廣播電視播出機(jī)房多畫面顯示及監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)探究

◎?qū)O丹莉

(豐縣融媒體中心，江蘇 豐縣 221700)

在通常情況下，廣電安全播出主要是指節(jié)目播出時(shí)未出現(xiàn)系統(tǒng)攻擊、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常等情況，可以保證信息準(zhǔn)確傳輸。廣電節(jié)目安全播出的意義重大，既可以為受眾傳播積極的信息，保證傳輸過程的設(shè)計(jì)方案，還能夠保證用戶不間斷接收廣電節(jié)目?jī)?nèi)容[1]。

廣播電視臺(tái)的播出系統(tǒng)，分為矩陣調(diào)度、傳輸、分控播出、上載等系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，既可以實(shí)時(shí)監(jiān)控重要信號(hào)點(diǎn)、設(shè)備，還能及時(shí)預(yù)警故障問題。傳輸系統(tǒng)屬于新型業(yè)務(wù)系統(tǒng)，改造升級(jí)后，將輔路增加在原有主備兩路。主路、輔路經(jīng)過二選一系統(tǒng)篩選，作為主路送至下游單位；備路、輔路經(jīng)過二選一系統(tǒng)篩選，作為備路送至下游單位。新建傳輸系統(tǒng)，承擔(dān)音頻信號(hào)的編碼輸送任務(wù)，屬于節(jié)目播出的統(tǒng)一出口。廣播電視臺(tái)對(duì)信號(hào)十四號(hào)檢測(cè)報(bào)警的要求高，通過獨(dú)立監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)提供運(yùn)行支持[2]。

一、項(xiàng)目概況

江蘇豐縣廣播電視臺(tái)為了保障發(fā)射臺(tái)發(fā)射的3 個(gè)頻點(diǎn)地面數(shù)字電視、6 套調(diào)頻廣播、4 套模擬電視和3 套有線電視回傳的節(jié)目信號(hào)的安全、穩(wěn)定播出，規(guī)劃設(shè)計(jì)一套自動(dòng)化水平高、系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠、便于管理的節(jié)目信號(hào)自動(dòng)化綜合管理系統(tǒng)，全方位監(jiān)測(cè)、管理廣播電視發(fā)射臺(tái)臺(tái)站節(jié)目播出信號(hào)質(zhì)量，全面提高節(jié)目安全播出質(zhì)量與臺(tái)站自動(dòng)化管理水平。

二、廣播電視播出機(jī)房多畫面顯示及監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

(一)系統(tǒng)組成

廣播電視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用基于IP 流的數(shù)字多畫面電視監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)組成包括碼流轉(zhuǎn)IP 模塊、視音頻編碼模塊、數(shù)字電視多畫面監(jiān)測(cè)服務(wù)器、模擬廣播電視多畫面監(jiān)測(cè)服務(wù)器、管理顯示系統(tǒng)和千兆網(wǎng)交換機(jī)等。

(二)數(shù)字電視多畫面監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

1.主要功能

第一，同屏多畫面、多信號(hào)展現(xiàn)，標(biāo)清支持20 幅以上畫面，高清支持5 幅畫面。

第二，系統(tǒng)可通過大屏實(shí)現(xiàn)分割顯示，且各主機(jī)可以實(shí)現(xiàn)雙屏顯示，顯示內(nèi)容均不相同。通過單屏、雙屏裝置，可以同時(shí)顯示多路畫面，將不同信號(hào)的畫面組合在一起。對(duì)于任意節(jié)目來說，均可以將監(jiān)控視窗放大到全屏顯示，單獨(dú)監(jiān)聽節(jié)目的伴音，同時(shí)可顯示廣播音頻、電視節(jié)目畫面。

第三，電視信號(hào)具備多種解碼分析功能，包括音頻解碼、高清視頻解碼。監(jiān)控顯示高標(biāo)清節(jié)目，同時(shí)可支持高清節(jié)目聲道解碼，顯示彩色音量柱。

第四，支持QAM/QPSK 等解調(diào)，信號(hào)強(qiáng)度、MER、BER、多徑參數(shù)時(shí)間等信道數(shù)監(jiān)測(cè)分析。

