廣播電臺全域多維智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

◎張 穎

(中央廣播電視總臺，北京 100038)

目前，隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提升，越來越多的人將目光投向了更高層次的精神生活，廣播電臺作為日常信息傳遞、娛樂分享的重要組成部分，在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，業(yè)務(wù)形態(tài)不斷創(chuàng)新。如何保證節(jié)目播出質(zhì)量，減少節(jié)目的停播、劣播，已成為廣播電臺重要的工作內(nèi)容。為了提升廣播電臺的市場競爭力，電臺內(nèi)部技術(shù)系統(tǒng)規(guī)模和建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化技術(shù)的發(fā)展迅速，新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，使得各項(xiàng)參數(shù)得到有效調(diào)節(jié)，從而取得最佳的播出效果，并確保廣播電臺數(shù)據(jù)信息的安全可靠。

一、智能監(jiān)控系統(tǒng)的分析與應(yīng)用

這款新型的播控系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、智能化，它包括節(jié)目調(diào)度、節(jié)目控制、節(jié)目上載、節(jié)目基帶傳輸?shù)扔布O(shè)施與軟件，并且具有完善的音頻取點(diǎn)監(jiān)測功能，可以實(shí)現(xiàn)對所有機(jī)房的音頻信號的實(shí)時(shí)監(jiān)聽、實(shí)時(shí)觀察，從而實(shí)現(xiàn)對整條電視播放線路的質(zhì)量檢查，并且實(shí)現(xiàn)了從不同角度、從不同層次的智能化監(jiān)控。通過開發(fā)基于RS232、SNMP、GPIO 等監(jiān)控協(xié)議的控制模塊，可以有效地檢測到AES 信號狀態(tài)、協(xié)議、信號靜音、反相、噪音等異常情況，并且可以實(shí)現(xiàn)對故障信號進(jìn)行即時(shí)切換，比如，聲光報(bào)警、切換應(yīng)急信號等，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的智能控制，更好地保護(hù)用戶的安全。子功能系統(tǒng)如下。

(一)總控智能監(jiān)控系統(tǒng)

總控智能監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)全域多維的智能化系統(tǒng)，主要用于處理廣播電臺播出流程中的各個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的監(jiān)測和控制。該系統(tǒng)主要以音頻數(shù)據(jù)為主、視頻數(shù)據(jù)為輔，通過在播出鏈路中設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，采集監(jiān)測信號，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換和處理。

在總控智能監(jiān)控系統(tǒng)中，通過采集電平、相位等信息，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷信號的異常原因和故障點(diǎn)。通過智能化的分析與評估，系統(tǒng)可以根據(jù)矩陣系統(tǒng)的應(yīng)急預(yù)案采取有效的措施，以實(shí)現(xiàn)最佳的效果。通過這種方式，我們可以實(shí)時(shí)監(jiān)控并發(fā)出警報(bào)，以確保節(jié)目信號的安全傳輸。

總控智能監(jiān)控系統(tǒng)具有多項(xiàng)功能。包括聲音檢測、數(shù)據(jù)收集、分析以及報(bào)警提醒，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控并評估播放信號的質(zhì)量和穩(wěn)定性。其次，系統(tǒng)能夠自動(dòng)判斷信號的異常情況，如電平過低、失真等，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警通知，以便及時(shí)采取措施修復(fù)故障。此外，系統(tǒng)還能夠記錄和存儲播出信號的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以供后續(xù)分析和調(diào)試使用。

總控智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用具有重要意義。首先，能夠提高廣播電臺的播出質(zhì)量和可靠性，確保節(jié)目信號的正常傳輸和播放。通過提高工作效率，可以極大降低人工監(jiān)督和干預(yù)的負(fù)擔(dān)，從而有效地防止出現(xiàn)任何形式的人為失誤。此外，系統(tǒng)還能夠提供實(shí)時(shí)監(jiān)測和報(bào)警功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解除播出故障，保障廣播電臺的正常運(yùn)行。

(二)大屏顯示系統(tǒng)

大屏顯示系統(tǒng)是一種集信息處理、顯示和調(diào)度于一體的高級平臺。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，該系統(tǒng)可以將多種信號數(shù)據(jù)，如音頻信息、直播間攝像頭和報(bào)警信息等，進(jìn)行統(tǒng)一匯總、整合和分析，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)目運(yùn)行狀態(tài)、流程圖、在線狀態(tài)、節(jié)目質(zhì)量和直播間延時(shí)器等多項(xiàng)功能的開發(fā)和設(shè)置。該系統(tǒng)為多元化、多功能的大屏幕監(jiān)控顯示提供了集中處理的能力。

