多元化智能全鏈路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

龍小燕，毛品莉，全 偉，袁紅梅

（貴州廣播電視臺，貴州 貴陽 550002）

1 背 景

近年來，國家廣播電視總局對電視臺安全播出的要求越來越高，要求廣播電視安全播出工作堅持不間斷、高質(zhì)量、既經(jīng)濟(jì)又安全的方針。為進(jìn)一步加強(qiáng)安全播出，提高播出和傳輸系統(tǒng)的健壯性和安全性，建設(shè)一套全方位、多維度及智能化的監(jiān)控系統(tǒng)尤為必要。監(jiān)控系統(tǒng)可大大減輕值班人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率和運(yùn)行維護(hù)管理水平，減少人為事故的發(fā)生，降低運(yùn)行成本，確保安全播出[1]。

2 全鏈路監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)由播出智能監(jiān)控系統(tǒng)和傳輸智能監(jiān)控系統(tǒng)組成。播出智能監(jiān)控系統(tǒng)對播出鏈路上各個關(guān)鍵節(jié)點及設(shè)備進(jìn)行智能監(jiān)控，傳輸智能監(jiān)控系統(tǒng)對傳輸鏈路上的關(guān)鍵節(jié)點的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€播出至傳輸環(huán)節(jié)的信號以及鏈路進(jìn)行實時監(jiān)控，全面保障播傳環(huán)節(jié)節(jié)目傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定及高性能，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.1 “信號+流程”的播出智能監(jiān)控方式

系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)。監(jiān)控管理服務(wù)器采集各類信號、播出主要設(shè)備及外圍設(shè)備等參數(shù)到數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過分析和過濾，生成報警信息，對信號和播出系統(tǒng)周邊設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控?！靶盘?流程”的方式確保了播出環(huán)節(jié)鏈路上全方位無死角的監(jiān)控[2]?！靶盘?流程”監(jiān)控方式如圖2所示。

2.1.1 信號高質(zhì)的智能化監(jiān)控

系統(tǒng)基于現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA）純硬件和工業(yè)級嵌入式平臺，安全防病毒，低功耗，配備16X2 SD/HD/3G-SDI靜切換矩陣，提供多路信號集中監(jiān)看和智能化監(jiān)控報警功能。系統(tǒng)采用AMEC2（高級運(yùn)動補(bǔ)償）技術(shù)，在視頻去隔行、降噪、增強(qiáng)及高標(biāo)清上下變換等方面具有極佳表現(xiàn)[3]。色彩還原準(zhǔn)確，動態(tài)圖像邊緣平滑，畫面圖像質(zhì)量高。

圖1 全鏈路監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 “信號+流程”智能監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖

2.1.2 快速高效的流程智能監(jiān)控

系統(tǒng)基于IP網(wǎng)絡(luò)多客戶端操作，對播出系統(tǒng)的所有周邊設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。通過數(shù)據(jù)采集、核心管理及告警展示，將當(dāng)前正在發(fā)生的故障以語音+圖形的方式迅速及時地提供給用戶，實時監(jiān)管整個系統(tǒng)的狀態(tài)。通過軟件自主繪制系統(tǒng)流程圖，將整個系統(tǒng)的信號鏈路展示出來，并可通過顏色區(qū)分信號和設(shè)備的狀態(tài)，使用戶可以清晰直觀地監(jiān)測整個系統(tǒng)的信號和設(shè)備狀態(tài)。

2.2 全方位多元化傳輸智能監(jiān)控

系統(tǒng)可對全臺信號包括DVB-C、ASI、IP、DTMB、DVB-S/S信號及廣播音頻信號等進(jìn)行全方位、多元化的監(jiān)控監(jiān)測。用戶可通過Web方式訪問系統(tǒng)平臺，根據(jù)需要管理和配置各個頁面，對信號、節(jié)目、節(jié)目錄制及碼流錄制進(jìn)行設(shè)置，通過多畫面展示和告警信息的設(shè)置，實時監(jiān)控管理各個節(jié)點的信號。此外，用戶也可通過Dameware管理軟件遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的各個設(shè)備，實時監(jiān)看各個設(shè)備狀態(tài)。傳輸智能監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

3 全鏈路監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢

本系統(tǒng)可對播出、傳輸及回收的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全信號、全方位及全流程監(jiān)測監(jiān)聽，并對播出鏈路進(jìn)行實時監(jiān)控，可精確到信號故障點和設(shè)備故障鏈路，從信號點到鏈路再到系統(tǒng)，實現(xiàn)全方位的實時監(jiān)控，確保整個播傳環(huán)節(jié)信號的安全可靠。