第五，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)功能，提供靈活的參數(shù)設(shè)置功能，技術(shù)人員能夠隨時(shí)調(diào)整故障的時(shí)間門限、音頻、載波的閾值。

第六，系統(tǒng)運(yùn)行過程中，一旦監(jiān)測(cè)到信號(hào)故障，就會(huì)通過語音提醒、錯(cuò)誤集中顯示、短信報(bào)警、字符報(bào)警等方式提示警報(bào)信息。

第七，支持碼流故障的監(jiān)測(cè)信息顯示，實(shí)時(shí)顯示三級(jí)錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)自定義故障、抖動(dòng)分析、帶寬實(shí)時(shí)信息等。同時(shí)，可以在線監(jiān)測(cè)多個(gè)碼流。

第八，針對(duì)無視音頻信號(hào)、異常音量、黑屏等故障，均可以提供警報(bào)功能。通過標(biāo)題閃爍、窗口提示、語音報(bào)警等方式提示工作人員，如包括報(bào)警前后錄像、錄音功能。同時(shí)，可以同步觸發(fā)監(jiān)測(cè)節(jié)目的報(bào)警，實(shí)現(xiàn)報(bào)警恢復(fù)錄音、錄像功能，形成完整的數(shù)據(jù)庫記錄，便于事后回放、查詢。

第九，節(jié)目數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。支持對(duì)AVS+/H.264/MPEG2 視頻格式進(jìn)行轉(zhuǎn)碼存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)音視頻節(jié)目的大容量、長(zhǎng)時(shí)間保存。

第十，提供畫面切分顯示模式，用戶利用拖放視頻窗口，即可隨意調(diào)整播放位置，發(fā)揮出全屏播放功能的效果。利用 DVI 或 HDMI 以雙屏方式輸出到大屏幕，方便用戶擴(kuò)展節(jié)目；支持FLASH 時(shí)鐘顯示功能，用戶可自定義時(shí)鐘風(fēng)格；結(jié)合輪巡監(jiān)測(cè)模式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)節(jié)目，輪巡監(jiān)測(cè)普通節(jié)目。

第十一，提供多種組合查詢方式，方便用戶檢索錄音文件；提供監(jiān)測(cè)項(xiàng)的延時(shí)報(bào)警功能，既可以滿足客戶定制需求，還可以滿足靈敏度差異需求；系統(tǒng)還能提供分時(shí)段監(jiān)測(cè)功能，用戶可以自行設(shè)定監(jiān)測(cè)時(shí)段；系統(tǒng)運(yùn)行過程中，還具備自適應(yīng)分辨率的切分顯示功能。

第十二，實(shí)時(shí)查看音視頻，對(duì)前端視音頻進(jìn)行監(jiān)聽監(jiān)看前端，提供單畫面查看、多畫面組合、單畫面輪播等方式。同時(shí)，可優(yōu)化多畫面組合方式，畫面可送達(dá)多個(gè)大屏上顯示；單畫面輪播提供任意多頻道的快速審查。

第十三，自定義輪詢監(jiān)聽。參考自定義時(shí)間，將不同節(jié)目的聲音輸入到監(jiān)聽設(shè)備上。技術(shù)人員針對(duì)廣播電視節(jié)目，可以實(shí)行安全監(jiān)測(cè)、質(zhì)量監(jiān)測(cè)和內(nèi)容監(jiān)測(cè)。

2.視音頻層監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)支持多頻點(diǎn)多套高標(biāo)清節(jié)目視頻、音頻監(jiān)控，監(jiān)測(cè)預(yù)警音量異常、靜幀、黑場(chǎng)等故障。如果節(jié)目無故障問題，則要參考用戶預(yù)設(shè)邏輯進(jìn)行巡視，密切監(jiān)測(cè)畫面內(nèi)容。當(dāng)軟件接收到報(bào)警信息，就會(huì)按照預(yù)設(shè)畫面內(nèi)容，自動(dòng)明確切換邏輯，以對(duì)應(yīng)窗口顯示故障節(jié)目。同時(shí)，在畫面上疊加OSD字符、標(biāo)題欄閃爍方式，提醒用戶及時(shí)處理故障問題。系統(tǒng)通過固定窗口，能夠展現(xiàn)出重要節(jié)目；利用集中窗口，顯示故障節(jié)目；利用輪巡窗口，顯示普通節(jié)目[3]。

