地铁电视技术方案
1. 背景
在目前广告业整体增长幅度稍有放缓的情形下,户外广告与新媒体广告的增长速度却发展迅速,成为广告行业的翘楚。地铁承载着城市人口，每天16个小时（早 6点晚22点）以上不分昼夜地重复往返在四面八方的地铁线路上，将超百万市民送到城市的每一个角落，并将地铁车载视频广告每时、每刻、每天、每月重复展现在市民眼前。广告到达率近100%，是全天候不间断地向广大消费者传递消息和时时消费提醒的有力媒体工具。其将凭借着庞大的网络力量，轻松实施全城、大规模、持续宣传。
2. 设计思路
2.1设计原则
A. 系统安全性
系统设计采用多种安全措施，包括访问控制、数据保密保护、数据完整性多方面进行安全保护，防止各种非法提取或篡改数据。
B. 功能扩展性
系统设计技术架构灵活，采用最新技术，业务接口独立开放，提供专用开发公众平台通道，使系统及应用功能模块的扩展更方便。
C. 运行效率性
系统运行响应请求的执行时间应控制在 3s 内，批量数据执行时间根据具体的数据量来最大程度优化
D. 数据政策敏感性
系统设计在多种安全措施的防护基础之上，根据权威政策下发信息以及系统规则策略进行调优，对客户提交的编辑数据进行敏感词及违禁词语高效过滤，包括色情、广告、涉政、暴恐等多类垃圾文字
2.2 设计目标
A. 接入终端基数
实现万级数据终端接入，系统具有高扩容性，可根据实际终端数据灵活扩容，实现10万，百万级终端接入
B. 多网络支持
实现融合地面数字电视技术（DTMB）、移动通信技术（4G/5G）、位置信息技术（GPS/北斗）、互动技术（二维码/声连码）的车载智能媒体系统
C. 内容管理和广告管理
基于LBS的自动编排播出，能满足不同广告主的投放需求，针对全域、分线路、分区域投放、按地理位置设置范围投放等多种不同的投放规则下对广告按照限定规则进行自动编排，并下发至终端播出。
D. 业务管理
实现对各终端节点运行的全自动管理，系统能实现对各终端节点进行管理，包括实时定位和告警信息，实时监测终端运行状态，在服务器端可以查看任意在网运行终端的实际播出画面
E. 广告管理
实现智能的广告经营分析系统和广告自助投放系统，系统能通过对车载终端运行数据分析和统计，为管理者和广告主提供科学精准的运营数据和投放策略，实现广告自助下单投放
F. 运维管理
对终端进行高效的实时监控、异常监听以及数据汇总，根据实时数据进行分析设备所存在的问题，第一时间响应及对设备进行维护处理。另外对行为分析也加以关注，对使用系统的功能、数据操作、频次进行埋点收集、分析操作者的操作行为是否存在问题
3. 系统架构
3.1 系统组成
系统需由三部分组成，其一为软件部分（包含平台软件以及服务器软件）、其二是传输部分（包含无线传输网络传输）、其三是硬件部分（包含信号编解码、信号收发、音视频播放等）；
整个系统的下行部分（也即监播中心到车载终端方向）的设计要求为：
1) 在控制中心部署一套全流程监播平台系统。系统有以下两部分功能：其一是对接原有系统的录播平台系统，全流程监播平台支持有线网、无线网、USB模式进行信号源输入；其二是平台对输入后的流媒体信号进行编码压缩，压缩后的数字信号经过数据服务器进入运营商无线传输网络通道。
2) 车厢端的收播硬件系统对接收到的无线信号进行解码然后通过嵌入式自动播放软件输入到车载屏端口实现音视频的播放。
上行链路主要实现监控信号的回传功能，也即车载端的收播硬件系统会把播放日志、设备工作状态、网络状态、告警情况通过上行链路上传至监控中心平台，实现对整个收播硬件系统的实时监控。
3.2 系统拓扑图
3.3 软件系统架构图
3.4 软件系统技术方案
服务端软件及后台管理系统Web前端软件采用BS架构。使用市面成熟可靠的主流技术框架搭建，保证系统稳定可靠、数据存储安全可靠、系统界面易用兼容性强。
A. 管理发布平台采用BS架构，后端使用 Spring Cloud开发，前端使用Vue+Element UI负责美观的界面设计，可随时随地远程管理，实现全国终端的统一管理，省时省力。
