王 燎 毛 寧

安全播出是電視臺生命線，近年來，廣電總局對電視臺安全播出要求越來越高，國家新聞出版廣電總局62號令的頒布更是對安全播出做出了更高更明確的要求，要求省級以上電視臺及其他播出上星節(jié)目的播出應(yīng)達(dá)到一級保障要求，安全播出年度運(yùn)行指標(biāo)應(yīng)滿足停播率必須≤5秒／百小時。在重要保障期間重點(diǎn)時段，3秒以上為重大播出事故。播出質(zhì)量的好壞直接也影響用戶的收視效果，為此保證電視安全播出是每個播出值班人員的崇高使命。

1 四川廣播電視臺應(yīng)急播出現(xiàn)狀

四川廣播電視臺現(xiàn)有的14個電視播出頻道集中處于同一播控機(jī)房，統(tǒng)一運(yùn)維及系統(tǒng)備份包括4個高清頻道，10個標(biāo)清頻道。目前的播出頻道按每兩個頻道劃分為一個播出組，每個播出組中的2個頻道共用2臺OMNEON視頻服務(wù)器、2臺MIRANDA播出切換臺機(jī)箱以及1臺切換臺面板。頻道的臺標(biāo)和高清標(biāo)識由切換臺內(nèi)鍵疊加，不使用臺標(biāo)機(jī)。主要應(yīng)急操作使用2選1開關(guān)、快捷面板和切換臺面板完成。

由于原來的系統(tǒng)建設(shè)，目前采用的末級PGM信號的多畫面監(jiān)看，僅在主路上有一臺單路安徽現(xiàn)代信號監(jiān)測設(shè)備，標(biāo)清使用DVE-101高清使用HDE-1000，該設(shè)備對異態(tài)進(jìn)行告警，由值班人員人工判斷是否進(jìn)行主備倒換。

1.1 監(jiān)測方式單一，虛警較多

僅對單路的聲音過低、聲音過高、靜音、靜幀、黑場、彩條等進(jìn)行告警，沒有比對信號是否正常，致使監(jiān)測靈敏度低導(dǎo)致虛警較多，容易使值班人員產(chǎn)生習(xí)慣性麻痹。

1.2 響應(yīng)受到制約增加了處置時間

播出值班普遍面臨應(yīng)急復(fù)雜，監(jiān)看多的現(xiàn)狀。當(dāng)出現(xiàn)單路故障時，如果由人工應(yīng)急倒換到恢復(fù)正常播出，處理時間難以達(dá)到5秒以內(nèi)。所以，迫切需要借助一些新技術(shù)、新方法來提升業(yè)務(wù)管理效率和質(zhì)量。

1.3 缺少分析手段

沒有出現(xiàn)異態(tài)時的應(yīng)急操作記錄、故障信息和故障畫面等方面的資料，不利于分析故障原因。

2 應(yīng)急播出構(gòu)架設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步加強(qiáng)安全播出，通過硬件軟件對末級主備PGM的信號進(jìn)行實(shí)時檢測、比對及異態(tài)監(jiān)控，對結(jié)果進(jìn)行邏輯分析判定，根據(jù)自定義預(yù)設(shè)處理方式進(jìn)行自動報(bào)警，達(dá)到條件自動控制2選1倒換開關(guān)進(jìn)行信號切換，同時對所有告警和切換進(jìn)行收錄。最大限度降低故障影響，提高播出系統(tǒng)安全。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)對主備末級SDI信號，結(jié)合視頻檢測和音頻檢測，對每一路信號進(jìn)行實(shí)時異態(tài)判斷，將主路PGM信號與備路PGM信號化為一組進(jìn)行視頻比較和音頻比較，比對結(jié)果進(jìn)入分析系統(tǒng)判斷，按照預(yù)定策略對播出系統(tǒng)的狀態(tài)自動進(jìn)行聲光報(bào)警和智能倒換，直觀給播出值班人員定位故障，展現(xiàn)播出系統(tǒng)的故障情況，降低人工干預(yù)的不確定性，達(dá)到快速準(zhǔn)確應(yīng)急處理，縮小故障影響范圍，改變傳統(tǒng)模式中需要依靠值班人員快速判斷和反應(yīng)來應(yīng)急處理的模式，改變常規(guī)播出系統(tǒng)中“多鍵應(yīng)急”為“自動倒換”，提高系統(tǒng)的安全播出水平。

