時接收頭端播出的視頻節(jié)目信號，并進(jìn)行解碼播出，同時可以將本地存儲的文字、圖片信息進(jìn)行組合播放。

2.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件整體功能框架圖，如圖4所示。

圖4

（1）播放資源管理

播放資源管理子系統(tǒng)圍繞公眾信息發(fā)布系統(tǒng)的四類資源展開。提供視頻資源、圖片資源、文本資源、布局資源的上傳、新建、刪除、預(yù)覽功能。

播放資源管理根據(jù)不同用戶組過濾顯示內(nèi)容，用戶只能瀏覽到本組內(nèi)的信息，便于用戶管理與自己有關(guān)的播放資源同時也能了解本組的播放資源。

（2）資源發(fā)布管理

資源發(fā)布管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對所要發(fā)布信息的審核發(fā)布。在資源提出發(fā)布申請后，由授權(quán)用戶進(jìn)行審核。授權(quán)用戶可以通過預(yù)覽方式確定信息發(fā)布與否。

（3）終端設(shè)備管理

終端設(shè)備管理子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對終端設(shè)備的管理，包括終端狀態(tài)顯示、終端分組控制、終端重啟、開啟控制、頭端狀態(tài)顯示。

（4）信息發(fā)布服務(wù)

信息發(fā)布服務(wù)子系統(tǒng)主要對已經(jīng)審核通過的信息資源，通過信息發(fā)布服務(wù)向頭端、終端發(fā)布信令，包括添加/刪除視頻、添加/刪除文本、添加/刪除圖片、頁面更新。

（5）系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理子系統(tǒng)主要包括用戶管理、終端組管理、授權(quán)管理、系統(tǒng)操作日志、系統(tǒng)設(shè)置。

2.4 傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

世博公眾信息發(fā)布系統(tǒng)是世博會對外的宣傳窗口，要求保證信息發(fā)布的顯示穩(wěn)定可靠。發(fā)布的信息內(nèi)容包括視頻、圖像、文字等各種類型的內(nèi)容，由于視頻要求支持標(biāo)清及高清格式，以及有直播視頻的要求，因此要求傳輸網(wǎng)絡(luò)能有效保證視頻節(jié)目的實(shí)時可靠傳送。

由于直播視頻對于網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求較高，一路高清視頻至少需要12Mbps的網(wǎng)絡(luò)帶寬，因此若采用IP網(wǎng)傳輸直播視頻的話，對于Qos無法得到有效的保證，將影響視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。而HFC網(wǎng)絡(luò)作為有線電視的傳輸網(wǎng)，能有效的保證高清視頻的傳輸質(zhì)量，因此設(shè)計(jì)采用IP+HFC的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，作為公眾信息發(fā)布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。其中HFC網(wǎng)絡(luò)用來傳輸直播視頻，IP網(wǎng)絡(luò)用來進(jìn)行錄播視頻的下載及控制信令的傳輸。

（1）HFC網(wǎng)絡(luò)

HFC網(wǎng)絡(luò)采用樹型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，視頻播出系統(tǒng)通過光纖連接到各個光站，各個光站通過同軸電纜連接到下一級的分配器，分配器直接連接到各機(jī)頂盒。HFC網(wǎng)路主要用來傳輸直播視頻的信號，直播視頻通過直播頭端的調(diào)制，調(diào)制到相應(yīng)的頻點(diǎn)發(fā)送到HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，機(jī)頂盒接收相應(yīng)頻點(diǎn)的節(jié)目，進(jìn)行解碼播放。

（2）IP網(wǎng)絡(luò)

IP網(wǎng)絡(luò)直接利用世博業(yè)務(wù)專網(wǎng)進(jìn)行傳輸。

2.5 視頻播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)

視頻播出系統(tǒng)按高清視頻標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)1080P的視頻編碼播出。系統(tǒng)由視頻編播服務(wù)器、復(fù)用器和QAM調(diào)制器組成，可分為三種工作模式，分別為直播模式、錄播模式和離線墊播模式。

（1）直播模式

世博會現(xiàn)場的重要活動需要在世博會園區(qū)內(nèi)進(jìn)行實(shí)況直播需通過直播系統(tǒng)進(jìn)行播出。直播系統(tǒng)由兩臺直播編播服務(wù)器組成，形成主備熱備。