該大屏顯示系統(tǒng)的核心目的是實(shí)時(shí)展現(xiàn)直播室的圖像，并可檢測到不同的頻率和信號，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況、檢測室內(nèi)的溫濕度。通過大屏幕顯示，用戶可以對當(dāng)前直播室的情況一目了然，并實(shí)時(shí)監(jiān)測各種信號和設(shè)備的工作狀態(tài)。這種系統(tǒng)的集中處理功能使得用戶能夠高效地管理和控制多個(gè)直播室的運(yùn)營。此外，該系統(tǒng)還可以提供詳細(xì)的報(bào)告和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以便用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)分析和決策。

(三)開路信號監(jiān)測系統(tǒng)

開路信號監(jiān)測系統(tǒng)是一種通過開路信號監(jiān)測模塊來實(shí)現(xiàn)人工和智能化監(jiān)測與控制的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)能夠滿足在節(jié)目播放、信號分配和信息傳輸過程中的監(jiān)控需求。這個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測AM、FM、衛(wèi)星等多種信號，并且可以根據(jù)環(huán)境條件、視頻記錄、節(jié)目數(shù)據(jù)庫、工作計(jì)劃以及日常管理規(guī)范等多種因素，對這些信息進(jìn)行綜合分析，以提供準(zhǔn)確的服務(wù)。監(jiān)測數(shù)據(jù)和信號數(shù)據(jù)會通過網(wǎng)絡(luò)傳送回總控中心。

開路信號監(jiān)測系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為操作平臺，融合了云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等先進(jìn)技術(shù)。這個(gè)系統(tǒng)可以監(jiān)控節(jié)目，處理緊急情況，進(jìn)行故障診斷和分析，并發(fā)出警告。通過在綜合大屏監(jiān)看平臺上進(jìn)行綜合監(jiān)看，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)建模和可視化分析，從而更好地收集信息、記錄人員操作、統(tǒng)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)等，并且可以根據(jù)模型自動(dòng)生成事故報(bào)告、工作報(bào)表和遠(yuǎn)程監(jiān)測等，還可以支持報(bào)表導(dǎo)出。

(四)慢錄系統(tǒng)

慢錄系統(tǒng)是一種基于網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，用于長時(shí)間錄音和停播報(bào)警。傳統(tǒng)的模擬慢錄設(shè)備存在一些問題，如音頻資料不易保存、錄音質(zhì)量低、操作繁雜等。慢錄系統(tǒng)采用了NAS 存儲陣列，可以支持更多路的音頻錄制，并且能夠?qū)σ纛l進(jìn)行長時(shí)間的錄音和停播報(bào)警。

慢錄系統(tǒng)擁有多種多樣的音頻卡和壓縮格式，可以滿足廣播電臺的多種需求，包括實(shí)現(xiàn)24 小時(shí)不間斷的高質(zhì)量錄音、音頻文件編輯、停播報(bào)警等多種功能。這款軟件可以將多種實(shí)時(shí)的圖像、聲音、光線以及其他相關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行的文檔，并且可以將監(jiān)控系統(tǒng)的聲音和畫面以及攝像機(jī)的畫面都存儲在本地文檔中。同時(shí)，慢錄系統(tǒng)還支持記錄查詢和打印，并具備網(wǎng)絡(luò)化的非線性查詢錄音功能。

(五)BS 綜合報(bào)警查詢系統(tǒng)

BS 綜合報(bào)警查詢系統(tǒng)旨在為廣播電臺提供全面的音頻信號檢測功能，它通過服務(wù)器端與客戶端相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對音頻信號的實(shí)時(shí)監(jiān)控。這個(gè)系統(tǒng)是基于Linux 平臺的Java2EE 架構(gòu)開發(fā)的，它具有出色的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。

通過BS 綜合報(bào)警查詢系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控直播間和導(dǎo)播間的電源狀態(tài)，包括主備電源切換、總控設(shè)備機(jī)柜、配電柜以及設(shè)備機(jī)柜電源控制等，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。通過大數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確判斷信號異常的原因和故障點(diǎn)。此外，該系統(tǒng)還支持對服務(wù)器端的訪問，能夠?qū)崿F(xiàn)事故場景的重現(xiàn)，讓用戶更加清晰地了解事件的經(jīng)過及其原因。

BS 綜合報(bào)警查詢系統(tǒng)還具備自動(dòng)生成系統(tǒng)記錄、操作日志、報(bào)警信息等功能。這些記錄和信息可以為用戶有效地控制事故的發(fā)生，保障安全播出。通過系統(tǒng)記錄和操作日志，用戶可以了解系統(tǒng)運(yùn)行情況和操作情況，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施。

