試論我國電視臺播控系統(tǒng)的智能監(jiān)控技術(shù)

隨著播控系統(tǒng)基本實現(xiàn)信號的數(shù)字化，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及數(shù)字設(shè)備的應(yīng)用給系統(tǒng)監(jiān)控也帶來了便利，為確保系統(tǒng)可靠運(yùn)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(nèi)容和有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)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(yùn)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(jìn)行質(zhì)量檢測以及對系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。從現(xiàn)有電視信號系統(tǒng)的典型構(gòu)成我們知道，在系統(tǒng)中各種電視設(shè)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(diǎn)上，原理上和從實用角度都需要對信號進(jìn)行監(jiān)測，不僅可對信號的質(zhì)量隨時進(jìn)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(diǎn)前的設(shè)備故障的重要技術(shù)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(jìn)行監(jiān)視，而在重要的環(huán)節(jié)點(diǎn)上用示波器和矢量儀等專業(yè)設(shè)備進(jìn)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(gòu)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(shè)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(jìn)程的推進(jìn)，設(shè)備智能化程度、系統(tǒng)復(fù)雜化程度都會越來越高，環(huán)節(jié)流程、設(shè)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(diào)度、節(jié)目控制、節(jié)目上載、節(jié)目基帶傳輸?shù)认嚓P(guān)硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)組成。隨著國內(nèi)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(wǎng)絡(luò)化、自動化、智能化為總體發(fā)展目標(biāo)，其系統(tǒng)智能監(jiān)控也是真正數(shù)字化應(yīng)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(shè)備監(jiān)控“點(diǎn)”，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(shù)基礎(chǔ)的支持，實現(xiàn)系統(tǒng)每個節(jié)點(diǎn)的可監(jiān)控性；在此基礎(chǔ)上還要有科學(xué)和實用的理念，采用先進(jìn)的技術(shù)實現(xiàn)全系統(tǒng)監(jiān)控的智能化應(yīng)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(wǎng)絡(luò)化技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用，為智能監(jiān)控實現(xiàn)打下了堅實的基礎(chǔ)。其系統(tǒng)所包含的節(jié)目調(diào)度、節(jié)目控制、節(jié)目上載、節(jié)目基帶傳輸?shù)认嚓P(guān)硬件設(shè)備、各類應(yīng)用軟件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使播控系統(tǒng)的監(jiān)控不僅是對不同機(jī)房設(shè)備而言，而且是需要對系統(tǒng)傳輸?shù)男盘枴⒕W(wǎng)絡(luò)以及系統(tǒng)邏輯軟件的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。即監(jiān)測狀態(tài)是基礎(chǔ)，控制內(nèi)容是目標(biāo)。 

1. 系統(tǒng)可監(jiān)控的設(shè)備 

播控系統(tǒng)采用的新一代的數(shù)字化設(shè)備已不僅是提供全數(shù)字信號的處理，而且在設(shè)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(yīng)以太網(wǎng)線端口實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)信息的發(fā)布，支持通用的SNMP協(xié)議查詢各類設(shè)備的狀態(tài)。 

具備該功能的設(shè)備種類很多，視音頻設(shè)備有視音頻處理設(shè)備、視音頻矩陣以及相應(yīng)的機(jī)箱電源、風(fēng)扇等。

計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲陣列、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和計算機(jī)工作終端（遷移工作站、播控工作站）等。這類設(shè)備監(jiān)測機(jī)制相同，但不同品牌設(shè)備的監(jiān)控連接方式有所不同，如Snell & Wilcox IQ系列設(shè)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(shè)備采用的是LAN方式；Leitch的6800+系列則需要安裝專用的Gateway（網(wǎng)關(guān)服務(wù)器），通過LAN實現(xiàn)。NVISION系列設(shè)備也可以開發(fā)相應(yīng)軟件通過422連接或LAN實現(xiàn)。計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(shè)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(jìn)行調(diào)節(jié)，從而為系統(tǒng)整體控制提供方便。可實現(xiàn)控制的設(shè)備包括視音頻處理設(shè)備和信號矩陣，而計算機(jī)及相應(yīng)的應(yīng)用軟件同樣具備可控性。 

