陕西电视台硬盘播出系统监控解决方案

张开宇

（陕西电视台 技术管理部，陕西 西安 710061）

0 引言

2010年4 月陕西电视台启用12个频道的数字化硬盘播出系统[1]。作为电视台的核心系统，硬盘播出系统是衡量全台技术质量最为关键的一个环节，该系统的实现是电视台技术系统数字化的一个重要标志。随着播出系统技术的发展，系统的复杂程度也不断提高，对电视播出和传输质量进行实时监测已经成为广播电视行业管理的重要任务。如何设计一个合理的、先进的、智能化程度高的监控系统，是播控系统设计中的重要问题。

1 播出系统监控的实现方式

播出监控按照功能可以分为两种方式：

1）播出节目内容监看

包括所有播出信号源内容的监看和播出通道关键环节的安全监控，主要用于监看信号源的有无和主观节目信号质量。

2）系统技术质量和安全性的监控

实时分析播出过程中节目的技术质量，对整个系统的信号流程自动进行故障监测、报警。

早期的播出监控主要是通过电视墙对多套节目进行人工监控，即在播出的重要环节通过电视墙上的监视器进行监看。随着现代技术的发展，播出系统的主要设备大都具备了智能化监控的功能，节目监控的方式也发生了巨大的变化。

智能监控系统需要以数字化、网络化为基础，才能实现自动化、智能化的总体发展目标。系统监控不仅是对设备而言，而且是需要对系统传输的信号、网络以至逻辑软件的监控。监控的概念包含监测和控制两部分，监测是基础，控制是目标，两者结合才能充分体现系统监控的整体性。

2 播出监控系统的解决方案

2.1 视音频直接监视方式

陕西电视台总控系统监视采用“画面分割器+大屏幕”的显示方式。画面分割器采用Miranda KX系列产品，该产品是可扩展的带有矩阵的多画面显示处理器，总控监视系统支持160路SDI数字视频信号输入和20路DVI输出。播出系统每个频道采用“1个大屏幕+10画面分割器+9个小液晶监视器”的配置，每个小液晶监视器均支持嵌入音频显示和监听。

总控播出系统信号源可以通过调度矩阵选择性监看，采用源名跟随技术（UMD），分割器监视内容指示名称和画面同时变换。同时可以显示多种样式的模拟和数字时钟/时间（日期），时间被外部的LTC锁定。另外画面分割器可以监测信号的状态参数并显示出来，监测点可以设定为不同的门限。对于视频，可以检测黑场、静帧、视频电平过高、视频丢失等；对于音频，可以检测静音、音频过载、单声道音频、音频相位超范围等。

2.2 播出节目技术监控系统

为确保播出节目的技术质量，技术监控是一个必不可少的环节[2]。在节目播出的同时，技术监控系统要进行实时的视频、音频技术指标分析，并要具备及时记录故障和错误的功能，为播出节目的技术质量查验提供可靠的依据。

总控和播出分控都配备了泰克（Tektronix）公司的WVR7120系列多格式监测仪，它可以监视HD、SD、模拟复合视频信号以及模拟音频和数字音频信号，并提供视音频错误记录简报。它提供全面的数字视频波形显示、矢量显示、色域显示、图像监视器显示，对图像信号进行定性的观察。视频简报提交的信息包括输入信号格式和报告时间以及有关误码检测和处理（EDH）/循环冗余校验（CRC）错误和色域错误。音频简报提交有关音频质量的报告，记录有最高真实峰值以及该时间内的静音、消峰、过高电平和默音数。

为支持无人职守监视，系统可以保存所有的监视告警记录和时间标记。

2.3 主要设备原厂配置的智能化技术管理监控报警系统

目前市场上的主流周遍产品基本都具有智能监控功能，如：Snell&Wilcox公司的RollCall监控系统，Miranda公司的Icontorl监控系统等，陕西台播出系统中涉及到上述2个产品。

1）Snell&Wilcox公司的RollCall监控系统

RollCallTM软件能够自动识别和自动设置系统中的模板和机箱，通过监控计算机，可对系统所有的接口机箱及接口板进行统一调整、统一监控。RollCall软件提供了全面的错误记录和报告功能。RollMap图解显示器为操作人员提供功能强大的诊断和故障定位功能。播出系统中键控器、音频处理模块等采用了史诺伟思IQ模板系统。

