播出切換監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

勞偉強(qiáng)

（廣東南方電視臺 播出部，廣東 廣州510066）

隨著安全播出這一問題日益受到重視，各電視臺在播出前端的技術(shù)系統(tǒng)、人員保障和管理制度上投入了大量的資源，以確保節(jié)目播出安全可靠，及時處理各類系統(tǒng)和設(shè)備故障，避免出現(xiàn)安全播出事故[1-3]。如何為身處一線的播出值班員提供各路信號源和系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)信息及各種故障報警信息，以便值班員快速進(jìn)行應(yīng)急處置和排除故障，這將是播出系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮的重要問題。

1 項目背景

南方電視臺作為一個中等規(guī)模的電視臺，播出值班人員存在人手緊缺的問題，每名值班員需同時監(jiān)控2～3個播出頻道，由于沒有設(shè)置專門的信號傳輸監(jiān)控崗位，播出值班員還要對信號傳輸、播出情況進(jìn)行監(jiān)控，工作任務(wù)十分繁重。

在2011年實施的播出系統(tǒng)改造項目中，南方電視臺對播出通道進(jìn)行了重新設(shè)計，把主備播出通道的2×1倒換器后移到各個播出平臺之前，每個播出平臺采用獨立的倒換器，同時增加緊急墊播設(shè)備，每個播出平臺信號均經(jīng)過緊急墊播倒換器才對外輸出。這項改造在提高信號可靠性的同時也增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，需要對這些倒換器工作狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。

為了減輕值班人員的工作壓力，同時提高播出系統(tǒng)的安全保障能力，南方電視臺采用畫面分割器加85 in等離子大屏的方式替代原來由CRT監(jiān)視器組成的電視墻，并充分利用畫面分割器可提供豐富信息顯示能力的特性，設(shè)計出一套播出切換監(jiān)控系統(tǒng)，把播出切換Tally信息、信號源路由信息、播出信號故障信息和播出通道各個關(guān)鍵設(shè)備運行信息等通過一定的方式與信號畫面相結(jié)合顯示在大屏上，使值班員充分掌握系統(tǒng)運行狀態(tài)和播出信號狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)或設(shè)備故障時，快速判斷故障點，及時進(jìn)行故障應(yīng)急處置，避免出現(xiàn)安全播出事故[2]。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用主備監(jiān)控服務(wù)器運行機(jī)制，主備服務(wù)器通過串口芯跳線進(jìn)行連接和通訊。當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)問題時，備服務(wù)器可以自動接管，無須手動操作，在服務(wù)器恢復(fù)正常時，備服務(wù)器會自動將控制權(quán)交回給主服務(wù)器，從而保證了健壯的主備機(jī)制。監(jiān)控服務(wù)器與各種信息輸入輸出設(shè)備相連，對外來的各種信息進(jìn)行分析處理，并把處理結(jié)果送到畫面分割器與信號畫面結(jié)合進(jìn)行顯示。播出切換監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

信息輸入設(shè)備包括提供當(dāng)前信號源切換狀態(tài)的播控臺和應(yīng)急矩陣、提供信號源調(diào)度路由狀態(tài)的播出矩陣、總控矩陣以及提供播出通道路由狀態(tài)的主備通道倒換器和緊急墊播倒換器等。輸入設(shè)備的接口有以太網(wǎng)、串行接口和GPI接口等，以太網(wǎng)接口設(shè)備通過交換機(jī)與服務(wù)器連接，串行接口和GPI接口設(shè)備直接連到服務(wù)器上相應(yīng)的接口輸入模塊。設(shè)備如果自身出現(xiàn)問題進(jìn)行重新啟動或其他操作，在恢復(fù)正常之后，系統(tǒng)將自動進(jìn)行連接而無需手動操作。

畫面分割器提供32路嵌入音頻SDI信號輸入，支持Tally和UMD顯示功能，可對信號故障進(jìn)行檢測。分割器采用TSL控制協(xié)議，通過以太網(wǎng)與監(jiān)控服務(wù)器雙向通訊，接收系統(tǒng)處理后的各種Tally和UMD信息在大屏幕上顯示，同時在大屏幕上顯示各路輸入信號的視音頻故障信息，并把這些故障信息傳送回服務(wù)器進(jìn)行記錄和分析。為確保信號監(jiān)控安全可靠，畫面分割器采用雙輸出方式，除了向85 in大屏輸出監(jiān)控畫面外，同時向桌面上的19 in顯示器輸出簡單布局的分割畫面作為備份，提供重要信號畫面和信息的監(jiān)控。

