智能云广播系统研发和应用

国家广电电视总局七二五台 董健绅

笔者对工作中使用的公共广播系统、各个场所音响控制现状以及监控、消防系统告警信息处置方式进行观察，对存在的不足进行了深入分析，明确了急需改进之处，经过考察研究，提出了以IP网络和Windows数据库为基础的系统解决方案—云广播系统，并实施了该方案，实现了预期目标。

随着台站信息化建设不断推进，新建软硬件系统增加，工作效率和信息化水平大幅提升，同时旧系统存在的不足、新旧系统间的信息共享、整合需求也更加突出。2019年4月，部门对台里安防监控、公共广播、各主要场所音响控制现状进行了调查，明确了急需解决的问题，一是部分旧系统设备线路损坏严重，处于瘫痪状态；二是目前的高清视频监控、智慧消防等系统的告警信息较为分散，跟踪手段单一，不利于及时处置异态；三是主要场所部署的音响设备缺乏统一配置、调度的手段或平台。基于以上现状，经过考察研究，我部门提出了系统解决方案，并研发、实施了智能云广播系统。系统实施后，可在台区有网络覆盖的区域有线/无线连接云广播服务平台，实现台里各个分区音频播放、信息传递、广播通知、语音对讲、主要场所音响控制、监控系统与消防系统告警信息处置以及录音保存、查询等功能，很好地解决了存在的问题，实现了预期目标。

1 系统设计

1.1 系统架构

如图1所示，系统为以Linux为基础的语音沟通作业系统，主要应用于数字音频传输服务、优质高效的语音对讲系统，并试图构架大型音频设备物联网、公共广播平台，系统具有安全性及灵活的可扩展性，确保高性能的7×24 h稳定运行。数据层从整体结构上将数据资源划分为基础的结构性资源和非结构性资源，对于非结构性资源通过业务层对应管理模块进行维护，供展示、访问；对于结构性数据进行有效分类，建立完善的元数据管理规范以实现资源的共享机制，也便于后期安防系统告警数据的管理、应用；音频数据、控制协议基于IP传输，使用PostgreSQL数据库存储系统数据，Web服务采用高性能并发的Nginx，将音频以数据包形式在局域网和广域网上进行传送，并支持语音解码在线播放。业务层提供用户管理、设备管理、媒体管理、任务管理、移动应用引擎、数据交换引擎等管理功能。展现层的整体应用功能通过智能广播系统云平台来实现，分别设计不同权限的用户，访问相关模块实现相关系统的应用和资源的查询、操作；远程用户可通过远程客户端或播控器登录平台进行操作。系统服务器是本地资源库的存放点也是云资源的访问接口。系统服务器软件，支持双向通讯设备的权限分配，是整个广播系统的管理、控制中心，系统接入云语音寻呼话筒和云语音对讲等终端设备即可构成功能强大的语音广播内部通信系统。前端互动层基于云平台，支持用户使用任何联网的电脑、平板及智能手机访问、管理系统设备；操作平台具有全新的人机交互界面，支持3D动态拖放操作、实时数据推送。

图1 系统逻辑框架Fig.1 System logic framework

1.2 系统组成

如图2所示，云广播系统主要由云主机系统、信号处理设备、网络设备、扬声设备、寻呼话筒、终端设备及智慧消防设备、视频监控设备等组成，系统数据基于IP传输，通过核心交换机组网。智能云广播系统主要由云广播服务平台、移动App、云主机、音频采集设备、节目源设备、信号放大处理设备、终端扬声器等软硬件组成，主要实现了对视频监控、智慧消防系统等应用系统的数据、信息的融合处理；对全台室内外的音响统一配置、调度以及数字化的音频广播系统等功能。

图2 系统组成框图Fig.2 System composition block diagram

云广播系统在云主机内运行，整合计算、存储和网络资源，可通过Web节目的自助服务平台，部署所需的服务环境，可按需使用、无限扩展。信号处理设备含均衡器、前置放大器、功率放大器、警报发生器和音响加工设备等，主要任务是信号放大、选择。在多路音源时，完成信号的选择和前置放大，此外还担负音量和音响效果的调整和控制。扬声器系统：扬声器系统要求整个系统的匹配，同时其位置的选择也要切合实际。本方案中在台区职工宿舍、丙区职工宿舍和办公楼工作休息区域扬声器选用小功率音响，而运动场、鱼塘、花园等休闲区域选用大功率音箱。节目源设备通常为DVD播放器、收音机、台式计算机存储或网络上传的节目源等设备，此外还有话筒、消防报警器等。

