【摘要】 伴隨著廣大群眾對精神文化要求的不斷提高，為滿足觀眾對于高質(zhì)量電視節(jié)目的觀看要求。電視臺高效安全不間斷的播出就變得尤其重要。正所謂“責任終于泰山”，對于電視臺播出中心來說，保證設(shè)備的正常運行，節(jié)目的正常播出是此項責任的重要表現(xiàn)。如何保證播出安全、防止不必要的事故發(fā)生，則是在播出一線的工作人員一直探討的問題。播出中心集中監(jiān)控系統(tǒng)的搭建為這個問題提供了一種解決方法，以期望為今后的工作提供幫助。本文介紹了北京電視臺播出中心集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思想、系統(tǒng)架構(gòu)方案以及系統(tǒng)應(yīng)用等方面內(nèi)容。
【關(guān)鍵詞】 播出中心 信號監(jiān)控 系統(tǒng)構(gòu)建
近年來，伴隨社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展廣大人民群眾對精神文化領(lǐng)域的要求也不斷提高，為滿足觀眾對于電視收看的要求，電視臺將一些頻道改為24小時播出。這就對電視臺的安全播出工作提出了挑戰(zhàn)。所謂“播出無小事”，在播出崗位上工作的同志除了具有較強的責任感外，還具有較高的業(yè)務(wù)水平及事故應(yīng)急處理能力，但由于多種原因難以做到全面監(jiān)聽監(jiān)看。因此，本著以人為本的理念基礎(chǔ)，為確保電視臺安全高效的播出，北京電視臺搭建了播出中心集中監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足安全播出工作需要。
一．播出中心集中監(jiān)控系統(tǒng)需求及設(shè)計
1.系統(tǒng)設(shè)計需求
集中監(jiān)控系統(tǒng)是將播出信號，時鐘信號，機房環(huán)境溫、濕度等影響播出安全的因素，集中在一起給予監(jiān)測，同時通過監(jiān)控系統(tǒng)的信息發(fā)布功能將多種監(jiān)控信息進行實時顯示，并將出現(xiàn)的問題通過聲光報警告知值班員，及時正確處置，確保安全播出。在以往的工作中，由于系統(tǒng)鏈路中設(shè)備繁多、接線密集，值班人員難以做到面面俱到，使用集中監(jiān)控系統(tǒng)既能夠?qū)@些因素進行綜合管理，也能節(jié)省值班人員時間提高工作效率。
集中監(jiān)控系統(tǒng)需要具有網(wǎng)絡(luò)化、具備開放協(xié)議性、硬件的模塊化及軟件化的特點，使設(shè)備能夠網(wǎng)絡(luò)中共同進行監(jiān)控、管理和靈活化的配置及易操作；采用智能化監(jiān)控的方法，實時監(jiān)測各個監(jiān)測點的信息變化，對異常信號進行報警；具備完善的日志功能，能對設(shè)備信息、監(jiān)控信息、錯誤信息等進行告警、發(fā)布、記錄、歸類、存檔，以方便值班、系統(tǒng)運維等人員進行查看分析等工作。
2．監(jiān)控系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計
集中監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)采用模塊化設(shè)計，分別為機房環(huán)境監(jiān)測模塊、信號監(jiān)測模塊、聲光報警模塊、2選1檢測模塊、查詢和發(fā)布工作站五部分組成。
環(huán)境監(jiān)視模塊負責收集播出中心機房及相關(guān)工作區(qū)域的溫濕度信息；信號監(jiān)視模塊負責監(jiān)測各播出頻道的主備路播出信號；2選1監(jiān)測模塊對播出系統(tǒng)中的2選1切換器進行實時監(jiān)測和控制；聲光報警模塊通過報警燈閃爍和故障告警聲音的聯(lián)合報警，給予播出中心工作人員及時提醒；發(fā)出查詢工作站具有較為完善的日志功能和消息發(fā)布功能，能夠?qū)υO(shè)備提供的相關(guān)信息進行發(fā)布、記錄、歸類和存檔等，方便播出值班人員全面掌握播出系統(tǒng)的運行狀態(tài)。
3．監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計