系統(tǒng)的所有參數(shù)設(shè)置可通過工作站進(jìn)行遠(yuǎn)程配置，用戶可以通過可視化圖形界面，在工作站進(jìn)行多個頻道的設(shè)備接口、路由名稱、報警參數(shù)等配置工作，并可保存和調(diào)用配置文件。

3 實現(xiàn)功能

播出切換監(jiān)控系統(tǒng)提供播出通道與值班人員信息交流的重要渠道，其實現(xiàn)的主要功能是通過大屏幕向值班員顯示信號畫面和狀態(tài)報警信息，提示值班員及時進(jìn)行故障應(yīng)急處理。圖2是南方電視臺經(jīng)視頻道播出監(jiān)控大屏幕示例。

3.1 信號監(jiān)看

信號監(jiān)看是播出切換監(jiān)控系統(tǒng)最基本的功能。合理設(shè)計信號監(jiān)看節(jié)點，對值班人員快速判斷故障點，有著十分重要的作用。根據(jù)南方電視臺播出通道特點，在分割器上提供了PGM/PST、各路節(jié)目信號源、主備播出通道、各播出平臺倒換器和返送接收等多種監(jiān)看節(jié)點，可監(jiān)看信號畫面和嵌入音頻電平。畫面根據(jù)信號流程進(jìn)行分區(qū)布局，如節(jié)目信號源畫面在屏幕的左方和下方，各播出平臺輸出信號在屏幕的右方，PGM信號采用大畫面放在屏幕中上方，值班員可清晰了解各類信號的狀況。

3.2 切換Tally指示

這是傳統(tǒng)的信號切換狀態(tài)指示功能，值班員可通過節(jié)目信號源源名文字的顏色知道當(dāng)前正在播出信號的來源。信號源名的顏色可自定義設(shè)置，一般設(shè)置正播信號（PGM）的顏色為紅色，預(yù)設(shè)信號（PST）為黃色，其他信號為綠色。如果當(dāng)前是主播出通道（播控臺）播出，播控臺輸出畫面的名稱顯示為紅色，Tally跟隨播控臺切換而變化；如果當(dāng)前是備播出通道（應(yīng)急矩陣）播出，應(yīng)急矩陣輸出畫面的名稱顯示為紅色，Tally跟隨應(yīng)急矩陣切換而變化。

3.3 信號故障報警

畫面分割器可對每路輸入信號進(jìn)行無信號、靜幀、靜音和黑場等故障檢測，并可自由設(shè)定檢測參數(shù)。當(dāng)某路信號出現(xiàn)故障時，在其畫面周圍將出現(xiàn)紅色閃爍邊框，并在畫面中提示故障類型。分割器同時把故障信息發(fā)送到監(jiān)控服務(wù)器，用于故障日志記錄和發(fā)出聲音報警。聲音報警可設(shè)置為某些重要信號出現(xiàn)故障時才發(fā)出，避免太多聲音造成混雜。報警聲音可根據(jù)不同頻道、不同信號和不同故障類型進(jìn)行自動語音合成，提供清晰準(zhǔn)確的提示。

3.4 信號源名跟隨

矩陣調(diào)度到播出端的信號通常用于外來節(jié)目直播或轉(zhuǎn)播，如新聞直播、戶外現(xiàn)場直播或轉(zhuǎn)播中央臺節(jié)目等，值班員需要對信號來源和所經(jīng)過的處理設(shè)備清楚掌握，避免出現(xiàn)信號調(diào)度錯誤，便于處理信號源和設(shè)備故障。為此，在屏幕上顯示這些信號的來源和路由信息，對于值班員進(jìn)行監(jiān)控是十分必要的。

