多元化智能全链路监控系统的设计与实现

龙小燕，毛品莉，全 伟，袁红梅

（贵州广播电视台，贵州 贵阳 550002）

1 背 景

近年来，国家广播电视总局对电视台安全播出的要求越来越高，要求广播电视安全播出工作坚持不间断、高质量、既经济又安全的方针。为进一步加强安全播出，提高播出和传输系统的健壮性和安全性，建设一套全方位、多维度及智能化的监控系统尤为必要。监控系统可大大减轻值班人员的工作强度，提高工作效率和运行维护管理水平，减少人为事故的发生，降低运行成本，确保安全播出[1]。

2 全链路监控系统架构设计

本系统由播出智能监控系统和传输智能监控系统组成。播出智能监控系统对播出链路上各个关键节点及设备进行智能监控，传输智能监控系统对传输链路上的关键节点的主要技术指标进行监控。该系统能够对整个播出至传输环节的信号以及链路进行实时监控，全面保障播传环节节目传输的安全、稳定及高性能，系统架构如图1所示。

2.1 “信号+流程”的播出智能监控方式

系统采用分布式结构。监控管理服务器采集各类信号、播出主要设备及外围设备等参数到数据库，经过分析和过滤，生成报警信息，对信号和播出系统周边设备的状态进行实时监控。“信号+流程”的方式确保了播出环节链路上全方位无死角的监控[2]。“信号+流程”监控方式如图2所示。

2.1.1 信号高质的智能化监控

系统基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）纯硬件和工业级嵌入式平台，安全防病毒，低功耗，配备16X2 SD/HD/3G-SDI静切换矩阵，提供多路信号集中监看和智能化监控报警功能。系统采用AMEC2（高级运动补偿）技术，在视频去隔行、降噪、增强及高标清上下变换等方面具有极佳表现[3]。色彩还原准确，动态图像边缘平滑，画面图像质量高。

图1 全链路监控系统架构

图2 “信号+流程”智能监控结构图

2.1.2 快速高效的流程智能监控

系统基于IP网络多客户端操作，对播出系统的所有周边设备进行统一监控和管理。通过数据采集、核心管理及告警展示，将当前正在发生的故障以语音+图形的方式迅速及时地提供给用户，实时监管整个系统的状态。通过软件自主绘制系统流程图，将整个系统的信号链路展示出来，并可通过颜色区分信号和设备的状态，使用户可以清晰直观地监测整个系统的信号和设备状态。

2.2 全方位多元化传输智能监控

系统可对全台信号包括DVB-C、ASI、IP、DTMB、DVB-S/S信号及广播音频信号等进行全方位、多元化的监控监测。用户可通过Web方式访问系统平台，根据需要管理和配置各个页面，对信号、节目、节目录制及码流录制进行设置，通过多画面展示和告警信息的设置，实时监控管理各个节点的信号。此外，用户也可通过Dameware管理软件远程管理系统的各个设备，实时监看各个设备状态。传输智能监控系统架构如图3所示。

3 全链路监控系统的优势

本系统可对播出、传输及回收的各个环节进行全信号、全方位及全流程监测监听，并对播出链路进行实时监控，可精确到信号故障点和设备故障链路，从信号点到链路再到系统，实现全方位的实时监控，确保整个播传环节信号的安全可靠。

3.1 全方位多维度监控

系统可以对全信号内容进行审计监测报警，对信号链路流程进行实时监控，对任意格式信源进行基于290标准的三级监测码流分析，实时监测信号质量状态。从设备到链路再到整个系统，系统对链路形成了从点到线再到面的全方位、多维度的整体监测及管控[4]，监控流程如图4所示。

3.2 快速精确定位故障

系统支持对多故障内容进行技审检测，包括对视音频信号丢失、节目异常、静帧、黑场、彩条、音量过高或过低、温度、电压、风扇以及单电源等故障的报警，同时支持第三方设备通过矩阵控制协议和SNMP协议对相关设备进行控制和监视。系统能及时通过语音和画面在众多监控信息内迅速定位故障点，快速锁定故障原因，缩短事故发现时间，提高应急处理能力。通过获取多画面报警日志（包含信号技审报警和设备报警等内容），查询故障录像，系统可帮助技术人员对复杂的故障问题进行排查、解决及事后分析。

图3 传输智能监控系统架构图

图4 全方位、多维度监控链路

3.3 高效稳定

监控系统在功能上满足需求且有富余，性能上高效稳定，系统架构布局合理，安全性能较高，设备更替和升级也比较方便。系统可根据需要灵活设置报警阈值，满足不同节目内容的检测需求，同时，UMD、Tally、安全框及AFD自适应等显示元素和布局单切换、全屏切换及一键任意输入切换等功能使整个监控展示更加多样化，人机交互更为直观[5]。灵活的展示布局大大地提高了系统的响应速度，可辅助相关人员及时快速地发现故障并定位故障。

4 技术创新应用

4.1 IP技术助力监控无地域化

传统监控模式仅在监控中心大屏终端显示，新系统借助IP技术，结合多种终端如电脑和手机等远程监控系统状态，查询报警信息，随时随地进行监控，并以多种方式（包括短信、Email等方式）实时发送提醒报警信息，使相关人员能在第一时间知晓、第一时间处理、第一时间解决，保障事故处理及时、高效。

4.2 GPO实现开发定制化

GPO提供开漏输出、开漏复用、推挽输出及推挽复用的多模式工作方式。针对监控需要，技术人员利用GPO自主研发了声光报警，配合监控系统，为每个频道配备一个声光报警。故障发生时，系统可迅速精确定位到频道，及时快速地进行应急处理并解决故障，大大提高了故障处理效率，给故障定位、故障排除及故障解决工作带来了极大的帮助，显著地提高了播传环节系统的安全性。

4.3 高扩展适应媒体融合

随着互联网技术的高速发展和媒体融合的不断深入，针对新型主流媒体和网络平台的信号监控也尤其重要。监控系统具有强大的兼容扩展性，通过IP组网升级扩展，可对全媒体系统下不同协议的IP信号进行监测，可满足IPTV、OTT（互联网电视）、Mobile TV（手机电视）及VOD等信号的监控需求，为媒体融合提供强大的技术支撑，保障融媒体信号安全。

5 结 语

该系统投入使用后，运行稳定，功能可靠。通过对播出信号和链路进行实时监控，系统可以精确定位到故障信号、故障链路及故障系统，辅助技术人员快速定位故障、排除故障及解决故障。系统已多次帮助值班人员解决故障，弥补了值班人员不能顾全所有频道的缺陷，显著地提高了系统播传环节的安全性，带来了良好的经济效益和社会效益。