廣播電視播出機房多畫面顯示及監測報警系統技術探究

◎孫丹莉

(豐縣融媒體中心，江蘇 豐縣 221700)

在通常情況下，廣電安全播出主要是指節目播出時未出現系統攻擊、設備運轉異常等情況，可以保證信息準確傳輸。廣電節目安全播出的意義重大，既可以為受眾傳播積極的信息，保證傳輸過程的設計方案，還能夠保證用戶不間斷接收廣電節目內容[1]。

廣播電視臺的播出系統，分為矩陣調度、傳輸、分控播出、上載等系統。監測報警系統，既可以實時監控重要信號點、設備，還能及時預警故障問題。傳輸系統屬于新型業務系統，改造升級后，將輔路增加在原有主備兩路。主路、輔路經過二選一系統篩選，作為主路送至下游單位；備路、輔路經過二選一系統篩選，作為備路送至下游單位。新建傳輸系統，承擔音頻信號的編碼輸送任務，屬于節目播出的統一出口。廣播電視臺對信號十四號檢測報警的要求高，通過獨立監測報警系統提供運行支持[2]。

一、項目概況

江蘇豐縣廣播電視臺為了保障發射臺發射的3 個頻點地面數字電視、6 套調頻廣播、4 套模擬電視和3 套有線電視回傳的節目信號的安全、穩定播出，規劃設計一套自動化水平高、系統運行安全可靠、便于管理的節目信號自動化綜合管理系統，全方位監測、管理廣播電視發射臺臺站節目播出信號質量，全面提高節目安全播出質量與臺站自動化管理水平。

二、廣播電視播出機房多畫面顯示及監測報警系統方案設計

(一)系統組成

廣播電視監測系統采用基于IP 流的數字多畫面電視監測，系統組成包括碼流轉IP 模塊、視音頻編碼模塊、數字電視多畫面監測服務器、模擬廣播電視多畫面監測服務器、管理顯示系統和千兆網交換機等。

(二)數字電視多畫面監測報警系統

1.主要功能

第一，同屏多畫面、多信號展現，標清支持20 幅以上畫面，高清支持5 幅畫面。

第二，系統可通過大屏實現分割顯示，且各主機可以實現雙屏顯示，顯示內容均不相同。通過單屏、雙屏裝置，可以同時顯示多路畫面，將不同信號的畫面組合在一起。對于任意節目來說，均可以將監控視窗放大到全屏顯示，單獨監聽節目的伴音，同時可顯示廣播音頻、電視節目畫面。

第三，電視信號具備多種解碼分析功能，包括音頻解碼、高清視頻解碼。監控顯示高標清節目，同時可支持高清節目聲道解碼，顯示彩色音量柱。

第四，支持QAM/QPSK 等解調，信號強度、MER、BER、多徑參數時間等信道數監測分析。

第五，實時準確的監測功能，提供靈活的參數設置功能，技術人員能夠隨時調整故障的時間門限、音頻、載波的閾值。

第六，系統運行過程中，一旦監測到信號故障，就會通過語音提醒、錯誤集中顯示、短信報警、字符報警等方式提示警報信息。

第七，支持碼流故障的監測信息顯示，實時顯示三級錯誤監測、系統自定義故障、抖動分析、帶寬實時信息等。同時，可以在線監測多個碼流。

第八，針對無視音頻信號、異常音量、黑屏等故障，均可以提供警報功能。通過標題閃爍、窗口提示、語音報警等方式提示工作人員，如包括報警前后錄像、錄音功能。同時，可以同步觸發監測節目的報警，實現報警恢復錄音、錄像功能，形成完整的數據庫記錄，便于事后回放、查詢。

第九，節目數據存儲。支持對AVS+/H.264/MPEG2 視頻格式進行轉碼存儲，實現音視頻節目的大容量、長時間保存。

第十，提供畫面切分顯示模式，用戶利用拖放視頻窗口，即可隨意調整播放位置，發揮出全屏播放功能的效果。利用 DVI 或 HDMI 以雙屏方式輸出到大屏幕，方便用戶擴展節目；支持FLASH 時鐘顯示功能，用戶可自定義時鐘風格；結合輪巡監測模式，實時監測重點節目，輪巡監測普通節目。

第十一，提供多種組合查詢方式，方便用戶檢索錄音文件；提供監測項的延時報警功能，既可以滿足客戶定制需求，還可以滿足靈敏度差異需求；系統還能提供分時段監測功能，用戶可以自行設定監測時段；系統運行過程中，還具備自適應分辨率的切分顯示功能。