圖1 智能告警系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

(六)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

這種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)旨在為頻道設(shè)備機(jī)房提供全面的溫濕度檢測，它包括一套完整的數(shù)字溫濕度傳感器、IPC 工控機(jī)、高級的數(shù)據(jù)處理軟件、高效的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、高性能的485HUB 服務(wù)器、可靠的操作臺、先進(jìn)的電器控制柜、高性能的音箱、高質(zhì)量的聲卡以及完善的屏蔽線。通過對機(jī)房環(huán)境的全面監(jiān)測，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度、濕度、漏水報(bào)警、電源故障或停電等多種參數(shù)，從而有效地保障機(jī)房的安全運(yùn)行。

在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，數(shù)字溫濕度傳感器起到了收集溫度和濕度數(shù)據(jù)的作用，將這些數(shù)據(jù)通過特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送到主監(jiān)控室的工控機(jī)上。IPC 工控機(jī)配備了先進(jìn)的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)接收、分析、呈現(xiàn)各種傳感器發(fā)出的信息。通過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊和485HUB 服務(wù)器，傳感器和工控機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸和高可靠性的通信。

使用環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，用戶可以實(shí)時(shí)了解機(jī)房的溫度和濕度狀況。如果環(huán)境溫度或濕度超出了預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警功能，并發(fā)出警報(bào)以提醒現(xiàn)場管理人員采取必要措施。此外，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)還可以監(jiān)測漏水情況以及電源故障或停電等異常情況，并及時(shí)報(bào)警。這些報(bào)警信息可以及時(shí)提醒管理人員采取相應(yīng)的措施，避免可能出現(xiàn)的設(shè)備損害或安全隱患。

二、廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)分析

廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)主要分為直播室監(jiān)控系統(tǒng)、總控監(jiān)控系統(tǒng)和分控監(jiān)控系統(tǒng)三個(gè)部分。其中，直播室監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過直播室內(nèi)部音頻信號檢測模塊和視頻信號監(jiān)測模塊，實(shí)現(xiàn)整個(gè)廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等的把控。通過強(qiáng)化對數(shù)據(jù)輸出信號和調(diào)音輸出信號等的實(shí)時(shí)監(jiān)管，實(shí)時(shí)對數(shù)據(jù)機(jī)房的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管。總控監(jiān)控系統(tǒng)是直接從音頻數(shù)據(jù)播出系統(tǒng)中檢測信號，借助網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)中心，將音頻信號模塊轉(zhuǎn)化為主矩陣、備矩陣和跨矩陣信號，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號之間的自動(dòng)切換，進(jìn)而達(dá)到直接將網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中與音頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的參數(shù)信息匹配輸出的目的，保證廣播電臺數(shù)據(jù)信號的安全準(zhǔn)時(shí)播出。分控監(jiān)控系統(tǒng)借助分控室部署途徑，在線監(jiān)測工作站和直播間的視頻參數(shù)設(shè)備、音頻信號等數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步對多種數(shù)據(jù)信息來源進(jìn)行整合，最終實(shí)現(xiàn)多個(gè)頻道數(shù)據(jù)信號的傳遞、實(shí)時(shí)監(jiān)管和直播室狀態(tài)、溫度濕度條件等的全天候觀測，根據(jù)實(shí)際需要查找得到詳細(xì)的通道數(shù)據(jù)信號，為后續(xù)廣播電臺工作的順利推進(jìn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此過程中，上述三個(gè)子系統(tǒng)模塊將各自的數(shù)據(jù)信息連接成一個(gè)相輔相成的整體，不僅有助于數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，而且能夠確保音頻和視頻等信息參數(shù)在較短的通道時(shí)間內(nèi)得到相互間的交換，最終共同保證廣播電臺數(shù)據(jù)信號的安全傳輸，圖2 即為廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。

圖2 廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

三、安全播出技術(shù)要點(diǎn)

(一)智能切換

安全播出技術(shù)的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)監(jiān)測和及時(shí)切換播出信號。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以采用MPEG4/H.264 編碼格式，并開發(fā)一個(gè)多頻道信號自動(dòng)監(jiān)控切換功能系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠支持自動(dòng)切換備份信號、實(shí)時(shí)語音報(bào)警和報(bào)警記錄查詢等功能。

廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能切換過程中，可以對多個(gè)頻道播出信號的視、音頻進(jìn)行監(jiān)測。這些監(jiān)測內(nèi)容包括靜幀、黑場、彩條和靜音等情況。采用先進(jìn)的技術(shù)，智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)收集、分析和處理多路外部信號，從而有效地檢測并及時(shí)處理各種故障，從而確保廣播電臺的安全播出。