2. 系統(tǒng)信號及信號質(zhì)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(kuò)大與復(fù)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(zhì)量的變化，采取對應(yīng)措施，保證高質(zhì)量的播出 。通常對于電視信號質(zhì)量監(jiān)測，是在三個層面上進(jìn)行： 

* 模擬視頻/音頻信號，包括數(shù)字信號解調(diào)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(jīng)復(fù)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(biāo)檢測結(jié)果的特定設(shè)備（如Tektronix生產(chǎn)的WVR610/611系列視音頻信號檢測儀）就可以迅速對信號質(zhì)量進(jìn)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(zhì)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(shù)指標(biāo)信息，只需要實時進(jìn)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(jìn)行反應(yīng)。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(jī)進(jìn)行監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)收集的視音頻監(jiān)測設(shè)備即可，由這些設(shè)備對信號狀態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)控報警。國內(nèi)外主流廠家均有此類產(chǎn)品提供。 

3. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)應(yīng)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(jīng)不僅僅是視音頻設(shè)備的連接，而是有大量的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳輸，同時系統(tǒng)中大量使用應(yīng)用軟件，因此，智能監(jiān)控系統(tǒng)同樣需要對網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及應(yīng)用程序進(jìn)行監(jiān)測，如網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否正常，應(yīng)用軟件狀態(tài)，如哪些上載在采集或回放，素材遷移當(dāng)前的任務(wù)狀態(tài)等，確保系統(tǒng)流程的正常運(yùn)行，發(fā)揮應(yīng)用軟件的作用。 

對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的監(jiān)測可以通過以太網(wǎng)交換機(jī)和光纖交換機(jī)隨時了解，提供系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面的監(jiān)測手段。對應(yīng)用軟件的監(jiān)測可以通過監(jiān)測驅(qū)動程序探測軟件接口（如SNMP）實現(xiàn)；另一方面，應(yīng)用軟件還可能提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（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(yīng)用軟件后臺都有個數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)服務(wù)，通過實時監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)的狀態(tài)也就掌握了數(shù)據(jù)庫服務(wù)的運(yùn)行情況。

4. 其他輔助設(shè)備的監(jiān)控 

為了保證播控系統(tǒng)的安全運(yùn)行，數(shù)字化的播控系統(tǒng)中還配置了一些輔助設(shè)備，如UPS不間斷電源、精密空調(diào)等，這些輔助設(shè)備的正常運(yùn)行對安全播出起著至關(guān)重要的作用。從對系統(tǒng)的整體監(jiān)控角度看，對這些設(shè)備的監(jiān)控同樣也是不可缺少的。隨著需求的增加和技術(shù)的發(fā)展，這類設(shè)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(shè)定并自動執(zhí)行方式。 

三 播控系統(tǒng)智能監(jiān)控技術(shù)要求 

有了上述對象的技術(shù)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(shè)計較為實用的監(jiān)控系統(tǒng)，智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)充分考慮其系統(tǒng)先進(jìn)性、高穩(wěn)定可靠性、系統(tǒng)可擴(kuò)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(shè)計要標(biāo)準(zhǔn)化 

電視臺播控系統(tǒng)采用的設(shè)備不盡相同，各系統(tǒng)的構(gòu)造與復(fù)雜程度更是各有千秋。因此，對智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該堅持標(biāo)準(zhǔn)化原則，結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊標(biāo)準(zhǔn)化、驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)化等。這樣當(dāng)設(shè)備類型和型號的增加、業(yè)務(wù)量增長，網(wǎng)點(diǎn)增加和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大時，通過增加相應(yīng)的系統(tǒng)模塊，便能滿足應(yīng)用程序?qū)ο到y(tǒng)功能等方面的擴(kuò)展需求，從而適應(yīng)多種系統(tǒng)的應(yīng)用。 