應(yīng)急切換系統(tǒng)以現(xiàn)有播出系統(tǒng)為主，本系統(tǒng)的定位為安全播出的輔助系統(tǒng)。當(dāng)本系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，值班員仍可通過應(yīng)急操作面板完成應(yīng)急操作，且屏蔽本系統(tǒng)對于應(yīng)急倒換開關(guān)的所有控制指令，保證本系統(tǒng)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響減小到最低，確保安全播出。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由采集模塊、比對平臺、邏輯分析平臺、告警展示平臺、收錄平臺和切換面板構(gòu)成（見圖1）。信號檢測采用分層的架構(gòu)，受檢測和比對的信號接入一致性比對系統(tǒng)的信號采集模塊，進(jìn)行實(shí)時的檢測、比對、分析和報(bào)警。同時，根據(jù)產(chǎn)生的報(bào)警嚴(yán)重程度進(jìn)行報(bào)警展示和自動應(yīng)急切換處理。

圖1 應(yīng)急播出構(gòu)架系統(tǒng)

2.2.1 信號比對平臺（見圖2）

視頻信號比對是指在給定的延時范圍內(nèi)，比較視頻信號一致性的技術(shù)。視頻檢測基于畫面內(nèi)容比較的一致性檢測方法，通過該方法可以測量出視頻信號之間的延時和異態(tài)，從而可以進(jìn)一步得到視頻信號的狀態(tài)。

圖2 信號比對平臺

音頻信號比對是指在給定的延時范圍內(nèi)，比較音頻信號一致性的技術(shù)。音頻檢測基于波形匹配的一致性檢測方法，通過該方法可以檢測兩段音頻是否一致和異態(tài)，從而可以進(jìn)一步得到音頻信號的狀態(tài)。

2.2.2 邏輯分析平臺（見圖3）

邏輯分析，主要任務(wù)是接收采集到的異常和報(bào)警，按可配置的邏輯做出判斷，最終得出合理、準(zhǔn)確的結(jié)果。

圖3 邏輯分析平臺

報(bào)警與應(yīng)急提示策略，系統(tǒng)通過對采集的信息進(jìn)行分析，對相關(guān)信號進(jìn)行可配置的邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算與系統(tǒng)程序代碼的分離。

2.2.3 告警展示平臺

在該平臺上值班人員能直觀看到節(jié)目畫面，能實(shí)時展示檢測比對頻道的故障信息。報(bào)警信息通過語音、聲光、圖形直接展示。告警展示平臺基于物理位置的情況可以2頻道共享也可以單獨(dú)使用。

2.2.4 收錄平臺

實(shí)時收錄比對點(diǎn)信號的視音頻錄制，同時對多畫面大屏進(jìn)行收錄。當(dāng)出現(xiàn)故障后，可以通過收錄平臺及時記錄故障真實(shí)情況，大屏信號的收錄可以判斷故障的具體位置，對事后事故的定位分析有積極作用。

2.2.5 切換面板（見圖4）

圖4 切換面板

可直觀顯示線路技審檢測結(jié)果，并根據(jù)不同的異常態(tài)提供不同的顏色、蜂鳴器報(bào)警提示。

3 應(yīng)急切換系統(tǒng)（見圖5）實(shí)施

由于四川廣播電視臺的播出頻道為在播頻道，在線施工難度大，不利于安全播出，為此該系統(tǒng)的建設(shè)只能在檢修時段進(jìn)行，施工時間短、時效性要求高。對于設(shè)備的上架和線纜鋪設(shè)在基于安全的條件在非黃金時間段進(jìn)行，在每月檢修時段集中布線。系統(tǒng)將每2個頻道劃分為一組，可單獨(dú)或共享使用分析和比對服務(wù)器。本期應(yīng)急切換系統(tǒng)部署在9個頻道共24個比對點(diǎn)，分別使用5臺比對、告警展示服務(wù)器和4臺收錄服務(wù)器，除衛(wèi)視標(biāo)清頻道單獨(dú)使用外，其他都是2個相鄰頻道共用一臺比對服務(wù)器。

