武漢廣播電臺(tái)總控安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

■文/周 楨

武漢廣播電臺(tái)總控安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

■文/周 楨

本文詳細(xì)介紹了武漢廣播電視總臺(tái)在新廣播技術(shù)形勢(shì)下的廣播總控系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)構(gòu)架設(shè)計(jì),以及能實(shí)現(xiàn)的具體功能。

監(jiān)測(cè)；安全；功能

1.總控系統(tǒng)的整體構(gòu)架

武漢廣播電視臺(tái)總控系統(tǒng)采用數(shù)字無(wú)源音分、數(shù)字音頻矩陣、網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣作為大體構(gòu)架中的關(guān)鍵設(shè)備，完成全臺(tái)直播間、外轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)播等信號(hào)的匯集、調(diào)度、分配、傳輸?shù)裙δ?，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套先進(jìn)的智能化監(jiān)測(cè)監(jiān)控應(yīng)急系統(tǒng)，從而組成一整套智能化數(shù)字總控系統(tǒng)，完成對(duì)全程業(yè)務(wù)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，包括：音頻工作站系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵點(diǎn)音頻信號(hào)監(jiān)測(cè)監(jiān)聽(tīng)、各機(jī)房關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)故障報(bào)警、故障分析和應(yīng)急處理、音頻節(jié)目錄制、視頻信號(hào)監(jiān)控，從而在保證廣播節(jié)目安全播出的情況下，使得總控系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)得倒實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)如下。

1.1 音頻傳輸網(wǎng)的信號(hào)傳輸分配

直播間調(diào)音臺(tái)輸出信號(hào)直拉輸至智能切換器，然后輸出至光端機(jī)。7路外轉(zhuǎn)信號(hào)輸入數(shù)字矩陣，實(shí)現(xiàn)對(duì)外來(lái)信號(hào)的傳輸與切換，并實(shí)現(xiàn)電平等調(diào)整。

1.2 音頻信號(hào)監(jiān)測(cè)

對(duì)各頻率音頻信號(hào)的鏈路中，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的音頻信號(hào)進(jìn)行可視化的監(jiān)測(cè)監(jiān)聽(tīng)。通過(guò)工作站的顯示屏，將所有頻率的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)音頻信號(hào)顯示在屏幕上。

1.3 設(shè)備監(jiān)測(cè)

對(duì)整個(gè)節(jié)目直播程中的關(guān)鍵音頻設(shè)備（如調(diào)音臺(tái)、延時(shí)器、數(shù)字音分等周邊設(shè)備）的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。并對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)警。通過(guò)監(jiān)測(cè)工作站，將系統(tǒng)信號(hào)流程和關(guān)鍵設(shè)備顯示在大屏幕上。

1.4 視頻監(jiān)控

將對(duì)直播、導(dǎo)播、走廊等采集的視頻信號(hào)，通過(guò)視頻實(shí)時(shí)錄像編碼主機(jī)與數(shù)字總控網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與視頻畫面的聯(lián)動(dòng)。

1.5 機(jī)房環(huán)境監(jiān)測(cè)

對(duì)于各直播間、導(dǎo)播間和總控機(jī)房的關(guān)鍵設(shè)備，配置ESM-888狀態(tài)采集器，對(duì)其溫度、濕度、電平值等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將所測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在屏幕上，所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如果超過(guò)預(yù)設(shè)的閥值則會(huì)進(jìn)行報(bào)警。

1.6 音視頻信號(hào)的控制與應(yīng)急處理

在控制室配置分別進(jìn)行故障分析、應(yīng)急處理、綜合管理、網(wǎng)絡(luò)控制、預(yù)聽(tīng)、監(jiān)聽(tīng)的6臺(tái)應(yīng)用工作站，可以對(duì)各頻率節(jié)目播出的各個(gè)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和管理，并在出現(xiàn)各種故障時(shí)，能采取應(yīng)急處理手段，實(shí)現(xiàn)廣播節(jié)目音視頻信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)分析、智能控制管理。

1.7 慢錄音頻、監(jiān)測(cè)信號(hào)存儲(chǔ)載體

在總控機(jī)房設(shè)有4臺(tái)服務(wù)器，分別是存放慢錄武漢廣播電視臺(tái)5個(gè)頻率的音頻服務(wù)器、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集ESM-888服務(wù)器、CAS2000與IASP狀態(tài)采集服務(wù)器、視頻監(jiān)控服務(wù)器。系統(tǒng)框架如圖1。