2）Miranda公司的iControl监控系统

iControl控制系统是基于网络的全台周边模块和播出产品监测系统，对周边产品可实现远程和本地的实时监控。除了对机箱和板卡的状态、线路的通断等进行监控外，还能对信号画面本身和播出声音内容进行实时远程和本地监控，并实时对画面进行监控。能在显示屏上看到信号波形而不需要再配示波器，并可进行参数调整。

iControl Web提供了一个图形化的系统界面，可以监视视频信号和告警信息。监控点可以设置在各个关键的环节通路中。iControl Log Viewer提供快速发现记录故障的工具，包括用户的操作事件和系统告警事件，系统可显示记录的故障出现时间和恢复时间。系统的周边系统均采用Miranda公司的DENSITE2系列模块。

2.4 综合智能化技术管理监测报警系统

针对整个总控播出系统的实际需求，统一建设了综合智能化技术管理监控平台。主要功能特点：

1）可以对系统中所有的周遍板卡进行参数设定、监测、报警。

2）可以通过控制网络对送入板卡的信号进行监测，包括信号有无、信号质量、误码校正、同步、幅度等，也就是说可以对整个系统的信号流程进行故障监测、报警。

3）通过智能软件绘制系统图解，整个播控系统实现图形化系统监测，清晰直观，一目了然，为快速判断故障提供了快速手段。

4）通过错误记录软件，对播出系统的各种问题进行实际记录，主要对信号质量、信号故障等进行记录，分析节目出现问题的原因，排除隐性故障。

5）根据需求，在统一的监控系统平台上构建了包括总控监控、分控监控、上载监控三大部分相关软硬件设备构成的整体方案。监控系统采用服务器/用户端的架构，服务器端运行有设备运行状态获取的服务、信号状态分析服务、信号收录服务等；各监控工作站则安装有显示界面，供操作人员实时查阅系统运行状态、报警状态以及实时查询收录的节目内容。

图1为整体系统图。

3 综合智能化技术管理监控平台分析

3.1 总控监控系统模块

陕西电视台总控系统主要完成信号接收、信号调度、信号传输的功能。总控系统包括的设备有总控矩阵及自动调度系统、周边板卡、同步系统、画面分割器、UPS、空调系统等。

总控监控系统可分为三个部分实现，即设备工作状态监控、设备信号监控和末端信号监控，各系统均采用相互独立的监控工作站。监控系统的主要功能是搜集设备的运行情况、信号质量信息等，根据系统预先配置好的策略，对发生异常的设备、信号进行分级别的报警与应急响应。系统界面如图2所示。

对总控设备的监控主要功能如下：

1）设备工作状态监控。

（1）可监控设备的工作状态，设备能够提供网络状态信息、电源信息、板卡工况等信息；

（2）UPS、空调、房间温度、湿度等信息的门限报警；

（3）可监测总控矩阵自动调度系统软件的工作状态。

2）设备信号监控。

（1）对于设备的输入输出信号状态监控，将经过设备的入/出信号状态实时显示到监控界面上；

（2）监控系统将依据由播出系统传来的节目单信息分配监控任务，仅监控在监控时间段的设备，不在监控时间段的设备不予以监控；

（3）当有信号状态低于或者接近临界安全级别时，在主界面或者弹出窗口以示提醒，并提供声光报警，提供相关处理方法和建议。

3）末端信号监控

（1）本监控系统基于画面分割器进行二次开发，可实时读取画面分割器提供的信号状态，并显示在监控界面上；

（2）根据画面分割器提供的信息，监控软件能够准确检测视频丢失、黑场、彩条、静帧、台标丢失、音频丢失等故障；

（3）监控系统根据串联单开播结束时间调整具体频道的监控时间；

（4）当被监测信号出现故障时，监控系统能够提供声光等多种报警方式；

（5）配合信号收录设备，监控系统还可提供末端信号MPEG-4文件录制功能，存储时间设为半年以上。

3.2 分控监控系统模块

陕西电视台的分控系统主要完成全台12个频道节目的播出。分控系统包括的设备有切换台、切换器、周边板卡、播出硬盘、二级存储、画面分割器、各播出工作站、素材管理工作站等。

