新疆廣播電視監測系統的設計與實現

張 艷

（新疆廣播電影電視局 安全監測中心，新疆 烏魯木齊 830044）

廣播電視是國家公共信息傳輸覆蓋網的主要組成部分，廣播電視傳輸的安全直接關系到黨和政府輿論宣傳的正常進行，對于確保國家安全、社會穩定具有十分重大的意義。在黨和國家的大力支持下，新疆的廣播電視事業得到飛速發展，尤其是通過國家“西新工程”等一系列廣播電視覆蓋項目實施后，全區各地的地面無線電視、調頻廣播發射覆蓋得到了普遍加強，使其在擴大黨和國家的輿論宣傳，反對民族分裂、恐怖主義，促進新疆經濟社會協調發展起到了不可替代的作用。因此加強對廣播、電視的監測管理，確保播出質量和覆蓋效果，是促進廣播電視事業健康發展的重要環節，也是新疆地區廣播電視事業建設中的重點工作任務。

1 系統簡介

新疆地域遼闊、地形復雜、發射臺站點分散，因此必須采用先進的監測技術體系和與之相配套的管理模式和機制，才能更加有效地對其進行監管，充分發揮這些廣播電視設施的效益和作用。新疆廣播監測系統的建設是新疆廣播電視監測事業的一個重大突破，它將通過多種手段對轄區內各播出單位的廣播電視進行監測，達到對新疆地區廣播電視節目進行全面監測、有效監管、合理規劃的目標。

新疆按照“統一規劃、合理布局、突出重點”的原則，于2011年開始進行系統建設，利用系統的延續性、開放性、升級性和可擴展性，逐步完成新疆廣播電視監測網建設：

1）一期目標：完成新疆廣播電視監測中心平臺及烏魯木齊前端及部分地州廣播電視監測前端的建設，對各前端轄區內的廣播電視節目信號進行24 h實時監測。

2）二期目標：進一步完善系統中心平臺；在一期中心平臺基礎上進行擴展，充分利用中心平臺的開放性和可擴展性，增建地州及部分縣級廣播電視監測前端，擴大監測范圍，初步形成覆蓋地州（縣）的新疆廣播電視監測網。

3）三期目標：完成全疆地州、縣監測前端建設，實現對全區范圍內的廣播電視節目信號進行遠程24 h實時監測。

2 系統構成

系統由中心平臺（含烏魯木齊前端）和監測前端兩部分組成。

系統可以使用專網或有線、無線寬帶網等多種網絡形式進行組網。在一期建設中考慮到運維成本，采用了ADSL組網方式，中心節點使用用互聯網光纖鏈路接入互聯網、分配靜態IP地址，地州監測前端采用ADSL接入互聯網，采用動態撥號方式獲得IP地址。這種方式上行傳輸速率可達1 Mbit/s，下行傳輸速率可達2～8 Mbit/s。在后期的建設過程中將逐步完善系統，通過SDH專網等方式進行各類數據的傳輸，如圖1所示。

第一層的中心平臺主要是采集、匯總、分析前端回傳的各類監測數據，能夠對全疆15個地州級監測前端、60個縣級監測前端的無線模擬電視、調頻/中波廣播、地面無線數字電視等廣播電視節目進行24 h實時監測（烏魯木齊前端設在中心平臺，直接與中心平臺內網連接）。

第二層的監測前端（主要包括14個地州/市級監測前端、60個縣級監測前端）作為監測數據采集點，主要負責轄區內廣播電視節目信號的采集、監測、壓縮、存儲、回傳；完成質量監測、內容監測、技術指標監測、頻譜掃描、任務監測、系統運行狀態監測等任務，實時回傳音/視頻數據至中心平臺。所有節目錄音/錄像壓縮后存放在各前端的磁盤陣列中，隨時供中心平臺調用。

3 系統主要功能

系統采用“一級管理、二級響應、二級共享”的管理模式，中心平臺由Web服務器、應用服務器、流媒體服務器等設備組成，主要對前端數據進行匯總、分析、統計、管理；各監測前端獨立完成轄區內的監測任務，遠程實時響應中心平臺指令，設備則使用嵌入式設計和無縫接入技術，每路節目由一對一的模塊化設備進行監測。系統網絡架構如圖2所示。

3.1 中心平臺主要功能

1）實時監測：能夠遠程實時查看前端廣播電視節目。

2）頻道輪播：在客戶端可以對前端的頻道進行切換播放。系統能對前端的若干頻道進行定制時間間隔的視、音頻的輪流播放。

3）頻道掃描：系統能夠對前端播出的節目頻道進行掃描，能夠準確地掃描出前端的全部節目頻道，并顯示頻道標準頻點。

4）自動錄像：前端能對節目信號進行自動錄像，錄像結果可遠程按需查詢。

5）技術指標監測：系統能夠對各前端節目信號的技術指標進行測量，同時將測量結果回傳至中心平臺進行分析和統計，中心平臺則能夠按需查詢或生成相應的圖表或表格。

6）頻譜掃描：系統能夠對各前端遠程實時頻道掃描，掃描結果以曲線圖的形式實時回傳至中心平臺。

7）新頻報警：系統能夠對各前端廣播電視節目出現的新頻進行自動報警。

8）報警查詢：各前端的異態報警應實時回傳至中心平臺，中心平臺能夠根據選擇的查詢條件，查詢、匯總、打印所有的報警信息，并能按照業務需求生成各類報表，如月報表、季報表、年報表等。

9）系統管理：系統能夠對中心平臺以及前端的節目運行圖數據庫、設備等進行設置和統一管理。

10）網絡管理：系統應使用GIS地理信息系統直觀地顯示網絡運行狀況、中心平臺及前端設備的工作狀況，能夠自動對所有前端及中心平臺設備的異常情況進行報警，并將報警信息實時回傳至中心平臺。

