張德軍，董桂平

（北京廣播電視臺(tái)，北京 100022）

0 引言

為了縮短播出事故的處理時(shí)間，降低播出事故造成的影響，北京廣播電視臺(tái)以臺(tái)內(nèi)監(jiān)錄科和國(guó)家廣播電視總局檢測(cè)臺(tái)監(jiān)測(cè)方式為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)出一套人防、技防相結(jié)合的技術(shù)監(jiān)控平臺(tái)。

1 安全播出的重要性

根據(jù)國(guó)家廣播電視總局的要求，廣播電視安全播出要做到不間斷、高質(zhì)量、既經(jīng)濟(jì)、又安全。長(zhǎng)期以來(lái)，安全播出重于泰山，是廣電事業(yè)的生命線。確保廣播電視安全播出，是全國(guó)廣電系統(tǒng)的一項(xiàng)長(zhǎng)期的根本任務(wù)[1]。

2 播出系統(tǒng)安全播出技術(shù)防范措施

對(duì)于任何一套系統(tǒng)，故障都是難以避免的，而且故障具有突發(fā)性和偶然性。為確保安全播出工作，擁有一套相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)和完善的技術(shù)方案尤為重要。

在日常工作中，安播事故的處理原則是，工作人員一旦發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)馬上采取相應(yīng)措施，按照預(yù)案處理要求，選擇最佳方案，防止出現(xiàn)連鎖事故。如何快速判斷故障和處理故障，需要工作人員具有豐富的值班經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于各類(lèi)故障和問(wèn)題有預(yù)判能力，頭腦中要有各種故障的原因和相應(yīng)的最佳解決方案。但是在實(shí)際的工作中，值班員很難達(dá)到國(guó)家廣播電視總局對(duì)播出安全故障處理的要求，處理事故時(shí)間較長(zhǎng)。因此，北京廣播電視臺(tái)播出中心于2015年提出了人防和技術(shù)防范雙重措施的想法[2]。

3 安全播出技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)

3.1 技術(shù)監(jiān)控初步探索

2015年前后，北京廣播電視臺(tái)播出中心受到國(guó)家廣播電視總局檢測(cè)臺(tái)和臺(tái)內(nèi)檢測(cè)科的監(jiān)控平臺(tái)啟發(fā)，挑選部門(mén)內(nèi)骨干人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的參觀調(diào)研，提出了符合北京廣播電視臺(tái)播出中心的技術(shù)監(jiān)控方案。

本次監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)采用“格非”監(jiān)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)架構(gòu)，可以將監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行匯總并進(jìn)行統(tǒng)一分析、聲光報(bào)警、查詢(xún)、故障信息收錄及展現(xiàn)。根據(jù)對(duì)信號(hào)監(jiān)控需求的理解，報(bào)警方式在不同崗位、不同機(jī)房、不同位置采用語(yǔ)音、蜂鳴器、報(bào)警燈、文字顯示等各種方式，組合不同的報(bào)警提示方法，適配現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管理的復(fù)雜 需求[3]。

系統(tǒng)歷時(shí)半年搭建完成，基本完成了當(dāng)時(shí)對(duì)播出信號(hào)的監(jiān)控，經(jīng)過(guò)技審的參數(shù)設(shè)置對(duì)于大部分播出信號(hào)視頻黑場(chǎng)、靜幀、視頻丟失、彩場(chǎng)、彩條、臺(tái)標(biāo)丟失等故障都能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置太過(guò)機(jī)械，使得誤報(bào)率很高。高頻率的誤報(bào)使得值班員產(chǎn)生了“狼來(lái)了”心理，系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的報(bào)警作用效果逐漸大打折扣。

3.2 北京廣播電視臺(tái)高標(biāo)清頻道項(xiàng)目技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)

隨著時(shí)間的推移，2019年，由于北京廣播電視臺(tái)播出系統(tǒng)老化，播出系統(tǒng)改造已迫在眉睫。隨著電視技術(shù)的不斷發(fā)展，結(jié)合北京廣播電視臺(tái)采用高標(biāo)清同播系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的現(xiàn)狀，為了保證播出安全，北京廣播電視臺(tái)播出中心改造工程中的技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了全方位的升級(jí)改造。

3.2.1 技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)主要功能特點(diǎn)

北京廣播電視臺(tái)高標(biāo)清頻道項(xiàng)目監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合最新技術(shù)，針對(duì)電視臺(tái)內(nèi)安全播出的需要立項(xiàng)開(kāi)發(fā)。從播出系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠方向出發(fā)，系統(tǒng)提供統(tǒng)一、準(zhǔn)確且具備擴(kuò)展能力的監(jiān)控平臺(tái)。監(jiān)控平臺(tái)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)設(shè)備、信號(hào)、業(yè)務(wù)流程等多個(gè)維度的監(jiān)控工作。技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)采用統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)架構(gòu)，將監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行匯總并進(jìn)行統(tǒng)一分析、處理、查詢(xún)、管理、報(bào)警、監(jiān)測(cè)信息調(diào)度及展現(xiàn)，可對(duì)整個(gè)播控系統(tǒng)進(jìn)行信息采集、匯聚分析，最終完成信息展現(xiàn)。技術(shù)監(jiān)控平臺(tái)功能非常全面且強(qiáng)大[4]。

