新疆广播电视监测系统的设计与实现

张 艳

（新疆广播电影电视局 安全监测中心，新疆 乌鲁木齐 830044）

广播电视是国家公共信息传输覆盖网的主要组成部分，广播电视传输的安全直接关系到党和政府舆论宣传的正常进行，对于确保国家安全、社会稳定具有十分重大的意义。在党和国家的大力支持下，新疆的广播电视事业得到飞速发展，尤其是通过国家“西新工程”等一系列广播电视覆盖项目实施后，全区各地的地面无线电视、调频广播发射覆盖得到了普遍加强，使其在扩大党和国家的舆论宣传，反对民族分裂、恐怖主义，促进新疆经济社会协调发展起到了不可替代的作用。因此加强对广播、电视的监测管理，确保播出质量和覆盖效果，是促进广播电视事业健康发展的重要环节，也是新疆地区广播电视事业建设中的重点工作任务。

1 系统简介

新疆地域辽阔、地形复杂、发射台站点分散，因此必须采用先进的监测技术体系和与之相配套的管理模式和机制，才能更加有效地对其进行监管，充分发挥这些广播电视设施的效益和作用。新疆广播监测系统的建设是新疆广播电视监测事业的一个重大突破，它将通过多种手段对辖区内各播出单位的广播电视进行监测，达到对新疆地区广播电视节目进行全面监测、有效监管、合理规划的目标。

新疆按照“统一规划、合理布局、突出重点”的原则，于2011年开始进行系统建设，利用系统的延续性、开放性、升级性和可扩展性，逐步完成新疆广播电视监测网建设：

1）一期目标：完成新疆广播电视监测中心平台及乌鲁木齐前端及部分地州广播电视监测前端的建设，对各前端辖区内的广播电视节目信号进行24 h实时监测。

2）二期目标：进一步完善系统中心平台；在一期中心平台基础上进行扩展，充分利用中心平台的开放性和可扩展性，增建地州及部分县级广播电视监测前端，扩大监测范围，初步形成覆盖地州（县）的新疆广播电视监测网。

3）三期目标：完成全疆地州、县监测前端建设，实现对全区范围内的广播电视节目信号进行远程24 h实时监测。

2 系统构成

系统由中心平台（含乌鲁木齐前端）和监测前端两部分组成。

系统可以使用专网或有线、无线宽带网等多种网络形式进行组网。在一期建设中考虑到运维成本，采用了ADSL组网方式，中心节点使用用互联网光纤链路接入互联网、分配静态IP地址，地州监测前端采用ADSL接入互联网，采用动态拨号方式获得IP地址。这种方式上行传输速率可达1 Mbit/s，下行传输速率可达2～8 Mbit/s。在后期的建设过程中将逐步完善系统，通过SDH专网等方式进行各类数据的传输，如图1所示。

第一层的中心平台主要是采集、汇总、分析前端回传的各类监测数据，能够对全疆15个地州级监测前端、60个县级监测前端的无线模拟电视、调频/中波广播、地面无线数字电视等广播电视节目进行24 h实时监测（乌鲁木齐前端设在中心平台，直接与中心平台内网连接）。

第二层的监测前端（主要包括14个地州/市级监测前端、60个县级监测前端）作为监测数据采集点，主要负责辖区内广播电视节目信号的采集、监测、压缩、存储、回传；完成质量监测、内容监测、技术指标监测、频谱扫描、任务监测、系统运行状态监测等任务，实时回传音/视频数据至中心平台。所有节目录音/录像压缩后存放在各前端的磁盘阵列中，随时供中心平台调用。

3 系统主要功能

系统采用“一级管理、二级响应、二级共享”的管理模式，中心平台由Web服务器、应用服务器、流媒体服务器等设备组成，主要对前端数据进行汇总、分析、统计、管理；各监测前端独立完成辖区内的监测任务，远程实时响应中心平台指令，设备则使用嵌入式设计和无缝接入技术，每路节目由一对一的模块化设备进行监测。系统网络架构如图2所示。

3.1 中心平台主要功能

1）实时监测：能够远程实时查看前端广播电视节目。

2）频道轮播：在客户端可以对前端的频道进行切换播放。系统能对前端的若干频道进行定制时间间隔的视、音频的轮流播放。

3）频道扫描：系统能够对前端播出的节目频道进行扫描，能够准确地扫描出前端的全部节目频道，并显示频道标准频点。

4）自动录像：前端能对节目信号进行自动录像，录像结果可远程按需查询。

5）技术指标监测：系统能够对各前端节目信号的技术指标进行测量，同时将测量结果回传至中心平台进行分析和统计，中心平台则能够按需查询或生成相应的图表或表格。

6）频谱扫描：系统能够对各前端远程实时频道扫描，扫描结果以曲线图的形式实时回传至中心平台。

7）新频报警：系统能够对各前端广播电视节目出现的新频进行自动报警。

8）报警查询：各前端的异态报警应实时回传至中心平台，中心平台能够根据选择的查询条件，查询、汇总、打印所有的报警信息，并能按照业务需求生成各类报表，如月报表、季报表、年报表等。

9）系统管理：系统能够对中心平台以及前端的节目运行图数据库、设备等进行设置和统一管理。

10）网络管理：系统应使用GIS地理信息系统直观地显示网络运行状况、中心平台及前端设备的工作状况，能够自动对所有前端及中心平台设备的异常情况进行报警，并将报警信息实时回传至中心平台。

