江苏省中波、调频、数字广播，开路模拟、地面数字电视等各项技术迅速应用，节目套数、播出时间大幅度增加，传输覆盖网和用户规模也不断扩大，实现全省广播电视事业高质量发展。与此同时，发展也带来了监测需求。如省内发现多起不法分子私设电台播出虚假广告的事件，仅2018年，全省广电系统发现黑广播线索294件，所以，广电监测部门急需一套移动监测系统对黑广播进行排查、定位，有力打击利用黑广播传播低俗虚假内容的违法行为。 

1.2.1 先进性 

系统在音视频采集、编码压缩、监测分析、预测报警、测向定位、系统监控等各个方面都采用先进的监测设备和应用软件，保证在相当长的时间内，系统各项指标具有一定的领先优势，提高整个系统的生命周期。 

1.2.2 实用性 

将接口模块和功能模块进行封装分离，以后增加硬件或升级设备时，只需更新系统功能模块。并适应广播电视监测的技术特点，满足广播电视监测的实际业务需要，方便实用。 

1.2.3 智能化 

根据监测任务的优先级，实现预警监测、自动监测、智能监测，降低工作人员劳动强度，提高其工作效率。 

1.2.4 安全性 

车体和设备均选用成熟产品，在车体改造时，充分考虑电器安全性、设备减震、防潮散热，以及在复杂路况下运行的稳定性和信息传输的安全性。系统平均故障间隔时间（MTBF）超过15000小时。

2 总体架构 

2.1硬件架构

江苏省广播电视移动监测系统在硬件上，主要由五个分系统组成，包括车载系统、天馈系统、信号传输系统、收测和控制系统、计算机系统。车载系统承载全部监测设备，负责设备的电力供应，天馈系统接收信号后，传输给收测和控制系统，对信号高精度分析后，再由计算机系统进行信息处理。 

2.1.1 车载系统 

安全始终要放在第一位，监测车是承载设备的移动运行平台，因此其设计和改造需遵循严格的安全标准，需充分考虑系统电气安全性、物理安全性、以及信息安全性。关键设备采用冗余设计，保障系统可靠运行。对整车油路、电流、电压等都设置了安全监测及信息告警，便于工作人员迅速反应，避免发生安全事故。 

2.1.2 天馈系统 

天馈系统包括所需的各种监测天线、天线升降杆、以及放大器、功分器、选择器等高频器件，具体来说，配有中短波调频监测天线、电视监测天线、对数周期天线、以及双锥监测天线,如图1所示。馈线采用宽频带低损耗电缆，并经测试，计入天线校正因子。 

2.1.3 信号传输系统 

信号传输系统包括车体内传输走线、机架联网布线、车载4G传输系统，以及车载取力发电机馈电系统。走线布局时考虑高温、潮湿、震动等环境因素，保证后期使用、维护简单明了。采用专业级的低损耗馈线和电缆，对各种信号的传输线缆做好屏蔽，强弱电信号分开，避免电磁信号相互间干涉。通过4G网络向监控中心回传数据时，采用加密协议，保证信息安全。

2.1.4 收测和控制系统 

选配稳定性好、精确度高、易操作的电视信号分析仪，并通过现场可编程逻辑门阵列（FPGA）方式，在电视信号分析仪上集成高精度收测和快速分析功能。除此之外，还配置音频信号发生器、MPEG码流发生和录制器。 

2.1.5 计算机系统 

计算机系统配置有控制计算机、监控中心服务器、存储设备等。能对系统中各部件进行控制，并能接收、显示、分析、存储各种监测数据。 

2.2 软件架构 

软件为六层架构，分别是网络层、设备层、控制层、执行层、管理层、决策层。如图2所示，金字塔形的分层体系结构，将硬件与软件相隔离，在满足当前底层硬件多样性的同时，也在未来为新增硬件提供支持接口。智能化监测软件会对同一采集样本进行多方位处理，满足实时监测和自动监测任务的需求，采用先进的监测测向算法和数据处理技术，减少网络传输中的冗余，提高了数据传输速率。