圖1 系統(tǒng)框架圖

2. 總控系統(tǒng)具體功能

2.1 總控播出信號(hào)傳輸

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)總控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸切換功能：將總控系統(tǒng)所有的輸入、輸出信號(hào)線均匯總到總控機(jī)房的跳線盤（15副16路卡農(nóng)輸入/輸出），用于信號(hào)的調(diào)度、分配。

所有6個(gè)直播室調(diào)音臺(tái)源信號(hào)除包括話筒、計(jì)算機(jī)工作站以及周邊設(shè)備外，還有其它5個(gè)直播室的輸出信號(hào)、中央臺(tái)直達(dá)信號(hào)、數(shù)字音頻矩陣的外轉(zhuǎn)信號(hào)，信號(hào)線均鋪設(shè)一主一備兩路。

6個(gè)直播室輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)音分、延時(shí)器后，作為系統(tǒng)的主信號(hào)直接送出作為各直播間做互備信號(hào)；另一路信號(hào)經(jīng)過(guò)延時(shí)器進(jìn)入音分，分為三路：一路直接送入自動(dòng)補(bǔ)樂(lè)機(jī)作主輸出信號(hào)，一路進(jìn)入智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)作為主輸出備份，一路入數(shù)字矩陣作為臺(tái)內(nèi)信號(hào)調(diào)度。

數(shù)字音頻矩陣主要用于外轉(zhuǎn)信號(hào)的調(diào)度和直播室輸出信號(hào)的備份；智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)同時(shí)具備外傳信號(hào)和直播室輸出信號(hào)的監(jiān)測(cè)和輸出備份。

傳輸部送來(lái)的5路立體聲信號(hào)(2路中國(guó)之聲、1路交通路況、2路直播)和2路數(shù)字信號(hào)通過(guò)數(shù)字音頻矩陣調(diào)整、轉(zhuǎn)換、分配后送入播控系統(tǒng)。

為了保證傳輸主通道的絕對(duì)安全，直播調(diào)音臺(tái)的主輸出信號(hào)通過(guò)主延時(shí)器和音分直拉至自動(dòng)切換器輸出，經(jīng)切換器選擇切換后，送到傳送部門輸出，中間的環(huán)節(jié)減到最少。

各直播調(diào)音臺(tái)輸出的另外一路數(shù)字音頻信號(hào)送入CAS1600D網(wǎng)絡(luò)音頻監(jiān)測(cè)終端，同時(shí)8路外轉(zhuǎn)信號(hào)也送入CAS1616D網(wǎng)絡(luò)音頻監(jiān)測(cè)終端。音頻監(jiān)測(cè)終端除了對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的質(zhì)量參數(shù)分析以外，還將音頻信號(hào)進(jìn)行編碼，形成IP音頻數(shù)據(jù)包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和分配。從而形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣。網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣輸出的直播調(diào)音臺(tái)信號(hào)至自動(dòng)音頻切換器，作為切換器的第三路音源。

2.2 總控系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能化網(wǎng)絡(luò)總控系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括信號(hào)采集、信號(hào)分析、信息顯示。信號(hào)采集層主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集，包括音頻信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等。信號(hào)分析包括數(shù)據(jù)的處理、分析、和運(yùn)算等信息。信息顯示包括大屏幕顯示、信息的調(diào)取和監(jiān)測(cè)等應(yīng)用。

2.3 總控系統(tǒng)智能監(jiān)測(cè)

針對(duì)安全播出各個(gè)要素分析,根據(jù)我臺(tái)的實(shí)際情況以及廣電總局《中國(guó)廣播電臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)白皮書》的精神，在本系統(tǒng)中，采用數(shù)字化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的音頻設(shè)備，建成一個(gè)操作界面友好、功能齊全、可進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)的節(jié)目播出總控系統(tǒng)，提高電臺(tái)的安全播出效率。

2.4 總控系統(tǒng)信號(hào)狀態(tài)監(jiān)測(cè)

智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)接收6個(gè)直播室各套頻率的播出信號(hào)、7路外轉(zhuǎn)音頻信號(hào)、另外還包括專門配置的專業(yè)多路FM/AM解調(diào)器采集的6路FM和4路AM開路信號(hào)，通過(guò)ASM-16D對(duì)各音頻信號(hào)，質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。顯示音頻信號(hào)狀態(tài)參數(shù)，可實(shí)時(shí)對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行電平分析，包括電平L/R/L+R、相位、失真、噪音、AES的狀態(tài)值等等參數(shù)，具有標(biāo)準(zhǔn)儀器級(jí)別的相位和李薩育圖實(shí)時(shí)分析和頻譜分析能力。對(duì)所監(jiān)控信號(hào)按類別靈活組屏顯示。當(dāng)音頻信號(hào)異常時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)立即報(bào)警并顯示在大屏幕上，同時(shí)系統(tǒng)按響應(yīng)等級(jí)進(jìn)行應(yīng)急處理。