集中監(jiān)控系統(tǒng)軟件要以數(shù)字化、可視化的信息將收集來的設(shè)備、信號、流程以及工作環(huán)境等綜合信息，提供給播出一線工作人員。便于工作人員實時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)，快速定位及處理系統(tǒng)故障，記錄和統(tǒng)計系統(tǒng)狀態(tài)信息等。
基于上述要求，我們對集中監(jiān)控軟件做了如下功能設(shè)計：
（1）軟件提供從系統(tǒng)圖、機架圖、機柜圖到板卡圖的分級監(jiān)控界面，通過可定制的圖形化監(jiān)控界面，直接關(guān)聯(lián)各類設(shè)備；自帶畫圖軟件，可以抽象關(guān)鍵節(jié)點、加強系統(tǒng)鏈路圖的直觀性。
（2）可隨時根據(jù)設(shè)備的變動情況自動更新設(shè)備信息；以多種組合顯示方式直觀多樣展現(xiàn)，包括設(shè)備布局圖、機柜圖、流程圖等。
（3）多種報警通知機制，支持聲光圖文、游動字幕提示等多種方式。具有日志記錄和查詢功能，要能記錄播出業(yè)務(wù)相關(guān)的信息，如：切換臺切換信息、矩陣信息及交叉點信息、播出切換記錄等。計算機基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的各種威脅、警告、報警信息，利于管理與查詢；提供聲、光等、短信、消息等報警方式；具備完善的權(quán)限管理機制；
（4）系統(tǒng)具有開放的控制協(xié)議并提供系統(tǒng)對外接口，允許第三方通過該協(xié)議或者接口實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)中的對接，以保證未來全臺監(jiān)控平臺的統(tǒng)一建設(shè)。
二．播出中心集中監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)
1．系統(tǒng)硬件建設(shè)
我們將播出中心集中監(jiān)控系統(tǒng)的核心設(shè)備布置在總控機房新建的兩組機柜中。兩組機柜分別配置了監(jiān)控系統(tǒng)的主備設(shè)備，其中包括匯聚分析服務(wù)器、信號收集服務(wù)器，信號檢測卡，核心交換機，存儲硬盤等設(shè)備（如圖1）。
圖1 集中監(jiān)控架構(gòu)圖
北京臺使用的播出系統(tǒng)采用主備雙鏈路模式，主備播出信號相互獨立，因此分別在主備信號播出端口分別布置監(jiān)測采集點。監(jiān)控系統(tǒng)分別從各播出頻道的監(jiān)測節(jié)點采集所需信號并分別將信號送至檢測卡和信號監(jiān)視服務(wù)器中。信號檢測卡通過調(diào)用主數(shù)據(jù)服務(wù)器和碼流檢測服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，對播出的主備信號進行檢測對比，檢測后結(jié)果通過監(jiān)控交換機送入信號收錄服務(wù)器中進行存儲。分析服務(wù)器通過調(diào)用收錄服務(wù)器中的信號檢測情況進行分析，如超過設(shè)定門限則向聲光報警模塊發(fā)出指令進行語音、信號燈閃爍及畫面報警框報警等提示。
監(jiān)控系統(tǒng)配置的2選1監(jiān)測模塊對播出系統(tǒng)中的2選1切換器進行實時監(jiān)測和控制。監(jiān)控模塊通過千兆以太網(wǎng)線與播出系統(tǒng)中的2選1板卡所在IQ機箱連接，將2選1的狀態(tài)信息發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)。同時監(jiān)控系統(tǒng)會根據(jù)主備播出信號的檢測情況經(jīng)過綜合分析決定是否進行2選1鏈路切換，并反饋至播出控制臺的2選1面板顯示。
監(jiān)控系統(tǒng)中的環(huán)境監(jiān)視模塊負責監(jiān)測播出中心機房及和播出相關(guān)工作區(qū)域的溫濕度信息。我們在播出中心機房的主要區(qū)域安裝溫濕度采集器收集并顯示相關(guān)溫濕度信息。采集器將檢測到的溫濕度信息收集到相應(yīng)模塊的交換機中再傳至核心監(jiān)控交換機交由匯聚分析服務(wù)器集群進行相應(yīng)的分析，分析后將得到的信息在發(fā)布查詢工作站及監(jiān)視屏上顯示。