3.1 质量监测 

通过全频段天线收测各路信号，结合射频信号分析设备，对中波、调频广播、地面数字电视、模拟电视等信号的频偏、相偏、电平、场强、功率、发射带宽、频谱占用度、载噪比、调制度、调幅度、平均功率电平、调制误差率MER、比特误码率BER等参数进行实时测量。确认各信号发射质量、覆盖范围和覆盖效果。 

3.1.1 频段扫描 

首先根据不同天线选择起止频率、中心频率、带宽、扫描点数、极化方式等，来扫描某个频段的频谱数据。其次及时发现频段内的信号，记录每个频点的最大电平、平均电平，出现次数，出现时间等，并计算频率占用度和频段占用度。最后使用雨点图记录任意时刻的频段扫描结果，以便观察频段内各个频点的发射情况，判断是连续发射还是断续发射。 

3.1.2 中频频谱分析 

对信号进行中频频谱显示，测量信号的占用带宽、发射功率等参数，用于监测、分析信号频谱的情况。提供的三维频谱曲线，供用户查看测量信号的频谱变化情况，如图4所示。频谱显示支持最大值保持、最小值保持、平均值、瞬时刷新等四种频谱显示模式。 

3.1.3 场强值测量和场强图绘制 

广播电视移动监测系统在行进过程中，对指定频率的场强进行测量，利用分布测量的结果，进行场强中值统计计算和抽样区间数据处理后（即线性回归分析），根据场强大小，结合电子地图，以不同颜色绘制该频率的场强分布图，如图4所示。场强分布图为广电行政部门管理处罚提供了可靠依据，对广播电视信号覆盖效果的评估具有很大意义。 

3.2 内容监测 

实时解调中波、调频广播，模拟、数字电视等信号，包括MPEG、H.264、HEVC、AVS、AVS+的实时解码，加密频道的解扰等，配置大容量存储，实现节目内容实时监听监看和录音录像。文字、声音、图像与数据库中敏感信息进行自动比对之后，系统发送告警，交由人工处理。 

3.3 干扰信号监测 

预设监测软件的门限阀值，对广播电视频段的频谱进行快速扫描和高效分析，结合本省台站数据库信息，迅速发现干扰信号和未知的频率、频道，并标记和报警。对干扰信号进行移动跟踪测向、单车多地址测向、以及结合固定监测站交叉定位。目前，国家工信部门推进5G（3000〜5000MHz）基站建设，未来可能对卫星地球站等无线电台（站）造成干扰，该功能有助于开展相关干扰协调工作，及时排除干扰信号，确保广播电视信号发射和传输安全。 

3.4 黑广播监测 

黑广播不仅推销假药等违法物品，也对航空安全造成极大威胁，给社会造成了很大的危害，所以打击治理黑广播刻不容缓。 

3.4.1 扫描识别 

设定电平门限参数，识别超过门限参数的调频频点。对于合法信号频率列表（白名单）内的频点，自动排除。对于可疑频点的调频广播进行实时解调，形成音频的波形图、频谱图，自动监听音频，并对音频进行自动录音、存储。 

3.4.2 语音转文字 

通过人工智能技术识别音频，将语音转化为文本文件，并以word形式存储文本。将文本文件与预设关键词库进行自动比对。对匹配的关键字高亮标注，并显示关键字匹配次数、位置信息等。 

3.4.3 智能监测 

在系统中预设频段（88〜108MHz）、执行时间，轮播监测每一个频点。在自动监测中，同步进行语音转文字，将音频文件（5分钟一个文件）连续的传输给语转文中心，按时间顺序来提供文本信息、关键字发现信息等。通过云计算和大数据分析，在界面上以醒目方式提示预警信息。工作人员可对预警信息进行操作，并据此作出最后判断，输入处理意见，以上信息能够保存6个月。智能监测功能旨在减轻工作人员工作量，提高工作人员效率。 

