电视播出智能监控系统的应用.pdf

视音频技术Video&Audio1 引言安全播出是电视台的生命线，目前电视播出面临着各方面的问题。例如，数据处理繁杂的问题，主要表现为业务流程复杂、信息来源多、设备多、软件多、日志多、报警多等；信号处理多样性的问题，主要表现为通道多、画面多、节点多、播放时间长等；预警缺陷的问题，主要表现为整体性、准确性不足等。因此，完全依靠人工值守的监看监管已经难以对庞大的播出系统做出全面、精准的判断和操作，这会延长对异常的处理时间，导致出现事故或放大事故的影响。潮州市广播电视台在建设高清电视播出系统时，同时建立了一套智能监控系统，监控整个播出视音频信号、硬件设备、应用软件、业务流程、机房环境等重要环节，通过对这些信息的综合处理，为播出值班人员提供完整的、全局的、及时的预警，自动进行应急处理或提供有效的决策建议，实现提高管理效率，降低人工运营成本，快速响应业务需求的管理目标。2 功能构成智能监控系统由感应终端、数据采集设备、分析管理服务器、报警展示系统组成。通过数据采集服务器对系统设备的硬件平台、应用软件、业务流程、节点信号、机房环境的状态进行采集，收集各个系统的运行状态，数据化后存入数据库，并分析整合提炼成有用的数据；管理服务器对数据进行管理和综合分析，对整个系统的信息以报警形式或者报表形式展现到显示端，供值班人员查看。智能系统结构如图 1 所示。2.1 系统硬件监管电视播出系统内的播出服务器、播控工作站、字幕服务器、数据库服务器、应用服务器、接口服务器、交换机、信号机箱板卡等硬件的运行状态，是整个播出系统正常运行的基础和监测的重要对象。智能监测系统对播出网内的各个服务器和工作站的硬件运行情况进行监测，可挑选重要的项目进行监控，如 CPU、内存、磁盘空间、电源、风扇等。交换机的名称、IP地址、启动时间、物理端口个数、厂商、型号信息都能受监控展示，并可查看所有具体网络端口的状态和基本信息，特别是网络端口接收发送的字节流量也侧面反映了整个网络的流量情况。信号处理板卡这些不具备独立 IP 或者采用不同的通信协议的设备，通过其品牌配备的集中管理设备如 iControl，将电视播出智能监控系统的应用文/潮州市广播电视台 杨煜彬摘要：在电视播出流程中，智能监控系统的应用为电视播出整个流程的自动监管提供了技术支撑。针对目前播出监管范围变化大、时效性要求高的需求，本文介绍了一套电视播出监控系统的整体应用，对系统的功能结构、应用特点、运行实例等进行了阐述和分析。关键词：电视播出 智能监控 安全播出图 1 智能系统结构制播技术 Production and Broadcast Technology2023年7月 月刊 总第375期相关信号处理板卡的运行信息集中处理后供采集服务器访问收集数据。对硬件监控信息的展现，可以根据各个硬件的实际位置，图形化成对应的机柜和设备布局，直观地对存在异常的设备进行颜色预警，按报警的等级进行颜色区分，点击报警设备后，会罗列出报警设备的详细信息。2.2 应用软件监管软件的运行情况是系统稳定的必要因素，监控系统主要对数据库软件、播控软件各个模块的运行情况进行监测。监测软件能够实时检测数据库的会话信息、进程、内存使用情况、磁盘使用情况、维护计划、日志等关键部分的详细信息，用流程化、图形化的形式展现，并根据阈值主动预警。关键信息按照时间线进行保存，可以通过曲线图等统计图表显示，方便数据的分析。2.3 业务流程监管节目素材从上载、导入成为系统文件，到备播系统、分级存储内的转码传送，再到按照节目单的编排进行送播的过程，均需要严格按照时间线进行，每个素材文件都要准确无误地入库到目的服务器。整个流程是否进行顺利，哪个环节出现问题，是业务流程监控的重点。播出网中的素材，从素材上载、导入，到迁移转码、审片、素材同步、播出、播后等节点，均图形化显示，素材详细信息查看栏、素材流程、节点信息也可单独打开显示。同时，可以通过条件进行素材的检索，及时发现具体备播素材的进程和流向。根据节目单的预编情况，系统可通过时间阈的设置，自动检索出备播素材的准备情况并进行提示，对存在异常的情况及时预警。配合自动技审设备，对备播素材提前进行监测，对存在黑场、静帧、静音等异常的素材进行详细提示，精确到异常的位置、时长等信息，点击即可查看，方便人工复检。与外系统的 ESB、GMP 流程也类似于播出网中的素材流程，可以方便地查询到相关业务的进程。2.4 信号监管传统的对视音频信号的监看，都是通过从系统不同节点接出信号上屏进行监看。智能监控系统通过多台信号采集设备，对各个关键节点的信号进行采集并集中分析，根据设置的预警条件，对信号的中断、黑场、静帧、静音等异常情况进行声光报警提示，并将信号结构流程图形化显示，直观感知出现异常的设备节点。结合切换设备的自动切换功能，实现软件告警辅助，人工、自动切换相结合的智能决策和应急功能。信号采集存储设备的配备增加了信号监控的溯源性。视音频采集服务器对关键节点的信号进行收录，保存收录素材一个月以上，收录的内容可进行查询回看，精确到每一帧，为事件的重现提供条件。2.5 机房环境监管机房环境的主要监控对象是电源系统、温湿度、漏水情况等。