發(fā)出查詢工作站具有較為完善的日志功能，能夠?qū)υO(shè)備提供的相關(guān)信息進行記錄、歸類和存檔，如記錄信號質(zhì)量以及設(shè)備或信號出現(xiàn)錯誤時的信息等，從而方便播出值班人員對錯誤進行分析。
監(jiān)控系統(tǒng)通過千兆以太網(wǎng)網(wǎng)線進行連接，使各模塊之間可以相互通信，接受控制。
2．系統(tǒng)軟件建設(shè)
監(jiān)控軟件是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，不僅對播出系統(tǒng)的運行提供了數(shù)字化、可視化的信息，還可通過控制線或者以太網(wǎng)網(wǎng)線端口實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)、處理信息的調(diào)用發(fā)布。
監(jiān)控系統(tǒng)軟件部分主要包含系統(tǒng)管理模塊和系統(tǒng)監(jiān)控模塊兩個模塊。
系統(tǒng)管理模塊是利用SNMP協(xié)議對整個監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備進行管理，完成監(jiān)控系統(tǒng)軟件的部署，如監(jiān)控參數(shù)、監(jiān)控信息設(shè)置、用戶配置等。模塊定義了使用系統(tǒng)的部門、操作員權(quán)限；監(jiān)控可控的設(shè)備、系統(tǒng)圖表展示方式、運行數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、接口服務(wù)器等配置。
使用SNMP服務(wù)設(shè)置所需要監(jiān)控的設(shè)備，在界面上配置子服務(wù)的起始端口（第一個UDP端口號），系統(tǒng)會根據(jù)子服務(wù)器數(shù)量依次自動生成其他端口號。通過服務(wù)設(shè)置窗口可以查看當前每個子服務(wù)所監(jiān)控的設(shè)備；若系統(tǒng)內(nèi)有待分配設(shè)備，則可選中某個進程，雙擊設(shè)備進行分配將該進程添加到監(jiān)控表中；也能通過設(shè)置的自動分配按鈕，將設(shè)備情況和任務(wù)數(shù)自動分配。
根據(jù)配置表建立的數(shù)據(jù)檔案，構(gòu)建出的設(shè)備、信號之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，定義每一個節(jié)點的監(jiān)控信息（這里的節(jié)點定義包括視音頻處理板卡、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、信號源、環(huán)境信息等）。通過SNMP進行訪問設(shè)置。在設(shè)置中定義SNMP協(xié)議的版本、端口號、讀寫名稱、狀態(tài)檢測等信息。為系統(tǒng)從MIB中讀取數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)根據(jù)MIB文件讀出節(jié)點可支持的狀態(tài)監(jiān)控參數(shù)，并將參數(shù)信息在設(shè)備監(jiān)控參數(shù)界面上顯示。該界面配置節(jié)點的具體監(jiān)控閥值信息（如圖2）；左右為所有監(jiān)控設(shè)備的樹形結(jié)構(gòu)，右側(cè)為選中節(jié)點的監(jiān)控參數(shù)設(shè)置。
系統(tǒng)管理模塊中，還能配置Tally服務(wù)和報警指示設(shè)置。通過配置的Tally服務(wù)器，使Tally服務(wù)器可以控制矩陣及關(guān)聯(lián)信號源設(shè)備，能夠讓值班人員更加清晰的查看所監(jiān)視的服務(wù)內(nèi)容。報警指示設(shè)置可以配置不同的LED指示燈，報警聲音等信息輔助值班人員，不同的指示燈和報警聲音代表不同警告出處，同時可以配置系統(tǒng)共用幾個報警指示。
圖2 集中監(jiān)控系統(tǒng)管理界面
