試論我國電視臺播控系統(tǒng)的智能監(jiān)控技術

隨著播控系統(tǒng)基本實現(xiàn)信號的數(shù)字化，數(shù)字技術的發(fā)展及數(shù)字設備的應用給系統(tǒng)監(jiān)控也帶來了便利，為確保系統(tǒng)可靠運行，及時發(fā)現(xiàn)和解決系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，系統(tǒng)監(jiān)控尤其是智能監(jiān)控就顯得尤為重要了。本文針對數(shù)字播控系統(tǒng)中的監(jiān)控內容和有關技術要求進行探討。 

一 播控系統(tǒng)監(jiān)控的含義 

播控系統(tǒng)監(jiān)控一般是指在正常運行的情況下，即無需中止播出的情況下，隨時都能對整個電視播出通路的信號進行質量檢測以及對系統(tǒng)及設備進行監(jiān)控。從現(xiàn)有電視信號系統(tǒng)的典型構成我們知道，在系統(tǒng)中各種電視設備多數(shù)是串行連接在一起的，因此在串聯(lián)鏈路的每一個點上，原理上和從實用角度都需要對信號進行監(jiān)測，不僅可對信號的質量隨時進行檢查，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前的設備故障的重要技術手段，多數(shù)情況下，利用監(jiān)視器等比較便宜和直觀的手段進行監(jiān)視，而在重要的環(huán)節(jié)點上用示波器和矢量儀等專業(yè)設備進行監(jiān)測，這是一種最早也是最普遍采用的監(jiān)測手段，并且這種監(jiān)測手段是構成電視系統(tǒng)的重要部分。也正因如此，人們在談到監(jiān)測時，往往忽視了這一最早最有效的方法，其實這種監(jiān)測方式在電視系統(tǒng)的基帶傳送部分，即在播出系統(tǒng)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。但隨著系統(tǒng)數(shù)字化進程的推進，設備智能化程度、系統(tǒng)復雜化程度都會越來越高，環(huán)節(jié)流程、設備數(shù)量也會越來越多，傳統(tǒng)的監(jiān)測已感到明顯的不足，必將被數(shù)字化的智能監(jiān)控所替代，那么數(shù)字化后的播控系統(tǒng)的監(jiān)控又是怎樣的呢？  

 
電視臺播控系統(tǒng)一般由節(jié)目調度、節(jié)目控制、節(jié)目上載、節(jié)目基帶傳輸?shù)认嚓P硬件設備和軟件系統(tǒng)組成。隨著國內電視臺數(shù)字化的發(fā)展，播控系統(tǒng)已基本實現(xiàn)數(shù)字化。新一代的播控系統(tǒng)是以數(shù)字化、網絡化、自動化、智能化為總體發(fā)展目標，其系統(tǒng)智能監(jiān)控也是真正數(shù)字化應用的重要組成部分。智能監(jiān)控系統(tǒng)是一個軟件平臺，它基于具有可監(jiān)控特性的系統(tǒng)硬件、軟件等，提供從系統(tǒng)的每個設備監(jiān)控“點”，到每個信號“線”，形成整個系統(tǒng)的“面”的全方位、多角度智能化監(jiān)控體系。播控智能監(jiān)控系統(tǒng)需要被監(jiān)控對象提供技術基礎的支持，實現(xiàn)系統(tǒng)每個節(jié)點的可監(jiān)控性；在此基礎上還要有科學和實用的理念，采用先進的技術實現(xiàn)全系統(tǒng)監(jiān)控的智能化應用。 

二 播控系統(tǒng)監(jiān)控的具體對象分析 

隨著播控系統(tǒng)數(shù)字化，網絡化技術及設備的應用，為智能監(jiān)控實現(xiàn)打下了堅實的基礎。其系統(tǒng)所包含的節(jié)目調度、節(jié)目控制、節(jié)目上載、節(jié)目基帶傳輸?shù)认嚓P硬件設備、各類應用軟件及網絡環(huán)境，使播控系統(tǒng)的監(jiān)控不僅是對不同機房設備而言，而且是需要對系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?、網絡以及系統(tǒng)邏輯軟件的運行狀況進行監(jiān)控。即監(jiān)測狀態(tài)是基礎，控制內容是目標。 