根据播控系统情况，监控系统采用信号级监控、设备级监控以及文件级监控共用的方式。信号级监控和总控方式一致，分为末端信号的监控和设备输入输出信号监控。

在播控系统内建立了专用的文件级监控方案，文件级监控分为两类：1）以串联单为核心，主要监控在播以及待播素材文件状态；2）监控文件迁移流程，查询文件迁移状态。

对分控系统的监控主要功能如下：

1）设备状态监控（如图2所示）。

（1）可监控设备的工作状态提供网络状态信息、电源信息、板卡工况等信息；

（2）监控系统可监测播出软件、延时播出软件、内容管理软件、字幕机软件的工作状态；

（3）能够监测硬盘播出服务器及其内部编解码板卡、硬盘阵列工作状态；

（4）能监测播出缓存各网关服务器及其软件工作状态、网络状态以及流量信息，需要相关软件、设备提供监控接口协议等支持；

（5）提供对硬盘服务器存储容量状态的监测；

（6）提供对播出缓存存储容量状态的监测。

2）设备信号监控。

（1）能够输入所有设备的信号安全状态，后期监测是可将设备实时状态与前期所设定的安全状态进行比对，判断设备实时安全级别和故障程度；

（2）支持用户输入各播出信号源具体路由及信号流程，监控系统能根据具体路由及信号流程实现监控；

（3）监控系统能够通过网络或者文件读取串联单信息，根据用户前期输入的信号源路由及流程，分析在播节目路由和PST节目路由中所有的设备及文件。

3）文件级监控。

（1）根据通过网络与播控软件同步获取串联单信息，查询串联单内绑定素材在各级分级存储中的状态；

（2）根据素材ID或者素材元数据查询具体素材在各级分级存储中的状态，能够查询具体素材在整个素材迁移流程中的状态；

（3）针对具体素材在不同存储体中的文件可进行文件大小比对，如所对比文件素材大小不同，系统将显示各存储体内该素材文件的详细信息；

（4）读取内容管理迁移策略，并根据所获取策略，在素材文件所处流程中的状态不满足策略的情况下通知相关部门或者相关播出人员；

（5）提供对内容管理迁移流程的监控，针对违反流程的事件予以报警，用户可完全定制相关监控流程。

4）末端信号监控功能同总控系统。

3.3 上载监控系统模块

上载系统目的是完成12个频道的上载，上载完成后都迁移到二级存储系统或播出服务器中。上载系统的监控需要做到录像机和解码板输出视音频信号的监测、服务器编解码板的监测、上载服务器和播出服务器、二级存储系统文件的比对等。

上载监控软件的作用主要有：

1）提供对上载服务器编解码板卡状态的监测；

2）提供对上载服务器存储容量状态的监测；

3）素材文件迁移[3]到播出内容管理系统后对播出服务器、二级存储系统和上载服务器中文件大小进行比对；

4）通过专业的视频信号分析仪能检测录像机和解码板输出信号中视频丢失、黑场、彩条、静帧、音频丢失等故障；

5）监控时间与上载软件要求联动，即，当且仅当编码板或者解码板进行编解码工作的时候才启动监控系统进行信号级监控；

6）监控系统可读取上载软件中正在上载或者审看素材的元数据，可根据频道、节目类型、栏目名称、制作人员等信息产生故障报表，方便统计。

4 结束语

数字化硬盘播出系统随着设备和系统复杂性的提高，对监控系统的要求也势必越来越高。系统设计要适应电视台监控、监播发展规划，能够满足多方面的应用，并确保系统在今后相当长的一段时间内留有扩充的余地。

当前播出系统的监控方式形式多样，但每种形式都不是独立存在的，实际在每个系统之中，多种监控方式是有机组合的，这样监控手段更加完善、方便，更具有可操控性。拥有了全面完善先进的监控手段，播出系统的安全性、可靠性、灵活性将会有一个大的飞跃。

[1] 王恒.陕西电视台新播出系统设计实施与安全策略[J].电视技术，2010，34（8）：69-73.

[2] 叶青青.长春电视台数字播总控系统[J].电视技术，2010，34（2）：68-69.

[3] 王恒，郑科鹏.现代媒体资产管理的发展和规划探讨[J].电视技术，2010，34（8）：4-7.

张开宇（1957-），于1980年在陕西电视台工作至今，工程师，设备科长，主要从事陕西电视台的设备采购、技术项目建设以及各种大型活动的技术支持和设备保障工作。