系統(tǒng)監(jiān)控模塊提供用戶監(jiān)控系統(tǒng)的直觀展示界面以及自定義監(jiān)控參數(shù)設(shè)置、告警信息處理、日志查看等。界面中由實時監(jiān)控、日志查看、設(shè)備資產(chǎn)、統(tǒng)計報表、配置管理等幾個部分組成。實時監(jiān)控提供系統(tǒng)總信息的不同展示方式，通過不同導航途徑可得到設(shè)備狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、信號狀態(tài)等。設(shè)備資產(chǎn)在實時監(jiān)控下選中的設(shè)備資產(chǎn)信息。日志查看可查看所有告警信息、日志等。配置管理主要是部署監(jiān)控模塊的運行環(huán)境，主要是包括客戶自定義參數(shù)，讓值班員可以根據(jù)自我習慣來個性化定義報警方式、顯示方式等(如圖3)。
圖3 監(jiān)控終端界面
當系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，監(jiān)控模塊界面中會彈出提示框，且出現(xiàn)的該信息會在告警信息未處理。未處理信息欄中將會顯示故障發(fā)生的時間、名稱、級別、內(nèi)容、類型等，以幫助值班人員判斷和處理。監(jiān)控系統(tǒng)還提供對于事件的統(tǒng)計和查詢，以方便對故障的總結(jié)，為系統(tǒng)改進提供依據(jù)。
三．播出中心集中監(jiān)控系統(tǒng)使用的技術(shù)
集中監(jiān)控系統(tǒng)在信號異常檢測、二選一倒換控制，聲光聯(lián)合報警和報警顯示方面等方面進行了技術(shù)加強，以確保系統(tǒng)的高可靠高效運行。
1．信號異常檢測技術(shù)
信號異常狀態(tài)檢測包括高標清同播播出系統(tǒng)和標清播出系統(tǒng)的SDI信號。視頻信號的檢測項目除了包括靜幀、黑場、彩條、彩場、信號丟失、臺標異常等常見問題，還加入了主備播出視頻信號的對比、聲畫聯(lián)合檢測等內(nèi)容；音頻聲道檢測包括靜音、聲道反向等內(nèi)容。
節(jié)目播出畫面往往都包括角標、時鐘、底拉字幕等頻道包裝內(nèi)容及效果，這些元素通常位于畫面的四周。為了防止這些元素對播出換面異常狀態(tài)的檢測造成干擾，針對這種情況，開發(fā)使用了自定義區(qū)域檢測技術(shù)。根據(jù)各頻道播出內(nèi)容及使用頻道包裝效果的情況，自定義播出畫面的檢測區(qū)域。
在節(jié)目播出中常常會遇到由于解說需要讓畫面處于靜止狀態(tài)。出現(xiàn)這種情況是傳統(tǒng)的檢測機制會發(fā)出視頻靜幀的報警造成誤判。為了減少這種誤報，開發(fā)使用了聲畫聯(lián)合報警技術(shù)。根據(jù)各播出頻道節(jié)目內(nèi)容的歸納，將聲畫聯(lián)合報警的門限分別做出設(shè)定，即當音頻正常播出畫面靜止的時間在門限時長內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)將不會判定此種現(xiàn)象為視頻靜幀。
主備播出視頻信號對比技術(shù)是通過對兩個不同播出信號播出的視頻內(nèi)容進行逐幀對比，以判斷主備播出是否出現(xiàn)異常。將播出畫面進行區(qū)域劃分，統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)提取出來的每幀信息，然后將兩路信號的統(tǒng)計信息進行比較，就可以判斷信號內(nèi)容是否一致，不一致發(fā)生的時間，不一致畫面的位置在哪兒。
2．高可靠二選一倒換控制
二選一倒換控制基于播出系統(tǒng)的二選一設(shè)置，當單一源或者單一鏈路發(fā)生故障時，監(jiān)控系統(tǒng)會通過SNMP觸發(fā)二選一切換開關(guān)進行倒換。二選一倒換控制策略按照以下設(shè)置，a.人工優(yōu)先，b.單向倒換，c.人工恢復。同時，當二選一倒換發(fā)生倒換時，在監(jiān)控系統(tǒng)及播出系統(tǒng)的二選一切換開關(guān)上都會有相應(yīng)的顯示，提示工作人員現(xiàn)在選用的播出視源和播出鏈路。系統(tǒng)支持兩種模式：自動倒換模式，人工模式。
3．平臺綜合報警管理與展現(xiàn)
平臺綜合報警管理主要包括：報警門限及條件的綜合設(shè)置，視音頻信號及溫濕度信號的監(jiān)視任務(wù)，信號節(jié)點和設(shè)備的拓撲關(guān)系及接口輪詢，報警結(jié)果展現(xiàn)等。