1. 系統(tǒng)可監(jiān)控的設備 

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

具備該功能的設備種類很多，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、風扇等。

計算機及網絡設備有視頻服務器、數(shù)據(jù)存儲陣列、數(shù)據(jù)庫服務器、網絡交換機和計算機工作終端（遷移工作站、播控工作站）等。這類設備監(jiān)測機制相同，但不同品牌設備的監(jiān)控連接方式有所不同，如Snell & Wilcox IQ系列設備使用的是專用的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+系列則需要安裝專用的Gateway（網關服務器），通過LAN實現(xiàn)。NVISION系列設備也可以開發(fā)相應軟件通過422連接或LAN實現(xiàn)。計算機及網絡設備則通常采用通用的SNMP協(xié)議，實現(xiàn)外部對自身信息的獲取甚至控制。市場主流的硬件設備不僅可以實現(xiàn)對自身狀態(tài)信息的發(fā)布和報警，而且對于某些參數(shù)還可以進行調節(jié)，從而為系統(tǒng)整體控制提供方便?？蓪崿F(xiàn)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(tǒng)信號及信號質量的監(jiān)測 

信號是整個系統(tǒng)的真正處理對象，系統(tǒng)處理信號正常是我們的最終目的。隨著系統(tǒng)的擴大與復雜化，對需要監(jiān)測的信號也越來越多，原有的人眼觀察的效率就無法滿足要求，因此就需要系統(tǒng)提供對多路信號的自動化監(jiān)測，并實現(xiàn)多信號的輪巡，實時的捕捉到信號質量的變化，采取對應措施，保證高質量的播出 。通常對于電視信號質量監(jiān)測，是在三個層面上進行： 

* 模擬視頻/音頻信號，包括數(shù)字信號解調后的模擬信號； 

* 未壓縮的數(shù)字基帶信號（270兆比特）； 

* 壓縮后的MPEG信號數(shù)字碼流或經復用后的碼流。 

如在現(xiàn)有條件下，對SDI未壓縮的數(shù)字基帶信號通過提供信號全指標檢測結果的特定設備（如Tektronix生產的WVR610/611系列視音頻信號檢測儀）就可以迅速對信號質量進行判別，并及時報警，加上矩陣聯(lián)動就可以實現(xiàn)上百個信號的監(jiān)測。 

在不間斷、高質量安全播出的實際要求下，信號監(jiān)測并不需要實時監(jiān)測信號所有技術指標信息，只需要實時進行定性監(jiān)測，如視頻是否中斷、黑場、靜幀，是否出現(xiàn)彩條、彩底；聲音是否中斷或過低（過高）等。對于播出信號來說這類定性監(jiān)測的實時性更為重要，以幫助值班人員隨時掌握在播信號狀態(tài)，第一時間對播出事故進行反應。這種定性監(jiān)測不需要昂貴的測試儀器，只需要選用可以使用計算機進行監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)收集的視音頻監(jiān)測設備即可，由這些設備對信號狀態(tài)進行實時的監(jiān)控報警。國內外主流廠家均有此類產品提供。 

3. 網絡數(shù)據(jù)、系統(tǒng)應用軟件和數(shù)據(jù)庫的監(jiān)測 

新一代的數(shù)字播控系統(tǒng)已經不僅僅是視音頻設備的連接，而是有大量的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)網絡環(huán)境中傳輸，同時系統(tǒng)中大量使用應用軟件，因此，智能監(jiān)控系統(tǒng)同樣需要對網絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及應用程序進行監(jiān)測，如網絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)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狀態(tài)等，確保系統(tǒng)流程的正常運行，發(fā)揮應用軟件的作用。 