B. 数据存储分为数据库部分和文件存储部分，数据库采用MySql主要用于存储发布的数据信息和终端运行信息，文件存储部分是存储需要推送给终端播放的媒体文件，根据终端的要求将信息推送到终端上。
C. 管理平台使用微服务架构，可使用分布式平台部署，扩展性强，可支持大负载高可用性的系统需求。
D. 终端程序和管理平台使用Mqtt物联网协议实现通信，可支持大量终端程序的连接控制，可实现对终端程序快速可靠的控制和状态监控。
E. 系统设计技术架构灵活，采用最新技术，业务接口独立开放，使系统及应用功能模块的扩展更方便，可根据实际情况扩展其它业务，最大程度地满足实际应用的现有需求并为后期应用发展提供预留空间
3.5 硬件技术方案
F. 嵌入式Linux操作系统，系统运行安全可靠。
G. 不受软件病毒的影响。
H. Linux系统占用ROM的大小不到1G，可以存储更多本地广告素材。
I. 系统内核和应用程序都有主备两个分区，都可以远程升级，升级过程中断电也不会导致终端无法启动，最大限度保证终端系统和软件安全。
J. 在VPN内网，支持直接从服务器远程Telnet到终端，实时查看终端运行情况，极大方便定位终端问题。
K. 版本稳定，可固化。
3.5.2网络支持
A. 支持DTMB、有线固网（RJ45接口）和4G等多种联网方式，做到电视直播和广告发布的完美结合。
B. 终端主板支持DTMB，支持AVS、AVS+等算法。
C. 终端主板接上DTMB天线，可以从服务器远程触发终端自动搜台。终端搜台后会把所有搜到的电视频道上传到服务器，形成DTMB频道素材，不需要人为输入任何参数配置。
D. DTMB频道素材跟其他本地素材混合使用，可以分屏分时段播放。
3.5.3产品集成度
A. 地铁专用主板方案，充分考虑车载环境断电频繁，震动大等特点，主板和一体机也做了相应的优化设计。
B. 主板支持9-36V宽压电源输入。
C. 主板集成大功率功放，声音直接输出到车载喇叭。
D. 主板集成DTMB、4G、GPS、485等，集成度高，便于降低设备成本，提高主板稳定性。
E. 有线网口和画面信号输出都采用航空头，确保连接稳定，降低干扰。
3.5.4画面输出
A. 终端解码最高到4K，每路VGA输出分辨率可达1080P。
B. 每路输出可以再分屏，所有的显示逻辑和内容都可以从平台统一管理调度。
C. 最高可支持4路不同的视频播放。
D. 多块屏幕同显、异显方案随意组合，横屏与竖屏显示任意切换，变换简单、易用。
E. 支持同一车辆上两块屏幕的方向不一致，即一块竖屏，一块模屏显示（如：32寸竖屏显示，21.5寸横屏显示），同时支持两块屏幕同显或异显。
F. 支持不同权限的操作人员管理屏幕中任何一个指定区域（如：32寸屏幕分为上、中、下三个区域，可同时支持3个不同的人员分别发布三个区域的内容）。
3.5.5素材下载
A. 支持U盘导入节目。
B. 联网时，终端通过MQTT从服务器下载节目素材，服务器支持各种排队和下载策略的配置。
C. 可以支持OSS分布式下载，降低服务器压力，提高下载效率。
D. 支持OTT网络内容下载，可以与OTT平台无缝对接。
E. 可以支持DTMB数据下载，即通过DTMB频道下发节目素材，管理数据还通过4G上传或下发，极大降低4G的流量成本，提高节目下载效率。
F. 以上方案均可对下载流量进行控制，做到选择性下载。
3.5.5终端监控
A. 支持终端状态监控，比如是否在线，正在播放什么节目，CPU内存使用率等。
B. 实时监控每块屏幕的错误码，如有屏幕故障，后台即时报警，比如黑屏、白屏、花屏等。
C. 实时监控车内的温度和湿度，以便对车内环境舒适度进行评估。
D. 支持与报站设备或车上其他电子设备对接，实时获取车辆自编号、车牌号码、线路编号等信息，并上报平台，动态绑定终端与车辆，方便售后时定位问题终端。
4. 平台软件系统基础功能
4.1 终端管理
A. 以分组列表形式管理终端设备，可对监控终端状态信息，如在线状态、4G/5G信号强度，DTMB信号强度、系统版本、上线时间、素材下载进度等信息，可对终端进行重启、截图、上传日志等操作。
