阳江市应急广播系统技术实施方案

黄超越

阳江广播电视台

关键字：应急广播、流媒体中心、接收终端、FM信号、数字信号、4G/5G网络

一、概述

应急广播是指当发生重大自然灾害、突发事件、公共卫生与社会安全等突发公共危机时，提供一种迅速快捷的讯息传输通道。因此，建设安全可靠的应急广播系统是我国各级党委政府的重要工作内容之一。

二、项目背景

阳江市位于华南沿海地区，是台风、暴雨山洪等自然灾害多发地区，急需建设一套发布防灾救灾抗灾预警信息系统。目前阳江的市级共有2套调频广播节目，分别是阳江综合广播（频率91.6MHZ）和阳江旅游环保广播（频率89.5MHZ），都在市区望瞭岭阳江广播电视发射台发射播出。由于望瞭岭发射点的地势不高，海拔只有87米，发射天线在铁塔上的安装高度135米左右，因此发射的海拔总高度是222米左右。由于发射高度相对较低，发射覆盖范围受到限制，因此在市内很多地方接收效果较差，尤其阳春、阳西大部分地区甚至接收不到市级的广播信号。而阳春钩髻顶发射台海拔900多米，加上发射天线的高度，如果在此建设差转发射，就完全可以满足要求。为此，2019年阳江市政协常委会已把“关于整合阳江广播电视台广播电视资源建成我市应急广播系统的提案”作为当年的一项议政专题。2021年阳江广播电视台利用FM103.40MHZ的频率在阳春钩髻顶成功转播阳江广播的FM91.60MHZ频率的节目，扩大了信号覆盖范围，以此作为建设应急广播系统的主干传输渠道。同时在覆盖范围内的各乡镇政府、村委会以及重要节点部署应急广播设备，实现“全天候、全时段、全方位”的预警信息发布。

三、总体架构

国家广电总局在《应急广播系统建设技术白皮书（2020版）》中对应急广播系统的总体架构作出了指导意见，全国应急广播系统由国家、省、市、县四级组成，各级应急广播系统由应急广播平台（包括应急广播制作播发平台和应急广播调度控制平台）、传输覆盖网、快速传送通道、应急广播终端和效果监测评估系统等组成。在确保安全可控情况下，应急广播调度控制平台可以单独设立，也可以与应急广播制作播发平台、传输覆盖网合并设立。

图1 应急广播技术系统总体架构

四、应急广播系统功能

图2 应急广播系统架构

县级应急广播系统各组成部分主要功能如下：

a) 县级应急广播平台：县级应急广播平台具备与县级应急信息源和上级应急广播平台对接接口，实现应急信息和应急广播消息的接入和采集，具备解析处理、信息存储、制作传输、资源管理、调度控制、系统管理等功能；同时，县级应急广播平台通过与广播电视台频率频道播出系统、传输覆盖网的对接，实现应急广播消息的播发。传输覆盖网和具备回传能力的应急广播终端需将播发状态等信息回传至县应急广播平台，用于对应急广播播发过程的监测和评估。

b) 传输覆盖网：县级应急广播覆盖网由调频广播、地面数字电视、有线数字电视、机动应急广播系统、应急广播大喇叭系统等广播电视传输覆盖系统的一种或多种组成。通过在前端/台站部署应急广播适配器和相应改造，实现应急广播消息的接收、验证、响应和播出功能；机动应急广播系统用于在应急时期对上述传输覆盖手段的补充。数据回传网络用于应急广播系统中关键设备和具备回传功能的接收终端的数据的回传。

c) 接收终端：县级应急广播接收终端由收音机、具有应急广播功能的有线数字电视终端和地面数字电视终端、公共接收终端和大喇叭终端等组成。

d) 效果监测评估系统：应急广播效果监测评估系统与县级应急广播平台对接，接收县级应急广播平台、应急广播适配器和应急广播终端的运行数据；同时，应急广播效果监测评估系统与应急广播采集终端对接，获取应急广播播发效果数据；效果监测评估系统汇总上述数据，对应急广播播发效果进行监测和评估，实现运行状态监测、播发状态监测、传输覆盖资源管理、播发内容监测和播发效果评估等主要功能。

e) 安全体系：县级应急广播安全体系应保障从应急信息接入、制作播出、调度控制、传输覆盖，最终到达终端全流程的信息安全。系统各个环节应遵循安全播出要求和国家信息安全等级保护的要求实施网络安全、主机安全、应用安全、审计安全、数据安全及系统备份恢复等通用安全保障要求。在县级应急广播系统中，采用数字签名和数字证书技术保障应急广播消息在传输过程中的完整性。

五、建设目标

在我市的应急广播系统平台的建设中，以FM信号作为主要传输覆盖网络，与移动网络相结合，在FM信号覆盖范围内的乡镇使用应急广播FM适配器作为接收终端，利用应急广播大喇叭系统，及时将应急广播预警信息发布到应急广播终端。