經(jīng)過處理的直播節(jié)目信源直接輸入到直播編播服務(wù)器，編播服務(wù)器將視頻節(jié)目進(jìn)行壓縮編碼，經(jīng)過復(fù)用器輸入到QAM調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制。QAM將不同的節(jié)目源調(diào)制到相應(yīng)的頻點(diǎn)，經(jīng)過HFC網(wǎng)絡(luò)傳送到機(jī)頂盒。機(jī)頂盒根據(jù)后臺指令接收相應(yīng)頻道的視頻內(nèi)容進(jìn)行播放。

直播的視頻通過HFC網(wǎng)絡(luò)下行傳輸，控制信令通過IP網(wǎng)絡(luò)回傳。

（2）錄播模式

外部系統(tǒng)需要發(fā)布的非實(shí)時播出的視頻內(nèi)容通過錄播系統(tǒng)進(jìn)行播出，錄播系統(tǒng)采用與直播系統(tǒng)相同的播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

經(jīng)過審核的視頻資料先上傳到公眾信息發(fā)布系統(tǒng)存儲平臺進(jìn)行存儲，錄播編播服務(wù)器提取視頻文件打包生成TS流，經(jīng)過復(fù)用器送到QAM調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，QAM將視頻流調(diào)制到相應(yīng)的頻點(diǎn)，通過HFC網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇K端機(jī)頂盒。機(jī)頂盒進(jìn)行實(shí)時解碼播出，將視頻畫面顯示在視頻顯示窗口，其他窗口位置根據(jù)服務(wù)器下發(fā)的節(jié)目表單顯示相應(yīng)的文字圖片信息。

控制信令通過IP通道回傳到管理平臺進(jìn)行交互。

（3）離線墊播模式

離線播放主要為了保證在HFC網(wǎng)絡(luò)發(fā)生緊急故障意外中斷的情況下，能提取本地存儲的視頻節(jié)目內(nèi)容進(jìn)行緊急墊播。墊播的視頻和圖片文件預(yù)先存儲在機(jī)頂盒本地存儲，當(dāng)HFC網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障中斷時，機(jī)頂盒自動提取本地存儲的圖片內(nèi)容進(jìn)行緊急墊播。

2.6 播出監(jiān)看系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了保證安全播出需求，保證顯示畫面的正確性，視頻信號需進(jìn)行發(fā)布審核和監(jiān)看。因此設(shè)計(jì)在信源編碼播出處及終端接收處進(jìn)行碼流審核和監(jiān)看。

（1）視頻信源監(jiān)看方案

監(jiān)控中心部署一臺多畫面處理服務(wù)器，對編碼系統(tǒng)產(chǎn)生的節(jié)目源進(jìn)行解碼處理以及多畫面分割后，輸出DVI信號。通過轉(zhuǎn)換設(shè)備，將DVI信號轉(zhuǎn)換后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街笓]中心的監(jiān)看大屏輸出?？杀O(jiān)看內(nèi)容為視頻內(nèi)容，故障時報警信息等，并可提供主動聲音報警提示功能。審核發(fā)布人員可通過監(jiān)視屏對播出節(jié)目源的發(fā)布進(jìn)行實(shí)時審核。

（2）終端監(jiān)看方案

視頻信源監(jiān)看方案是針對視頻信號進(jìn)行監(jiān)看，而對于機(jī)頂盒實(shí)際輸出效果（機(jī)頂盒拼裝圖片和文字后）無法監(jiān)看。只能通過審核發(fā)布系統(tǒng)，在審核發(fā)布操作終端進(jìn)行預(yù)覽后發(fā)布。

為了實(shí)現(xiàn)對終端實(shí)際效果的監(jiān)看，審核發(fā)布席位部署一臺機(jī)頂盒和小型顯示屏，連接信息發(fā)布系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)信號和射頻信號，用于審核發(fā)布前的終端預(yù)覽，以及用于實(shí)際終端的故障排查。

部署2臺機(jī)頂盒，1臺用于審核發(fā)布前的終端預(yù)覽。1臺采用輪詢方式對各組機(jī)頂盒終端進(jìn)行監(jiān)看。另可指定機(jī)頂盒加入故障點(diǎn)服務(wù)組，以檢查故障點(diǎn)故障。

2.7 系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

公眾信息發(fā)布系統(tǒng)作為世博會組織者面向參觀游客的重要信息發(fā)布渠道，地位極其重要，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)在各層面考慮了系統(tǒng)的整體可靠性。