3.信道參數(shù)測(cè)量

支持鎖定狀態(tài)、信號(hào)強(qiáng)度、MER、BER、多徑參數(shù)時(shí)間等信道數(shù)監(jiān)測(cè)分析。

4.TS流分析

在TS 流分析過程中，不僅要對(duì)優(yōu)先級(jí)內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)包含TS 流帶寬碼率、基本結(jié)構(gòu)信息、語法分析信息、PCR 分析內(nèi)容。

(三)廣播電視節(jié)目多畫面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

夢(mèng)迪節(jié)目監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，屬于廣電專有的節(jié)目監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)多路廣電信號(hào)，以數(shù)字化方式監(jiān)測(cè)廣電信號(hào)。多畫面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠滿足大屏幕監(jiān)控需求、播出單位安全播出需求，保證機(jī)房各環(huán)節(jié)信號(hào)的穩(wěn)定性，密切掌握播出狀態(tài)[4]。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，針對(duì)多通道的音量異常故障、無音頻信號(hào)故障，均可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過電視屏幕顯示伴音柱狀圖。利用多畫面分割技術(shù)，技術(shù)人員以同一設(shè)備監(jiān)聽多路節(jié)目，且顯示模式多樣，可以為用戶提供切換便利，同時(shí)與等離子大屏幕顯示器相連接。通過瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)、瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)服務(wù)模式，可以支持本地監(jiān)看、監(jiān)聽。同時(shí)支持TCP/IP 協(xié)議，提供監(jiān)看、監(jiān)聽客戶端，不需要安裝軟件，只需要與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接即可，具備良好的擴(kuò)展性[5]。

1.系統(tǒng)特點(diǎn)

每臺(tái)設(shè)備可同時(shí)監(jiān)測(cè)多路音視頻信號(hào)，音視頻采用多畫面分割顯示，音量柱同步疊加，音頻以音量顯示，可以作為音頻電平表，監(jiān)測(cè)多路視音頻信號(hào)[6]。

通過廣播電視節(jié)目多畫面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，技術(shù)人員同步監(jiān)測(cè)通道、錄音錄像，具備手動(dòng)、自動(dòng)錄音兩種模式。每套節(jié)目的開始錄音、結(jié)束錄音時(shí)間不同。此外，系統(tǒng)可以24 小時(shí)不間斷錄音錄像，保存時(shí)間超過10 個(gè)月。實(shí)時(shí)監(jiān)聽監(jiān)看本站或網(wǎng)絡(luò)中任意一套節(jié)目，提供視頻靜幀、無音視頻信號(hào)、音量異常等報(bào)警。同時(shí)，通過窗口提示、語音報(bào)警、標(biāo)題閃爍等報(bào)警方式，隨時(shí)查看報(bào)警前后的錄音、錄像情況。此外，同步監(jiān)測(cè)節(jié)目?jī)?nèi)容，實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)報(bào)警錄音功能，恢復(fù)報(bào)警錄音錄像功能，從而自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫記錄，方便事后查詢、回訪。技術(shù)人員通過報(bào)警錄音、錄像回放等方式，定位節(jié)目播放位置。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警錄音、錄像功能，自動(dòng)打印系統(tǒng)運(yùn)行日志[7]。

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可以提供畫面切分顯示模式，全面滿足客戶的畫面分割需求。用戶可以隨意調(diào)整視頻窗口、播放位置，實(shí)現(xiàn)全屏播放功能。系統(tǒng)支持雙屏分配顯示，方便用戶擴(kuò)展節(jié)目，提供多種組合查詢方式，方便用戶檢索錄音文件。不僅如此，系統(tǒng)還支持本地/遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、監(jiān)看的功能，支持FLASH 時(shí)鐘顯示功能，用戶能夠自己設(shè)定時(shí)鐘風(fēng)格，同時(shí)可以提供分時(shí)段監(jiān)測(cè)功能，方便用戶設(shè)定監(jiān)測(cè)時(shí)段。此外，系統(tǒng)還能提供切分顯示功能，自適應(yīng)分辨率效果好，設(shè)定監(jiān)測(cè)項(xiàng)延時(shí)報(bào)警功能，以滿足客戶的定制需求、靈敏度差異。支持FM/TV 節(jié)目混合配置，自定義循環(huán)監(jiān)聽功能、輪巡監(jiān)測(cè)功能[8]。