對網絡數(shù)據(jù)的監(jiān)測可以通過以太網交換機和光纖交換機隨時了解，提供系統(tǒng)在網絡傳輸方面的監(jiān)測手段。對應用軟件的監(jiān)測可以通過監(jiān)測驅動程序探測軟件接口（如SNMP）實現(xiàn)；另一方面，應用軟件還可能提供網絡服務（如Web、FTP等），對其端口的偵測也是實現(xiàn)監(jiān)測的方式之一。應用軟件后臺都有個數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)服務，通過實時監(jiān)測數(shù)據(jù)服務的狀態(tài)也就掌握了數(shù)據(jù)庫服務的運行情況。

4. 其他輔助設備的監(jiān)控 

為了保證播控系統(tǒng)的安全運行，數(shù)字化的播控系統(tǒng)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至關重要的作用。從對系統(tǒng)的整體監(jiān)控角度看，對這些設備的監(jiān)控同樣也是不可缺少的。隨著需求的增加和技術的發(fā)展，這類設備同樣可以實現(xiàn)外部對它的自動監(jiān)控，有SNMP、RS422或RS232等連接方式。這部分監(jiān)控也是基于參數(shù)設定并自動執(zhí)行方式。 

三 播控系統(tǒng)智能監(jiān)控技術要求 

有了上述對象的技術分析，實現(xiàn)播控系統(tǒng)智能監(jiān)控就成為了可能。要實現(xiàn)智能化、系統(tǒng)化、通用化、就要設計較為實用的監(jiān)控系統(tǒng)，智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計應充分考慮其系統(tǒng)先進性、高穩(wěn)定可靠性、系統(tǒng)可擴展性、實時可操作性等。主要考慮以下幾個方面的問題。  

1. 模塊設計要標準化 

電視臺播控系統(tǒng)采用的設備不盡相同，各系統(tǒng)的構造與復雜程度更是各有千秋。因此，對智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計應該堅持標準化原則，結構標準化、模塊標準化、驅動標準化等。這樣當設備類型和型號的增加、業(yè)務量增長，網點增加和網絡規(guī)模擴大時，通過增加相應的系統(tǒng)模塊，便能滿足應用程序對系統(tǒng)功能等方面的擴展需求，從而適應多種系統(tǒng)的應用。 

為了兼容多種設備，滿足各種類型的監(jiān)控應用組合，需要實現(xiàn)設備驅動層與應用層分離，即設備與應用無關，從而可以實現(xiàn)監(jiān)控的備份，避免應用服務的故障導致對應設備無法實時監(jiān)控。還應采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，方便在線增加系統(tǒng)模塊，實現(xiàn)無縫升級，并應為第三方提供驅動或應用接口。 

2. 顯示界面要圖形化、人性化 

系統(tǒng)監(jiān)控的目的是及時發(fā)現(xiàn)故障，并及時解決問題。簡明直觀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(tǒng)可進行自主設定，如可進行播出時間表設置，能以天為單位，設定一周七天的播出時間表，根據(jù)不同需要，每個頻道/頻率每天可設置多次監(jiān)測時間段， 系統(tǒng)會自動根據(jù)設置的時間段，啟動和停止每次監(jiān)測，要有查詢功能，可按故障類型、故障起/止時間、頻道名稱等類別進行組合查詢，系統(tǒng)自動對查詢內容進行統(tǒng)計，并能自動播放查詢出來的各時段音視頻節(jié)目，還要有報表功能，具有異態(tài)報表、停播時間（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?jù)需要選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(jiān)測元素關聯(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(tǒng)各部分、各設備的各式狀態(tài)。這種關聯(lián)設置根據(jù)各個工程圖、設備、信號線，以及應用軟件之間的鏈接關系設定，并實現(xiàn)相關界面的互相鏈接，以方便直接、迅速地定位故障點?？啥ㄖ频脑O備參數(shù)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，實現(xiàn)一目了然的監(jiān)控。 

