試論我國電視臺播控系統的智能監控技術(shù)

隨著(zhù)播控系統基本實(shí)現信號的數字化，數字技術(shù)的發(fā)展及數字設備的應用給系統監控也帶來(lái)了便利，為確保系統可靠運行，及時(shí)發(fā)現和解決系統出現的問(wèn)題，系統監控尤其是智能監控就顯得尤為重要了。本文針對數字播控系統中的監控內容和有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行探討。 

一 播控系統監控的含義 

播控系統監控一般是指在正常運行的情況下，即無(wú)需中止播出的情況下，隨時(shí)都能對整個(gè)電視播出通路的信號進(jìn)行質(zhì)量檢測以及對系統及設備進(jìn)行監控。從現有電視信號系統的典型構成我們知道，在系統中各種電視設備多數是串行連接在一起的，因此在串聯(lián)鏈路的每一個(gè)點(diǎn)上，原理上和從實(shí)用角度都需要對信號進(jìn)行監測，不僅可對信號的質(zhì)量隨時(shí)進(jìn)行檢查，而且也是保證快速查找和感知信號傳輸是否中斷，并能快速判斷是哪一點(diǎn)前的設備故障的重要技術(shù)手段，多數情況下，利用監視器等比較便宜和直觀(guān)的手段進(jìn)行監視，而在重要的環(huán)節點(diǎn)上用示波器和矢量?jì)x等專(zhuān)業(yè)設備進(jìn)行監測，這是一種最早也是最普遍采用的監測手段，并且這種監測手段是構成電視系統的重要部分。也正因如此，人們在談到監測時(shí)，往往忽視了這一最早最有效的方法，其實(shí)這種監測方式在電視系統的基帶傳送部分，即在播出系統最后出口的信號之前的所有通路，由于都是采用電纜傳輸基帶視音頻信號的，且設備連接形式多為串行方式，故是比較有效的。但隨著(zhù)系統數字化進(jìn)程的推進(jìn)，設備智能化程度、系統復雜化程度都會(huì )越來(lái)越高，環(huán)節流程、設備數量也會(huì )越來(lái)越多，傳統的監測已感到明顯的不足，必將被數字化的智能監控所替代，那么數字化后的播控系統的監控又是怎樣的呢？  

 
電視臺播控系統一般由節目調度、節目控制、節目上載、節目基帶傳輸等相關(guān)硬件設備和軟件系統組成。隨著(zhù)國內電視臺數字化的發(fā)展，播控系統已基本實(shí)現數字化。新一代的播控系統是以數字化、網(wǎng)絡(luò )化、自動(dòng)化、智能化為總體發(fā)展目標，其系統智能監控也是真正數字化應用的重要組成部分。智能監控系統是一個(gè)軟件平臺，它基于具有可監控特性的系統硬件、軟件等，提供從系統的每個(gè)設備監控“點(diǎn)”，到每個(gè)信號“線(xiàn)”，形成整個(gè)系統的“面”的全方位、多角度智能化監控體系。播控智能監控系統需要被監控對象提供技術(shù)基礎的支持，實(shí)現系統每個(gè)節點(diǎn)的可監控性；在此基礎上還要有科學(xué)和實(shí)用的理念，采用先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現全系統監控的智能化應用。 

二 播控系統監控的具體對象分析 

隨著(zhù)播控系統數字化，網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)及設備的應用，為智能監控實(shí)現打下了堅實(shí)的基礎。其系統所包含的節目調度、節目控制、節目上載、節目基帶傳輸等相關(guān)硬件設備、各類(lèi)應用軟件及網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，使播控系統的監控不僅是對不同機房設備而言，而且是需要對系統傳輸的信號、網(wǎng)絡(luò )以及系統邏輯軟件的運行狀況進(jìn)行監控。即監測狀態(tài)是基礎，控制內容是目標。 

1. 系統可監控的設備 

播控系統采用的新一代的數字化設備已不僅是提供全數字信號的處理，而且在設備本身的狀態(tài)上也可以提供數字化的信息，可通過(guò)控制線(xiàn)或相應以太網(wǎng)線(xiàn)端口實(shí)現設備狀態(tài)信息的發(fā)布，支持通用的SNMP協(xié)議查詢(xún)各類(lèi)設備的狀態(tài)。 

