智能云廣播系統研發和應用

國家廣電電視總局七二五臺 董健紳

筆者對工作中使用的公共廣播系統、各個場所音響控制現狀以及監控、消防系統告警信息處置方式進行觀察，對存在的不足進行了深入分析，明確了急需改進之處，經過考察研究，提出了以IP網絡和Windows數據庫為基礎的系統解決方案—云廣播系統，并實施了該方案，實現了預期目標。

隨著臺站信息化建設不斷推進，新建軟硬件系統增加，工作效率和信息化水平大幅提升，同時舊系統存在的不足、新舊系統間的信息共享、整合需求也更加突出。2019年4月，部門對臺里安防監控、公共廣播、各主要場所音響控制現狀進行了調查，明確了急需解決的問題，一是部分舊系統設備線路損壞嚴重，處于癱瘓狀態；二是目前的高清視頻監控、智慧消防等系統的告警信息較為分散，跟蹤手段單一，不利于及時處置異態；三是主要場所部署的音響設備缺乏統一配置、調度的手段或平臺。基于以上現狀，經過考察研究，我部門提出了系統解決方案，并研發、實施了智能云廣播系統。系統實施后，可在臺區有網絡覆蓋的區域有線/無線連接云廣播服務平臺，實現臺里各個分區音頻播放、信息傳遞、廣播通知、語音對講、主要場所音響控制、監控系統與消防系統告警信息處置以及錄音保存、查詢等功能，很好地解決了存在的問題，實現了預期目標。

1 系統設計

1.1 系統架構

如圖1所示，系統為以Linux為基礎的語音溝通作業系統，主要應用于數字音頻傳輸服務、優質高效的語音對講系統，并試圖構架大型音頻設備物聯網、公共廣播平臺，系統具有安全性及靈活的可擴展性，確保高性能的7×24 h穩定運行。數據層從整體結構上將數據資源劃分為基礎的結構性資源和非結構性資源，對于非結構性資源通過業務層對應管理模塊進行維護，供展示、訪問；對于結構性數據進行有效分類，建立完善的元數據管理規范以實現資源的共享機制，也便于后期安防系統告警數據的管理、應用；音頻數據、控制協議基于IP傳輸，使用PostgreSQL數據庫存儲系統數據，Web服務采用高性能并發的Nginx，將音頻以數據包形式在局域網和廣域網上進行傳送，并支持語音解碼在線播放。業務層提供用戶管理、設備管理、媒體管理、任務管理、移動應用引擎、數據交換引擎等管理功能。展現層的整體應用功能通過智能廣播系統云平臺來實現，分別設計不同權限的用戶，訪問相關模塊實現相關系統的應用和資源的查詢、操作；遠程用戶可通過遠程客戶端或播控器登錄平臺進行操作。系統服務器是本地資源庫的存放點也是云資源的訪問接口。系統服務器軟件，支持雙向通訊設備的權限分配，是整個廣播系統的管理、控制中心，系統接入云語音尋呼話筒和云語音對講等終端設備即可構成功能強大的語音廣播內部通信系統。前端互動層基于云平臺，支持用戶使用任何聯網的電腦、平板及智能手機訪問、管理系統設備；操作平臺具有全新的人機交互界面，支持3D動態拖放操作、實時數據推送。

圖1 系統邏輯框架Fig.1 System logic framework

1.2 系統組成

如圖2所示，云廣播系統主要由云主機系統、信號處理設備、網絡設備、揚聲設備、尋呼話筒、終端設備及智慧消防設備、視頻監控設備等組成，系統數據基于IP傳輸，通過核心交換機組網。智能云廣播系統主要由云廣播服務平臺、移動App、云主機、音頻采集設備、節目源設備、信號放大處理設備、終端揚聲器等軟硬件組成，主要實現了對視頻監控、智慧消防系統等應用系統的數據、信息的融合處理；對全臺室內外的音響統一配置、調度以及數字化的音頻廣播系統等功能。

圖2 系統組成框圖Fig.2 System composition block diagram

云廣播系統在云主機內運行，整合計算、存儲和網絡資源，可通過Web節目的自助服務平臺，部署所需的服務環境，可按需使用、無限擴展。信號處理設備含均衡器、前置放大器、功率放大器、警報發生器和音響加工設備等，主要任務是信號放大、選擇。在多路音源時，完成信號的選擇和前置放大，此外還擔負音量和音響效果的調整和控制。揚聲器系統：揚聲器系統要求整個系統的匹配，同時其位置的選擇也要切合實際。本方案中在臺區職工宿舍、丙區職工宿舍和辦公樓工作休息區域揚聲器選用小功率音響，而運動場、魚塘、花園等休閑區域選用大功率音箱。節目源設備通常為DVD播放器、收音機、臺式計算機存儲或網絡上傳的節目源等設備，此外還有話筒、消防報警器等。