信號(hào)技術(shù)監(jiān)控主要包括信號(hào)采集、技審、一致性比對(duì)、切換、信號(hào)回顯這五個(gè)主要功能。系統(tǒng)對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行技審，技審結(jié)果通過(guò)聲光報(bào)警系統(tǒng)告知值班員。一致性比對(duì)將對(duì)主、備、二備共三路信號(hào)進(jìn)行循環(huán)比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果進(jìn)行仲裁并通過(guò)RS-422接口發(fā)送給切換面板，經(jīng)GPIO控制四選一進(jìn)行自動(dòng)切換（程控鍵開(kāi)啟）。系統(tǒng)功能、流程如圖1所示。

圖1 信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)導(dǎo)圖

3.2.2 播出報(bào)警模塊

信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)具備完善的淺壓縮流實(shí)時(shí)呈現(xiàn)界面，可以通過(guò)桌面壓縮推送流媒體格式到B/S端，將末級(jí)主路、備路、第三信號(hào)源、墊片、主路PGM、備路PGM信號(hào)進(jìn)行整體呈現(xiàn)并提供SDI故障報(bào)警、一致性比對(duì)信息。SDI視頻信號(hào)監(jiān)測(cè)包括視頻黑場(chǎng)、靜幀、視頻丟失、彩場(chǎng)、彩條、臺(tái)標(biāo)丟失以及測(cè)試圖等特定場(chǎng)景；視頻監(jiān)測(cè)項(xiàng)可以精確到幀，可以自定義畫(huà)面監(jiān)測(cè)區(qū)、靜幀、黑場(chǎng)、彩條等檢測(cè)參數(shù)，界面如圖2所示。

圖2 播出報(bào)警模塊－報(bào)警界面

信號(hào)監(jiān)測(cè)結(jié)果通過(guò)圖形界面方式進(jìn)行展示，圖形依據(jù)實(shí)際視音頻鏈路情況形成鏈路監(jiān)測(cè)圖、監(jiān)測(cè)頁(yè)面獨(dú)立頻道鏈路監(jiān)測(cè)圖（帶所采集節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)頻道畫(huà)面），供技術(shù)人員監(jiān)看，同時(shí)也支持單頁(yè)面所有頻道監(jiān)測(cè)展示，用于技術(shù)人員對(duì)所有播出頻道信號(hào)情況的統(tǒng)一管控[5]。

3.2.3 一致性比對(duì)技術(shù)

播出視音頻鏈路上采集的各個(gè)頻道4×1切換開(kāi)關(guān)前級(jí)高標(biāo)清主路、備路、第三信號(hào)源需要與高標(biāo)清主路、備路末級(jí)信號(hào)進(jìn)行視音頻一致性比對(duì)和信號(hào)監(jiān)測(cè)。一致性比對(duì)技術(shù)是這次改造的最大亮點(diǎn)之一。一致性比對(duì)結(jié)果可以指導(dǎo)技術(shù)人員進(jìn)行應(yīng)急切換，支持按照?qǐng)?bào)警及切換策略進(jìn)行報(bào)警發(fā)布和自動(dòng)切換。

系統(tǒng)可以根據(jù)視音頻一致性比對(duì)結(jié)果進(jìn)行信號(hào)異常判斷，并能自動(dòng)觸發(fā)四選一切換面板控制四選一（主、備、第三信號(hào)源、墊片）切換開(kāi)關(guān)準(zhǔn)確切換至正常鏈路信號(hào)，該過(guò)程通過(guò)聲音、光閃爍、蜂鳴及文字提示等報(bào)警形式對(duì)值班人員進(jìn)行提示，同時(shí)允許手動(dòng)接管該過(guò)程進(jìn)行應(yīng)急處理；報(bào)警與切換面板按鍵的顏色閃爍、蜂鳴器報(bào)警等動(dòng)作聯(lián)動(dòng)，可以直觀地指導(dǎo)手動(dòng)接管過(guò)程。

系統(tǒng)可以靈活指定報(bào)警與自動(dòng)切換邏輯，切換關(guān)系可以指定優(yōu)先級(jí)，能適配不同的報(bào)警、切換模式。優(yōu)先級(jí)為主＞備＞第三信號(hào)源，當(dāng)主路出現(xiàn)信號(hào)黑場(chǎng)且備、第三信號(hào)源正常時(shí)，比對(duì)提前發(fā)現(xiàn)故障并報(bào)警，當(dāng)達(dá)到監(jiān)測(cè)黑場(chǎng)閾值（比如3 s）時(shí)，放大報(bào)警提示并執(zhí)行切換到備路；若此時(shí)第三信號(hào)源處于與備路不一致的狀態(tài)，也可以根據(jù)策略配置為允許自動(dòng)切換到備路或者只是報(bào)警提示，通過(guò)這種方式來(lái)適配實(shí)際的不同應(yīng)用場(chǎng)景，如圖3所示。

