張開(kāi)宇

（陜西電視臺(tái) 技術(shù)管理部，陜西 西安 710061）

0 引言

2010年4 月陜西電視臺(tái)啟用12個(gè)頻道的數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)[1]。作為電視臺(tái)的核心系統(tǒng)，硬盤播出系統(tǒng)是衡量全臺(tái)技術(shù)質(zhì)量最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是電視臺(tái)技術(shù)系統(tǒng)數(shù)字化的一個(gè)重要標(biāo)志。隨著播出系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的復(fù)雜程度也不斷提高，對(duì)電視播出和傳輸質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為廣播電視行業(yè)管理的重要任務(wù)。如何設(shè)計(jì)一個(gè)合理的、先進(jìn)的、智能化程度高的監(jiān)控系統(tǒng)，是播控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。

1 播出系統(tǒng)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)方式

播出監(jiān)控按照功能可以分為兩種方式：

1）播出節(jié)目?jī)?nèi)容監(jiān)看

包括所有播出信號(hào)源內(nèi)容的監(jiān)看和播出通道關(guān)鍵環(huán)節(jié)的安全監(jiān)控，主要用于監(jiān)看信號(hào)源的有無(wú)和主觀節(jié)目信號(hào)質(zhì)量。

2）系統(tǒng)技術(shù)質(zhì)量和安全性的監(jiān)控

實(shí)時(shí)分析播出過(guò)程中節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)流程自動(dòng)進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警。

早期的播出監(jiān)控主要是通過(guò)電視墻對(duì)多套節(jié)目進(jìn)行人工監(jiān)控，即在播出的重要環(huán)節(jié)通過(guò)電視墻上的監(jiān)視器進(jìn)行監(jiān)看。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，播出系統(tǒng)的主要設(shè)備大都具備了智能化監(jiān)控的功能，節(jié)目監(jiān)控的方式也發(fā)生了巨大的變化。

智能監(jiān)控系統(tǒng)需要以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為基礎(chǔ)，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的總體發(fā)展目標(biāo)。系統(tǒng)監(jiān)控不僅是對(duì)設(shè)備而言，而且是需要對(duì)系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)、網(wǎng)絡(luò)以至邏輯軟件的監(jiān)控。監(jiān)控的概念包含監(jiān)測(cè)和控制兩部分，監(jiān)測(cè)是基礎(chǔ)，控制是目標(biāo)，兩者結(jié)合才能充分體現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控的整體性。

2 播出監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案

2.1 視音頻直接監(jiān)視方式

陜西電視臺(tái)總控系統(tǒng)監(jiān)視采用“畫面分割器+大屏幕”的顯示方式。畫面分割器采用Miranda KX系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品是可擴(kuò)展的帶有矩陣的多畫面顯示處理器，總控監(jiān)視系統(tǒng)支持160路SDI數(shù)字視頻信號(hào)輸入和20路DVI輸出。播出系統(tǒng)每個(gè)頻道采用“1個(gè)大屏幕+10畫面分割器+9個(gè)小液晶監(jiān)視器”的配置，每個(gè)小液晶監(jiān)視器均支持嵌入音頻顯示和監(jiān)聽(tīng)。

總控播出系統(tǒng)信號(hào)源可以通過(guò)調(diào)度矩陣選擇性監(jiān)看，采用源名跟隨技術(shù)（UMD），分割器監(jiān)視內(nèi)容指示名稱和畫面同時(shí)變換。同時(shí)可以顯示多種樣式的模擬和數(shù)字時(shí)鐘/時(shí)間（日期），時(shí)間被外部的LTC鎖定。另外畫面分割器可以監(jiān)測(cè)信號(hào)的狀態(tài)參數(shù)并顯示出來(lái)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以設(shè)定為不同的門限。對(duì)于視頻，可以檢測(cè)黑場(chǎng)、靜幀、視頻電平過(guò)高、視頻丟失等；對(duì)于音頻，可以檢測(cè)靜音、音頻過(guò)載、單聲道音頻、音頻相位超范圍等。

2.2 播出節(jié)目技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)