B. 系统记录设备系统、设备状态、用户状态日志、节目播出日志。
C. 系统提供终端软件在线升级功能，可指定升级范围、升级时间等，可对终端软件升级进行精细化管理，避免升级错误造成大规模故障，可利用闲时带宽进行升级操作。
4.2 媒体资源
A. 媒体资源管理可查看各屏幕使用率、广告、公益片、其他节目播放时长占比，为广告运营提供数据支持
B. 模板管理可设置不同屏幕的播出模板，可将屏幕各区域分别管理，提升屏幕利用率
C. 区域管理用于管理商圈，实现电子围栏功能，当地铁车辆运行到特殊区域时， 可播放特定内容，实现广告等内容的精准投放
D. 线路组管理，可根据地铁线路建立不同分组，不同线路的终端分配到不同线路组，方便管理，同时可针对不同线路下发不同的内容，实现定制化的播放内容分发
4.3 内容分发
A. 客户管理可对广告或其他客户进行分类管理，录入客户基本信息，划分客户行业，广告运营时，可实现广告投放的客户互斥等功能。
B. 需求管理可进行客户的需求管理，记录已签署的订单合同等内容，发布内容时，系统关联合同需求，可用于合同执行、广告结算等。
C. 订单管理用于将客户需求细化为一个个订单，订单包含要播放的媒体素材内容，投放的时间、次数、投放线路等内容，订单和需求绑定，订单播放后，系统会统计播放结果，用于最终的客户需求结算。
D. 素材管理用于管理客户订单使用的媒体素材，上传时对应客户和行业分类，对于视频素材，上传到服务器时服务器会进行转码处理，以适配终端播出，同时保证视频以最优的方式下载播出，节省带宽资源。
E. 垫播管理用于预置部分公益内容或者固定宣传内容，当订单未完全占满播出时段时，终端可以播放默认的垫片内容
F. 播单管理用于发布管理订单，订单下发后才能正式生效，订单可按不同的类型进行下发，如全域、线路等，对于生效的订单，可进行撤回、暂停、停播等操作
4.4 审核管理
A. 客户审核对客户信息的真实性完整性进行审核，保证客户信息真实有效。
B. 需求审核对客户信息需求的真实性完整性进行审核，保证客户需求信息真实有效。
C. 素材审核对要播放的媒体素材进行内容合法性审核，素材审核可进行多级审核，保证素材内容的绝对安全，从源头防止非法素材下发到终端设备。
D. 订单审核对客户订单进行审核确认，确认播放时间、时段、次数等，审核过的订单才能进行播单发布。
4.5 应急广播
A. 紧急管理可临时插播紧急信息，紧急信息优先级最高，下发后会中断当前播放的节目内容，播放紧急信息，可用于突发重大事件、重大通知、自然灾害、紧急天气能内容的播发。
4.6 数据报表
A. 播单时长统计，可统计一段时间内播单播放的时长信息。
B. 节目数据统计，可统计节目的播放次数信息，可导出报表用于订单播放结算等，判断客户需求是否完成。
C. 广告投放统计，可统计不同类型的媒体投放数据比例，了解整体运营情况。
D. 终端在线统计，可统计终端在线数量，当日运营的线路数量，当日运营时长以及时段分布等内容，可对整体运营情况做出统计。
E. 终端异常统计，可统计出终端设备上报的异常信息，如4G/5G信号异常、DTMB信号异常、屏幕异常、声音异常等，可监控终端设备的整体故障率。
F. 终端节目统计，可统计出终端节目播出信息，如发布的节目数、节目的播出次数、节目流量统计、节目播放排行等统计数据信息
5. 系统特色
5.1灵活精准的电子围栏
GIS系统：基于上线设备地铁的行驶路线，呈现在地图上的可视化地理信息系统，用于查看地铁的行驶情况，根据4G信号来展示信号强度，根据客户要求挑选合适的区域，选出合适的路线进行投放，根地铁信息可直接进行投放，此功能需要地铁定位支持
电子围栏：根根据搜索的位置，基于位置坐标创建自定义范围内的电子围栏，可进行信息投放，可视化的信号管理，支持地铁站到站进行投放。
