廣播監測系統建設探討

劉 潔

（黔西南廣播電視臺，貴州 興義 562400）

0 引 言

傳統的廣播監測系統功能比較簡單，主要體現在監測電平大小、信號有無等內容上，監測的節點也多為總控信號的開路和閉路監測，對于設備運行情況、運行環境及信號的全過程監測等較少涉及，無法對整個播出系統的狀態進行監測，對于故障的處理和判斷不能提供精準信息，不能對故障進行分析和歸檔，對廣播系統運行維護的支撐能力有限[1]。

隨著黔西南廣播電視臺廣播系統的數字化、網絡化、自動化升級改造完成，原有的很多系統已由原有的單一物理鏈路轉為復雜的邏輯信道，靠傳統的簡單耦合和信號分配的監測系統已然不能有效發現問題，已經不能滿足安全播出的需要。為保證廣播系統的安全運行，必須建設與現有網絡相適應的，具有分析、判斷、態勢感知能力，符合未來廣播發展的監測系統，以減少黔西南廣播電視臺因人手不足和技術能力有限而帶來的安全播出隱患，提高系統的穩定性。

1 系統建設總體要求

國家廣播電視總局在2021 年國際廣播電視信息網絡會上提出，各電視臺要強化傳輸保障和監測監管，優化智慧廣電安全保障體系，強調要通過應用智能化新技術實現智慧化的安全態勢感知，對系統進行研判分析，風險預警。因此，廣播監測系統必須具有如下能力[2]。

（1）全面的信息收集和承載能力。系統要能全方位、多角度地對音頻、業務系統軟硬件運行狀態、動力環境、IT 資產及中間件等方面進行實時信息的統一收集。

（2）強大的分析能力。系統應能綜合多個設備的運行狀態，設備及鏈路的優先級，根據預先設置的策略模板，及時對系統的實時運行狀態進行研判，并進行預警。

（3）明晰、迅速的顯示和報警功能。系統要能夠將各個設備設施的運行狀態、數據內部邏輯通道、各節點音頻數據、動環系統狀態進行圖形化的實時顯示，提供故障節點、原因分析和判斷，運行情況有異時進行聲光報警，并可根據權限配置，以短信、微信、電話等多種方式通知相關人員。

（4）智能化的智慧溯源功能。系統需可集中調閱至少一個月的監控視頻、通道音頻、操作日志、播出日志以及故障告警記錄等多維度信息，便于事后溯源，提升運行維護管理能力。

2 系統功能總體規劃

結合黔西南廣播電視臺的實際情況，建設一套符合現代廣播的運維系統，一是要實現任務進度、運維檢測等數字化、流程化、可視化；二是要對各設備狀態、工作流程進行集中采集、匯總、分析、診斷與追溯，深度融合制播業務與運維服務，實現全流程智能、智慧管理，確保業務系統的運行。基于上述考慮，新建成的廣播監測系統將涵蓋數據采集、數據處理、監測業務呈現、工作流多端分發等板塊，通過各模塊的分工、協作機制，完成全域監測和綜合分析[3]。廣播監測系統整體框架如圖1 所示。

圖1 系統功能模塊圖

2.1 音頻監測模塊

音頻監測模塊可按頻率、按設備節點進行音頻數據的采集。在IP 化音頻（Audio over IP，AoIP）模式下，音頻數據能無損地進行復制，通過AoIP 架構下的監測系統，可在不影響制播系統正常運行的情況下完成音頻信號從發生、播出到分發的全過程監測和監聽。通過實時頻譜、李薩如曲線顯示等方式標識音頻信號的實時狀態；通過對每節點信號進行對比，調取各節點環節音頻進行監聽等，及時發現問題和告警，標識故障音頻。

2.2 設備狀態監測模塊

設備狀態監測模塊全面采集系統內設備的軟硬件運行情況。各設備節點支持獨立的多通道VU 顯示，可根據系統信號走向，顯示系統內所有設備的工作狀態及鏈路工作情況，對每個設備以獨立的機柜設計，模擬設備實際位置，在故障時可突出顯示故障鏈路和設備或出錯軟件，以快速定位故障點[4]。

2.3 機房動環監測模塊

動環監測系統通過對機房整體運行環境、動力設備、在網設備運行環境狀態等進行監測，對溫度、濕度、電壓、電流、煙霧等對設備運行影響較大的參數進行采集，及時發現運行情況的變化，提醒運行維護人員進行查看和處置，避免故障或安全事故的發生。

2.4 IT 基礎設施監測模塊

IT 基礎設施監測模塊對廣播系統內所有的IT基礎設施如服務器、交換機、路由器、防火墻等進行監測和分析，主要以系統性能、安全漏洞、網絡運行狀態、網絡流量監測等為監控目標，收集整理需要的相關數據如性能指標、事件日志、配置信息，數據流量等，實時評估系統當前的狀態和潛在風險，發生異常事件時告警，為運行維護人員采取必要的措施來改善其性能和可靠性做預警和參考[5]。