2.5 總控系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)通過(guò)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端對(duì)所監(jiān)控的設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備“異態(tài)”時(shí)，在屏幕上以圖形化顯示該設(shè)備，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

延時(shí)器監(jiān)測(cè)：以圖形化顯示延時(shí)器工作狀態(tài)，顯示重要參數(shù)（延時(shí)、刪除）；對(duì)播出站工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，顯示重要參數(shù)。

數(shù)字矩陣監(jiān)測(cè)：以圖形化顯示矩陣的工作狀態(tài)，當(dāng)矩陣故障時(shí)，規(guī)定時(shí)限內(nèi)自動(dòng)應(yīng)急處理，保證傳輸信號(hào)暢通。

設(shè)備異常報(bào)警和應(yīng)急處理：當(dāng)設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常狀態(tài)或工作處于臨界狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)將提供“文字提示”“聲音”“光閃爍”等多種方式進(jìn)行提示報(bào)警，如圖2。

圖2 新聞?lì)l率設(shè)備監(jiān)測(cè)狀態(tài)

智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)管理平臺(tái)將按事故等級(jí)設(shè)置，按要求實(shí)時(shí)向各管理終端發(fā)布報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理。

監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警信息、日志的查詢，提供設(shè)備故障現(xiàn)象分析報(bào)告，包括時(shí)間、基本參數(shù)、故障點(diǎn)、環(huán)境參數(shù)。

2.6 總控系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)控

通過(guò)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端，對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控、如溫度、濕度等參數(shù)；并對(duì)核心播出設(shè)備的用電負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

對(duì)視音頻進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，并錄像，對(duì)工作人員缺崗、離崗（超過(guò)規(guī)定時(shí)限）情況，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出報(bào)警提示，并將信息發(fā)布到相關(guān)管理者終端設(shè)備。

2.7 閉路視頻監(jiān)控

在直播機(jī)房（6個(gè)）、導(dǎo)播間（6個(gè)）分別布置高分辨率帶聲音采集的網(wǎng)絡(luò)攝像頭，在四、五樓走廊布置4個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭，在此視頻安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)中選用一臺(tái)錄像編碼主機(jī)，所監(jiān)測(cè)的的視頻信號(hào)可以被總控視頻監(jiān)測(cè)錄制工作站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和回放。

視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由視頻實(shí)時(shí)錄像編碼主機(jī)保存到監(jiān)控音像存儲(chǔ)庫(kù)。為保證將監(jiān)控音像數(shù)據(jù)保留不低于2個(gè)月備查，在要求視頻存儲(chǔ)分辨率不低于640×480的前提下，我們選擇通用格式，存儲(chǔ)空間大約在5～8個(gè)T；用戶可以通過(guò)調(diào)整視頻保留時(shí)間長(zhǎng)短和存儲(chǔ)視頻分辨率、碼率來(lái)控制存儲(chǔ)的空間。我臺(tái)的直播室、導(dǎo)播室、走道的視頻監(jiān)控如圖3。

圖3 視頻監(jiān)控

2.8 總控系統(tǒng)大屏功能

我總控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)目播出的全過(guò)程監(jiān)測(cè)、報(bào)警和控制等操作，同時(shí)還應(yīng)能以最直接的方式進(jìn)行顯示相關(guān)內(nèi)容，因此我們?cè)O(shè)計(jì)了大屏幕顯示墻，使監(jiān)測(cè)的設(shè)備及各種參數(shù)可直觀的圖形化形式在大屏幕上進(jìn)行顯示。并且將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與視頻監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，將視頻監(jiān)視圖像和設(shè)備監(jiān)測(cè)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，從而使值班人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況一目了然。大屏顯示分為若干小屏，如圖4。

圖4 大屏顯示

總控系統(tǒng)配置的大屏幕顯示設(shè)備（音頻信號(hào)綜合監(jiān)測(cè)站、數(shù)據(jù)分析/設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)音頻路由控制服務(wù)器）均采用雙屏顯示，顯示界面可由用戶自定義各個(gè)屏的內(nèi)容。針對(duì)直播室信號(hào)和外轉(zhuǎn)信號(hào)，可以由用戶自定制的彩條監(jiān)看界面，任意數(shù)量、任意布局的彩條監(jiān)看及頻譜,可對(duì)所有直播間信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視報(bào)警，可進(jìn)行視頻、音頻彩條信號(hào)、溫濕度混合顯示監(jiān)視報(bào)警。

