广播电视安全播出监测系统的构建与应用研究

袁剑锋

（清远广播电视台，广东 清远 511500）

0 引 言

当前，面对越来越多样化的广播电视传输方式，广播电视正在规划全国性的网络覆盖。同时，在广播无线化、加密与开放互补、数字模拟技术以及卫星覆盖等领域发展迅速。相关的监测功能也随着传输范围的扩大而不断增强，覆盖地区的不同和传输方式的不同也在影响着广电播出监测系统差异化应用的特征。现代化大型广电传输网络对效率、质量以及稳定性的要求都极高，为了设计更好的安全播出控制系统，应实际验证传输覆盖范围，了解播出系统的标准播出参数，实时监测电波与频道秩序，优化覆盖范围的传输效果，构建广电播出质量监管系统。

1 广播电视安全播出监测系统的问题

1.1 非法信号插入的漏洞

在对广电安全播出监测体系进行分析研究时，首先关注的环节是非法信号的插入。数字化广电信号接收由信号与日常处理信息共同构成，借助广电信号接收渠道进行关联内容的分析和判断可知目前接收信息风险性很大，因此必须合理维护并控制网络内容。安全问题呈现多样化的趋势，问题主要表现为非法信号插入的漏洞，这些漏洞在广电常规播出中的显现极大干扰了最终播报内容，会增加监管者的工作量[1]。

1.2 网络传输资源的限制

在5G技术的大背景下，广电安全播出系统开始应用先进的科学技术，但在具体的工作中相关的网络资源等问题依旧存在，如没有按照相关要求对省级的集约化储存功能进行优化，造成预期目标和实际工作产生差距等。相关机构需将5G技术引进广电的安全监控系统，根据本身的具体状况有效整合网络传输资源，真正达到优化网络传输的目的。

1.3 提升了相关业务的要求广

在监测广播电视移动系统时，有必要明确该系统的作用和意义。在实际运行中，必须对诸多数据信息进行处理，做好数据信息的存储和利用。这些数据既涵盖定位全球的信息，又包含实时云端的3D电子导航等功能[2]。以更高的要求来规范广播电视移动监测业务，不仅仅是追求整合信息利用率的提升，更要提升信息共享的效率，从而真正提高广电移动监测业务的水平，以满足监测业务的行业标准。

2 广播电视安全播出监测系统的组成

广播电视安全播出监测系统主要包括监测采集前端、中心监管平台、大屏监看显示系统以及节目收录存储系统4部分。

其中，监测采集前端负责实现有线电视信号、数字电视接地点、IPTV信号、广电信号的应用程序以及广播节目无线调频的及时监控和解扰[3]。中心监管平台具备核心控制功能并对前端设施进行监管，负责监控任务的下达，可以实时监看视频，按照实际需求进行录像下载，具备指标监控、多屏显示以及频道扫描等功能。大屏监看显示系统将所有监控信号分为多屏显示，进行实时监控和监听。收录节目存储系统对各种监控数据和录像视频进行储存，容量为30 TB。

2.1 监测采集前端

监测采集前端采集的信号包括IPTV电信信号、DVB-C有限数字电视信号、数字电视地面信号、App手机信号以及调频广播无线节目。共设置40个有线电视信号的频点，高标清节目200多套，有线电视节目利用10个频道有线数字电视监测解扰卡、40个凸轮解扰卡以及4个转码卡真正实现了监控、解扰与转码输出的能力，从中选择了可以进行实时监控的96个节目[4]。

数字电视地面信号设置两个频点，电视节目20套，使用1个DTV检测卡和1个BHIP95转码卡,实现监测、数字电视地面节目解扰以及转码输出功能，并进行有效监测。该系统可以实现对电视节目的诸多任务，包括解调、抗扰、监测信道标准、TS over IP打包输出、码流分析及告警。数字电视流的基带信号经过解调、解复用以及解扰后，直接解码压缩硬件，实现高清转码的多种格式（MPEG2、AVS、H.264、AVS+等）。支持制式为PAL和NTSC，分辨率分别为704×576和704×480，帧速率分别为25 f/s和30 f/s。Bhip-95多通道HD监视器转码卡可完成24套HD或8套视音频异常状态监测和实时转码输出，实时OSD字符叠加，转码格式为H.264，可以调整码率。高标清节目的视频音频异常状态监测可以通过监测模块实现，如无伴音、视频丢失、黑场、解码异常、静帧、失锁、MER故障以及BER故障等[5]。

IPTV电信信号可以有效监测4套IPTV信号和3套市级节目，可以应用一套BHIP50 IPTV监测终端系统、1套TDIP81 IPTV监测前端系统以及1套CCTV1-HD节目。通过IPTV合法用户名及密码模拟IP机顶盒完成IPTV鉴权认证，能够利用对诸多机顶盒的模拟得到节目，并自动转发节目流。