為確保播出節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量，技術(shù)監(jiān)控是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)[2]。在節(jié)目播出的同時(shí)，技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)要進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻、音頻技術(shù)指標(biāo)分析，并要具備及時(shí)記錄故障和錯(cuò)誤的功能，為播出節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量查驗(yàn)提供可靠的依據(jù)。

總控和播出分控都配備了泰克（Tektronix）公司的WVR7120系列多格式監(jiān)測(cè)儀，它可以監(jiān)視HD、SD、模擬復(fù)合視頻信號(hào)以及模擬音頻和數(shù)字音頻信號(hào)，并提供視音頻錯(cuò)誤記錄簡(jiǎn)報(bào)。它提供全面的數(shù)字視頻波形顯示、矢量顯示、色域顯示、圖像監(jiān)視器顯示，對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行定性的觀察。視頻簡(jiǎn)報(bào)提交的信息包括輸入信號(hào)格式和報(bào)告時(shí)間以及有關(guān)誤碼檢測(cè)和處理（EDH）/循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）錯(cuò)誤和色域錯(cuò)誤。音頻簡(jiǎn)報(bào)提交有關(guān)音頻質(zhì)量的報(bào)告，記錄有最高真實(shí)峰值以及該時(shí)間內(nèi)的靜音、消峰、過(guò)高電平和默音數(shù)。

為支持無(wú)人職守監(jiān)視，系統(tǒng)可以保存所有的監(jiān)視告警記錄和時(shí)間標(biāo)記。

2.3 主要設(shè)備原廠配置的智能化技術(shù)管理監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)

目前市場(chǎng)上的主流周遍產(chǎn)品基本都具有智能監(jiān)控功能，如：Snell&Wilcox公司的RollCall監(jiān)控系統(tǒng)，Miranda公司的Icontorl監(jiān)控系統(tǒng)等，陜西臺(tái)播出系統(tǒng)中涉及到上述2個(gè)產(chǎn)品。

1）Snell&Wilcox公司的RollCall監(jiān)控系統(tǒng)

RollCallTM軟件能夠自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)設(shè)置系統(tǒng)中的模板和機(jī)箱，通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，可對(duì)系統(tǒng)所有的接口機(jī)箱及接口板進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整、統(tǒng)一監(jiān)控。RollCall軟件提供了全面的錯(cuò)誤記錄和報(bào)告功能。RollMap圖解顯示器為操作人員提供功能強(qiáng)大的診斷和故障定位功能。播出系統(tǒng)中鍵控器、音頻處理模塊等采用了史諾偉思IQ模板系統(tǒng)。

2）Miranda公司的iControl監(jiān)控系統(tǒng)

iControl控制系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的全臺(tái)周邊模塊和播出產(chǎn)品監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)周邊產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和本地的實(shí)時(shí)監(jiān)控。除了對(duì)機(jī)箱和板卡的狀態(tài)、線路的通斷等進(jìn)行監(jiān)控外，還能對(duì)信號(hào)畫面本身和播出聲音內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程和本地監(jiān)控，并實(shí)時(shí)對(duì)畫面進(jìn)行監(jiān)控。能在顯示屏上看到信號(hào)波形而不需要再配示波器，并可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

iControl Web提供了一個(gè)圖形化的系統(tǒng)界面，可以監(jiān)視視頻信號(hào)和告警信息。監(jiān)控點(diǎn)可以設(shè)置在各個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)通路中。iControl Log Viewer提供快速發(fā)現(xiàn)記錄故障的工具，包括用戶的操作事件和系統(tǒng)告警事件，系統(tǒng)可顯示記錄的故障出現(xiàn)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間。系統(tǒng)的周邊系統(tǒng)均采用Miranda公司的DENSITE2系列模塊。

2.4 綜合智能化技術(shù)管理監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

針對(duì)整個(gè)總控播出系統(tǒng)的實(shí)際需求，統(tǒng)一建設(shè)了綜合智能化技術(shù)管理監(jiān)控平臺(tái)。主要功能特點(diǎn)：

1）可以對(duì)系統(tǒng)中所有的周遍板卡進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、監(jiān)測(cè)、報(bào)警。

