陜西電視臺硬盤播出系統(tǒng)監(jiān)控解決方案

張開宇

（陜西電視臺 技術(shù)管理部，陜西 西安 710061）

0 引言

2010年4 月陜西電視臺啟用12個頻道的數(shù)字化硬盤播出系統(tǒng)[1]。作為電視臺的核心系統(tǒng)，硬盤播出系統(tǒng)是衡量全臺技術(shù)質(zhì)量最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)的實現(xiàn)是電視臺技術(shù)系統(tǒng)數(shù)字化的一個重要標(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，對電視播出和傳輸質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測已經(jīng)成為廣播電視行業(yè)管理的重要任務(wù)。如何設(shè)計一個合理的、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)計中的重要問題。

1 播出系統(tǒng)監(jiān)控的實現(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)目內(nèi)容監(jiān)看

包括所有播出信號源內(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)看信號源的有無和主觀節(jié)目信號質(zhì)量。

2）系統(tǒng)技術(shù)質(zhì)量和安全性的監(jiān)控

實時分析播出過程中節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量，對整個系統(tǒng)的信號流程自動進(jìn)行故障監(jiān)測、報警。

早期的播出監(jiān)控主要是通過電視墻對多套節(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)，才能實現(xiàn)自動化、智能化的總體發(fā)展目標(biāo)。系統(tǒng)監(jiān)控不僅是對設(shè)備而言，而且是需要對系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?、網(wǎng)絡(luò)以至邏輯軟件的監(jiān)控。監(jiān)控的概念包含監(jiān)測和控制兩部分，監(jiān)測是基礎(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)字視頻信號輸入和20路DVI輸出。播出系統(tǒng)每個頻道采用“1個大屏幕+10畫面分割器+9個小液晶監(jiān)視器”的配置，每個小液晶監(jiān)視器均支持嵌入音頻顯示和監(jiān)聽。

總控播出系統(tǒng)信號源可以通過調(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變換。同時可以顯示多種樣式的模擬和數(shù)字時鐘/時間（日期），時間被外部的LTC鎖定。另外畫面分割器可以監(jiān)測信號的狀態(tài)參數(shù)并顯示出來，監(jiān)測點可以設(shè)定為不同的門限。對于視頻，可以檢測黑場、靜幀、視頻電平過高、視頻丟失等；對于音頻，可以檢測靜音、音頻過載、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)控是一個必不可少的環(huán)節(jié)[2]。在節(jié)目播出的同時，技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)要進(jìn)行實時的視頻、音頻技術(shù)指標(biāo)分析，并要具備及時記錄故障和錯誤的功能，為播出節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量查驗提供可靠的依據(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)測儀，它可以監(jiān)視HD、SD、模擬復(fù)合視頻信號以及模擬音頻和數(shù)字音頻信號，并提供視音頻錯誤記錄簡報。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，對圖像信號進(jìn)行定性的觀察。視頻簡報提交的信息包括輸入信號格式和報告時間以及有關(guān)誤碼檢測和處理（EDH）/循環(huán)冗余校驗（CRC）錯誤和色域錯誤。音頻簡報提交有關(guān)音頻質(zhì)量的報告，記錄有最高真實峰值以及該時間內(nèi)的靜音、消峰、過高電平和默音數(shù)。

為支持無人職守監(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)控報警系統(tǒng)

目前市場上的主流周遍產(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，陜西臺播出系統(tǒng)中涉及到上述2個產(chǎn)品。

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

RollCallTM軟件能夠自動識別和自動設(shè)置系統(tǒng)中的模板和機(jī)箱，通過監(jiān)控計算機(jī)，可對系統(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誤記錄和報告功能。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)的全臺周邊模塊和播出產(chǎn)品監(jiān)測系統(tǒng)，對周邊產(chǎn)品可實現(xiàn)遠(yuǎn)程和本地的實時監(jiān)控。除了對機(jī)箱和板卡的狀態(tài)、線路的通斷等進(jìn)行監(jiān)控外，還能對信號畫面本身和播出聲音內(nèi)容進(jìn)行實時遠(yuǎn)程和本地監(jiān)控，并實時對畫面進(jìn)行監(jiān)控。能在顯示屏上看到信號波形而不需要再配示波器，并可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。

iControl Web提供了一個圖形化的系統(tǒng)界面，可以監(jiān)視視頻信號和告警信息。監(jiān)控點可以設(shè)置在各個關(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)時間和恢復(fù)時間。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)測報警系統(tǒng)

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

1）可以對系統(tǒng)中所有的周遍板卡進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、監(jiān)測、報警。

2）可以通過控制網(wǎng)絡(luò)對送入板卡的信號進(jìn)行監(jiān)測，包括信號有無、信號質(zhì)量、誤碼校正、同步、幅度等，也就是說可以對整個系統(tǒng)的信號流程進(jìn)行故障監(jiān)測、報警。