3. 監(jiān)控級別要有主次優(yōu)先 

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

每個系統(tǒng)可按照實際情況對每個監(jiān)控設備和信號監(jiān)測點進行優(yōu)先級設定，可分為按照設備分級，每個設備和信號按照其地位和作用定優(yōu)先級；按照時間段分級，在特定的時段，如晚間播出時間進行重點監(jiān)控；還可按照頻道分級，對上星頻道進行重點監(jiān)控，多方面相結合方式更能充分體現(xiàn)監(jiān)控優(yōu)先級的實用性。 

4. 監(jiān)測報警及運行管理要智能化 

智能化的監(jiān)測報警系統(tǒng)應包括設備監(jiān)測、信號監(jiān)測和播出監(jiān)測三個部分，當設備出現(xiàn)故障時，用聲光及時發(fā)出報警信息，并對報警信息進行綜合分析，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(shù)據(jù)并制作故障報告。 

系統(tǒng)不僅能對各類設備如視頻服務器的狀態(tài)、視頻通道狀態(tài)、磁盤陣列的硬盤和讀寫狀態(tài)統(tǒng)一監(jiān)控，還能隨時監(jiān)控各個網絡節(jié)點（交換機/具體到端口）狀況，優(yōu)化管理和網絡資源分配。并能跟蹤記錄系統(tǒng)中設備在其使用周期內的所有狀態(tài)，實現(xiàn)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記錄備查 

采用MPEG-4/H.264等圖像數(shù)字壓縮技術，可選擇全程循環(huán)錄像，用戶自定義時間段錄像，劣播事故現(xiàn)場錄像（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(xù)、音像同步，無停頓、中斷、馬賽克現(xiàn)象。以備在事后對事故分析、判斷，根據(jù)存儲容量大小可保留最后20天或更長時間的錄像內容。還可以通過互聯(lián)網或局域網實現(xiàn)授權客戶端同步接收報警信息、瀏覽錄像及顯示的節(jié)目內容，并可任意選擇節(jié)目頻道，也可實時調用存儲在硬盤中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多種檢索方式對系統(tǒng)進行實時遠程監(jiān)測。從而使監(jiān)控系統(tǒng)由“點、線、面”向時間軸延伸，真正作到全方位、多角度立體監(jiān)控。 

6. 可采用遠程監(jiān)控診斷系統(tǒng)故障 

當今互聯(lián)網技術的發(fā)展已滲透到每個領域，系統(tǒng)可通過互聯(lián)網或局域網實現(xiàn)授權客戶端同步接收報警信息、瀏覽錄像及顯示的節(jié)目內容，并可任意選擇節(jié)目頻道，也可實時調用存儲在硬盤中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多種檢索方式對系統(tǒng)進行實時遠程監(jiān)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(tǒng)設備，使播出系統(tǒng)更加安全可靠。 

同時系統(tǒng)可以選擇語音、文字或聲光、GSM中文短信等多種方式報警，報警與實際告警時間延時不超過1秒，報警類型可設置為單次報警、連續(xù)報警、間歇報警、有限次數(shù)報警等多種形式，報警記錄存在數(shù)據(jù)庫中，可以保留幾年時間。 

四 小結 

為確保電視播控系統(tǒng)安全可靠的運行，系統(tǒng)監(jiān)控非常重要。各臺可根據(jù)自己系統(tǒng)的不同差異，設計符合自己播控系統(tǒng)特點的監(jiān)控系統(tǒng)。電視監(jiān)控技術是正在發(fā)展著的技術，將隨著技術的不斷進步和應用要求的不斷變化而完善和提高。 但智能化和自動化仍將是其不變的主題， 同時進一步提高監(jiān)測的精度和響應時間，特別是非法信號監(jiān)測技術的提高，也是我們必須不斷追求的目標。