2）可以通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)對(duì)送入板卡的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括信號(hào)有無(wú)、信號(hào)質(zhì)量、誤碼校正、同步、幅度等，也就是說(shuō)可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)流程進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警。

3）通過(guò)智能軟件繪制系統(tǒng)圖解，整個(gè)播控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖形化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，清晰直觀，一目了然，為快速判斷故障提供了快速手段。

4）通過(guò)錯(cuò)誤記錄軟件，對(duì)播出系統(tǒng)的各種問(wèn)題進(jìn)行實(shí)際記錄，主要對(duì)信號(hào)質(zhì)量、信號(hào)故障等進(jìn)行記錄，分析節(jié)目出現(xiàn)問(wèn)題的原因，排除隱性故障。

5）根據(jù)需求，在統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)上構(gòu)建了包括總控監(jiān)控、分控監(jiān)控、上載監(jiān)控三大部分相關(guān)軟硬件設(shè)備構(gòu)成的整體方案。監(jiān)控系統(tǒng)采用服務(wù)器/用戶端的架構(gòu)，服務(wù)器端運(yùn)行有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)獲取的服務(wù)、信號(hào)狀態(tài)分析服務(wù)、信號(hào)收錄服務(wù)等；各監(jiān)控工作站則安裝有顯示界面，供操作人員實(shí)時(shí)查閱系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)以及實(shí)時(shí)查詢收錄的節(jié)目?jī)?nèi)容。

圖1為整體系統(tǒng)圖。

3 綜合智能化技術(shù)管理監(jiān)控平臺(tái)分析

3.1 總控監(jiān)控系統(tǒng)模塊

陜西電視臺(tái)總控系統(tǒng)主要完成信號(hào)接收、信號(hào)調(diào)度、信號(hào)傳輸?shù)墓δ堋？偪叵到y(tǒng)包括的設(shè)備有總控矩陣及自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、周邊板卡、同步系統(tǒng)、畫面分割器、UPS、空調(diào)系統(tǒng)等。

總控監(jiān)控系統(tǒng)可分為三個(gè)部分實(shí)現(xiàn)，即設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備信號(hào)監(jiān)控和末端信號(hào)監(jiān)控，各系統(tǒng)均采用相互獨(dú)立的監(jiān)控工作站。監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是搜集設(shè)備的運(yùn)行情況、信號(hào)質(zhì)量信息等，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先配置好的策略，對(duì)發(fā)生異常的設(shè)備、信號(hào)進(jìn)行分級(jí)別的報(bào)警與應(yīng)急響應(yīng)。系統(tǒng)界面如圖2所示。

對(duì)總控設(shè)備的監(jiān)控主要功能如下：

1）設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控。

（1）可監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)，設(shè)備能夠提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、電源信息、板卡工況等信息；

（2）UPS、空調(diào)、房間溫度、濕度等信息的門限報(bào)警；

（3）可監(jiān)測(cè)總控矩陣自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)軟件的工作狀態(tài)。

2）設(shè)備信號(hào)監(jiān)控。

（1）對(duì)于設(shè)備的輸入輸出信號(hào)狀態(tài)監(jiān)控，將經(jīng)過(guò)設(shè)備的入/出信號(hào)狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示到監(jiān)控界面上；

（2）監(jiān)控系統(tǒng)將依據(jù)由播出系統(tǒng)傳來(lái)的節(jié)目單信息分配監(jiān)控任務(wù)，僅監(jiān)控在監(jiān)控時(shí)間段的設(shè)備，不在監(jiān)控時(shí)間段的設(shè)備不予以監(jiān)控；

（3）當(dāng)有信號(hào)狀態(tài)低于或者接近臨界安全級(jí)別時(shí)，在主界面或者彈出窗口以示提醒，并提供聲光報(bào)警，提供相關(guān)處理方法和建議。

3）末端信號(hào)監(jiān)控

（1）本監(jiān)控系統(tǒng)基于畫面分割器進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，可實(shí)時(shí)讀取畫面分割器提供的信號(hào)狀態(tài)，并顯示在監(jiān)控界面上；

（2）根據(jù)畫面分割器提供的信息，監(jiān)控軟件能夠準(zhǔn)確檢測(cè)視頻丟失、黑場(chǎng)、彩條、靜幀、臺(tái)標(biāo)丟失、音頻丟失等故障；

