广播电视播出机房多画面显示及监测报警系统技术探究

◎孙丹莉

(丰县融媒体中心，江苏 丰县 221700)

在通常情况下，广电安全播出主要是指节目播出时未出现系统攻击、设备运转异常等情况，可以保证信息准确传输。广电节目安全播出的意义重大，既可以为受众传播积极的信息，保证传输过程的设计方案，还能够保证用户不间断接收广电节目内容[1]。

广播电视台的播出系统，分为矩阵调度、传输、分控播出、上载等系统。监测报警系统，既可以实时监控重要信号点、设备，还能及时预警故障问题。传输系统属于新型业务系统，改造升级后，将辅路增加在原有主备两路。主路、辅路经过二选一系统筛选，作为主路送至下游单位；备路、辅路经过二选一系统筛选，作为备路送至下游单位。新建传输系统，承担音频信号的编码输送任务，属于节目播出的统一出口。广播电视台对信号十四号检测报警的要求高，通过独立监测报警系统提供运行支持[2]。

一、项目概况

江苏丰县广播电视台为了保障发射台发射的3 个频点地面数字电视、6 套调频广播、4 套模拟电视和3 套有线电视回传的节目信号的安全、稳定播出，规划设计一套自动化水平高、系统运行安全可靠、便于管理的节目信号自动化综合管理系统，全方位监测、管理广播电视发射台台站节目播出信号质量，全面提高节目安全播出质量与台站自动化管理水平。

二、广播电视播出机房多画面显示及监测报警系统方案设计

(一)系统组成

广播电视监测系统采用基于IP 流的数字多画面电视监测，系统组成包括码流转IP 模块、视音频编码模块、数字电视多画面监测服务器、模拟广播电视多画面监测服务器、管理显示系统和千兆网交换机等。

(二)数字电视多画面监测报警系统

1.主要功能

第一，同屏多画面、多信号展现，标清支持20 幅以上画面，高清支持5 幅画面。

第二，系统可通过大屏实现分割显示，且各主机可以实现双屏显示，显示内容均不相同。通过单屏、双屏装置，可以同时显示多路画面，将不同信号的画面组合在一起。对于任意节目来说，均可以将监控视窗放大到全屏显示，单独监听节目的伴音，同时可显示广播音频、电视节目画面。

第三，电视信号具备多种解码分析功能，包括音频解码、高清视频解码。监控显示高标清节目，同时可支持高清节目声道解码，显示彩色音量柱。

第四，支持QAM/QPSK 等解调，信号强度、MER、BER、多径参数时间等信道数监测分析。

第五，实时准确的监测功能，提供灵活的参数设置功能，技术人员能够随时调整故障的时间门限、音频、载波的阈值。

第六，系统运行过程中，一旦监测到信号故障，就会通过语音提醒、错误集中显示、短信报警、字符报警等方式提示警报信息。

第七，支持码流故障的监测信息显示，实时显示三级错误监测、系统自定义故障、抖动分析、带宽实时信息等。同时，可以在线监测多个码流。

第八，针对无视音频信号、异常音量、黑屏等故障，均可以提供警报功能。通过标题闪烁、窗口提示、语音报警等方式提示工作人员，如包括报警前后录像、录音功能。同时，可以同步触发监测节目的报警，实现报警恢复录音、录像功能，形成完整的数据库记录，便于事后回放、查询。

第九，节目数据存储。支持对AVS+/H.264/MPEG2 视频格式进行转码存储，实现音视频节目的大容量、长时间保存。

第十，提供画面切分显示模式，用户利用拖放视频窗口，即可随意调整播放位置，发挥出全屏播放功能的效果。利用 DVI 或 HDMI 以双屏方式输出到大屏幕，方便用户扩展节目；支持FLASH 时钟显示功能，用户可自定义时钟风格；结合轮巡监测模式，实时监测重点节目，轮巡监测普通节目。

第十一，提供多种组合查询方式，方便用户检索录音文件；提供监测项的延时报警功能，既可以满足客户定制需求，还可以满足灵敏度差异需求；系统还能提供分时段监测功能，用户可以自行设定监测时段；系统运行过程中，还具备自适应分辨率的切分显示功能。

第十二，实时查看音视频，对前端视音频进行监听监看前端，提供单画面查看、多画面组合、单画面轮播等方式。同时，可优化多画面组合方式，画面可送达多个大屏上显示；单画面轮播提供任意多频道的快速审查。

第十三，自定义轮询监听。参考自定义时间，将不同节目的声音输入到监听设备上。技术人员针对广播电视节目，可以实行安全监测、质量监测和内容监测。

2.视音频层监测

系统支持多频点多套高标清节目视频、音频监控，监测预警音量异常、静帧、黑场等故障。如果节目无故障问题，则要参考用户预设逻辑进行巡视，密切监测画面内容。当软件接收到报警信息，就会按照预设画面内容，自动明确切换逻辑，以对应窗口显示故障节目。同时，在画面上叠加OSD字符、标题栏闪烁方式，提醒用户及时处理故障问题。系统通过固定窗口，能够展现出重要节目；利用集中窗口，显示故障节目；利用轮巡窗口，显示普通节目[3]。