3.5 与监测中心互联 

移动监测系统通过电信、移动双4G路由，与监测中心互联，保证链路的可靠性和安全性，实现移动监测系统与监测中心双向通信、协调开展工作，如图5所示。移动监测系统会将自身工作位置、测量信号、解调图像、参数分析等信息实时回传监测中心。所以路测过程中，监测中心大屏在1：10000比例的电子地图界面中，将同步展示移动监测系统的GPS位置、行车路线、解调后的音视频信息、以及监测信号在沿途的电平、场强信息，用不同颜色表示沿途信号的强弱，同时显示所在位置的经纬度。为监测中心指挥人员、观看人员提供真实、详尽的第一手资料。除此之外，移动监测系统也与移动终端（手机、平板）互联，在移动终端展示相同信息，方便相关人员在外地实时查看监测信息。 

3.6 系统管理功能 

采用模块化的结构设计来实现用户管理功能。整个系统采用统一的权限和角色管理，监测中心保存系统中所有用户信息、以及权限信息（包括各监测站的用户），并按统一的管理策略进行管理和限制。 

3.6.1 用户日志 

记录每一个系统用户的操作过程和操作结果，对各项操作数据进行分类记录，方便查询和厘清责任，并自动、定时备份日志数据。 

3.6.2 数据分析 

对所有访问、操作记录进行大数据分析，识别恶意、非法的访问和操作，并发出告警信息，通知网络管理员及时处理，提高系统的整体安全性。 

4 技术优势和社会效益

4.1 技术优势 

4.1.1 双中心互联 

双中心，一个是车载中心系统，另一个是监测中心系统。双中心互联破除了信息孤岛，使移动监测系统和监测中心协同开展工作。台内外工作人员实现资源共享、信息共享，提高了即时信息获取能力。在关键任务中，能够对非法广播电视信号更加高效的定位、查找和取证，监测中心指挥人员能够更加快速、科学地决策和部署。同时，移动监测系统也与移动终端互联，相关人员可以在外地上实时查看监测信息。 

4.1.2 移动场强测试和场强等值图绘制 

为有效监测广播电视信号发射传输质量、以及覆盖范围、覆盖效果，系统配置移动场强测试和场强等值图绘制功能，即以任意广播电视发射台站为中心，在不同方位上对其发射信号进行移动场强测试，采集大量数据后，通过归一化处理软件和算法软件，绘制出某发射台站信号的场强等值覆盖图，并用不同的颜色标识不同场强等值域区，该功能保证了数据的可视性、直观性。 

4.1.3 充分的灵活性 

一是统一布局监测测向系统和其它监测设备，留有充分的扩展接口，未来可将任意广电监测设备接入本系统，实现一体化工作。二是装载灵活、拆卸便利，一方面大大提高了昂贵设备的使用效能。另一方面测什么信号带什么设备，确保行车的轻便性和安全性。 

4.2 社会效益 

4.2.1 有力维护空间电磁波秩序 

通过对广播电视信号的精确分析，实现对省内电磁信号的准确侦测，一是快速识别合法频率频点、非法频率频点，作为维护空间电波秩序的可靠依据。二是未来可能配合工信部门开展5G信号对广电设施干扰协调工作。三是配合空管部门开展机场全向信标导航台干扰排查。

4.2.2 发射信号覆盖的测量 

协助广播电视发射台进行信号的覆盖测试工作，通过侦测不同区域的信号强弱，判断信号在不同区域的覆盖效果，准确反馈人民群众收听收看效果。 

4.2.3 黑广播的查找 

移动监测系统是对江苏省调频广播监测系统的有效补充，可以实现对覆盖薄弱环节的移动监测。例如对城市中低功率黑广播的侦测，通过与固定监测站的有效配合，使用干扰定向分析仪，对隐藏在小区、楼宇中的黑广播进行定点查找，协助公安部门、无线电管理部门清理非法广播信号，维护社会安定和谐。 

5 结束语

智能化移动监测系统采用先进的广播电视综合测量技术、信号处理技术、信息传输技术。深化了广播电视与新一代信息技术融合创新，推动移动监测从数字化向网络化、智慧化发展。提供了安全、高效的监测手段，进一步增强我省广播电视监测能力，使有限的广播电视频谱资源得到充分利用，为保证广播电视安全播出担任巡航卫士。 

 作者：常龙尉，许余川 （江苏省广播电视监测台）