（3）監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)串聯(lián)單開(kāi)播結(jié)束時(shí)間調(diào)整具體頻道的監(jiān)控時(shí)間；

（4）當(dāng)被監(jiān)測(cè)信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供聲光等多種報(bào)警方式；

（5）配合信號(hào)收錄設(shè)備，監(jiān)控系統(tǒng)還可提供末端信號(hào)MPEG-4文件錄制功能，存儲(chǔ)時(shí)間設(shè)為半年以上。

3.2 分控監(jiān)控系統(tǒng)模塊

陜西電視臺(tái)的分控系統(tǒng)主要完成全臺(tái)12個(gè)頻道節(jié)目的播出。分控系統(tǒng)包括的設(shè)備有切換臺(tái)、切換器、周邊板卡、播出硬盤、二級(jí)存儲(chǔ)、畫面分割器、各播出工作站、素材管理工作站等。

根據(jù)播控系統(tǒng)情況，監(jiān)控系統(tǒng)采用信號(hào)級(jí)監(jiān)控、設(shè)備級(jí)監(jiān)控以及文件級(jí)監(jiān)控共用的方式。信號(hào)級(jí)監(jiān)控和總控方式一致，分為末端信號(hào)的監(jiān)控和設(shè)備輸入輸出信號(hào)監(jiān)控。

在播控系統(tǒng)內(nèi)建立了專用的文件級(jí)監(jiān)控方案，文件級(jí)監(jiān)控分為兩類：1）以串聯(lián)單為核心，主要監(jiān)控在播以及待播素材文件狀態(tài)；2）監(jiān)控文件遷移流程，查詢文件遷移狀態(tài)。

對(duì)分控系統(tǒng)的監(jiān)控主要功能如下：

1）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控（如圖2所示）。

（1）可監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、電源信息、板卡工況等信息；

（2）監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)播出軟件、延時(shí)播出軟件、內(nèi)容管理軟件、字幕機(jī)軟件的工作狀態(tài)；

（3）能夠監(jiān)測(cè)硬盤播出服務(wù)器及其內(nèi)部編解碼板卡、硬盤陣列工作狀態(tài)；

（4）能監(jiān)測(cè)播出緩存各網(wǎng)關(guān)服務(wù)器及其軟件工作狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及流量信息，需要相關(guān)軟件、設(shè)備提供監(jiān)控接口協(xié)議等支持；

（5）提供對(duì)硬盤服務(wù)器存儲(chǔ)容量狀態(tài)的監(jiān)測(cè)；

（6）提供對(duì)播出緩存存儲(chǔ)容量狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。

2）設(shè)備信號(hào)監(jiān)控。

（1）能夠輸入所有設(shè)備的信號(hào)安全狀態(tài)，后期監(jiān)測(cè)是可將設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)與前期所設(shè)定的安全狀態(tài)進(jìn)行比對(duì)，判斷設(shè)備實(shí)時(shí)安全級(jí)別和故障程度；

（2）支持用戶輸入各播出信號(hào)源具體路由及信號(hào)流程，監(jiān)控系統(tǒng)能根據(jù)具體路由及信號(hào)流程實(shí)現(xiàn)監(jiān)控；

（3）監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者文件讀取串聯(lián)單信息，根據(jù)用戶前期輸入的信號(hào)源路由及流程，分析在播節(jié)目路由和PST節(jié)目路由中所有的設(shè)備及文件。

3）文件級(jí)監(jiān)控。

（1）根據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與播控軟件同步獲取串聯(lián)單信息，查詢串聯(lián)單內(nèi)綁定素材在各級(jí)分級(jí)存儲(chǔ)中的狀態(tài)；

（2）根據(jù)素材ID或者素材元數(shù)據(jù)查詢具體素材在各級(jí)分級(jí)存儲(chǔ)中的狀態(tài)，能夠查詢具體素材在整個(gè)素材遷移流程中的狀態(tài)；