具備該功能的設備種類(lèi)很多，視音頻設備有視音頻處理設備、視音頻矩陣以及相應的機箱電源、風(fēng)扇等。

計算機及網(wǎng)絡(luò )設備有視頻服務(wù)器、數據存儲陣列、數據庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )交換機和計算機工作終端（遷移工作站、播控工作站）等。這類(lèi)設備監測機制相同，但不同品牌設備的監控連接方式有所不同，如Snell & Wilcox IQ系列設備使用的是專(zhuān)用的Rollnet連接，也可以采用通用的RS422連接；Thomson/GVG的8900和2000系列設備采用的是LAN方式；Leitch的6800+系列則需要安裝專(zhuān)用的Gateway（網(wǎng)關(guān)服務(wù)器），通過(guò)LAN實(shí)現。NVISION系列設備也可以開(kāi)發(fā)相應軟件通過(guò)422連接或LAN實(shí)現。計算機及網(wǎng)絡(luò )設備則通常采用通用的SNMP協(xié)議，實(shí)現外部對自身信息的獲取甚至控制。市場(chǎng)主流的硬件設備不僅可以實(shí)現對自身狀態(tài)信息的發(fā)布和報警，而且對于某些參數還可以進(jìn)行調節，從而為系統整體控制提供方便?？蓪?shí)現控制的設備包括視音頻處理設備和信號矩陣，而計算機及相應的應用軟件同樣具備可控性。 

2. 系統信號及信號質(zhì)量的監測 

信號是整個(gè)系統的真正處理對象，系統處理信號正常是我們的最終目的。隨著(zhù)系統的擴大與復雜化，對需要監測的信號也越來(lái)越多，原有的人眼觀(guān)察的效率就無(wú)法滿(mǎn)足要求，因此就需要系統提供對多路信號的自動(dòng)化監測，并實(shí)現多信號的輪巡，實(shí)時(shí)的捕捉到信號質(zhì)量的變化，采取對應措施，保證高質(zhì)量的播出 。通常對于電視信號質(zhì)量監測，是在三個(gè)層面上進(jìn)行： 

* 模擬視頻/音頻信號，包括數字信號解調后的模擬信號； 

* 未壓縮的數字基帶信號（270兆比特）； 

* 壓縮后的MPEG信號數字碼流或經(jīng)復用后的碼流。 

如在現有條件下，對SDI未壓縮的數字基帶信號通過(guò)提供信號全指標檢測結果的特定設備（如Tektronix生產(chǎn)的WVR610/611系列視音頻信號檢測儀）就可以迅速對信號質(zhì)量進(jìn)行判別，并及時(shí)報警，加上矩陣聯(lián)動(dòng)就可以實(shí)現上百個(gè)信號的監測。 

在不間斷、高質(zhì)量安全播出的實(shí)際要求下，信號監測并不需要實(shí)時(shí)監測信號所有技術(shù)指標信息，只需要實(shí)時(shí)進(jìn)行定性監測，如視頻是否中斷、黑場(chǎng)、靜幀，是否出現彩條、彩底；聲音是否中斷或過(guò)低（過(guò)高）等。對于播出信號來(lái)說(shuō)這類(lèi)定性監測的實(shí)時(shí)性更為重要，以幫助值班人員隨時(shí)掌握在播信號狀態(tài)，第一時(shí)間對播出事故進(jìn)行反應。這種定性監測不需要昂貴的測試儀器，只需要選用可以使用計算機進(jìn)行監測控制和數據收集的視音頻監測設備即可，由這些設備對信號狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控報警。國內外主流廠(chǎng)家均有此類(lèi)產(chǎn)品提供。 

3. 網(wǎng)絡(luò )數據、系統應用軟件和數據庫的監測 

新一代的數字播控系統已經(jīng)不僅僅是視音頻設備的連接，而是有大量的數據在系統網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中傳輸，同時(shí)系統中大量使用應用軟件，因此，智能監控系統同樣需要對網(wǎng)絡(luò )中傳輸的數據及應用程序進(jìn)行監測，如網(wǎng)絡(luò )中傳輸的數據是否正常，應用軟件狀態(tài)，如哪些上載在采集或回放，素材遷移當前的任務(wù)狀態(tài)等，確保系統流程的正常運行，發(fā)揮應用軟件的作用。 

對網(wǎng)絡(luò )數據的監測可以通過(guò)以太網(wǎng)交換機和光纖交換機隨時(shí)了解，提供系統在網(wǎng)絡(luò )傳輸方面的監測手段。對應用軟件的監測可以通過(guò)監測驅動(dòng)程序探測軟件接口（如SNMP）實(shí)現；另一方面，應用軟件還可能提供網(wǎng)絡(luò )服務(wù)（如Web、FTP等），對其端口的偵測也是實(shí)現監測的方式之一。應用軟件后臺都有個(gè)數據庫提供數據服務(wù)，通過(guò)實(shí)時(shí)監測數據服務(wù)的狀態(tài)也就掌握了數據庫服務(wù)的運行情況。