通过广播电视监测终端的1台BHAP00AP进行App手机台信号的监测，监测范围为两套市级电视节目和1套手机台App直播频道，其他作为备用预留。监测系统的监测任务包括指标测量、解调App电视节目以及安全检测等，在播出时间内各频道发生无伴音、彩条、黑场以及画面静止等任意状态时，前端监测系统就会自动实时记录，并传输到数据中心报警，报警形式包括文字、语言、图形与颜色。

调频广播信号由两个广播监控编码卡监控，可监控16套调频广播节目，但实际监测的广播节目有6套，其他的作为备用。本文介绍的专用嵌入板是由BHAF33公司开发的，它可以实施开路广播的监控，接收和解调AM/FM信号，并测量调制幅度、信噪比、信号功率以及其他参数，拥有监控、降噪、音频获取与音讯压缩编码能力[6]。

2.2 中心监管平台

配备两台专用服务器，1套广电集中监管软件，可以利用B/S架构模式构建系统架构，满足网络化监测特征和广电系统分布式，充分发挥监测、查询以及配置业务的能力，真正实现数字、无线、广播以及模拟等诸多信号的监测，以实现响应中心管控前端设备的目标。按照相关录像进行扫描频道和监测信道指标等步骤，可以方便客户端工作站对数据的查询和管理，具体内容主要包括全网每个前端输送的原有监测数据和报警故障数据[7]。多种报表类型可以通过1套报表生成系统生成，包括故障情况报表、异常状态发生次数、延续时间记录报表、播出节目信息统计以及汇报自定义等，可以对整体情况和不同前端监测数据进行横向和纵向的分析。广播电视集中监管软件画面如图1所示。

图1 广播电视集中监管软件画面

2.3 大屏监看显示系统

配备两套多屏显示监控报警系统、1个MCS画面云配置的管理体系、12个清晰的视频显示屏幕、12个IP解码云端子以及1台24端口以太网交换机。该系统的大屏监看显示系统利用画面云技术，可以集中调度音频数据集利用IP化，支持以叠加或画中画缩放的模式进行显示。多画面监看系统如图2所示。

图2 多画面监看系统

多屏显示监控报警系统可以通过图像组合的方式显示监控程序的视频和音频图像。利用GPU与CPU技术的有机结合，支持的高标清视频解码格式包括AVS+、MPEG-2、H.264、AVS、MPEGM-4以及H.265等，并可以精确地监测到黑场、丢失视频、静帧、异常解码、彩场以及丢失台标等故障。支持的音频解码包括MP2、AC3、MP3、AAC以及DRA等，并兼容5.1声道音频解码，显示音量列，支持立体声节目左右通道监控，有效区分立体声和双通道。此外，监测音频丢失问题和音量产生的音频异常，同时精准识别常规伴音产生的杂音[8]。

在IP网络的基础上，MCS画面配置管理系统通过B/S架构调度管理，可实现屏幕墙管理和信号源配置等管理工作。完全支持对全部输入音频信号的预览和管理，可以广泛且灵活地管理拼接信号源图像，完成所有多屏分割显示监控信号，实现有效地监听和监看。

与显示屏相对应的是IP解码云终端，支持解码17个高清TS流或36个清晰TS流，既可以调度解码输出画面，又可以显示单块大屏内容。全面支持AVS、H.265及其他格式的高清视频IP流解码,大显示屏的输出连接通过HDMI实现[9]。该显示屏可以选择55英寸超窄边低亮液晶拼接屏，物理拼缝≤3.4 ms、设定亮度为500 CD/m2、分辨率为1910×1070。拼接处理器安装在内里，屏幕的自拼接可以利用同源信号进行。下行式LED背光源会呈现非常均匀的亮度，不存在暗影的无边界现象。该系统接口非常丰富，可接收不同类型的各种信号，包括DVI、YPBPR、VDM以及HDM等。

2.4 节目收录存储系统

进行一套磁盘阵列的配备，可达30 TB的存储空间能满足监视节目和其他特别渠道（超过20套节目）3个月的录像储存要求[10]。以磁盘预分配技术融合系统的录像技术，要求先对磁盘的使用空间进行规划后再进行录像，杜绝频繁创建，显著提升了系统的稳定性、安全性以及可靠性，更强化了纠错和容错的能力。此外，可视化的触控操作方式可对显示信号进行跨屏、叠加、缩放以及漫游等操作，所有操作信号及大屏可实时预览，真正做到所见即所得。

3 结 论

随着我国广电行业越发白热化的市场竞争，人们也在逐步提高对广电的要求。而点对面即时传输是广电播出信号的主要传播方式，其不可逆性很强，因此确保广电行业节目播出安全，为观众提供良好的观感体验特别重要。因为广电播出体系使用的设备较多，具备复杂的工序，广阔的覆盖面，所以所有环节都不允许出现任何差错。广电数字监测管理系统在确保节目顺利播出的同时，更要具备对故障及时维修的能力，保证能够有效备份数据并进行相关设施的养护。