（1）服務(wù)器備份方案

為了保證系統(tǒng)可靠性，服務(wù)器均采用了雙機(jī)備份方案。

雙機(jī)采用HA高可用性系統(tǒng)，可以對主機(jī)的IP、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)等進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)，當(dāng)應(yīng)用程序或主機(jī)發(fā)生故障后，HA系統(tǒng)將自動、快速的切換應(yīng)用到備機(jī)，確保應(yīng)用服務(wù)的持續(xù)和可用性，保證業(yè)務(wù)的持續(xù)運(yùn)行。 HA系統(tǒng)支持Active/Standby和Active/Active兩種模式。在Active/Standby方式中，其中一臺主機(jī)作為Active主機(jī)，運(yùn)行重要的應(yīng)用程序，向客戶端提供各種應(yīng)用服務(wù)，另一臺主機(jī)作為備機(jī)，實(shí)時監(jiān)控Active主機(jī)運(yùn)行情況，只有當(dāng)Active主機(jī)發(fā)生故障后，備機(jī)才接管Active主機(jī)上的應(yīng)用服務(wù)。在Active/Active配置方式中，每臺主機(jī)上運(yùn)行各自的應(yīng)用程序。服務(wù)器在運(yùn)行自身的應(yīng)用服務(wù)時，同時也是另一臺主機(jī)的備機(jī)，即兩臺主機(jī)互為備機(jī)。 HA 系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)在兩臺主機(jī)之間進(jìn)行實(shí)時的數(shù)據(jù)復(fù)制。當(dāng)Active主機(jī)發(fā)生故障時，HA系統(tǒng)將自動將服務(wù)迅速的切換到備機(jī)。并在備機(jī)鏡像數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)為客戶端提供業(yè)務(wù)服務(wù)。

實(shí)際部署時將系統(tǒng)的Web服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、FTP服務(wù)，分拆開分別布署在6臺服務(wù)上，每兩臺提供一種服務(wù)，這樣有利于系統(tǒng)發(fā)生故障時的恢復(fù)。

（2）視頻編播系統(tǒng)備份方案

為確保視頻信源的播出可靠性，采用復(fù)用器的Service Backup方式作為信源備份方案，當(dāng)主路信源出現(xiàn)故障，造成信源輸出故障，復(fù)用器會主動切換到備份信源輸出。

對于直播編播系統(tǒng)，采用異構(gòu)方式進(jìn)行備份播出。

對于錄播編播系統(tǒng)，采用N+1備份錄播編播系統(tǒng)作為備份信源。為確保網(wǎng)絡(luò)安全，備份錄播編碼系統(tǒng)不與業(yè)務(wù)專網(wǎng)連接，采用輪播視頻方式。

（3）視頻傳輸鏈路備份方案

視頻傳輸機(jī)房采用主備2臺QAM設(shè)備對世博公眾信息發(fā)布系統(tǒng)視頻節(jié)目進(jìn)行接收，轉(zhuǎn)換為射頻信號通過HFC傳輸?shù)绞啦﹨^(qū)域。

主備傳輸鏈路采用2個光纖路由，若傳輸鏈路出現(xiàn)故障，QAM設(shè)備將主動切換到備份鏈路接收視頻節(jié)目，確保業(yè)務(wù)正常。

3 結(jié)束語

世博信息發(fā)布系統(tǒng)采用高清視頻信息發(fā)布技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)內(nèi)視頻的高清、實(shí)時發(fā)布，在開幕式及各重要活動場合實(shí)現(xiàn)了活動現(xiàn)場的高清直播，為歷屆世博會首創(chuàng)，發(fā)揮了良好的效果，提升了世博的對外形象。

針對世博園區(qū)范圍廣、終端多、信息內(nèi)容需求多樣的特點(diǎn)，世博信息發(fā)布系統(tǒng)開發(fā)了多區(qū)域定點(diǎn)發(fā)布的功能，可針對不同區(qū)域、不同顯示終端及屏幕的不同位置發(fā)布不同的特定信息，方便組織者根據(jù)現(xiàn)場需要發(fā)布不同的引導(dǎo)信息。

經(jīng)過實(shí)際使用運(yùn)行情況表明，世博信息發(fā)布系統(tǒng)在公眾信息發(fā)布、運(yùn)營指揮、客流引導(dǎo)等方面發(fā)揮了重要的作用，為世博會的組織、管理以及游客引導(dǎo)、組織提供了有力的支持，保障了世博會的有序進(jìn)行。