2.5 智能分析及告警模塊

智能分析及告警模塊通過對所有信號的多模態化處理和分析構建向量知識庫，對系統運行的態勢進行預測，從而對可能產生的故障進行智能化的預警；對臨時發生的故障進行智能分析，通過對比模型等準確定位故障參考點，最后可通過預先定義的故障分級和分發機制，將對應的信息發送到不同的員工。

2.6 記錄及溯源模塊

記錄及溯源模塊通過慢錄系統對各監控節點的音頻進行錄制，視頻監控系統記錄整個運行及操作過程，并對各設備操作日志、故障記錄的記錄歸檔管理，實現對整個系統的全流程、全方位的記錄，便于在問題發生時進行溯源和分析。

3 系統平臺搭建

整個技術平臺支持簡單網絡管理協議（Simple Network Management Protocol，SNMP）、IP 化 語音（Voice over IP，VoIP）、網絡設備接口（Network Device Interface，NDI）、應用程序接口（Application Programming Interface，API）、超文本傳輸協議（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）、RS-485 等接口和協議，采用微服務架構設計，通過安全隔離和冗余備份，具備獨立數據源監測訪問能力，不直接訪問數據庫，以提升安全管理，在不改變播出鏈路的條件下實現跨平臺部署，在PC 端和手機移動端上實現全流程智慧監測管理。平臺框架及技術平臺模塊設置如圖2 所示。

圖2 技術平臺模塊設置圖

3.1 整體平臺基礎架構

平臺整體采用制播網分離架構，通過數據采集服務器，對制播網全流程設備、環境、信源及IT 設備進行監測；采用業內穩定性較好的Linux 發行版本作為開發環境，采用supervisor 等技術手段，通過高可用、多機集群保障，實現無單一潰點；使各個核心監控模塊服務化，每個服務模塊可以平行擴展或互為備份；可采用N+1 模式建設備份服務器，作為在網運行服務器的備份，在投資有限的情況下，最大限度地保證系統正常運行。

3.2 音頻監測系統實現

音頻監測系統通過IP 流數據復制的方式對直播系統、錄播系統、播出系統及慢錄系統的信號進行數據的統一匯總，應用音頻路由器對信號源、空收信號、機頂盒播出信號等模擬音頻信號進行數字化及編碼處理并送到音頻服務器，由音頻服務器對所有音頻信號進行分析、錄制、呈現，可以直觀地對廣播系統的整體業務性能進行完整監測。

3.3 設備狀態監測系統實現

設備狀態監測系統由硬件運行狀態監測和軟件運行狀態監測組成。硬件監測通過用戶數據報協議（User Datagram Protocol，UDP）的對接對信號接收、分配、轉換、調度等功能設備狀態進行采集，軟件部分則是對直播軟件、錄播軟件、播出軟件進行接口連接狀態、信號通道、播出、播表等狀態等進行采集，正常情況下以圖形方式直觀地展示各個廣播頻道的工藝流程中每個設備的工作狀況，以及各軟硬件模塊中運行的各種設備、接口、數據流的運行狀態。同時，對采集到的軟硬件數據，與正常狀態下的系統參數按預先設定的策略進行比較，從而得出系統運行情況，在異常時可呈現故障點，并可根據故障現象提出處理意見，可極大地提升運行維護人員對故障處理的精準性。

3.4 動環監測系統實現

動力環境監測主要監測電力系統、機房溫度、濕度、煙感、空調運行、人員出入及行為等信息。動環監測系統由電力基礎設施網管與動環監測服務器對接，提供電流、電壓、電池運行狀態等電力運行數據，以監測電力系統的運行狀態；在機房或設備的相應位置設溫度感應、漏水檢測、煙霧感應等設備（含傳感器和采集設備），將探頭感應到的模擬信號轉化為數字量，通過RS-485 協議將數據送給動環監控服務器，就可以實現機房級或設備級運行環境安全的呈現；在關鍵部位設置攝像頭，既可以記錄重點部位的人員及行為，又可以通過動態偵測等技術實現對環境的管理。

3.5 IT 設備監測系統實現

IT 設備監測系統以IT 設備的網管數據為基礎，選擇合適的監測工具和平臺，監測服務器CPU、內存、存儲及連接狀態，監控路由器和交換機的丟包情況、Ping 響應及帶寬使用情況，監測防火墻的連通性等，實時監測整個IT 系統的負載、流量及交換容量等，及時發現系統瓶頸和安全漏洞，提高IT 基礎設施的可靠性和性能。

4 結 語

隨著安全播出工作重要性的提升、廣播制播系統的不斷升級、廣播業態的不斷豐富，廣播與互聯網技術的融合度不斷提高。要提高廣播系統穩定性，必須建設一套技術先進、功能完善、能實時呈現系統運行情況，能快速定位遇到的問題、準確分析判斷故障的監測系統，并通過技術手段對系統進行預測預警，進一步提高廣播制播系統的安全性、穩定性。