2.視音頻監(jiān)測(cè)報(bào)警、存儲(chǔ)

系統(tǒng)支持多頻點(diǎn)多套高標(biāo)清節(jié)目視頻、音頻監(jiān)控，監(jiān)測(cè)預(yù)警音量異常、靜幀、黑場(chǎng)等故障。一旦發(fā)出預(yù)警信號(hào)，系統(tǒng)通過聲光告警、短信通知、彈窗、界面元素閃爍等方式展示告警形式。系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括調(diào)頻、模擬電視、數(shù)字電視信源和開路接收信號(hào)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)，可以通過報(bào)警信息歷史記錄，自動(dòng)記錄報(bào)警信息，方便管理人員隨時(shí)查詢。

(四)系統(tǒng)管理

1.系統(tǒng)功能特點(diǎn)

系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)，支持多用戶遠(yuǎn)程訪問，綜合配置、查詢、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)參數(shù)、設(shè)備參數(shù)、監(jiān)測(cè)結(jié)果、報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集中網(wǎng)管。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一體化配置功能，參考業(yè)務(wù)流程，通過統(tǒng)一界面配置大屏、信號(hào)配置，科學(xué)管理設(shè)備、節(jié)目，保證任務(wù)配置、報(bào)警設(shè)置、運(yùn)行圖設(shè)置的優(yōu)化度。系統(tǒng)提供多種報(bào)警方式，支持設(shè)置報(bào)警級(jí)別，包括嚴(yán)重、一般、可忽略。以圖形化配置電視墻布局和畫面布局，集中配置電視墻，統(tǒng)計(jì)分析各類數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成周期性報(bào)告，形成監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)表，對(duì)異常統(tǒng)計(jì)表進(jìn)行報(bào)警處理。此外，系統(tǒng)還可以分類統(tǒng)計(jì)節(jié)目類型、故障設(shè)備，自主設(shè)定統(tǒng)計(jì)信號(hào)、報(bào)警類型，即使報(bào)表的類型也能通過Excel 格式輸出并顯示，圖形化統(tǒng)計(jì)功能十分強(qiáng)大，可以支持信號(hào)全景功能，顯示信號(hào)各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)時(shí)值，包括信道指標(biāo)、碼率指標(biāo)，顯示報(bào)警指示燈。

除過上述功能外，系統(tǒng)還能提供值班員控制臺(tái)界面，顯示大屏全景，在值班員控制臺(tái)上同步顯示大屏節(jié)目報(bào)警。同時(shí)，顯示實(shí)時(shí)信號(hào)信道指標(biāo)隨時(shí)間變化的曲線圖，集中查詢、管理監(jiān)測(cè)歷史指標(biāo)數(shù)據(jù)、歷史報(bào)警數(shù)據(jù)，提供按權(quán)限的多用戶、多終端支持，支持多用戶與遠(yuǎn)程方式訪問。

2.用戶管理

系統(tǒng)針對(duì)普通瀏覽用戶采用硬件加密狗驗(yàn)證身份、校驗(yàn)口令，消除明文密碼的安全風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)管理員以及分權(quán)限用戶，采用硬件加密狗、指紋校驗(yàn)雙重認(rèn)證機(jī)制，全面保證系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)訪問的安全性。此外，系統(tǒng)提供用戶角色的定制劃分服務(wù)，詳細(xì)劃分與調(diào)配系統(tǒng)資源。