4. 其他輔助設備的監控 

為了保證播控系統的安全運行，數字化的播控系統中還配置了一些輔助設備，如UPS不間斷電源、精密空調等，這些輔助設備的正常運行對安全播出起著(zhù)至關(guān)重要的作用。從對系統的整體監控角度看，對這些設備的監控同樣也是不可缺少的。隨著(zhù)需求的增加和技術(shù)的發(fā)展，這類(lèi)設備同樣可以實(shí)現外部對它的自動(dòng)監控，有SNMP、RS422或RS232等連接方式。這部分監控也是基于參數設定并自動(dòng)執行方式。 

三 播控系統智能監控技術(shù)要求 

有了上述對象的技術(shù)分析，實(shí)現播控系統智能監控就成為了可能。要實(shí)現智能化、系統化、通用化、就要設計較為實(shí)用的監控系統，智能監控系統的設計應充分考慮其系統先進(jìn)性、高穩定可靠性、系統可擴展性、實(shí)時(shí)可操作性等。主要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。  

1. 模塊設計要標準化 

電視臺播控系統采用的設備不盡相同，各系統的構造與復雜程度更是各有千秋。因此，對智能監控系統的設計應該堅持標準化原則，結構標準化、模塊標準化、驅動(dòng)標準化等。這樣當設備類(lèi)型和型號的增加、業(yè)務(wù)量增長(cháng)，網(wǎng)點(diǎn)增加和網(wǎng)絡(luò )規模擴大時(shí)，通過(guò)增加相應的系統模塊，便能滿(mǎn)足應用程序對系統功能等方面的擴展需求，從而適應多種系統的應用。 

為了兼容多種設備，滿(mǎn)足各種類(lèi)型的監控應用組合，需要實(shí)現設備驅動(dòng)層與應用層分離，即設備與應用無(wú)關(guān)，從而可以實(shí)現監控的備份，避免應用服務(wù)的故障導致對應設備無(wú)法實(shí)時(shí)監控。還應采用統一的數據接口，方便在線(xiàn)增加系統模塊，實(shí)現無(wú)縫升級，并應為第三方提供驅動(dòng)或應用接口。 

2. 顯示界面要圖形化、人性化 

系統監控的目的是及時(shí)發(fā)現故障，并及時(shí)解決問(wèn)題。簡(jiǎn)明直觀(guān)的界面可以為值班人員提供最有效的提示。其圖形化界面操作簡(jiǎn)單、顯示明了、清晰，更具人性化。圖形化界面還應針對播控系統可進(jìn)行自主設定，如可進(jìn)行播出時(shí)間表設置，能以天為單位，設定一周七天的播出時(shí)間表，根據不同需要，每個(gè)頻道/頻率每天可設置多次監測時(shí)間段， 系統會(huì )自動(dòng)根據設置的時(shí)間段，啟動(dòng)和停止每次監測，要有查詢(xún)功能，可按故障類(lèi)型、故障起/止時(shí)間、頻道名稱(chēng)等類(lèi)別進(jìn)行組合查詢(xún)，系統自動(dòng)對查詢(xún)內容進(jìn)行統計，并能自動(dòng)播放查詢(xún)出來(lái)的各時(shí)段音視頻節目，還要有報表功能，具有異態(tài)報表、停播時(shí)間（月 季 年）報表、其他設備狀態(tài)報表等多種形式報告表格?？筛鶕枰x擇輸出并支持通用格式的工程圖和圖形文件，以方便界面的設計。圖形化界面的應用不僅是顯示，而且應該可以從界面上直接與設備、信號等監測元素關(guān)聯(lián)，包括整體的鏈接和局部的鏈接，也就是可以從界面上狀態(tài)顯示直接了解系統各部分、各設備的各式狀態(tài)。這種關(guān)聯(lián)設置根據各個(gè)工程圖、設備、信號線(xiàn)，以及應用軟件之間的鏈接關(guān)系設定，并實(shí)現相關(guān)界面的互相鏈接，以方便直接、迅速地定位故障點(diǎn)?？啥ㄖ频脑O備參數還包括狀態(tài)的提示方式（如符號、顏色、報警聲等）。從局部到整體，實(shí)現一目了然的監控。 

