屠逸 常州廣播電視臺(tái)

常州廣播總控安全播出集中監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)

屠逸 常州廣播電視臺(tái)

本文介紹了常州廣播電視臺(tái)新的廣播總控監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)以安全播出為原則，以總控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以直播機(jī)房、總控機(jī)房的信號(hào)監(jiān)測、設(shè)備監(jiān)測和動(dòng)環(huán)監(jiān)測為內(nèi)容，建立了一套廣播智能化集中監(jiān)測系統(tǒng)，大大縮短了故障的發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，提高了值班技術(shù)人處理故障的能力。

智能化 安全播出 廣播監(jiān)測

一、引言

雖然好的設(shè)備和技術(shù)對(duì)安全播出提供了保障，但仍有一些嚴(yán)峻的問題擺在我們廣播技術(shù)人員面前。例如新建設(shè)的常州現(xiàn)代傳媒中心廣播共有12個(gè)直播室并分散在三個(gè)樓層，而廣播總控設(shè)置在其中一層，這么多直播室分散設(shè)置，為值班人員對(duì)設(shè)備的管理和監(jiān)測帶來了很大難度。一旦發(fā)生故障，如果沒有完善的監(jiān)測系統(tǒng)，需要花費(fèi)大量時(shí)間分析判斷故障點(diǎn)，處理時(shí)間比較長，對(duì)安全優(yōu)質(zhì)播出帶來很大風(fēng)險(xiǎn)。

常州廣播電視臺(tái)新的廣播總控監(jiān)測系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到建設(shè)，以安全播出為原則，以總控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以直播機(jī)房、總控機(jī)房的信號(hào)監(jiān)測、設(shè)備監(jiān)測和動(dòng)環(huán)監(jiān)測為設(shè)計(jì)內(nèi)容，建設(shè)了一套利用新型監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)的智能化集中監(jiān)測平臺(tái)，滿足了廣播系統(tǒng)對(duì)全鏈路設(shè)備和信號(hào)監(jiān)測的智能化故障定位和分析的要求。技術(shù)人員可實(shí)時(shí)觀察和掌握整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行狀況，分析設(shè)備可能出現(xiàn)的問題并提前解決問題，大大縮短了故障的發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，提高了值班技術(shù)人處理故障的能力，保障了整個(gè)廣播系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)安全播出。

二、廣播總控監(jiān)測范圍全面化是安全播出的基礎(chǔ)

2.1 播出音頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測

音頻信號(hào)的監(jiān)測是廣播安全播出最傳統(tǒng)和最基礎(chǔ)的監(jiān)測手段。常州廣播音頻信號(hào)監(jiān)測按照8套直播的節(jié)目通道進(jìn)行設(shè)計(jì)，在播出鏈路中包括直播室調(diào)音臺(tái)輸出的音頻信號(hào)，延時(shí)器輸出的音頻信號(hào)，主備矩陣所有輸入/輸出的音頻信號(hào)，智能音頻多選一（四選一）所有輸入/輸出的音頻信號(hào)，有源數(shù)字/模擬音頻分配器所有的輸入/輸出音頻信號(hào)等，上述信號(hào)都可以在監(jiān)測系統(tǒng)中進(jìn)行監(jiān)測、報(bào)警或監(jiān)聽，使得整個(gè)播出鏈路音頻信號(hào)監(jiān)測沒有盲點(diǎn)。

圖1 “集中監(jiān)測平臺(tái)”系統(tǒng)流程圖

其他進(jìn)入總控機(jī)房的音頻信號(hào)，如8套頻率開路接收的音頻信號(hào)，可視化直播室、應(yīng)急直播室和交警直播室等其他直播室的音頻信號(hào)，應(yīng)急代播的音頻信號(hào)，衛(wèi)星接收的音頻信號(hào)，戶外現(xiàn)場直播光纖和4G音頻傳輸回總控機(jī)房的音頻信號(hào)和機(jī)頂盒電視伴音信號(hào)等外轉(zhuǎn)信號(hào)通過接入矩陣實(shí)現(xiàn)全部音頻信號(hào)監(jiān)測、報(bào)警或監(jiān)聽。

所有接入總控的音頻信號(hào)監(jiān)測點(diǎn)總計(jì)超過200多個(gè)，并留有擴(kuò)展空間，完全實(shí)現(xiàn)所有進(jìn)入總控機(jī)房的音頻信號(hào)的全面監(jiān)測，為安全播出奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！凹斜O(jiān)測平臺(tái)”系統(tǒng)流程圖見圖1。