3.2 監測前端主要功能

1）各前端能夠存儲各類異態報警信息、異態音視頻信息、節目實時音視頻信息、設備運行狀態信息、網絡運行狀態信息、頻譜掃描信息，并根據中心平臺的指令將相關信息回傳至中心平臺，供中心平臺調用、下載、存儲。

2）各監測前端根據本地區播出機構的節目數量、語種情況，按照國家相關標準及技術規范，對覆蓋范圍內的廣播電視節目信號進行指標參數、“三滿”播出、節目質量進行監測。

3）各前端可存儲本地區2年的監測報警信息、6個月的異態錄像/錄音信息、1年的設備/網絡監測報警信息，10天的實時錄像/錄像信息，中心平臺客戶端可實時遠程調用這些數據。

4）各前端可實時響應中心平臺的監測任務、遠程斷電、遠程重啟、遠程升級、遠程數據維護等指令。

5）各前端設備接口具有擴展性，有預留接口及模塊，能夠實現監測業務擴容。

6）各地、市、縣廣電管理部門可通過前端工作站對轄區內廣播電視節目播出監測情況進行資源共享。

7）各前端根據網絡傳輸情況，按照中心平臺指令上傳廣播電視節目實時音/視頻數據。

4 主要技術特點

系統不僅采用國家廣電總局規定的廣播電視監測系統接口協議、標準、開放式操作系統，還根據新疆監測業務需求開放接口協議，支持多種接口和多種協議數據間的互聯、互傳，能夠確保第三方前端無縫接入，實現不同廠家的監管平臺、監測前端之間的互聯互通。

4.1 B/S與C/S混合架構

為了提高系統的異態監測速度和準確度，確保系統的擴展性，增強系統的數據處理能力和響應能力，整個系統采用B/S與C/S混合架構。客戶端的業務主要是業務查詢和發布指令，面對的用戶比較多，B/S方式使用戶的使用更加靈活，系統的安裝、維護、升級、部署更加方便容易；中心平臺需要進行大量的數據處理工作，使系統的運行更加穩定，交互性和實用性更強，能夠提供強大的監測數據操作功能。

4.2 音視頻轉碼壓縮

系統的廣播節目壓縮存儲采用MP3格式，電視節目壓縮存儲采用H.264格式。與其他現有視頻編碼標準相比，在相同的帶寬下H.264標準能夠提供更加優秀的圖像質量，壓縮后的數據量只有MPEG-2的1/8，MPEG-4的1/3，節省了下載時間；MP3格式壓縮的音頻文件體積較小，有廣泛的硬件和用戶端軟件支持。

各監測前端將采集到的節目數據按不少于700 kbit/s碼率將TS流的MPEG-2直接轉化成標準的H.264/AAC格式TCP/UDP的IP封裝保存，支持雙編碼輸出，可以同時轉碼輸出高低兩種碼率，并通過IP上傳到中心平臺的存儲系統，實現TS OVER IP的網絡傳輸。MPEG-4/H.264碼率可調（100 kbit/s～5 Mbit/s），支持PAL和NTSC制式；分辨力達到704×576（PAL）和704×480（NTSC）；幀率為25 f/s和30 f/s。當出現傳輸網絡故障時，在故障恢復后系統仍可將錄像數據上傳至存儲設備。

4.3 嵌入式系統的應用

由于系統的專業性、實時性、擴展性要求較高，采用了嵌入式系統。系統主要由嵌入式處理器、模塊化硬件和嵌入式軟件、應用程序等組成，能夠根據中心系統和前端業務需求定制硬件或各類監測板卡、靈活配置監測任務。在總體結構采用了模塊化設計，具有高度的模塊獨立性，具備了足夠的升級擴展能力，今后可根據業務需要，安全、迅速的擴大網絡規模、增加業務或功能模塊。

4.4 接口協議

系統采納了總局制定的HTTP+XML的協議框架及協議內容，從而實現了不同廠家監測前端之間的互聯互通。

系統中心平臺與監測前端通過IP網絡連接，系統對中心平臺和前端設備的IP地址進行統一規劃和分配。

TCP/IP協議層規定：系統按照通信網絡的層次結構和通信方式，發送方將數據逐層向下傳遞，到達接收方后再逐層向上傳遞，實現數據的傳輸。

HTTP協議層規定：中心平臺與前端的數據傳輸通信采用非持續連接類型，通信模式采用“請求—應答”方式。根據通信的具體情況，中心平臺和前端都可以充當通信的“請求方”和“應答方”。

XML應用層協議規定：中心平臺向前端發出相關請求采用異步通信方式，即中心平臺每次向前端發出請求的HTTP調用后，前端對參數進行確認后立即返回相應信息，中心平臺結束本次通信，然后前端再執行相關操作，完畢后再通過HTTP調用向中心平臺發送相應的數據交換XML文件。

5 結束語

新疆廣播電視監測系統是新疆首次建立一個集傳統媒體、新媒體監測于一體，技術先進、功能齊全、反應快捷、數字化、網絡化、高度自動化的廣播電視安全播出監測系統，具有遠程監測、專項技術指標測量、網絡通信、自動告警、數據庫管理、信息發布等功能。

系統建成后能夠對全區縣以上（含縣級）播出單位的廣播電視節目進行遠程實時監測、異態報警；可以及時發現未經批準的播出頻道和有害信號、準確了解事故位置；及時發現播出中的重大停、劣播事故；全面了解廣播電視播出內容和網絡運行情況，為各級管理單位提供靈活、快捷、全面、高效、有針對性的監測信息，為全疆的廣播電視安全播出工作提供可靠的科學依據，提高新疆廣電局的節目監管水平和應對突發事件的能力。