1.3 功能设计

系统功能设计从满足实际需求出发，建立具备统一配置、调度手段的平台，完成多个应用系统信息联动、音响统一控制、数字化公共广播、广播指挥、移动便携接入等功能的系统。

1.3.1 多应用融合的智能云平台

平台软件部署在云主机上，通过共享视频监控、智慧消防等应用系统的数据、信息，对告警信息、通知消息进行分析处理，及时通知相关责任人处置。

1.3.2 音响控制平台

作为全台室外音响和室内主要场所音响统一控制平台，对接入的音响可单独控制或分区控制，可按优先级播出临时任务、定时任务，可本地操作或远程连接操作，支持移动终端连接控制。

1.3.3 数字化公共广播系统

系统在物理结构上与IP网络融合，实现了数字化音频的广播、直播、点播，并借助网络优势，突破了传统广播系统的内容局限、空间局限和功能局限，为音频广播提供了更为广泛的应用，如音频播放、语音广播、寻呼对讲通话等功能，也可点对点、点对多点语音对讲或语音广播，整个通话过程可录音、查询。

1.3.4方便的广播指挥功能

紧急事态发生时，通过手机App可及时广播信息，指挥部署、紧急疏散、引导人群等；或相关部门通过寻呼对讲向上级快速呼叫进行站点间实时通话。

1.3.5 支持移动App控制

自主开发手机App，支持iOS、安卓操作系统，有网络信号的地方就可以接入云平台发起背景音频播放、信息传递、广播通知、寻呼对讲、终端管理等操作。

1.4 多终端管理模式

智能云广播系统采用C/S+B/S结构设计，客户端有：Web端、Windows端、Android端、iOS端。Web客户端为主程序，使用VUE框架开发，兼容桌面浏览器和手机浏览器，可查看系统状态，管理设备、系统任务、音频源和用户。手机端为扩展端，与主程序功能相同，支持移动App WiFi/4G/5G接入，实现全功能管控。

1.5 音响统一控制平台

作为全台室外音响和主要场所音响统一控制平台，对接入的音响可单独控制或分区控制，可按优先级播出临时任务、定时任务，可本地操作或远程连接操作，支持移动终端连接控制。

1.6 应用系统信息联动

智能云广播系统可与视频监控系统、消防系统对接，实现联动功能，当发生突发事件时，手机App可接收到报警信息，自动切断背景音乐，优先播放报警信息，可以最大限度地避免人员伤亡及财产损失。突发事件发生时，及时播放紧急广播信息，负责安全保卫的人员可使用手机App喊话功能，公共广播系统的其他功能将被暂停，快速指挥处理突发事件，如图3所示。

图3 应用系统信息联动Fig.3 Application system information linkage

1.7 应急广播

智能手机通过App便可以点对点、点对多点远程讲话、对任意分区广播，部署紧急任务。

1.8 网络资源音频直播

党建知识广播，可使用移动设备远程控制智慧云广播控制端，启动各类播放软件，选择在线播放如学习强国、央视影音等内容；播放音乐客户端排行榜歌单，无需频繁下载上传音乐，让音乐紧随潮流，为职工减轻工作生活压力。

2 系统应用情况

系统建成使用一年多以来，软件、设备运行稳定，操作简便，连接控制方便、可靠，实现了预期目标，为工作开展、学习培训、职工生活等方面带来了诸多便利。例如，台站通知公告即时语音播报；会议精神、时政新闻、晚间新闻同步直播；每日定时播报“学习强国”要闻；定时播放背景音乐；视频监控和消防安全系统智能告警，异态处理更及时；常规视频会议远程联调，会场音频方案一键部署；数字化、智能化音频传输便捷、安全、有效，在台区可有线/无线连接云广播服务平台，实现台里各个分区音频播放、信息传递、广播通知、语音对讲、主要场所音响控制、监控系统和消防系统告警信息处置以及录音保存、查询等功能。用户可使用不同控制终端，如计算机、话筒、智能手机等移动终端在台区有网络覆盖的区域发起相关功能的使用。

3 结语

该方案的成功实施后，解决了存在的不足，达到了预期目的。在台区可方便地通过有线/无线连接云广播服务平台，实现台里各个分区音频播放、信息传递、广播通知、语音对讲、主要场所音响控制、监控系统和消防系统告警信息处置以及录音保存、查询等功能，这极大地促进了工作效率的提升，有力地推动了智慧电台、和谐电台的建设。