2.2 播出設(shè)備硬件全面監(jiān)測

在音頻信號(hào)全面監(jiān)測的基礎(chǔ)上，對(duì)于播出鏈路中硬件設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)測也是力爭做到全鏈路監(jiān)測，見圖1所示。監(jiān)測包括：

1）直播室調(diào)音臺(tái)電源和溫度；

2）延時(shí)器在線和延時(shí)狀態(tài)；

3）物理矩陣板塊、風(fēng)扇、溫度、電源和在線狀態(tài)等；

4）網(wǎng)絡(luò)矩陣電源和在線狀態(tài)；

5）音頻切換器（四選一）切換狀態(tài)和電源狀態(tài)；

6）有源音頻分配器的電源狀態(tài)等；

加上總控各服務(wù)器，客戶端的CPU和內(nèi)存工作狀態(tài)監(jiān)測，使得直播室到總控播出鏈路上的重點(diǎn)設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測，設(shè)備一旦發(fā)生故障，值班人員可以快速發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備，保證播出安全。

2.3 播出動(dòng)力環(huán)境全面監(jiān)測

在以往的經(jīng)驗(yàn)中，播出過程中由于供電和溫濕度引起的故障不易發(fā)現(xiàn)，往往存在巨大隱患。在新的廣播總控監(jiān)測系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測，其中包括直播室設(shè)備機(jī)柜的電壓、濕度和溫度狀態(tài)，總控設(shè)備機(jī)柜的電壓、濕度和溫度狀態(tài)，并設(shè)定閥值，一旦直播室和總控的電壓、溫度和濕度超出設(shè)定的范圍，在總控監(jiān)測系統(tǒng)會(huì)立即報(bào)警?？偪刂蛋嗳藛T可以提前發(fā)現(xiàn)故障隱患，并及時(shí)處理；另外在直播室、錄播室和總控設(shè)備機(jī)房都架設(shè)了視頻監(jiān)控，發(fā)生狀況，總控值班人員可一目了然。

圖2 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

三、打造一個(gè)“集中監(jiān)測平臺(tái)”是實(shí)現(xiàn)安全播出的前提

3.1 “集中監(jiān)測平臺(tái)”實(shí)現(xiàn)原理與方式

信號(hào)監(jiān)測系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)三個(gè)系統(tǒng)是通過IP技術(shù)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)進(jìn)行集中化的監(jiān)測的，網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

1）總控系統(tǒng)音頻傳輸鏈路中，具有自身監(jiān)測功能的設(shè)備將自身監(jiān)測音頻信號(hào)狀態(tài)處理后，把VU、相位、設(shè)備狀態(tài)、監(jiān)聽信號(hào)基于UDP協(xié)議通過IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給“集中監(jiān)測平臺(tái)”。

2）LAWO矩陣、調(diào)音臺(tái)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備通過基于UDP協(xié)議的SNMP協(xié)議，發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息給“集中監(jiān)測平臺(tái)”；延時(shí)器使用RS232協(xié)議通過RS232轉(zhuǎn)RJ45，將VU和延時(shí)時(shí)間發(fā)送給“集中監(jiān)測平臺(tái)”。

3）溫濕度、電壓電流通過KLS-121設(shè)備，將探頭模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，之后通過RS485協(xié)議將動(dòng)環(huán)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至“集中監(jiān)測平臺(tái)”。

3.2 利用一套軟件實(shí)現(xiàn)全鏈路信號(hào)、設(shè)備和動(dòng)環(huán)“集中監(jiān)測平臺(tái)”

有了統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，即可利用一套軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)各系統(tǒng)的監(jiān)測。常州廣播現(xiàn)在使用的ControlMaster總控軟件采用完全開放的架構(gòu)，可以輕松地集成進(jìn)不同廠家不同型號(hào)的硬件產(chǎn)品，集中監(jiān)測平臺(tái)架構(gòu)如圖3所示。

圖3 集中監(jiān)測平臺(tái)架構(gòu)

我們認(rèn)為只有把從直播室到總控乃至發(fā)射所有的信號(hào)和設(shè)備按照傳輸鏈路放到一個(gè)系統(tǒng)圖上進(jìn)行全鏈路的管理和監(jiān)測，才能更全面更有效更直觀，也更安全。根據(jù)臺(tái)里的實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了全鏈路的直播室監(jiān)測圖，將這個(gè)鏈路上所有的設(shè)備監(jiān)測、信號(hào)監(jiān)測、動(dòng)環(huán)監(jiān)測放在一個(gè)圖中進(jìn)行全鏈路的管理和監(jiān)測，如果出現(xiàn)故障，在這一張圖上就可全面反映出來。