圖3 一致性比對(duì)系統(tǒng)呈現(xiàn)

在實(shí)際應(yīng)用中，工作人員可以根據(jù)需求進(jìn)行自定義比對(duì)區(qū)域的設(shè)定，支持多個(gè)區(qū)域或異形區(qū)域；可進(jìn)行門(mén)限閾值及報(bào)警、自動(dòng)切換判斷邏輯的自定義配置，并且可以對(duì)每一路信號(hào)源信號(hào)監(jiān)測(cè)指標(biāo)閥值獨(dú)立配置。一致性比對(duì)系統(tǒng)提供自動(dòng)延遲適配能力，支持高精度比對(duì)組的自動(dòng)延遲、緩沖處理，容許比對(duì)信號(hào)間出現(xiàn)一定的延遲抖動(dòng)，避免誤報(bào)，延遲閾值可自主設(shè)置。系統(tǒng)提供報(bào)警加速機(jī)制，在出現(xiàn)一致性比對(duì)信號(hào)不一致的情況下自動(dòng)提高信號(hào)監(jiān)測(cè)靈敏度。系統(tǒng)采用服務(wù)器+IO卡的模式，通過(guò)將信號(hào)采集到設(shè)備內(nèi)存，在YUV數(shù)據(jù)層面進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)、比對(duì)。面板作為控制信號(hào)的中繼，自動(dòng)控制和報(bào)警信號(hào)通過(guò)一致性比對(duì)服務(wù)器采用RS-422協(xié)議進(jìn)行發(fā)送，面板接收后通過(guò)GPI觸 發(fā)4×1切換器。

3.2.4 切換控制

項(xiàng)目選用穩(wěn)定可靠的4×1一致性比對(duì)面板進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)切換控制。系統(tǒng)根據(jù)視音頻一致性比對(duì)結(jié)果和信號(hào)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行切換判斷，自動(dòng)觸發(fā)4×1一致性比對(duì)面板控制4×1切換設(shè)備，準(zhǔn)確切換至正常信號(hào)。后臺(tái)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后，切換設(shè)備依然可以正常手動(dòng)控制4×1切換設(shè)備進(jìn)行切換。切換面板根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行定制設(shè)計(jì)制作，設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 切換面板前面板設(shè)計(jì)圖

面板上按鍵的顏色有黃色、綠色、紅色，有常亮及閃爍效果以及程控、面板鎖定按鍵。切換面板上有聲音、光閃爍、蜂鳴報(bào)警形式，可以對(duì)值班人員進(jìn)行提示，根據(jù)設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行燈光、聲音報(bào)警展現(xiàn)。當(dāng)監(jiān)測(cè)信號(hào)出現(xiàn)異常，面板蜂鳴器高頻率響起，異常信號(hào)對(duì)應(yīng)按鍵紅閃提示，完善的切換邏輯指示應(yīng)該切換的正常信號(hào)，對(duì)應(yīng)按鍵綠閃提示；如果存在視音頻不一致情況，面板蜂鳴器低頻率響起，異常信號(hào)對(duì)應(yīng)按鍵黃閃提示，提示值班人員進(jìn)行處理。系統(tǒng)允許手動(dòng)接管該過(guò)程，由值班人員進(jìn)行手動(dòng)切換。

此次升級(jí)改造后，技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)視音頻故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)、信號(hào)切換的延時(shí)監(jiān)控報(bào)警，可以快速準(zhǔn)確定位故障問(wèn)題點(diǎn)，對(duì)高標(biāo)清頻道進(jìn)行全天候監(jiān)控。系統(tǒng)可以對(duì)播出系統(tǒng)的播出信號(hào)進(jìn)行技審，對(duì)各路信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，滿足播出安全的需求。系統(tǒng)可以在4選1切換面板的幫助下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)3路播出信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并進(jìn)行自動(dòng)切換，執(zhí)行效率滿足實(shí)時(shí)處理和應(yīng)急需要，能夠保證播出安全。

4 結(jié)語(yǔ)

安全播出是廣播電視工作的主題，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。隨著播出系統(tǒng)的再次升級(jí)改造，4K、8K對(duì)帶寬等硬件需求的不斷提高，IP流、allinone網(wǎng)絡(luò)化播出系統(tǒng)肯定是未來(lái)播出系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)展意味著挑戰(zhàn)，新的播出方式必然帶來(lái)新的播出安全的挑戰(zhàn)。近年來(lái)，隨著5G技術(shù)與人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)的技術(shù)監(jiān)控系統(tǒng)可以考慮引入人工智能的算法技術(shù)，根據(jù)實(shí)際需求而不是簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)置來(lái)進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警處理，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，由AI機(jī)器進(jìn)行不斷的學(xué)習(xí)，來(lái)提供智能化的服務(wù)。這樣不僅能降低機(jī)械系統(tǒng)帶來(lái)的誤報(bào)率，更能讓系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)、自主判斷，減少人為事故的發(fā)生，更及時(shí)、準(zhǔn)確地處理播出事故，保證安全播出。