机房的运行环境是设备能稳定运行的重要保障，24 小时工作的机房如果靠人工巡检，难以保证快速发现异常情况。智能监控系统通过不同类型的温湿度、烟雾、漏水感应探头采集机房各个位置的环境情况，通过设备通信协议获取电力、UPS、精密空调等监控对象的信息。一旦环境数据超过规定数据区间，或数据采集量有持续恶化的趋势，系统将向用户发出声光告警，并提示相应的异常点。各项内容均有历史记录，可供查看、分析数据，方便用户更直观地了解机房内的情况，作出调整优化。2.6 查询和统计报警信息的显示具有多样化，有报警总数栏、当前报警栏、日期时间栏、左侧工具条、导航/排行栏等功能；可以对报警信息进行综合统计，包含报警统计页签、设备报警统计页签、KPI 报警统计页签。各个页签均含有查询功能，历史分析页以图的形式显示并保存到数据库中。根据查询条件，可选择显示所选时间内的统计项的图形曲线，方便进行统计分析。此外，还具备电子巡检功能，在巡检列表中可查看巡检的检查时间、巡检类型、巡检结果、巡检人、处理状态的信息，巡检结果表可导出作为台账留存。3 实用特点智能监控系统的建设满足了电视播出系统的相关要求，在电视播出过程中，提前感知问题、快速解决异常、完整还原和分析故障，使整个播出过程安全性更高，更具备自我调整和完善的能力。智能监控系统主要功能如图 2 所示。3.1 提前感知系统问题智能监控系统的应用使整个机房更类似于一部大型设备，可将系统的运行情况，包括机房的环境实时直观地展现出来，并对异常进行预警。机房的环境或者硬件设备在应用运行中一旦有异常，如设备风扇长期运行出现故障导致温度过高，网络流量短时 视音频技术Video&Audio间堵塞等难以通过一般巡查发现的情况，就可以在未造成实质影响前感知到，提前对故障设备进行处理，避免造成事故。对于备播素材的准备情况，更能体现监测系统的优势。节目文件的技术参数是否达标、是否有按时完整到达相应存储区域，都能通过监测系统提示出来，让值班人员提前了解情况并提前处理。在使用过程中，这类提前的感知也辅助解决了一些实际问题。例如，系统消息队列在通信过程中，有出现卡顿的情况，根据网络流量的历史数据告警情况和波峰值的分析，查明在多个拷贝策略任务同时执行时会造成网络高峰期短暂的阻塞，影响网络通信质量。根据该情况，技术人员对系统的策略进行错峰分拆，使网络流量保持比较平稳合理的状态。这种偶发的细微异常，以往从软件、数据库、网络情况各方面观察排查，需要较长的时间，甚至难以定位。采用智能监控系统辅助分析后，可以尽快判断和解决问题，避免问题继续恶化。此外，通过自动技审检查出不少备播素材的质量存在隐患，特别是送播比较急促的节目，自动技审系统也能在短时间内进行监测并精准报告异常情况，避免了多起劣播的事故。3.2 高效处理紧急问题根据实际需要，技术人员可以对各个节点信号质量异常的情况进行阈值的设定，且可以进行组合设定。当信号采集检测设备监测到信号异常超时，会触发设定值，即出现声光报警，并在图形界面精确定位故障点，提醒引导值班人员进行应急操作，在触发一定界限时，终端切换设备会按设定的规则进行自动切换。信号的异常一般伴随设备的故障，在第一次应急后，相应故障设备也会在监控系统显示报警，精确的故障定位为后续二次处理提供了有效参考，避免了次生事故。在具体应用中，对节点信号检测的提示音并不是每次都是“有效预警”。因为有些节目中素材效果存在黑场或者静帧的场景，这些正常情况触发的声光报警，值班人员是不需要处理的。但是自动粗选预警信息可供值班人员进行人工判断，也对长期值守的值班人员起到很好的提醒作用。在一次节目转播中，有效的预警帮助了值班人员在短短几秒内完成应急，将上游出现异常的主路信号切换到备路，避免出现责任事故。通过预警，辅助了值班人员快速应急，得到良好的效果。3.3 妥善分析存在问题无论是设备的故障，还是信号的异常，均需要对整个事件进行记录分析，判断故障点，进行维修或者整改。一些异常稍纵即逝，短时间内难以再现。智能监控系统所采集记录的系统数据，以数据库的方式保存，可以对发生异常的时间点进行多维信息查询，结合对关键信号的收录素材进行综合分析，可真实再现整个异常现象，查找出现故障的根源所在。播出系统使用过程中，出现过播控软件假死超过 1 分钟的情形，虽通过应急预案解决了问题，但一段时间后该异常仍然出现。根据监控系统所呈现出的数据库异常日志情况的提示，发现该时段的日志记录的数据库自动增容的尝试时长与异常发生时监控录制的整个过程的卡死时长高度吻合。工作人员以此为切入点，对数据库进行排查，最后排查出是数据库日志文件在增容的时候体量过大而造成的访问等待，由此成功解决了播控软件操作时偶发长时间停顿这个严重威胁安全播出的问题。4 结语电视播出系统的智能化使日常播控的操作过程以自动操作为主，人工操作为辅。大量的自动化运行会让系统更为复杂，人工监管和应急的压力变得更加繁重，播控的值班模式只有向智能自动监管、人工辅助的方向发展，才能适应日益繁杂和高强度的播控工作。一套能够融合各个系统信息并进行综合分析的智能监控系统，可辅助播出值班人员作出及时正确的决策和操作，在播出安全保障中发挥越来越重要的作用，成为电视播出系统中不可或缺的安全辅助系统。图 2 智能监控系统主要功能