第十二，實時查看音視頻，對前端視音頻進行監聽監看前端，提供單畫面查看、多畫面組合、單畫面輪播等方式。同時，可優化多畫面組合方式，畫面可送達多個大屏上顯示；單畫面輪播提供任意多頻道的快速審查。

第十三，自定義輪詢監聽。參考自定義時間，將不同節目的聲音輸入到監聽設備上。技術人員針對廣播電視節目，可以實行安全監測、質量監測和內容監測。

2.視音頻層監測

系統支持多頻點多套高標清節目視頻、音頻監控，監測預警音量異常、靜幀、黑場等故障。如果節目無故障問題，則要參考用戶預設邏輯進行巡視，密切監測畫面內容。當軟件接收到報警信息，就會按照預設畫面內容，自動明確切換邏輯，以對應窗口顯示故障節目。同時，在畫面上疊加OSD字符、標題欄閃爍方式，提醒用戶及時處理故障問題。系統通過固定窗口，能夠展現出重要節目；利用集中窗口，顯示故障節目；利用輪巡窗口，顯示普通節目[3]。

3.信道參數測量

支持鎖定狀態、信號強度、MER、BER、多徑參數時間等信道數監測分析。

4.TS流分析

在TS 流分析過程中，不僅要對優先級內容進行監測，同時包含TS 流帶寬碼率、基本結構信息、語法分析信息、PCR 分析內容。

(三)廣播電視節目多畫面監測系統

夢迪節目監測報警系統，屬于廣電專有的節目監測系統，可以自動監測多路廣電信號，以數字化方式監測廣電信號。多畫面監測系統，能夠滿足大屏幕監控需求、播出單位安全播出需求，保證機房各環節信號的穩定性，密切掌握播出狀態[4]。在系統運行過程中，針對多通道的音量異常故障、無音頻信號故障，均可實現實時監測，并通過電視屏幕顯示伴音柱狀圖。利用多畫面分割技術，技術人員以同一設備監聽多路節目，且顯示模式多樣，可以為用戶提供切換便利，同時與等離子大屏幕顯示器相連接。通過瀏覽器/服務器架構、瀏覽器/服務器架構服務模式，可以支持本地監看、監聽。同時支持TCP/IP 協議，提供監看、監聽客戶端，不需要安裝軟件，只需要與監控網絡連接即可，具備良好的擴展性[5]。

1.系統特點

每臺設備可同時監測多路音視頻信號，音視頻采用多畫面分割顯示，音量柱同步疊加，音頻以音量顯示，可以作為音頻電平表，監測多路視音頻信號[6]。

通過廣播電視節目多畫面監測系統，技術人員同步監測通道、錄音錄像，具備手動、自動錄音兩種模式。每套節目的開始錄音、結束錄音時間不同。此外，系統可以24 小時不間斷錄音錄像，保存時間超過10 個月。實時監聽監看本站或網絡中任意一套節目，提供視頻靜幀、無音視頻信號、音量異常等報警。同時，通過窗口提示、語音報警、標題閃爍等報警方式，隨時查看報警前后的錄音、錄像情況。此外，同步監測節目內容，實現同步觸發報警錄音功能，恢復報警錄音錄像功能，從而自動生成數據庫記錄，方便事后查詢、回訪。技術人員通過報警錄音、錄像回放等方式，定位節目播放位置。同時，實現報警錄音、錄像功能，自動打印系統運行日志[7]。

在系統運行過程中，可以提供畫面切分顯示模式，全面滿足客戶的畫面分割需求。用戶可以隨意調整視頻窗口、播放位置，實現全屏播放功能。系統支持雙屏分配顯示，方便用戶擴展節目，提供多種組合查詢方式，方便用戶檢索錄音文件。不僅如此，系統還支持本地/遠程監測、監看的功能，支持FLASH 時鐘顯示功能，用戶能夠自己設定時鐘風格，同時可以提供分時段監測功能，方便用戶設定監測時段。此外，系統還能提供切分顯示功能，自適應分辨率效果好，設定監測項延時報警功能，以滿足客戶的定制需求、靈敏度差異。支持FM/TV 節目混合配置，自定義循環監聽功能、輪巡監測功能[8]。

2.視音頻監測報警、存儲

系統支持多頻點多套高標清節目視頻、音頻監控，監測預警音量異常、靜幀、黑場等故障。一旦發出預警信號，系統通過聲光告警、短信通知、彈窗、界面元素閃爍等方式展示告警形式。系統的監測數據，包括調頻、模擬電視、數字電視信源和開路接收信號監測等數據，可以通過報警信息歷史記錄，自動記錄報警信息，方便管理人員隨時查詢。