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

4）通過錯誤記錄軟件，對播出系統(tǒng)的各種問題進(jìn)行實際記錄，主要對信號質(zhì)量、信號故障等進(jìn)行記錄，分析節(jié)目出現(xiàn)問題的原因，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)、信號狀態(tài)分析服務(wù)、信號收錄服務(wù)等；各監(jiān)控工作站則安裝有顯示界面，供操作人員實時查閱系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、報警狀態(tài)以及實時查詢收錄的節(jié)目內(nèi)容。

圖1為整體系統(tǒng)圖。

3 綜合智能化技術(shù)管理監(jiān)控平臺分析

3.1 總控監(jiān)控系統(tǒng)模塊

陜西電視臺總控系統(tǒng)主要完成信號接收、信號調(diào)度、信號傳輸?shù)墓δ?。總控系統(tǒng)包括的設(shè)備有總控矩陣及自動調(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)可分為三個部分實現(xiàn)，即設(shè)備工作狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備信號監(jiān)控和末端信號監(jiān)控，各系統(tǒng)均采用相互獨立的監(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、信號質(zhì)量信息等，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先配置好的策略，對發(fā)生異常的設(shè)備、信號進(jìn)行分級別的報警與應(yīng)急響應(yīng)。系統(tǒng)界面如圖2所示。

對總控設(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警；

（3）可監(jiān)測總控矩陣自動調(diào)度系統(tǒng)軟件的工作狀態(tài)。

2）設(shè)備信號監(jiān)控。

（1）對于設(shè)備的輸入輸出信號狀態(tài)監(jiān)控，將經(jīng)過設(shè)備的入/出信號狀態(tài)實時顯示到監(jiān)控界面上；

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

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

3）末端信號監(jiān)控

（1）本監(jiān)控系統(tǒng)基于畫面分割器進(jìn)行二次開發(fā)，可實時讀取畫面分割器提供的信號狀態(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)確檢測視頻丟失、黑場、彩條、靜幀、臺標(biāo)丟失、音頻丟失等故障；

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

（4）當(dāng)被監(jiān)測信號出現(xiàn)故障時，監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供聲光等多種報警方式；

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

3.2 分控監(jiān)控系統(tǒng)模塊

陜西電視臺的分控系統(tǒng)主要完成全臺12個頻道節(jié)目的播出。分控系統(tǒng)包括的設(shè)備有切換臺、切換器、周邊板卡、播出硬盤、二級存儲、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)采用信號級監(jiān)控、設(shè)備級監(jiān)控以及文件級監(jiān)控共用的方式。信號級監(jiān)控和總控方式一致，分為末端信號的監(jiān)控和設(shè)備輸入輸出信號監(jiān)控。

在播控系統(tǒng)內(nèi)建立了專用的文件級監(jiān)控方案，文件級監(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)測播出軟件、延時播出軟件、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）提供對硬盤服務(wù)器存儲容量狀態(tài)的監(jiān)測；

（6）提供對播出緩存存儲容量狀態(tài)的監(jiān)測。

2）設(shè)備信號監(jiān)控。

（1）能夠輸入所有設(shè)備的信號安全狀態(tài)，后期監(jiān)測是可將設(shè)備實時狀態(tài)與前期所設(shè)定的安全狀態(tài)進(jìn)行比對，判斷設(shè)備實時安全級別和故障程度；

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

（3）監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過網(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）文件級監(jiān)控。

（1）根據(jù)通過網(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)綁定素材在各級分級存儲中的狀態(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分級存儲中的狀態(tài)，能夠查詢具體素材在整個素材遷移流程中的狀態(tài)；

（3）針對具體素材在不同存儲體中的文件可進(jìn)行文件大小比對，如所對比文件素材大小不同，系統(tǒng)將顯示各存儲體內(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）提供對內(nèi)容管理遷移流程的監(jiān)控，針對違反流程的事件予以報警，用戶可完全定制相關(guān)監(jiān)控流程。

4）末端信號監(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個頻道的上載，上載完成后都遷移到二級存儲系統(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的監(jiān)測、服務(wù)器編解碼板的監(jiān)測、上載服務(wù)器和播出服務(wù)器、二級存儲系統(tǒng)文件的比對等。

上載監(jiān)控軟件的作用主要有：

1）提供對上載服務(wù)器編解碼板卡狀態(tài)的監(jiān)測；

2）提供對上載服務(wù)器存儲容量狀態(tài)的監(jiān)測；

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

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

5）監(jiān)控時間與上載軟件要求聯(lián)動，即，當(dāng)且僅當(dāng)編碼板或者解碼板進(jìn)行編解碼工作的時候才啟動監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信號級監(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)生故障報表，方便統(tǒng)計。

4 結(jié)束語

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，對監(jiān)控系統(tǒng)的要求也勢必越來越高。系統(tǒng)設(shè)計要適應(yīng)電視臺監(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)長的一段時間內(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立存在的，實際在每個系統(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、靈活性將會有一個大的飛躍。

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

[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] 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.

張開宇（1957-），于1980年在陜西電視臺工作至今，工程師，設(shè)備科長，主要從事陜西電視臺的設(shè)備采購、技術(shù)項目建設(shè)以及各種大型活動的技術(shù)支持和設(shè)備保障工作。