“黑广播”监测系统的设计与实现

张积 毛晓俊 陈鹏

一、引言

广播电视是党和政府信息传递的有效媒介。我国各级电台、电视台在政府的引导下获得有序的发展，承担着传播信息的重要责任，是确保国家稳定发展的核心要素之一，具有公信力。但是，近年来在政治、经济空前发展，国力日趋强盛的形势下，由于监管技术手段滞后，加上经济利益的驱使，致使各种犯罪行为进入广播电视领域。其中，调频广播由于其特有的播音质量好、使用方便、传播广泛的特性，被不法分子所利用，黑色广播、灰色广播层出不穷，行业内部发展面临困境[1]。

“黑广播”，即非法占用的广播电台，是指未经我国广电部门和无线电管理部门审批而私自运行的非法电台，其调频广播频段处于87-108MHz。随着无线电技术的发展，“黑广播”的发射设备越来越小，发射功率越来越大，且价格便宜，安装简单，尽管各地广播电视监测监管部门一直在进行整治，但由于其违法成本低廉且位置隐蔽，很难完全杜绝。

“黑广播”的危害具体包括以下三点：一是不法分子通过“黑广播”播放违法药品、假药推销等商业广告，骗取人民群众钱财，牟取非法经济利益，给人民财产安全造成危害；二是我国无线电频谱资源是有限的，非法占用本就稀缺的无线电频谱资源，严重扰乱了无线电秩序；三是“黑广播”使用的设备为低劣产品，不符合产品标准，使用它会干扰我国民用航空通信系统，影响航空飞行的安全。因此，开展关于“黑广播”监测的自动化研究工作十分必要，广播监测系统的建立能使实时监控广播、及时查处非法电台成为可能，监管难度显著降低，监管部门的工作效率和工作效果都可以得到有效提高。

二、“黑广播”监测系统设计

（一）设计概述

调频广播的监测工作可以通过人工手段进行，即专业人员全天24小时进行监听。但是人力资源有限，而且人力监测存在成本高、难以搜集证据以及发现不及时等诸多问题。“黑广播”监测系统优于人工监测方式，真正做到了全频段、全方位、全时段的监测，并且有效实现了全频道自动扫描、自动识别、自动定位、自动录音、自动报警、录音取证等功能。前端监测设备、移动监测车通过自动收集87-108MHz频段上调频广播，将数据上传至中心平台，经过中心平台系统智能分析，对非法广播进行鉴别，并对识别结果进行分类化、标签化管理；通过GIS地图的形式将信息进行展示，可显示“黑广播”大致出现的方位以及类型，并进行语音报警，提醒值班人员及时进行处理，以实现对辖区内调频广播的智能化监测。

（二）设计原则

1、可靠性

即确保“黑广播”监测系统能够平稳运行。要有效应用安全涉及技术，尽量避免系统出现运行错误。如有特殊情况，那么在运行出现故障时，应尽量避免出现丢失采集视音频数据的问题。

2、先进性

即在确保通用性和实用性的基础上，要有效应用先进的测试设备和音视频处理技术，保证系统的先进性，如此，后期监控工作的开展需求就可以得到满足[2]。

3、开放性

要确保系统的可操作性和可移植性，即要关注系统的开放性，具体包括操作系统、网络结构及协议以及客户和服务器模式等等是否开放。

4、安全性

系统应具备良好的安全性能和保护性能。网络安全尤为重要，监测系统在正式运行时，不可避免会受到黑客的攻击和病毒的侵害，安全的系统性能防止出现数据泄露、系统崩溃等问题。

5、前瞻性

随着时代的发展，“黑广播”运行的技术也愈发先进。因此，在正式设计系统时，技术人员要全面深化地考虑系统的相关设计，以确保监测系统可以满足后续广播电视信号监管任务的需求。

6、可扩充性

网络技术的发展使得越来越多先进的网络设备和产品得以问世，监测系统同样应具备更新功能，这可以有效避免资源浪费。监管任务会随着现实需求而不断增长，优化之后的网络系统可以增加相应的系统模块，扩大监管的网络规模，优化监管工作的开展。

（三）设计架构

“黑广播”监测系统架构如图所示。

定点监测前端、中心监测平台、移动监测车，是构成“黑广播”监测系统的重要组成部分。

定点监测前端应采取分散的部署方式，部署位置为辖区内听众多、区域信号接受效果好的地方。监测前路具备实时扫频，自动、快速发现新增频点的功能，其可以自动采集数据，并且借助网络信号将实时数据传回中心监测平台。移动监测车应配合定点监测前端使用，其搭载移动监测设备移动巡检，可以对定点监测前端的监测盲区补点监测[3]。

中心监测平台主要处理并呈现定点监测前端、移动监测车上报的非法频率数据，在利用语音识别、语义分析、敏感词匹配等技术的基础上，同时结合人工智能分析的技术优势，进行深度分析，智能化精准判断内容的合规性。当发现“黑广播”时对其进行分类、录音、报警，并通过GIS地图的形式进行可视化展示，便于值班人员进行人工审核查看，同时还可根据需要制作生成各类分析报表。