图3 调频广播播发

六、应急广播消息播发步骤

县级应急广播平台将应急广播消息发送至广播发射台的应急广播适配器，应急广播适配器可采用如下两种方式进行应急广播播发：

a） 应急广播适配器根据应急广播消息的要求，输出应急广播节目信号到音频切换器，同时发出指令控制音频切换器输出应急广播节目信号至调频发射机播出，正在收听该频率的收音机将收到应急广播节目；

b） 应急广播适配器处理形成应急广播节目信号、指令，将指令发送至RDS编码控制器生成应急广播RDS数据包，然后封装成RDS数据帧并进行基带编码和副载波调制，由调频发射机与应急广播节目信号一起进行无线发射，对应的应急广播终端将被唤醒，播出应急广播节目。 应急广播适配器将应急广播消息接收处理情况反馈至县应急广播平台。

七、实施方案

采取的应急广播覆盖方案是：

（一）FM信号覆盖范围内：应急广播中心通过传输链路，将应急广播消息发送到各个发射台站，发射台站通过发射机将应急广播消息通过FM方式发送出去，应急广播适配器在接收到FM信号后，再转换成RDS信号，通过大喇叭系统进行应急广播消息播报。

图4 调频播发方案示意图

（二）FM信号覆盖范围外：在发射台站的FM信号无法覆盖的范围，可以结合移动运营商的移动网络，使用4G/5G的方式，将应急广播消息发送至接入移动网络的应急广播适配器，应急广播适配器再将网络信号转换成RDS信号发送应急广播终端。

图5 多网络覆盖示意图

八、流媒体中心服务器

在方案二中，主要以流媒体中心服务器为核心，流媒体服务器包含了流媒体&指令服务器，主要应用于应急广播县级平台，为县级适配器提供指令接口，处理县级适配器的命令数据并下发；提供多个音频流接口，实现TS流及RTP流输出。

功能需求

1、指令服务器

接收来自适配器的消息指令并处理；

处理指令内容并下发到指定终端；

查看、存储指令内容；

2、流媒体服务器

提供多个输入源接收端口；

提供TS流及RTP流封装服务；

音频输出并发>=1000路；

3、服务器架构

3.1 消息指令服务器

消息指令服务器包含消息指令接收模块、消息指令处理模块、消息指令存储模块、消息指令转发模块、终端心跳模块。

图6 消息指令服务器模块

3.2 流媒体服务器

流媒体服务器包含输入源接收模块、音频封装模块、文字转音频文件模块、音频输出模块。

图7 流媒体服务器模块

4 框图

4.1 消息调度服务器

图8 指令服务器框图

4.2 流媒体服务器

图9 流媒体服务器框图

5 流程图

5.1 消息指令服务器

图10 消息指令服务器流程图

5.2 流媒体服务器

图11 流媒体服务器流程图

九、设备清单

序号	项目名称	项目特征描述	计量 单位	数量
1	县级应急广播平台	县级应急广播平台具备与县级应急信息源和上级应急广播平台对接接口，实现应急信息和应急广播消息的接入和采集，具备解析处理、信息存储、制作传输、资源管理、调度控制、系统管理等功能	套	1
2	流媒体服务器	用于与县级应急广播平台和下级设备之间的指令通信，同时具备音频转发功能	套	1
3	县级适配器	用于接收平台的指令并与流媒体服务器之间进行交互	套	1
4	加密服务器	用于对应急广播消息及指令进行加密验签	套	1
5	乡镇级适配器	用于接收来自上级的调频信号或来自流媒体服务器的网络信号，具备音频回传功能	套
6	应急广播收扩机	用于接收来自乡镇级适配器的RDS信号或来自流媒体服务器的网络信号，具备音频回传功能	套
7	应急广播音柱	用于接收来自乡镇级适配器的RDS信号或来自流媒体服务器的网络信号，具备音频回传功能	套

十、总结

通过应急广播平台的建设，依托现有网络接入方式，充分利用现有的广播电视基础设施，对现有设施进行改造升级，结合移动运营网络，实现“全天候、全时段、全方位”的预警信息发布，突破预警信息发布最后一千米的瓶颈问题。

参考文献：

《应急广播系统建设技术白皮书（2020版）》

《GDJ+079-2018+应急广播系统总体技术规范》

《GDJ+080-2018+应急广播系统资源分类及编码规范》

《GDJ+081-2018+应急广播安全保护技术规范+数字签名》

《GDJ+082-2018+应急广播消息格式规范》

《GDJ+083-2018+应急广播平台接口规范》

《GDJ+084-2018+中波调幅广播应急广播技术规范》

《GDJ+085-2018+模拟调频应急广播技术规范》

《GDJ+086-2018+有线数字电视应急广播技术规范》

《GDJ+087-2018+地面数字电视应急广播技术规范》

《GDJ+088-2018+县级应急广播系统技术规范》

《GDJ+089-2018+应急广播大喇叭系统技术规范》