3.1 全方位多維度監(jiān)控

系統(tǒng)可以對全信號內(nèi)容進(jìn)行審計監(jiān)測報警，對信號鏈路流程進(jìn)行實時監(jiān)控，對任意格式信源進(jìn)行基于290標(biāo)準(zhǔn)的三級監(jiān)測碼流分析，實時監(jiān)測信號質(zhì)量狀態(tài)。從設(shè)備到鏈路再到整個系統(tǒng)，系統(tǒng)對鏈路形成了從點到線再到面的全方位、多維度的整體監(jiān)測及管控[4]，監(jiān)控流程如圖4所示。

3.2 快速精確定位故障

系統(tǒng)支持對多故障內(nèi)容進(jìn)行技審檢測，包括對視音頻信號丟失、節(jié)目異常、靜幀、黑場、彩條、音量過高或過低、溫度、電壓、風(fēng)扇以及單電源等故障的報警，同時支持第三方設(shè)備通過矩陣控制協(xié)議和SNMP協(xié)議對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)視。系統(tǒng)能及時通過語音和畫面在眾多監(jiān)控信息內(nèi)迅速定位故障點，快速鎖定故障原因，縮短事故發(fā)現(xiàn)時間，提高應(yīng)急處理能力。通過獲取多畫面報警日志（包含信號技審報警和設(shè)備報警等內(nèi)容），查詢故障錄像，系統(tǒng)可幫助技術(shù)人員對復(fù)雜的故障問題進(jìn)行排查、解決及事后分析。

圖3 傳輸智能監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖4 全方位、多維度監(jiān)控鏈路

3.3 高效穩(wěn)定

監(jiān)控系統(tǒng)在功能上滿足需求且有富余，性能上高效穩(wěn)定，系統(tǒng)架構(gòu)布局合理，安全性能較高，設(shè)備更替和升級也比較方便。系統(tǒng)可根據(jù)需要靈活設(shè)置報警閾值，滿足不同節(jié)目內(nèi)容的檢測需求，同時，UMD、Tally、安全框及AFD自適應(yīng)等顯示元素和布局單切換、全屏切換及一鍵任意輸入切換等功能使整個監(jiān)控展示更加多樣化，人機(jī)交互更為直觀[5]。靈活的展示布局大大地提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，可輔助相關(guān)人員及時快速地發(fā)現(xiàn)故障并定位故障。

4 技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用

4.1 IP技術(shù)助力監(jiān)控?zé)o地域化

傳統(tǒng)監(jiān)控模式僅在監(jiān)控中心大屏終端顯示，新系統(tǒng)借助IP技術(shù)，結(jié)合多種終端如電腦和手機(jī)等遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，查詢報警信息，隨時隨地進(jìn)行監(jiān)控，并以多種方式（包括短信、Email等方式）實時發(fā)送提醒報警信息，使相關(guān)人員能在第一時間知曉、第一時間處理、第一時間解決，保障事故處理及時、高效。

4.2 GPO實現(xiàn)開發(fā)定制化

GPO提供開漏輸出、開漏復(fù)用、推挽輸出及推挽復(fù)用的多模式工作方式。針對監(jiān)控需要，技術(shù)人員利用GPO自主研發(fā)了聲光報警，配合監(jiān)控系統(tǒng)，為每個頻道配備一個聲光報警。故障發(fā)生時，系統(tǒng)可迅速精確定位到頻道，及時快速地進(jìn)行應(yīng)急處理并解決故障，大大提高了故障處理效率，給故障定位、故障排除及故障解決工作帶來了極大的幫助，顯著地提高了播傳環(huán)節(jié)系統(tǒng)的安全性。

4.3 高擴(kuò)展適應(yīng)媒體融合

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展和媒體融合的不斷深入，針對新型主流媒體和網(wǎng)絡(luò)平臺的信號監(jiān)控也尤其重要。監(jiān)控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的兼容擴(kuò)展性，通過IP組網(wǎng)升級擴(kuò)展，可對全媒體系統(tǒng)下不同協(xié)議的IP信號進(jìn)行監(jiān)測，可滿足IPTV、OTT（互聯(lián)網(wǎng)電視）、Mobile TV（手機(jī)電視）及VOD等信號的監(jiān)控需求，為媒體融合提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐，保障融媒體信號安全。

5 結(jié) 語

該系統(tǒng)投入使用后，運(yùn)行穩(wěn)定，功能可靠。通過對播出信號和鏈路進(jìn)行實時監(jiān)控，系統(tǒng)可以精確定位到故障信號、故障鏈路及故障系統(tǒng)，輔助技術(shù)人員快速定位故障、排除故障及解決故障。系統(tǒng)已多次幫助值班人員解決故障，彌補(bǔ)了值班人員不能顧全所有頻道的缺陷，顯著地提高了系統(tǒng)播傳環(huán)節(jié)的安全性，帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。