直播室監(jiān)測組合界面如圖4所示。

圖4 直播室監(jiān)測組合界面

從直播室的調(diào)音臺(tái)到延時(shí)器到主備矩陣到四選一到音分，整個(gè)音頻傳輸鏈路的關(guān)鍵設(shè)備都在圖中體現(xiàn)，與簡單的顯示輸入輸出不一樣，而是創(chuàng)新的顯示全鏈路中設(shè)備所有輸入輸出音頻信號(hào)，并顯示設(shè)備內(nèi)部音頻信號(hào)切換關(guān)系。這樣一個(gè)真正全鏈路音頻信號(hào)監(jiān)測才能智能化的實(shí)現(xiàn)顯示主用傳輸鏈路，自動(dòng)查找故障源等功能，加上傳輸鏈路里的設(shè)備硬件工作狀態(tài)都能同時(shí)反映在一張圖里，使故障源暴露的更加明晰，大大減少了故障的排除時(shí)間。該創(chuàng)新無盲點(diǎn)的全鏈路信號(hào)、設(shè)備和動(dòng)環(huán)監(jiān)測是常州廣播實(shí)現(xiàn)安全播出的重要必要前提。

四、實(shí)現(xiàn)了智能化、圖示化監(jiān)測是保障優(yōu)質(zhì)安全播出的重要工具

4.1 圖形化、智能化監(jiān)測

我們對(duì)常州廣播8個(gè)直播室精心進(jìn)行了智能化圖形設(shè)計(jì)，用最直觀的圖示方法對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)、設(shè)備、傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，總控系統(tǒng)流程圖界面如圖5所示。比如采用系統(tǒng)流程圖對(duì)整個(gè)信號(hào)的傳輸流程進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)某一個(gè)頻率的信號(hào)故障時(shí)，系統(tǒng)流程圖會(huì)及時(shí)切換到該頻率的圖示。在該系統(tǒng)圖中，各個(gè)設(shè)備的輸入、輸出端口的信號(hào)全部能監(jiān)測到，一旦某個(gè)端口的音頻信號(hào)出現(xiàn)丟失或異常，該端口顏色會(huì)變紅并閃爍。如果該端口是因?yàn)榍凹?jí)的信號(hào)丟失而影響的，它會(huì)顯示為粉紅色，如果它之前的信號(hào)是正常的，則判斷它就是信號(hào)故障的源頭，則顯示為大紅色。據(jù)此可以準(zhǔn)確的對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位并采取相應(yīng)手段進(jìn)行處理，大大縮短了故障處理時(shí)間。

圖5 總控系統(tǒng)流程圖界面

我們根據(jù)總控設(shè)備在總控機(jī)房設(shè)備的布置圖設(shè)計(jì)了系統(tǒng)機(jī)柜圖，系統(tǒng)機(jī)柜圖界面如圖6所示。如果哪臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，就會(huì)在機(jī)柜圖準(zhǔn)確反映出現(xiàn)故障的設(shè)備，方便技術(shù)人員及時(shí)替換。

4.2 實(shí)現(xiàn)了音頻比對(duì)使安全播出無遺漏

針對(duì)目前廣播發(fā)射信號(hào)源出現(xiàn)非法干擾、插播等現(xiàn)象，基于常州廣播的智能監(jiān)測平臺(tái)，音頻比對(duì)功能將送發(fā)射臺(tái)前閉路信號(hào)和經(jīng)發(fā)射后重新接收的開路信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和比對(duì)，與常州廣播智能化監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合完成全鏈路監(jiān)測的最后環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)播出、傳輸?shù)桨l(fā)射的全面智能化監(jiān)測，避免了傳統(tǒng)人工監(jiān)聽的薄弱環(huán)節(jié)。音頻比對(duì)監(jiān)測界面如圖7所示。

圖6 系統(tǒng)機(jī)柜圖界面

五、結(jié)束語

整個(gè)廣播播出的安全包含許多方面，常州廣播總控網(wǎng)絡(luò)化智能化“集中監(jiān)測平臺(tái)”實(shí)現(xiàn)的只是整個(gè)安全播出的一部分，最終還是需要廣播技術(shù)人員對(duì)廣播系統(tǒng)的全面熟練掌握和絲毫不放松的精神，才能保證廣播持續(xù)不間斷安全優(yōu)質(zhì)的播出。

圖7 音頻比對(duì)監(jiān)測界面