為了兼容多種設(shè)備，滿足各種類型的監(jiān)控應(yīng)用組合，需要實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動層與應(yīng)用層分離，即設(shè)備與應(yīng)用無關(guān)，從而可以實現(xiàn)監(jiān)控的備份，避免應(yīng)用服務(wù)的故障導(dǎo)致對應(yīng)設(shè)備無法實時監(jiān)控。還應(yīng)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(yīng)為第三方提供驅(qū)動或應(yīng)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(yīng)針對播控系統(tǒng)可進(jìn)行自主設(shè)定，如可進(jìn)行播出時間表設(shè)置，能以天為單位，設(shè)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(shè)置多次監(jiān)測時間段， 系統(tǒng)會自動根據(jù)設(shè)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(jìn)行組合查詢，系統(tǒng)自動對查詢內(nèi)容進(jìn)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(shè)備狀態(tài)報表等多種形式報告表格。可根據(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(shè)計。圖形化界面的應(yīng)用不僅是顯示，而且應(yīng)該可以從界面上直接與設(shè)備、信號等監(jiān)測元素關(guān)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(shè)備的各式狀態(tài)。這種關(guān)聯(lián)設(shè)置根據(jù)各個工程圖、設(shè)備、信號線，以及應(yīng)用軟件之間的鏈接關(guān)系設(shè)定，并實現(xiàn)相關(guān)界面的互相鏈接，以方便直接、迅速地定位故障點(diǎn)?？啥ㄖ频脑O(shè)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(shè)定的目的是為了將重要的設(shè)備和信號進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，做到重點(diǎn)監(jiān)控（頻繁輪巡）、第一時間報警、特殊方式顯示等。在線設(shè)備和信號當(dāng)然是最重要的，非在線設(shè)備和信號可以較低保護(hù)。 

每個系統(tǒng)可按照實際情況對每個監(jiān)控設(shè)備和信號監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)先級設(shè)定，可分為按照設(shè)備分級，每個設(shè)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(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控；還可按照頻道分級，對上星頻道進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，多方面相結(jié)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(yùn)行管理要智能化 

智能化的監(jiān)測報警系統(tǒng)應(yīng)包括設(shè)備監(jiān)測、信號監(jiān)測和播出監(jiān)測三個部分，當(dāng)設(shè)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(jìn)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(yīng)處理方案。設(shè)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(yīng)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(shè)備如視頻服務(wù)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(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（交換機(jī)/具體到端口）狀況，優(yōu)化管理和網(wǎng)絡(luò)資源分配。并能跟蹤記錄系統(tǒng)中設(shè)備在其使用周期內(nèi)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(shù)記錄備查 

采用MPEG-4/H.264等圖像數(shù)字壓縮技術(shù)，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(nèi)容。還可以通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)實現(xiàn)授權(quán)客戶端同步接收報警信息、瀏覽錄像及顯示的節(jié)目內(nèi)容，并可任意選擇節(jié)目頻道，也可實時調(diào)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(jìn)行實時遠(yuǎn)程監(jiān)測。從而使監(jiān)控系統(tǒng)由“點(diǎn)、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(yuǎn)程監(jiān)控診斷系統(tǒng)故障 

當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展已滲透到每個領(lǐng)域，系統(tǒng)可通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)實現(xiàn)授權(quán)客戶端同步接收報警信息、瀏覽錄像及顯示的節(jié)目內(nèi)容，并可任意選擇節(jié)目頻道，也可實時調(diào)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(jìn)行實時遠(yuǎn)程監(jiān)測和故障分析。獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、配置設(shè)備的屬性、智能化處理設(shè)備故障。從而高效率管理、維護(hù)系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(jié) 

為確保電視播控系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)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(shè)計符合自己播控系統(tǒng)特點(diǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)。電視監(jiān)控技術(shù)是正在發(fā)展著的技術(shù)，將隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)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(jìn)一步提高監(jiān)測的精度和響應(yīng)時間，特別是非法信號監(jiān)測技術(shù)的提高，也是我們必須不斷追求的目標(biāo)。