3. 監控級別要有主次優(yōu)先 

監控優(yōu)先級設定的目的是為了將重要的設備和信號進(jìn)行重點(diǎn)保護，做到重點(diǎn)監控（頻繁輪巡）、第一時(shí)間報警、特殊方式顯示等。在線(xiàn)設備和信號當然是最重要的，非在線(xiàn)設備和信號可以較低保護。 

每個(gè)系統可按照實(shí)際情況對每個(gè)監控設備和信號監測點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)先級設定，可分為按照設備分級，每個(gè)設備和信號按照其地位和作用定優(yōu)先級；按照時(shí)間段分級，在特定的時(shí)段，如晚間播出時(shí)間進(jìn)行重點(diǎn)監控；還可按照頻道分級，對上星頻道進(jìn)行重點(diǎn)監控，多方面相結合方式更能充分體現監控優(yōu)先級的實(shí)用性。 

4. 監測報警及運行管理要智能化 

智能化的監測報警系統應包括設備監測、信號監測和播出監測三個(gè)部分，當設備出現故障時(shí)，用聲光及時(shí)發(fā)出報警信息，并對報警信息進(jìn)行綜合分析，判斷故障程度、剖析故障發(fā)生原因，確定故障部位，提供相應處理方案。設備故障則需提供精確到插板的具體位置，用圖形化的方式顯示，并提供相應處理方案，積累報警數據并制作故障報告。 

系統不僅能對各類(lèi)設備如視頻服務(wù)器的狀態(tài)、視頻通道狀態(tài)、磁盤(pán)陣列的硬盤(pán)和讀寫(xiě)狀態(tài)統一監控，還能隨時(shí)監控各個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)（交換機/具體到端口）狀況，優(yōu)化管理和網(wǎng)絡(luò )資源分配。并能跟蹤記錄系統中設備在其使用周期內的所有狀態(tài)，實(shí)現對資源從邏輯層到物理層的全方位智能管理。 

5. 采用低碼率壓縮存儲技術(shù)記錄備查 

采用MPEG-4/H.264等圖像數字壓縮技術(shù)，可選擇全程循環(huán)錄像，用戶(hù)自定義時(shí)間段錄像，劣播事故現場(chǎng)錄像（含故障前后30秒的正常信號）等多種錄像方式，記錄存儲的圖像和伴音清晰、連續、音像同步，無(wú)停頓、中斷、馬賽克現象。以備在事后對事故分析、判斷，根據存儲容量大小可保留最后20天或更長(cháng)時(shí)間的錄像內容。還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)實(shí)現授權客戶(hù)端同步接收報警信息、瀏覽錄像及顯示的節目?jì)热?，并可任意選擇節目頻道，也可實(shí)時(shí)調用存儲在硬盤(pán)中的數據，實(shí)現多種檢索方式對系統進(jìn)行實(shí)時(shí)遠程監測。從而使監控系統由“點(diǎn)、線(xiàn)、面”向時(shí)間軸延伸，真正作到全方位、多角度立體監控。 

6. 可采用遠程監控診斷系統故障 

當今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展已滲透到每個(gè)領(lǐng)域，系統可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)實(shí)現授權客戶(hù)端同步接收報警信息、瀏覽錄像及顯示的節目?jì)热?，并可任意選擇節目頻道，也可實(shí)時(shí)調用存儲在硬盤(pán)中的數據，實(shí)現多種檢索方式對系統進(jìn)行實(shí)時(shí)遠程監測和故障分析。獲取設備的運行狀態(tài)、配置設備的屬性、智能化處理設備故障。從而高效率管理、維護系統設備，使播出系統更加安全可靠。 

同時(shí)系統可以選擇語(yǔ)音、文字或聲光、GSM中文短信等多種方式報警，報警與實(shí)際告警時(shí)間延時(shí)不超過(guò)1秒，報警類(lèi)型可設置為單次報警、連續報警、間歇報警、有限次數報警等多種形式，報警記錄存在數據庫中，可以保留幾年時(shí)間。 

四 小結 

為確保電視播控系統安全可靠的運行，系統監控非常重要。各臺可根據自己系統的不同差異，設計符合自己播控系統特點(diǎn)的監控系統。電視監控技術(shù)是正在發(fā)展著(zhù)的技術(shù)，將隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應用要求的不斷變化而完善和提高。 但智能化和自動(dòng)化仍將是其不變的主題， 同時(shí)進(jìn)一步提高監測的精度和響應時(shí)間，特別是非法信號監測技術(shù)的提高，也是我們必須不斷追求的目標。