(四)系統管理

1.系統功能特點

系統采用瀏覽器/服務器架構設計，支持多用戶遠程訪問，綜合配置、查詢、監測系統的業務參數、設備參數、監測結果、報警信息，實現整個系統的集中網管。系統可以實現一體化配置功能，參考業務流程，通過統一界面配置大屏、信號配置，科學管理設備、節目，保證任務配置、報警設置、運行圖設置的優化度。系統提供多種報警方式，支持設置報警級別，包括嚴重、一般、可忽略。以圖形化配置電視墻布局和畫面布局，集中配置電視墻，統計分析各類數據，自動生成周期性報告，形成監測統計表，對異常統計表進行報警處理。此外，系統還可以分類統計節目類型、故障設備，自主設定統計信號、報警類型，即使報表的類型也能通過Excel 格式輸出并顯示，圖形化統計功能十分強大，可以支持信號全景功能，顯示信號各項指標實時值，包括信道指標、碼率指標，顯示報警指示燈。

除過上述功能外，系統還能提供值班員控制臺界面，顯示大屏全景，在值班員控制臺上同步顯示大屏節目報警。同時，顯示實時信號信道指標隨時間變化的曲線圖，集中查詢、管理監測歷史指標數據、歷史報警數據，提供按權限的多用戶、多終端支持，支持多用戶與遠程方式訪問。

2.用戶管理

系統針對普通瀏覽用戶采用硬件加密狗驗證身份、校驗口令，消除明文密碼的安全風險。針對管理員以及分權限用戶，采用硬件加密狗、指紋校驗雙重認證機制，全面保證系統核心數據訪問的安全性。此外，系統提供用戶角色的定制劃分服務，詳細劃分與調配系統資源。

通過使用角色繼承和約束組織權限，避免非授權用戶訪問服務器系統、信息。中心臺站的權限系統，可以對數據信息實行控制與管理，并借助中心平臺實現管理功能。通過安全日志，能夠自動記錄用戶登記、修改、操作等事件[9]。

3.報警系統

系統支持多頻點多套高標清節目視頻、音頻監控，可以監測和預警靜幀、音量異常、無音頻等故障問題。一旦發生報警，系統將及時采用聲光告警、短信等方式通知工作人員，也可以利用語音、界面閃爍、彈出窗口等方式，全方位展示出告警形式?？梢酝ㄟ^報警信息歷史記錄，自動記錄報警信息，方便管理人員隨時查詢。

4.數據查詢

參考發射臺、時間段指標，檢索發射臺的歷史數據，這時可以自主生成曲線圖，通過PDF、Word 格式輸出查詢結果。工作人員按照打印報表、制定格式、統計分析等方式，可以實現選項的優化配置，同時提供周期性報告。在打印報表中，包括指定頻道、時間段的停播時間、次數等信息。

通過數據查詢功能，可以查詢不同頻道的故障類型、持續時間、恢復時間。報表顯示內容，包括異態類型、頻率、機號、臺明等信息。系統可以隨意組合節目頻道、名稱，自動播放視音頻節目，實時查詢故障類型，利用圖形、曲線圖、柱狀圖等方式，全面表現出狀態、數據的變化情況。

系統按照用戶需求、資料類型，可以自主生成報表，同時實現報表預覽、編輯、打印等功能。針對同時間段的監測參數，系統也可以自動統計，獲得完整的數據報表，為后續總結、匯報工作奠定基礎。此外，系統具備定時報表功能，報表格式包括Excel、Word 等。

三、多畫面監測報警系統的實際應用

在傳輸系統中，主備輔三路均嵌入監測報警系統。如果三路系統都出現報警提示時，則屬于共性現象，表明素材、信源出現問題，傳輸值班員無需進行應急切換，只需要等待報警恢復。如果主備兩路發出報警提示，表明編碼器存在問題，必須及時切換到備用編碼器。當三路中有一路發出報警提示時，表明主備路復用存在問題，此時要在手動撥盤上進行切換。當多畫面報警監測系統出現解碼問題，就會出現誤報情況，這就要求技術人員分析具體情況。

四、結語

綜上所述，為了保證廣播電視事業的高質量發展，應當提升播出機房多畫面顯示系統、監測報警系統運行的穩定性，避免影響廣電信號的穩定性，為受眾提供高清節目畫面，增加廣播電視節目的受眾群體量。本文通過介紹廣電播出多畫面顯示、監測報警系統，明確系統結構組成，掌握系統的應用方法與效果，可以為廣電技術人員提供技術參考。在今后的發展中，技術人員還應繼續研發廣電安全播出系統，以期推動廣電事業的可持續發展。