3.1 信號檢測和比對點(diǎn)需求

本系統(tǒng)的信號檢測和比對信號數(shù)量：總數(shù)24個點(diǎn)（見表1）。

3.2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.3 系統(tǒng)示意圖

圖6為系統(tǒng)拓?fù)鋱D，圖7為系統(tǒng)示意圖，從這兩幅圖中可以清晰看出系統(tǒng)各個部分的具體情況。

3.3.1 信號檢測軟件QCTService

負(fù)責(zé)對采集卡上來的源信號進(jìn)行技審結(jié)果、比對結(jié)果、主備延時實(shí)時檢測；檢測類型視頻包括：信號丟失、靜幀、黑場、彩條、類似彩條、單色、臺標(biāo)異常、字幕異常等故障情況。音頻包括檢測出靜音、音頻過高、音頻過低、音頻反向等異常情況。同時，將接收到的視頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端。

3.3.2 消息處理軟件CDVHost

負(fù)責(zé)接受信號檢測根據(jù)場景設(shè)置來匯總技審、比對和延時的消息，并把結(jié)果發(fā)送給客戶端；同時，把技審的結(jié)果發(fā)送給面板報(bào)警，并根據(jù)這些消息判斷是否切換到備路，如果需要切換會發(fā)送切換命令給面板進(jìn)行信號切換。

3.3.3 UI告警客戶端

負(fù)責(zé)顯示視頻信號、技審結(jié)果、比對結(jié)果、延時量并且通過語音報(bào)警（見圖8）。

3.4 告警、切換閾值設(shè)置（見表2）

4 實(shí)例演示

當(dāng)主路信號異常，qct會把技審信息發(fā)送給CDVHost，CDVHost根據(jù)判斷主路異常且主備不一致，達(dá)到切換條件的，就發(fā)送指令給面板進(jìn)行切換（見圖9a）。同時，如果沒有達(dá)到條件的，把信息發(fā)送告警平臺。備路信號異常，僅發(fā)送報(bào)警信息，不做切換（見圖9b）。

4.1 場景案例1：直播主鏈路音頻丟失

在進(jìn)行演播室直播時曾經(jīng)發(fā)生如下情況：演播室送的主路信號沒有聲音，導(dǎo)致播出環(huán)節(jié)主路沒有聲音，備路聲音正常；但當(dāng)時值班人員專注于主路PGM畫面監(jiān)看，未能及時發(fā)現(xiàn)主路音頻的異常情況。配置應(yīng)急切換系統(tǒng)后，此類故障第一時間即可獲得準(zhǔn)確報(bào)警并自動切換了備路（程控模式），降低系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險。

圖5 應(yīng)急切換系統(tǒng)

表1 各頻道信號檢測

4.2 場景案例2：主路視頻故障

末級輸出選擇為主路時，當(dāng)主播出視頻出現(xiàn)故障，導(dǎo)致末級輸出的信號故障，如此時備路信號正常，則應(yīng)急切換設(shè)備立即自動切換到備路，并報(bào)警提示，在交互界面上可以看到自動倒換的提示，值班人員也可以了解自動倒換的原因，保證了故障第一時間的自動切換。

4.3 場景案例3：字幕機(jī)故障

由于主播出字幕機(jī)故障，導(dǎo)致主播出信號未能正常鍵入字幕，而備字幕運(yùn)行正常。應(yīng)急切換設(shè)備立即報(bào)警提示（手動模式），值班人員發(fā)現(xiàn)后立即將信號切換到備用鏈路，保證了字幕內(nèi)容播出正常。

4.4 場景案例4：主、備路視頻故障

圖6 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

當(dāng)主、備播出視頻出現(xiàn)故障，此時末級輸出的信號故障，應(yīng)急切換設(shè)備不進(jìn)行自動切換，會立即語音報(bào)警提示，在交互界面上可以看到主備路故障的提示，值班人員可以根據(jù)報(bào)警內(nèi)容分析處理。

5 結(jié)語

隨著技術(shù)的發(fā)展在播出過程中一人值守一個頻道，逐漸演變?yōu)橐蝗酥凳囟鄠€頻道，傳統(tǒng)依賴于值班人員發(fā)現(xiàn)問題，已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求，應(yīng)急自動切換系統(tǒng)會在關(guān)鍵時刻準(zhǔn)確及時地減少事故處置時間，也減輕了一線值班人員的工作壓力。通過引進(jìn)信號比對、信號異態(tài)檢測、檢測結(jié)果判斷分析等手段，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對播出末級信號異常的自動發(fā)現(xiàn)、快速告警，過濾并自動處理，有效避免了播出事故發(fā)生，提高了播出安全性。

圖7 系統(tǒng)示意圖

表2 告警、切換閾值設(shè)置

圖8 UI告警客戶端

圖9 主路異常，自動倒換備路

圖9 b 備路異常，主路正常僅報(bào)警，不做切換