SDI应急智能切换系统在高清播出系统中的应用

谢首垣

内蒙古广播电视台 内蒙古 呼和浩特市 010050

1 系统简介

SDI 应急智能切换系统通过构建面向播出系统的集中监测、报警、自动应急、数据分析等平台，可以从全域多维度对播出系统的信号、硬件、软件、业务等进行集中监测，并综合关联分析决策，保障播出业务的安全运行；及时准确报警，提高故障发现与处理的响应速度，降低事故发生的几率。

2 系统架构

SDI 应急智能切换系统的信号监控模块由信号采集专用服务器、比对服务器、管理平台和三选一倒换设备四个子系统组成，管理平台包含服务后台及C/S 客户端、B/S 客户端。系统总体的逻辑架构如图1 所示。

图1

2.1 信号采集服务器

信号采集服务器负责高清信号的接入，对接入的高清SDI信号进行逐帧检测，提取视音频数据的特征值，并进行异态检测。将逐帧的特征值及异态检测结果发送给比对服务器。此外，信号采集服务器会监测输入信号的状态，检测出信号丢失、音频丢失、辅助区域等异常。

信号采集专用服务器采用受控执行的方式工作。受管理平台的控制，启动或停止工作；按平台下发的配置参数，执行相关的异态检测任务。信号采集服务器主要工作包括信号的接收、对辅助数据的提取和解析、对视频和音频特征值的提取、对视频和音频异态的检测、对每帧视频特征值和每个音频声道的特征值包赋予连续计数标识，将每帧特征值和异态信息上报比对服务器。

2.2 对比服务器

比对服务器采用受控执行的方式工作。受管理平台的控制，接收管理平台下发的比对任务，实现音频特征值比对、视频特征值的比对、异态报警与比对综合加速判断、报警初步过滤，将产生的异态及比对告警以快照的方式上报给管理平台。每个比对任务完成两个监测节点之间的视音频一致性比对；按平台下发的配置参数，执行相关的异态检测任务；将比对结果和相关节点异态信息综合处理。

2.3 管理平台

管理平台负责将比对任务和比对参数下发给比对服务器，同时控制信号采集服务器进行特征提取和特征值发送。并对服务器上报的告警快照进行解析、按照综合规则进行综合，根据综合结果控制三选一倒换。管理平台对告警快照综合分析后，会将分析结果发送给监控客户端，由监控客户端呈现信号异态及比对告警。

管理平台的服务后台主要根据设置的视音频异态监测策略、播出执行单中节目播出的参数、人工设置的比对任务、以及系统中可调配使用的设备资源，自动生成异态监测任务、信号比对任务；将异态监测和信号比对任务下发给信号采集服务器和比对服务器；接收比对服务器上报的异态和比对报警信息，结合频道播出状态，综合频道的异态和比对异常报警，并按系统策略执行三选一的倒换。

管理平台主要负责以下几方面工作。一是整个系统的配置管理，包括接入信号的管理、报警门限的配置管理、各种异态的监测开关管理等。二是按频道将比对服务器上报的比对监测结果进行组织，对比对任务的结果以及各个节点的异态报警信息综合判决，以确定是否进行三选一的倒换。三是执行三选一倒换控制逻辑的执行。四是通过客户端进行声音和图文报警。五是具有事后查询、统计、分析等功能。

管理平台由后台服务端和前台客户端组成，前台客户端分为C/S 和B/S 两种。

2.3.1 C/S 客户端

C/S 客户端主要部署在播出值班机房，用于频道值班人员进行各类监测信息的实时查看、历史事件查询以及报表生成。系统中管理平台的C/S 客户端主要完成各种监测报警信息的实时展现工作，包括以图文或语音的方式；对播出信号链路以及三选一的工作状态实时展现等。

2.3.2 B/S 客户端

B/S 客户端主要用于系统管理员进行系统配置管理、比对及报警参数配置等工作，上述工作的特点是实时性不强，应用场地也不仅限于播出值班机房，使用B/S 的方式比较灵活，适用性较强。系统中管理平台的B/S 客户端主要完成各种配置工作，包括资源配置、异态与比对策略配置、用户与权限配置等；同时系统管理员可在客户端界面查询运行的比对任务信息、系统设备资源状态等。

2.4 三选一倒换设备

在信号监控系统控制三选一设备的倒换设置处于打开的情况下，并且三选一设备工作在主路状态，当遇到播出信号故障时才会进行自动倒换，其他情况不进行倒换（工作在备路或BYPASS 状态均不倒换）。

系统只会将三选一设备从主路切换至备路，并在信号恢复后自动切换回主路；如果主、备路信号均出现故障，需要由值班员手动切换到垫片信号，在确认主路或备路信号恢复正常后，再手动切换回主路信号。

3 实现功能

SDI 应急智能切换系统对播出系统信号进行异态监测、信号内容比对，当信号出现问题时，实现主备路自动倒换。

黑场、静帧有声音、静帧无声音、台标异常、视频丢失、彩场、彩条、测试图监测比对切换3 秒内完成；马赛克、画面卡顿、画面拉条等异常状态在2 秒内实现自动判断和声光报警；电平过高过低、电平差异过大等异常状态在1 秒内实现自动判断和声光报警；视频或音频静音异常状态监测比对切换5 秒内完成；视频或音频噪音或错播等异常状态在5 秒内实现自动判断和声光报警。若主备两路同时出现黑场、静帧、静音等情况，监测对比报警3 秒内提示值班员，人工判断切换。

结 语

SDI 应急智能切换系统可直观掌握播出系统信号输出状况、业务运行状况、设备运行状况，为系统运行管理、升级扩容等提供客观依据，为系统运维人员提供快速、灵活、高效、安全的应急切换功能。