1.3 功能設計

系統功能設計從滿足實際需求出發，建立具備統一配置、調度手段的平臺，完成多個應用系統信息聯動、音響統一控制、數字化公共廣播、廣播指揮、移動便攜接入等功能的系統。

1.3.1 多應用融合的智能云平臺

平臺軟件部署在云主機上，通過共享視頻監控、智慧消防等應用系統的數據、信息，對告警信息、通知消息進行分析處理，及時通知相關責任人處置。

1.3.2 音響控制平臺

作為全臺室外音響和室內主要場所音響統一控制平臺，對接入的音響可單獨控制或分區控制，可按優先級播出臨時任務、定時任務，可本地操作或遠程連接操作，支持移動終端連接控制。

1.3.3 數字化公共廣播系統

系統在物理結構上與IP網絡融合，實現了數字化音頻的廣播、直播、點播，并借助網絡優勢，突破了傳統廣播系統的內容局限、空間局限和功能局限，為音頻廣播提供了更為廣泛的應用，如音頻播放、語音廣播、尋呼對講通話等功能，也可點對點、點對多點語音對講或語音廣播，整個通話過程可錄音、查詢。

1.3.4方便的廣播指揮功能

緊急事態發生時，通過手機App可及時廣播信息，指揮部署、緊急疏散、引導人群等；或相關部門通過尋呼對講向上級快速呼叫進行站點間實時通話。

1.3.5 支持移動App控制

自主開發手機App，支持iOS、安卓操作系統，有網絡信號的地方就可以接入云平臺發起背景音頻播放、信息傳遞、廣播通知、尋呼對講、終端管理等操作。

1.4 多終端管理模式

智能云廣播系統采用C/S+B/S結構設計，客戶端有：Web端、Windows端、Android端、iOS端。Web客戶端為主程序，使用VUE框架開發，兼容桌面瀏覽器和手機瀏覽器，可查看系統狀態，管理設備、系統任務、音頻源和用戶。手機端為擴展端，與主程序功能相同，支持移動App WiFi/4G/5G接入，實現全功能管控。

1.5 音響統一控制平臺

作為全臺室外音響和主要場所音響統一控制平臺，對接入的音響可單獨控制或分區控制，可按優先級播出臨時任務、定時任務，可本地操作或遠程連接操作，支持移動終端連接控制。

1.6 應用系統信息聯動

智能云廣播系統可與視頻監控系統、消防系統對接，實現聯動功能，當發生突發事件時，手機App可接收到報警信息，自動切斷背景音樂，優先播放報警信息，可以最大限度地避免人員傷亡及財產損失。突發事件發生時，及時播放緊急廣播信息，負責安全保衛的人員可使用手機App喊話功能，公共廣播系統的其他功能將被暫停，快速指揮處理突發事件，如圖3所示。

圖3 應用系統信息聯動Fig.3 Application system information linkage

1.7 應急廣播

智能手機通過App便可以點對點、點對多點遠程講話、對任意分區廣播，部署緊急任務。

1.8 網絡資源音頻直播

黨建知識廣播，可使用移動設備遠程控制智慧云廣播控制端，啟動各類播放軟件，選擇在線播放如學習強國、央視影音等內容；播放音樂客戶端排行榜歌單，無需頻繁下載上傳音樂，讓音樂緊隨潮流，為職工減輕工作生活壓力。

2 系統應用情況

系統建成使用一年多以來，軟件、設備運行穩定，操作簡便，連接控制方便、可靠，實現了預期目標，為工作開展、學習培訓、職工生活等方面帶來了諸多便利。例如，臺站通知公告即時語音播報；會議精神、時政新聞、晚間新聞同步直播；每日定時播報“學習強國”要聞；定時播放背景音樂；視頻監控和消防安全系統智能告警，異態處理更及時；常規視頻會議遠程聯調，會場音頻方案一鍵部署；數字化、智能化音頻傳輸便捷、安全、有效，在臺區可有線/無線連接云廣播服務平臺，實現臺里各個分區音頻播放、信息傳遞、廣播通知、語音對講、主要場所音響控制、監控系統和消防系統告警信息處置以及錄音保存、查詢等功能。用戶可使用不同控制終端，如計算機、話筒、智能手機等移動終端在臺區有網絡覆蓋的區域發起相關功能的使用。

3 結語

該方案的成功實施后，解決了存在的不足，達到了預期目的。在臺區可方便地通過有線/無線連接云廣播服務平臺，實現臺里各個分區音頻播放、信息傳遞、廣播通知、語音對講、主要場所音響控制、監控系統和消防系統告警信息處置以及錄音保存、查詢等功能，這極大地促進了工作效率的提升，有力地推動了智慧電臺、和諧電臺的建設。