用戶可以選擇需要顯示的內(nèi)容，選擇顯示整個(gè)主備矩陣的工作狀態(tài)，以及關(guān)鍵設(shè)備和信號(hào)傳輸流向分配示意圖，可以選擇動(dòng)態(tài)顯示關(guān)鍵設(shè)備的工作狀態(tài)，也可切換顯示到指定的直播室的監(jiān)控信號(hào)，可以顯示監(jiān)控視頻信號(hào)進(jìn)行多畫面的視頻監(jiān)控。

2.9 總控系統(tǒng)監(jiān)聽(tīng)工作站

監(jiān)聽(tīng)工作站主要對(duì)頻率音頻信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)?？偪叵到y(tǒng)中的監(jiān)聽(tīng)工作站選用17寸觸摸屏，方便快捷。

監(jiān)聽(tīng)工作站在音量彩條界面上,進(jìn)行智能化監(jiān)測(cè)。監(jiān)聽(tīng)界面可以根據(jù)信號(hào)的種類、所屬頻道，進(jìn)行排列組合。并在監(jiān)測(cè)界面上實(shí)時(shí)顯示各路信號(hào)的音量彩條。監(jiān)聽(tīng)站如圖5。

在監(jiān)聽(tīng)界面上，可以根據(jù)音頻信號(hào)的流程，任意設(shè)置每個(gè)監(jiān)聽(tīng)點(diǎn)的位置。在監(jiān)聽(tīng)界面上，可以實(shí)現(xiàn)四種監(jiān)聽(tīng)模式：輪回監(jiān)聽(tīng)、手動(dòng)選擇監(jiān)聽(tīng)、定時(shí)監(jiān)聽(tīng)，觸發(fā)監(jiān)聽(tīng)。

圖5 監(jiān)聽(tīng)站

2.10 總控系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障分析

總控系統(tǒng)全面監(jiān)測(cè)了整個(gè)音頻播出系統(tǒng)的工作狀態(tài)，包括音頻信號(hào)、設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境狀態(tài)、播出系統(tǒng)狀態(tài)。監(jiān)測(cè)工作站顯示整個(gè)系統(tǒng)的每個(gè)頻率的設(shè)備和信號(hào)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。

工作站監(jiān)測(cè)主界面，顯示各個(gè)頻道和設(shè)備以及播出系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)。

當(dāng)音頻信號(hào)或者設(shè)備狀況出現(xiàn)故障時(shí)，相應(yīng)的狀況欄會(huì)變化閃爍并有不同顏色顯示。同時(shí)對(duì)故障持續(xù)時(shí)間開始計(jì)時(shí)。所以可以很快地了解整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行是否正常，并且音頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠用語(yǔ)音、聲光等方式進(jìn)行報(bào)警。

2.11 總控慢錄子系統(tǒng)

我臺(tái)總控系統(tǒng)還建立了一套全新的慢錄工作站，配置了聯(lián)匯ProDS多路錄音系統(tǒng)。聯(lián)匯ProDS多路錄音系統(tǒng)采用最新的技術(shù)平臺(tái)開發(fā)，能夠構(gòu)成單機(jī)系統(tǒng)以及大型的網(wǎng)絡(luò)化錄音系統(tǒng)，滿足各種不同的需要。

ProDS多路錄音系統(tǒng)功能強(qiáng)大，更支持多通道錄音、停播報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)快速查詢，多種錄音格式選擇等功能。能夠完全滿足電臺(tái)所要求的各種功能，ProDS多路錄音系統(tǒng)擁有自我管理、維護(hù)以及查詢監(jiān)聽(tīng)等功能，支持B/S結(jié)構(gòu)查詢。

我臺(tái)需同時(shí)對(duì)5套頻道播出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間慢錄，并保存3個(gè)月歷史記錄，我們?cè)O(shè)計(jì)采用MP3格式，需要磁盤空間1T以上，用戶可以通過(guò)設(shè)置錄制音頻文件格式（采樣頻率、傳輸速率）對(duì)存儲(chǔ)空間進(jìn)行合理運(yùn)用。

慢錄系統(tǒng)的音頻來(lái)源于5路音頻處理器后端播出返送數(shù)字信號(hào)，我們對(duì)5路音頻播出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、采集、轉(zhuǎn)碼、壓縮和存儲(chǔ)（3個(gè)月）。

（作者單位：武漢廣播電視臺(tái)）

TN949.6+91

A

1671-0134（2017）12-117-03

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2017.02.035