（四）系统功能设计

1、监测前端

（1）设备自发现。即在首次配置完成之后，中心监测平台就可以收到采集监测前端的参数，具体包括地理位置工作状态等等，有效避免了二次配置的问题。

（2）频谱扫描。即使用者可以借助一段或多段的间隔频率来判断频率信号的强弱、占用度等等。

（3）频谱分析。对频率和频谱图进行测量，计算占用带宽等相关频谱特征。

（4）信号锁定。对于疑似的非法广播频道要进行信号锁定，并且针对信号的强度和信号的方向展开分析。

（5）信号录制。设备具备解调射频信号的功能，这使得流媒体服务的开展成为可能，中心监测平台可以获得实时的广播和录音数据。

（6）信息上传。设备具备信息上传的功能，设备可以将数据如信号指标、音频数据、报警数据等上传到中心检测平台。

（7）远程控制。设备可接收到中心监测平台的远程指令，并加以执行，设备可被远程操控。

2、中心监测平台

（1）总体概览。通过GIS地图展现所管辖区内监测情况概览，监测点的名称、经纬度、“黑广播”的数量、链路状态等相关信息。前端运行的状态借助不同的颜色加以表示，以达到传递监测前端非法频率具体信息的目的。呈现的信息具体包括以下三方面：①播出内容种类，帮助工作人员判定非法广播的播出内容。②广播节目数据是否异常（场强、S/N）。③设备的整体运行状态，是否存在设备故障的问题、设备能否正常运行等等。工作人员可以通过报警信息，迅速判断广播的具体状态，从而选择合适的方法对非法广播进行处理。

（2）频谱分析。指定监测前端对87-108MHz频率范围内的所有播出频率进行频谱扫描，也可借助中心频率和选定频率范围的方式进行扫描，扫描本质是为了服务监测工作的开展，扫描的方式应该是多样化的。频谱扫描的结果将自动上传到中心监测平台，工作人员通过对中心监测平台收集到的数据加以分析并借助数值和曲线进行实时展示，广播的运行状态就可以被基本判定。

（3）频道分析。频道分析功能依靠频道扫描获取的数据进行。频道扫描结果会被中心监测平台自动接收，而工作人员在收到相关数据后，可以通过操作系统，将这些数据以数值的形式进行展示。频谱分析是指扫描得到的频道内容和频谱扫描数据之间的对比。频谱分析属于辅助工具，最终可以得到电平值的相关数据，扫描频道的正确性将得到进一步检验，扫描功能结果的精准度也将有效提升。

（4）内容分析。对前端监测点上传的内容做分析处理，即借助预设的关键字库来审查、过滤采集内容，判断采集内容之中是否存在疑似违规内容。关键字词的提取，可有效提升信息的过滤效果，帮助工作人员判断监测辖区内广播的基本运行状态。及时查看报警信息数据，借助数据判断辖区内广播的运行状态，通过多前端设备监测指标、地理信息等数据来判断“黑广播”播发的大致地理方位，并借助GIS地图来锁定疑似“黑广播”。

（5）监测设置。白名单设置。可对监测前端设定合法频率列表，对收集到的数据进行自动扫描对比，并及时锁定扫描到的非法频率。中心平台应设置安全频率和疑似非法频率两类数据库，实时扫描后，正常的频率进入安全频率库，非法频率则被存档并显示，值班人员通过对扫描出来的新频率进行验证来判断节目的合法性。

关键词设置。例如违规广告的词汇就应设置为关键词，工作人员也可在外部调用下发任务接口时，设置关键词。在音频过滤时，系统将会自动显示含有违规词语的音频和调频信息。关键词的设置可大大提高音频的过滤效率，是鉴定“黑广播”最直接有效的方式之一。

呼号设置。合法频率的呼号具有确定性，管理员可以将监测前端采集的数据与预先设置的呼号信息进行对比，系统将会自动识别匹配广播的基本信息，具体包括呼号、播出时间以及播出的呼号信息等等。当匹配信息与预先设置的信息不符时，系统将会自动报警。工作人员在接收到系统的提示之后，可以根据实际情况来调取广播频道的实时情况，或者核查历史录音，以达到核查、二次判断的目的。

（6）监测审核。在系统中对每个音频播放情况进行图表显示，可以通过视觉直观审核。值班人员对音频内容可按多个条件组合查询，进行音频回放、下载、编辑等操作。

系统具备一定的转化功能，可以将音频内容转化成文本并生成文件，报警音频中的违法关键字词会被有效提取并被标记，报警音频在被成功转化成文本时，经过人工初步审核和编辑后，也会用特殊字符进行标记。被标记后的音频内容和文本会被上传到数据库中加以保存，修改后的音频内容和文本内容的可读性会更强，值班人员可以结合语音和文本内容判断对方是否存在非法调频的行为。

（7）发送报警信息。系统仅对“黑广播”、“疑似黑广播”相关的报警进行短信警报发送，出现其他情况则不会发送相关信息。即每个监测点都应该有负责人员，工作人员只需要预先将姓名和电话号码录入系统之后，负责监测工作的相关人员就可以接收到相关短信。或者已确认的“黑广播”的报警信息可以由值班人员代为转发，以避免检测负责人员收到过多短信息的提醒。

（8）系统管理。具有配置用户权限、添加修改用户信息、添加修改监测点、查看系统日志等功能。

结语

本文主要对“黑广播”监测系统进行设计分析，“黑广播”监测系统的出现使得全面监测区域内所有的调频广播成为可能，调频广播中非法的内容和对话会被系统锁定，实时的监听、监测有效打击了借助三无产品展开非法调频广播的行为现象。各级监测监管机构将依托监测系统展开高效、持续、不间断的监测工作，从而达到精准打击非法调频广播，维护空中电磁环境秩序，进而维护整个社会安全稳定的目的。