監(jiān)控服務(wù)器實時獲取總控矩陣和播出矩陣到各頻道輸出口的調(diào)度信息并進(jìn)行智能分析，如果信號經(jīng)過環(huán)接在矩陣上的信號處理設(shè)備進(jìn)行多次處理，也可以獲取信號經(jīng)各級處理設(shè)備的路由信息，并把信號源名和路由信息一起送到分割器對應(yīng)的畫面位置進(jìn)行UMD顯示。

監(jiān)控服務(wù)器同時對播控臺和應(yīng)急矩陣的切換路由進(jìn)行監(jiān)控，如果當(dāng)前播控臺和應(yīng)急矩陣切換到矩陣信號，其對應(yīng)的畫面和PGM/PST畫面信號名稱也能顯示完整的信號源名稱和路由信息，便于值班員進(jìn)行監(jiān)控。

3.5 倒換器狀態(tài)告警

南方電視臺播出通道經(jīng)改造后，播控臺和應(yīng)急矩陣（主備播出通道）信號在各個播出平臺的2×1倒換器進(jìn)行倒換，再經(jīng)過緊急墊播系統(tǒng)的2×1倒換器后送到各個播出平臺輸出。倒換器可以手動操作遙控面板進(jìn)行倒換，主備通道倒換器同時也設(shè)置為根據(jù)信號有無進(jìn)行自動倒換。

值班員平時需要注意倒換器的工作狀態(tài)，以便了解當(dāng)前采用主通道還是備通道播出，緊急墊播系統(tǒng)是否啟用，各個播出平臺的倒換器是否同步工作。為此，系統(tǒng)在各個播出平臺輸出信號畫面的下方設(shè)置了狀態(tài)指示圖標(biāo)，倒換器正常狀態(tài)時為綠色，倒換狀態(tài)時為紅色，并可設(shè)置聲音報警，使值班員對倒換器工作狀態(tài)一目了然。

3.6 主備通道狀態(tài)告警

當(dāng)播出通道切換到應(yīng)急矩陣播出時，系統(tǒng)檢測到倒換器的工作狀態(tài)后，將在PGM畫面左下角閃紅色提示“應(yīng)急矩陣播出”提醒值班員注意，并可以設(shè)置聲音報警。

在某些情況下播控臺和應(yīng)急矩陣的切換信號可能不一致，如播控臺經(jīng)過手動干預(yù)后。系統(tǒng)檢測到主備通道切換不同步情況后，將在PGM畫面的右下角閃紅色提示“主備不一致”提醒值班員注意，并可以設(shè)置聲音報警。主備通道狀態(tài)告警提示見圖2的PGM畫面信息。

3.7 布局快速調(diào)用

在進(jìn)行戶外現(xiàn)場直播、轉(zhuǎn)播中央臺等特別節(jié)目播出時，由于所關(guān)注的節(jié)目信號源與日常播出不一樣，需要調(diào)整分割器的畫面布局。分割器可通過遙控面板實現(xiàn)一鍵快速調(diào)用布局，同時系統(tǒng)會同步更新布局所需顯示的各種Tally、報警、源名跟隨等信息。

3.8 日志記錄

系統(tǒng)實時記錄各種監(jiān)控信息，包括路由切換信息、設(shè)備狀態(tài)信息、信號故障信息和系統(tǒng)操作信息等，并提供多種信息查詢和搜索方式，便于日后進(jìn)行故障分析排查。

4 結(jié)束語

南方電視臺播出切換監(jiān)控系統(tǒng)改變了以往播出前端信號監(jiān)控的方式，采用最新的畫面分割器和85 in等離子大屏幕作為監(jiān)控終端，除了正常的節(jié)目信號畫面監(jiān)看和切換指示外，還為值班員提供了播出通道相關(guān)的各種設(shè)備信號狀態(tài)信息和故障報警信息。經(jīng)過一年的使用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，極大地提高了值班員的工作效率和故障處理快速反應(yīng)能力，提升了播出系統(tǒng)的安全保障水平。

[1]張學(xué)新，袁軍.發(fā)射機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)實用性改造[J].電視技術(shù)，2010，34（9）：90-92.

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

[3]趙增援，董秋林，孫勝柱.用于電視發(fā)射臺安全播出的信號監(jiān)測報警裝置[J].電視技術(shù)，2011，35（10）：55-58.