（3）針對(duì)具體素材在不同存儲(chǔ)體中的文件可進(jìn)行文件大小比對(duì)，如所對(duì)比文件素材大小不同，系統(tǒng)將顯示各存儲(chǔ)體內(nèi)該素材文件的詳細(xì)信息；

（4）讀取內(nèi)容管理遷移策略，并根據(jù)所獲取策略，在素材文件所處流程中的狀態(tài)不滿足策略的情況下通知相關(guān)部門或者相關(guān)播出人員；

（5）提供對(duì)內(nèi)容管理遷移流程的監(jiān)控，針對(duì)違反流程的事件予以報(bào)警，用戶可完全定制相關(guān)監(jiān)控流程。

4）末端信號(hào)監(jiān)控功能同總控系統(tǒng)。

3.3 上載監(jiān)控系統(tǒng)模塊

上載系統(tǒng)目的是完成12個(gè)頻道的上載，上載完成后都遷移到二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)或播出服務(wù)器中。上載系統(tǒng)的監(jiān)控需要做到錄像機(jī)和解碼板輸出視音頻信號(hào)的監(jiān)測(cè)、服務(wù)器編解碼板的監(jiān)測(cè)、上載服務(wù)器和播出服務(wù)器、二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)文件的比對(duì)等。

上載監(jiān)控軟件的作用主要有：

1）提供對(duì)上載服務(wù)器編解碼板卡狀態(tài)的監(jiān)測(cè)；

2）提供對(duì)上載服務(wù)器存儲(chǔ)容量狀態(tài)的監(jiān)測(cè)；

3）素材文件遷移[3]到播出內(nèi)容管理系統(tǒng)后對(duì)播出服務(wù)器、二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)和上載服務(wù)器中文件大小進(jìn)行比對(duì)；

4）通過(guò)專業(yè)的視頻信號(hào)分析儀能檢測(cè)錄像機(jī)和解碼板輸出信號(hào)中視頻丟失、黑場(chǎng)、彩條、靜幀、音頻丟失等故障；

5）監(jiān)控時(shí)間與上載軟件要求聯(lián)動(dòng)，即，當(dāng)且僅當(dāng)編碼板或者解碼板進(jìn)行編解碼工作的時(shí)候才啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)級(jí)監(jiān)控；

6）監(jiān)控系統(tǒng)可讀取上載軟件中正在上載或者審看素材的元數(shù)據(jù)，可根據(jù)頻道、節(jié)目類型、欄目名稱、制作人員等信息產(chǎn)生故障報(bào)表，方便統(tǒng)計(jì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)隨著設(shè)備和系統(tǒng)復(fù)雜性的提高，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的要求也勢(shì)必越來(lái)越高。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要適應(yīng)電視臺(tái)監(jiān)控、監(jiān)播發(fā)展規(guī)劃，能夠滿足多方面的應(yīng)用，并確保系統(tǒng)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)留有擴(kuò)充的余地。

當(dāng)前播出系統(tǒng)的監(jiān)控方式形式多樣，但每種形式都不是獨(dú)立存在的，實(shí)際在每個(gè)系統(tǒng)之中，多種監(jiān)控方式是有機(jī)組合的，這樣監(jiān)控手段更加完善、方便，更具有可操控性。擁有了全面完善先進(jìn)的監(jiān)控手段，播出系統(tǒng)的安全性、可靠性、靈活性將會(huì)有一個(gè)大的飛躍。

[1] 王恒.陜西電視臺(tái)新播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施與安全策略[J].電視技術(shù)，2010，34（8）：69-73.

[2] 葉青青.長(zhǎng)春電視臺(tái)數(shù)字播總控系統(tǒng)[J].電視技術(shù)，2010，34（2）：68-69.

[3] 王恒，鄭科鵬.現(xiàn)代媒體資產(chǎn)管理的發(fā)展和規(guī)劃探討[J].電視技術(shù)，2010，34（8）：4-7.

張開(kāi)宇（1957-），于1980年在陜西電視臺(tái)工作至今，工程師，設(shè)備科長(zhǎng)，主要從事陜西電視臺(tái)的設(shè)備采購(gòu)、技術(shù)項(xiàng)目建設(shè)以及各種大型活動(dòng)的技術(shù)支持和設(shè)備保障工作。