通過使用角色繼承和約束組織權(quán)限，避免非授權(quán)用戶訪問服務(wù)器系統(tǒng)、信息。中心臺(tái)站的權(quán)限系統(tǒng)，可以對(duì)數(shù)據(jù)信息實(shí)行控制與管理，并借助中心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)管理功能。通過安全日志，能夠自動(dòng)記錄用戶登記、修改、操作等事件[9]。

3.報(bào)警系統(tǒng)

系統(tǒng)支持多頻點(diǎn)多套高標(biāo)清節(jié)目視頻、音頻監(jiān)控，可以監(jiān)測(cè)和預(yù)警靜幀、音量異常、無音頻等故障問題。一旦發(fā)生報(bào)警，系統(tǒng)將及時(shí)采用聲光告警、短信等方式通知工作人員，也可以利用語音、界面閃爍、彈出窗口等方式，全方位展示出告警形式。可以通過報(bào)警信息歷史記錄，自動(dòng)記錄報(bào)警信息，方便管理人員隨時(shí)查詢。

4.數(shù)據(jù)查詢

參考發(fā)射臺(tái)、時(shí)間段指標(biāo)，檢索發(fā)射臺(tái)的歷史數(shù)據(jù)，這時(shí)可以自主生成曲線圖，通過PDF、Word 格式輸出查詢結(jié)果。工作人員按照打印報(bào)表、制定格式、統(tǒng)計(jì)分析等方式，可以實(shí)現(xiàn)選項(xiàng)的優(yōu)化配置，同時(shí)提供周期性報(bào)告。在打印報(bào)表中，包括指定頻道、時(shí)間段的停播時(shí)間、次數(shù)等信息。

通過數(shù)據(jù)查詢功能，可以查詢不同頻道的故障類型、持續(xù)時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間。報(bào)表顯示內(nèi)容，包括異態(tài)類型、頻率、機(jī)號(hào)、臺(tái)明等信息。系統(tǒng)可以隨意組合節(jié)目頻道、名稱，自動(dòng)播放視音頻節(jié)目，實(shí)時(shí)查詢故障類型，利用圖形、曲線圖、柱狀圖等方式，全面表現(xiàn)出狀態(tài)、數(shù)據(jù)的變化情況。

系統(tǒng)按照用戶需求、資料類型，可以自主生成報(bào)表，同時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)表預(yù)覽、編輯、打印等功能。針對(duì)同時(shí)間段的監(jiān)測(cè)參數(shù)，系統(tǒng)也可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，獲得完整的數(shù)據(jù)報(bào)表，為后續(xù)總結(jié)、匯報(bào)工作奠定基礎(chǔ)。此外，系統(tǒng)具備定時(shí)報(bào)表功能，報(bào)表格式包括Excel、Word 等。

三、多畫面監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

在傳輸系統(tǒng)中，主備輔三路均嵌入監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。如果三路系統(tǒng)都出現(xiàn)報(bào)警提示時(shí)，則屬于共性現(xiàn)象，表明素材、信源出現(xiàn)問題，傳輸值班員無需進(jìn)行應(yīng)急切換，只需要等待報(bào)警恢復(fù)。如果主備兩路發(fā)出報(bào)警提示，表明編碼器存在問題，必須及時(shí)切換到備用編碼器。當(dāng)三路中有一路發(fā)出報(bào)警提示時(shí)，表明主備路復(fù)用存在問題，此時(shí)要在手動(dòng)撥盤上進(jìn)行切換。當(dāng)多畫面報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)出現(xiàn)解碼問題，就會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)情況，這就要求技術(shù)人員分析具體情況。

四、結(jié)語

綜上所述，為了保證廣播電視事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，應(yīng)當(dāng)提升播出機(jī)房多畫面顯示系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，避免影響廣電信號(hào)的穩(wěn)定性，為受眾提供高清節(jié)目畫面，增加廣播電視節(jié)目的受眾群體量。本文通過介紹廣電播出多畫面顯示、監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，明確系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，掌握系統(tǒng)的應(yīng)用方法與效果，可以為廣電技術(shù)人員提供技術(shù)參考。在今后的發(fā)展中，技術(shù)人員還應(yīng)繼續(xù)研發(fā)廣電安全播出系統(tǒng)，以期推動(dòng)廣電事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。