广播电视监测系统的设计和实现

袁三男, 吴立新, 孙伟杰, 严宇晨, 黄 勇

(1.上海电力大学, 上海 200090; 2.上海科江电子信息技术有限公司, 上海 200233)

随着新兴媒体的出现,我国广播影视迎来了一个新旧媒体、模拟与数字并存发展的关键时期。根据近几年来广播电视的发展状态不难看出,有些不法分子通过新媒体散布不利于社会发展的信息和谣言,给我国无线电通信广播带来了严重影响。为了防止不安全插播、非法信号干扰等问题的发生,确保节目的正常播放,确保广播电视监测系统的实时性、高效性、稳定性尤为关键[1]。

1 广播电视监测系统概要与架构

1.1 广播电视监测系统概要

广播电视监测系统是对广播电视节目的安全播出、收听收看、有线数字电视、网络视听等进行监管的综合监管系统,具有技术先进、功能齐全、反应快捷、数字化、网络化、高度自动化等优点。

广播电视监测行业经历了从无到有、从半自动化、自动化到人工智能化的发展阶段,现已成为各级广播监测中心了解广播电视频道播出情况和覆盖效果,完善广播电视运营系统自我监控机制的不可或缺的感知器和助手[2]。

全国广播电视监测网是由地方监测站、省市级监测台及中央级监测台组成的庞大的监测系统[3]。广播电视监测智能化管理系统的设计与实现是建立在与硬件进行交互的基础上的,包括传统媒体监测和新媒体监测。广播电视监测系统如图1所示。

图1 广播电视监测系统

1.2 传统体系架构

传统广播电视监测系统由前端监测站(监测站点和遥控监测站)和数据管理中心组成。针对不同需求采用了B/S和C/S的复合式体系架构,具体如图2所示。

图2 B/S和C/S复合式体系架构

针对前端检测站需要满足多名员工及不同部门同时监听监看,且客户端操作方便、交互性强的要求[4],选用B/S体系应对多用户多地区的检测需求。对于数据管理中心,由于需要处理大量的检测数据并保证数据的安全性、准确性和实时性,因此选用C/S体系满足上述要求。

2 广播电视监测系统设计

广播电视监测系统首先需要收集和处理大数据量的信号,如广播信号、数字电视信号等,再经过分析转码及H.264编码通过网络传输到中心控制系统,一旦算法分析出异常信号,就会立即报警,并将信息反馈给工作人员。工作人员对当前报警信息进行数据分析判定原因,进而对不能正常播放的频道设备采取措施。

随着移动互联网的发展和5G技术时代的到来,广播电视行业中的数据量呈现爆发式的增长。在此背景下,传统的广播电视监测系统已无法满足监测庞大数据量的需要,基于大数据技术提高现有的设备存储量和计算能力变得尤为重要。因此,本文在广播电视系统中使用了Spring+Strusts2+Hibernate 3层框架架构,其灵活性、易于扩展性能满足系统的功能需求[5]。具体架构如图3所示。

图3 Spring+Struts2+Hibernate架构的结构

在系统后端采用Java语言、Oracle数据库、tomcat Web服务器以及SSH2(Spring +Struts2+Hibernate)框架在IntelliJ IDEA平台上进行开发[6-10]。监测前端系统分为3层,其中:Struts2作为系统的整体基础架构负责MVC的分离,在Struts2框架的模型部分,控制业务跳转;利用Hibernate框架对持久层提供支持;Spring是一个对象的管理容器,管理Struts和Hibernate的每一个JavaBean对象,降低层与层之间的耦合度[11-12]。

针对广播电视监测系统对实时性和准确性处理的高要求,设计了实时报警和指标明细两部分。

2.1 实时报警

实时报警通过Redis和Pushlet实现。Redis是一个具有高速缓存能力的数据库,也被称为数据结构服务器。Redis读写的速度分别可以达到110 000次/s和81 000次/s,大大提升了数据的处理能力,比传统电视监测系统的监测效率提升了40%。Pushlet将数据从server端的Java对象直接推送(push)到客户端浏览器的HTML页面(动态),无需任何Java applet或者插件的帮助。两者的结合可以保证监测的准确性和时效性。

2.2 指标明细

程序智能比对违规信息的过程中可能会出现漏判和错判,从而传送错误的报警信息,因此检测员需要对报警信息进行审核,单独查询广播节目的信号特征。基于SSH2框架模型,在设计过程中控制层根据页面层选择的广播、采集站传参给调用的子程序,查询节目信息并通过AJAX返回给前端。前端加载显示节目信息,进一步在页面层选择节目,向控制层返回节目ID给调用的子程序。根据节目ID发送查询指令,调用服务端socket监听查询或从Redis缓存数据库查询参数信息。监测员比对参数信息和指标明细,进一步确认播出的广播电视节目是否存在异常。

3 广播电视监测系统的实现流程

前端实时监测流程如图4所示。用户登录后,判断其广播电视类型,在选择频道、站点后,当Redis监测时发现节目异常,即对值班员进行语音报警提示及短信提醒,并通过清晰的表格列表显示异常节目的报警详情,方便值班员及时查看。

图4 前端实时监测流程

一方面,广播电视监测系统可以24 h监控电视频道播出状态,将选定的视频画面转码回传,可以实时查看视频、录像、频谱扫描及监测指标,支持多画面组合显示,如有异常状态,可以及时报警并通知值班人员。 另一方面,广播电视监测系统能够按日、周、月、季、年或自定义生成各类数据统计和分析报表,供值班人员查看,并对监测前端和总体情况进行比较分析,通过核对异常信息类型采取进一步行动。此外,该系统还可以生成区域地理信息系统(Geographic Information System,GIS),通过地理报警地图监测发现故障设备的城市,显示监测的状态信息,以便检修人员及时到现场进行处理。

广播电视监测系统采用SSH2框架设计,不仅体现了免安装的优势,降低了各个模块之间的耦合性,充分发挥了开发优势,而且还能对广播、模拟电视、数字电视以及IPTV监测进行一体化监管,更加符合新形势下的应用需求。该系统界面友好,操作功能具有多样性,已经在多个省级监测中心予以使用。

4 结 语

本文提出了一种新型的广播电视监测系统,采用SSH2架构,满足对大数据的操作性能需求,实现多用户多地的监测工作;通过简单的数据查询方式就能满足复杂业务功能的需求,有利于开发的实现。在此硬件环境下采用兼容性比较好的Java语言,使得系统拥有较好的易交互性。该系统可以实时进行节目监测,及时发现播出异常情况,确保节目频道的安全播放。