传统的户外广告会局限于整屏上，即使有分屏模板也是固定模板，为解决这个现状，我们在模板制作上进行特殊处理，支持自定义模板区域，每个区域都能投放不同类型的素材，如视频、图片、文本和网络直播，实现不同类型组合播放，在素材上播时不用通过后期制作之后再上传。在屏幕分布上，实现了同屏不同区域独立播放，同时和编单会对不同区域进行处理，实现区域编单。帮助媒体主最大化利用屏幕区域，实现同一屏幕分屏独立投放。
5.3业内领先的自动编单
传统户外投放系统上，因为系统只支持手动编单，导致投入大量人力时间进行手动编单，一定程度上会依靠人力，保证不了编单的准确性，同时在效率上会因为人力投入而受到影响。为此，为了解决该问题，我们研发了自动编单。在自动编单运行前，将节目根据投放需求进行配置投放参数，提交后会进行编单冲突检测，确认检测无误后可进行入编单流程。在当天所有节目订单提交后，在自定义时间点触发自动编单功能，根据全天、时间段和时间点进行占位排序，实现均匀排序，保证编单的准确性。在生成播单时可进行配置天数，一般可选择当天或者未来三天，保证休息日播单按时下发。同时播单生成会选择非工作时段，达到性能最大化使用，播单生成后会自动下发到对应的终端设备。利用设备离线时间处理编单到下发流程，保证终端上线后准确播放节目
自动编单通过智能化减少人工编单的重复性操作，并保证了编单的准确性，在一定程度上提高作业人员的工作效率。
5.4标签投放随心所欲
针对逐渐细化的投放需求，提供灵活自由的终端标签管理功能。运营人员可根据业务需求将终端、屏幕、节目设置对应的标签，如渠道、商圈、线路、行政区等，节目根据标签进行精准匹配播出，可满足千人千面的精准投放需求。
5.5多样化横竖屏异显
一台终端支持多个横竖屏进行多样化异显。将终端设备注册到平台后，通过屏幕设置增加不同尺寸类型的物理屏幕，并创建对应的屏幕布局和对应的终端进行绑定，素材上传后通过不同的横竖屏模板制作完成节目，并分别进行自动编单并生成播单，可指定终端及屏幕下发播单，终端根据不同播单进行异显播放。
6. 系统运营
6.1智能切换
传统电视与数字媒体的智能切换，智慧屏幕的分屏技术的融合，同时呈现录播视频、直播视频、静态图片、动态图片、文字等多种形式，可同时播放节目、广告、资讯信息、电子路线图等。当地铁到站时，为了让乘客更清晰的看到导乘信息，屏幕会合并展示电子路线图；在播放重要资讯或广告时，通过屏幕跳转的方式，对乘客形成强烈的视觉冲击，获得更好的曝光效果。
6.2娱乐互动
利用多种连接方式实现手机APP和电视屏幕之间的互动，实现“手机上完整看电视，电视教你玩手机”的双屏联合，有效增强地铁媒体的开放性和时刻连通性，让乘车观“屏”更加智慧和有趣。
扫一扫：通过手机扫二维码的功能，可以观看电视播放内容、参与活动、领取福利等，实现有趣又有用的互动。
摇一摇：通过手机APP的摇一摇功能可以观看电视播放内容、参与游戏和活动、领取福利等，一定程度消除了二维码过敏体质用户的担忧。
连一连：通过手机APP可以自动接收声连码，让讯息的接收和消费行为更高效的发生。
6.3树立品牌形象
打造地铁出行新体验：通过对AI、物联网、大数据、云技术等数字化技术的应用，实现传统地铁传媒领域的突破。在智慧屏幕、噪音检测设备等硬件的应用，实现智慧设施全覆盖。以手机APP、小程序、公众号为主要载体打造智慧化创新服务模式，市民轻松享受多重功能，优化出行体验。并借此引导市民优选地铁环保出行，深化城市“低碳交通、绿色出行”的城市公共交通文化，开启智慧出行新模式。
助力城市新形象：倡导文明出行，助力城市文明交通专项提升行动，为城市聚力打造优质的交通条件，共同创造“有序、畅通、安全、绿色、文明”的交通环境，为城市加分。以移动传媒智慧化为基础的智慧应用项目实现智慧地铁场景落地，助力城市“新基建”项目建设、巩固全国“领跑”的优势。公共交通领域的智慧化升级，推动城市打造创新城市的名片，有效凝聚民心，吸引外资。
（4）运营创收
增加以“广告商”为主体的功能板块，广告商可以在APP中查看广告位过往的投放数据和分析报告，购买广告套餐即可获得广告投放效果分析报告，从而进行投放策略的优化。广告商还能通过APP对广告投放的相关内容进行线上咨询，获取平台不定期发放的广告投放优惠券。