(二)智能配電

在廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)的智能配電過程中，確保電源的可靠性和穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。電源是整個(gè)廣播電臺安全播出的關(guān)鍵，因此保證電源的可靠性和穩(wěn)定性是確保廣播電臺安全播出的核心內(nèi)容。

為了確保廣播電臺的安全，我們采用了兩個(gè)獨(dú)立的低壓回路，它們由采用特殊技術(shù)的專用變壓器構(gòu)成。這兩個(gè)獨(dú)立低壓回路采用專線結(jié)構(gòu)模式，并設(shè)置了冗余設(shè)置，以應(yīng)對故障。在兩路外電的大樓配電間，還設(shè)置了專門的專用變壓器隔離開關(guān)，以確保進(jìn)入廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)的電源一致，并確保相互匹配。

通過這樣的智能配電系統(tǒng)，廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠保證電源的可靠性和穩(wěn)定性。這樣可以確保廣播電臺安全播出系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并防止因電源故障而導(dǎo)致的播出中斷或其他安全問題的發(fā)生。

總之，智能配電是廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)的重要部分。通過使用不同工藝的專用變壓器的獨(dú)立低壓回路，并采用專線結(jié)構(gòu)模式和冗余設(shè)置，以及設(shè)置專用變壓器隔離開關(guān)，可以確保電源的可靠性和穩(wěn)定性，保證廣播電臺安全播出系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并防止播出中斷或其他安全問題的發(fā)生。

(三)播出信號多路由傳輸

在廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)播出信號多路由傳輸過程中，數(shù)據(jù)信號主要借助主用路由光纖鏈路、備用路由光纖鏈路和數(shù)字微波鏈路三種方式傳輸，其中的主用路由光纖鏈路和備用路，有助于在廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)信號傳輸過程中的冗余設(shè)置，使最終的參數(shù)信號能夠得到快速轉(zhuǎn)換，且相互之間不被干擾。在廣播電臺安全播出智能監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號傳輸過程中，信號從公有云和私有云兩個(gè)媒介傳遞均可被接收，其架構(gòu)示意圖如圖3 所示，公有云部分重點(diǎn)傳輸節(jié)目網(wǎng)絡(luò)發(fā)布信息、節(jié)目素材公共提取和使用傳輸信息、臺外電視節(jié)目制作信息和網(wǎng)絡(luò)廣播、點(diǎn)播數(shù)據(jù)信息等諸多內(nèi)容，私有云系統(tǒng)之間則更多地應(yīng)用在臺內(nèi)節(jié)目制作、媒介資源管理、業(yè)務(wù)操作管理、安全監(jiān)督控制和節(jié)目上傳等部分工作的開展過程中，都能夠借助以上三種不同的設(shè)置模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的傳遞。同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)不同參數(shù)信號均可接入ASI 自動(dòng)倒換設(shè)備的功能，確保廣播電視數(shù)據(jù)傳輸信號檢測的高效和傳輸安全。

圖3 公有云、私有云連接架構(gòu)示意圖

四、結(jié)語

隨著全媒體時(shí)代的到來，廣播技術(shù)的發(fā)展變得越來越多元化化。本文主要關(guān)注的是如何通過多種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)廣播電臺的智能監(jiān)控。深入探索如何實(shí)現(xiàn)智能切換、監(jiān)測、配電、多路由傳輸?shù)裙δ埽⒅胤治鲞@些技術(shù)在廣播電臺中的實(shí)際應(yīng)用。此外，還探討了這些技術(shù)如何幫助廣播電臺實(shí)現(xiàn)安全播出、智能管理和運(yùn)維保障。

通過使用智能監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)用程序，可以更好地保障廣播和電視節(jié)目的安全播出。智能切換技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)播出信號的快速切換，確保節(jié)目的連續(xù)播出。智能監(jiān)測技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)、信號質(zhì)量等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)的措施。智能配電系統(tǒng)能夠確保電源的可靠性和穩(wěn)定性，保證整個(gè)廣播電臺的正常運(yùn)行。而播出信號的多路由傳輸則可以增強(qiáng)信號的穩(wěn)定性和可靠性，提供更好的用戶體驗(yàn)。

綜上所述，通過廣播電臺全域多維智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效提升廣播電臺的安全播出水平，提高節(jié)目的質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。這些智能化監(jiān)控技術(shù)和系統(tǒng)的應(yīng)用將為廣播電臺的運(yùn)營管理及維護(hù)保障提供更多的便利和可靠性。隨著技術(shù)的不斷更新和演進(jìn)，廣播電臺智能監(jiān)控系統(tǒng)將繼續(xù)發(fā)展，為廣播行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步作出更大的貢獻(xiàn)。