由平臺設(shè)置的播出系統(tǒng)鏈路中各節(jié)點的監(jiān)測參數(shù)。對于不同頻道的節(jié)目內(nèi)容和業(yè)務(wù)需求的綜合分析，結(jié)合實際情況對不同頻道的監(jiān)視參數(shù)分別設(shè)置報警門限。對于溫濕度監(jiān)測信號也采取相同的設(shè)置方法，根據(jù)不同機房不同區(qū)域的要求設(shè)置相應(yīng)的報警參數(shù)。生成的監(jiān)測信息派發(fā)給對應(yīng)的板卡和分析服務(wù)器。當板卡按照設(shè)定的門限參數(shù)對信號節(jié)點進行檢測出現(xiàn)異常、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器根據(jù)既定策略進行分析，分別將告警信息上報給系統(tǒng)平臺，形成系統(tǒng)的報警信息。
監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)要求對二選一、溫濕度、信號監(jiān)測卡、時鐘系統(tǒng)等各設(shè)備進行狀態(tài)查詢及監(jiān)控。各設(shè)備通過主動消息的發(fā)送機制，將事件消息發(fā)送至監(jiān)控系統(tǒng)接口服務(wù)端，由該服務(wù)端分析事件后記錄在數(shù)據(jù)庫中。由于事件的特殊性，和網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的環(huán)境所限，不可避免的導致個別事件消息無法及時被接口服務(wù)端接收處理，造成事件漏報的出現(xiàn)。為避免事件消息的丟失，最大程度的解決監(jiān)控系統(tǒng)對各待監(jiān)控設(shè)備報警的漏報，系統(tǒng)還添加了事件輪詢機制，該機制原理是每間隔一段時間向各監(jiān)控設(shè)備主動查詢一次其狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常后，及時更新監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，提高事件報警監(jiān)控的準確性。
發(fā)布終端采用CAD工程圖和定制拓撲圖形式直觀展示信號狀態(tài)，對播出系統(tǒng)信號路由的監(jiān)看(包括交叉點、P/P、鍵填充、鍵引用、AUX引用、包裝圖文等)，結(jié)合信號鏈路進行狀態(tài)展示。當監(jiān)控系統(tǒng)得到報警信息時，發(fā)布終端提供豐富的報警處理提示方法，如多畫面提示框報警、聲光報警、web網(wǎng)頁信息提示等。
由于發(fā)布終端是基于Web網(wǎng)頁功能來實現(xiàn)的，發(fā)布模板制作、模板發(fā)布、發(fā)布工作站管理、信息查詢、資產(chǎn)管理、系統(tǒng)管理、自定義信號鏈路圖界面、節(jié)點檢測，故障上溯、設(shè)備及環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控、實時在線的SDI信號、同步信號的監(jiān)測等重要系統(tǒng)信息均可通過Web網(wǎng)頁體現(xiàn)和操作，內(nèi)容清晰、明了，操作簡單方便。
四.結(jié)論
在對電視節(jié)目播出要求不斷提高的今天，北京臺播出機房始終以安全播出為首位。播出中心集中監(jiān)控系統(tǒng)是根據(jù)北京臺播出中心自身特點設(shè)計搭建，而系統(tǒng)的應(yīng)用為安全播出又增加了一層保障。雖然監(jiān)控系統(tǒng)仍有不完善的地方，但隨著電視監(jiān)控技術(shù)的不斷發(fā)展，監(jiān)測精度水平的提高會幫助我們不斷改進此系統(tǒng)，使其更加智能化、人性化。同時，這也是我們不斷追求的目標。 B&P
參考文獻
[1]《關(guān)于廣播電視臺播出機房安全措施的探討》劉俊麗，科技傳播，2010（16）
[2]《關(guān)于電視臺播出中心機房集中監(jiān)控的思考》耿新，中國有線電視，2005（18）
[3]《基于b/s的電視臺播控中心機房管理信息系統(tǒng)》黃琣、陳浩，電視技術(shù)，2009（23）
[4]《電視臺播控系統(tǒng)的智能監(jiān)控》鄧貴、汪漢捷、師海鳴，現(xiàn)代電視技術(shù)，2011
[5]《新型播出信號監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)》 王榕，現(xiàn)代電視技術(shù) 2016.12