3.2 监测前端主要功能

1）各前端能够存储各类异态报警信息、异态音视频信息、节目实时音视频信息、设备运行状态信息、网络运行状态信息、频谱扫描信息，并根据中心平台的指令将相关信息回传至中心平台，供中心平台调用、下载、存储。

2）各监测前端根据本地区播出机构的节目数量、语种情况，按照国家相关标准及技术规范，对覆盖范围内的广播电视节目信号进行指标参数、“三满”播出、节目质量进行监测。

3）各前端可存储本地区2年的监测报警信息、6个月的异态录像/录音信息、1年的设备/网络监测报警信息，10天的实时录像/录像信息，中心平台客户端可实时远程调用这些数据。

4）各前端可实时响应中心平台的监测任务、远程断电、远程重启、远程升级、远程数据维护等指令。

5）各前端设备接口具有扩展性，有预留接口及模块，能够实现监测业务扩容。

6）各地、市、县广电管理部门可通过前端工作站对辖区内广播电视节目播出监测情况进行资源共享。

7）各前端根据网络传输情况，按照中心平台指令上传广播电视节目实时音/视频数据。

4 主要技术特点

系统不仅采用国家广电总局规定的广播电视监测系统接口协议、标准、开放式操作系统，还根据新疆监测业务需求开放接口协议，支持多种接口和多种协议数据间的互联、互传，能够确保第三方前端无缝接入，实现不同厂家的监管平台、监测前端之间的互联互通。

4.1 B/S与C/S混合架构

为了提高系统的异态监测速度和准确度，确保系统的扩展性，增强系统的数据处理能力和响应能力，整个系统采用B/S与C/S混合架构。客户端的业务主要是业务查询和发布指令，面对的用户比较多，B/S方式使用户的使用更加灵活，系统的安装、维护、升级、部署更加方便容易；中心平台需要进行大量的数据处理工作，使系统的运行更加稳定，交互性和实用性更强，能够提供强大的监测数据操作功能。

4.2 音视频转码压缩

系统的广播节目压缩存储采用MP3格式，电视节目压缩存储采用H.264格式。与其他现有视频编码标准相比，在相同的带宽下H.264标准能够提供更加优秀的图像质量，压缩后的数据量只有MPEG-2的1/8，MPEG-4的1/3，节省了下载时间；MP3格式压缩的音频文件体积较小，有广泛的硬件和用户端软件支持。

各监测前端将采集到的节目数据按不少于700 kbit/s码率将TS流的MPEG-2直接转化成标准的H.264/AAC格式TCP/UDP的IP封装保存，支持双编码输出，可以同时转码输出高低两种码率，并通过IP上传到中心平台的存储系统，实现TS OVER IP的网络传输。MPEG-4/H.264码率可调（100 kbit/s～5 Mbit/s），支持PAL和NTSC制式；分辨力达到704×576（PAL）和704×480（NTSC）；帧率为25 f/s和30 f/s。当出现传输网络故障时，在故障恢复后系统仍可将录像数据上传至存储设备。

4.3 嵌入式系统的应用

由于系统的专业性、实时性、扩展性要求较高，采用了嵌入式系统。系统主要由嵌入式处理器、模块化硬件和嵌入式软件、应用程序等组成，能够根据中心系统和前端业务需求定制硬件或各类监测板卡、灵活配置监测任务。在总体结构采用了模块化设计，具有高度的模块独立性，具备了足够的升级扩展能力，今后可根据业务需要，安全、迅速的扩大网络规模、增加业务或功能模块。

4.4 接口协议

系统采纳了总局制定的HTTP+XML的协议框架及协议内容，从而实现了不同厂家监测前端之间的互联互通。

系统中心平台与监测前端通过IP网络连接，系统对中心平台和前端设备的IP地址进行统一规划和分配。

TCP/IP协议层规定：系统按照通信网络的层次结构和通信方式，发送方将数据逐层向下传递，到达接收方后再逐层向上传递，实现数据的传输。

HTTP协议层规定：中心平台与前端的数据传输通信采用非持续连接类型，通信模式采用“请求—应答”方式。根据通信的具体情况，中心平台和前端都可以充当通信的“请求方”和“应答方”。

XML应用层协议规定：中心平台向前端发出相关请求采用异步通信方式，即中心平台每次向前端发出请求的HTTP调用后，前端对参数进行确认后立即返回相应信息，中心平台结束本次通信，然后前端再执行相关操作，完毕后再通过HTTP调用向中心平台发送相应的数据交换XML文件。

5 结束语

新疆广播电视监测系统是新疆首次建立一个集传统媒体、新媒体监测于一体，技术先进、功能齐全、反应快捷、数字化、网络化、高度自动化的广播电视安全播出监测系统，具有远程监测、专项技术指标测量、网络通信、自动告警、数据库管理、信息发布等功能。

系统建成后能够对全区县以上（含县级）播出单位的广播电视节目进行远程实时监测、异态报警；可以及时发现未经批准的播出频道和有害信号、准确了解事故位置；及时发现播出中的重大停、劣播事故；全面了解广播电视播出内容和网络运行情况，为各级管理单位提供灵活、快捷、全面、高效、有针对性的监测信息，为全疆的广播电视安全播出工作提供可靠的科学依据，提高新疆广电局的节目监管水平和应对突发事件的能力。