3.信道参数测量

支持锁定状态、信号强度、MER、BER、多径参数时间等信道数监测分析。

4.TS流分析

在TS 流分析过程中，不仅要对优先级内容进行监测，同时包含TS 流带宽码率、基本结构信息、语法分析信息、PCR 分析内容。

(三)广播电视节目多画面监测系统

梦迪节目监测报警系统，属于广电专有的节目监测系统，可以自动监测多路广电信号，以数字化方式监测广电信号。多画面监测系统，能够满足大屏幕监控需求、播出单位安全播出需求，保证机房各环节信号的稳定性，密切掌握播出状态[4]。在系统运行过程中，针对多通道的音量异常故障、无音频信号故障，均可实现实时监测，并通过电视屏幕显示伴音柱状图。利用多画面分割技术，技术人员以同一设备监听多路节目，且显示模式多样，可以为用户提供切换便利，同时与等离子大屏幕显示器相连接。通过浏览器/服务器架构、浏览器/服务器架构服务模式，可以支持本地监看、监听。同时支持TCP/IP 协议，提供监看、监听客户端，不需要安装软件，只需要与监控网络连接即可，具备良好的扩展性[5]。

1.系统特点

每台设备可同时监测多路音视频信号，音视频采用多画面分割显示，音量柱同步叠加，音频以音量显示，可以作为音频电平表，监测多路视音频信号[6]。

通过广播电视节目多画面监测系统，技术人员同步监测通道、录音录像，具备手动、自动录音两种模式。每套节目的开始录音、结束录音时间不同。此外，系统可以24 小时不间断录音录像，保存时间超过10 个月。实时监听监看本站或网络中任意一套节目，提供视频静帧、无音视频信号、音量异常等报警。同时，通过窗口提示、语音报警、标题闪烁等报警方式，随时查看报警前后的录音、录像情况。此外，同步监测节目内容，实现同步触发报警录音功能，恢复报警录音录像功能，从而自动生成数据库记录，方便事后查询、回访。技术人员通过报警录音、录像回放等方式，定位节目播放位置。同时，实现报警录音、录像功能，自动打印系统运行日志[7]。

在系统运行过程中，可以提供画面切分显示模式，全面满足客户的画面分割需求。用户可以随意调整视频窗口、播放位置，实现全屏播放功能。系统支持双屏分配显示，方便用户扩展节目，提供多种组合查询方式，方便用户检索录音文件。不仅如此，系统还支持本地/远程监测、监看的功能，支持FLASH 时钟显示功能，用户能够自己设定时钟风格，同时可以提供分时段监测功能，方便用户设定监测时段。此外，系统还能提供切分显示功能，自适应分辨率效果好，设定监测项延时报警功能，以满足客户的定制需求、灵敏度差异。支持FM/TV 节目混合配置，自定义循环监听功能、轮巡监测功能[8]。

2.视音频监测报警、存储

系统支持多频点多套高标清节目视频、音频监控，监测预警音量异常、静帧、黑场等故障。一旦发出预警信号，系统通过声光告警、短信通知、弹窗、界面元素闪烁等方式展示告警形式。系统的监测数据，包括调频、模拟电视、数字电视信源和开路接收信号监测等数据，可以通过报警信息历史记录，自动记录报警信息，方便管理人员随时查询。

(四)系统管理

1.系统功能特点

系统采用浏览器/服务器架构设计，支持多用户远程访问，综合配置、查询、监测系统的业务参数、设备参数、监测结果、报警信息，实现整个系统的集中网管。系统可以实现一体化配置功能，参考业务流程，通过统一界面配置大屏、信号配置，科学管理设备、节目，保证任务配置、报警设置、运行图设置的优化度。系统提供多种报警方式，支持设置报警级别，包括严重、一般、可忽略。以图形化配置电视墙布局和画面布局，集中配置电视墙，统计分析各类数据，自动生成周期性报告，形成监测统计表，对异常统计表进行报警处理。此外，系统还可以分类统计节目类型、故障设备，自主设定统计信号、报警类型，即使报表的类型也能通过Excel 格式输出并显示，图形化统计功能十分强大，可以支持信号全景功能，显示信号各项指标实时值，包括信道指标、码率指标，显示报警指示灯。

除过上述功能外，系统还能提供值班员控制台界面，显示大屏全景，在值班员控制台上同步显示大屏节目报警。同时，显示实时信号信道指标随时间变化的曲线图，集中查询、管理监测历史指标数据、历史报警数据，提供按权限的多用户、多终端支持，支持多用户与远程方式访问。

2.用户管理

系统针对普通浏览用户采用硬件加密狗验证身份、校验口令，消除明文密码的安全风险。针对管理员以及分权限用户，采用硬件加密狗、指纹校验双重认证机制，全面保证系统核心数据访问的安全性。此外，系统提供用户角色的定制划分服务，详细划分与调配系统资源。

通过使用角色继承和约束组织权限，避免非授权用户访问服务器系统、信息。中心台站的权限系统，可以对数据信息实行控制与管理，并借助中心平台实现管理功能。通过安全日志，能够自动记录用户登记、修改、操作等事件[9]。

3.报警系统

系统支持多频点多套高标清节目视频、音频监控，可以监测和预警静帧、音量异常、无音频等故障问题。一旦发生报警，系统将及时采用声光告警、短信等方式通知工作人员，也可以利用语音、界面闪烁、弹出窗口等方式，全方位展示出告警形式。可以通过报警信息历史记录，自动记录报警信息，方便管理人员随时查询。

4.数据查询

参考发射台、时间段指标，检索发射台的历史数据，这时可以自主生成曲线图，通过PDF、Word 格式输出查询结果。工作人员按照打印报表、制定格式、统计分析等方式，可以实现选项的优化配置，同时提供周期性报告。在打印报表中，包括指定频道、时间段的停播时间、次数等信息。

通过数据查询功能，可以查询不同频道的故障类型、持续时间、恢复时间。报表显示内容，包括异态类型、频率、机号、台明等信息。系统可以随意组合节目频道、名称，自动播放视音频节目，实时查询故障类型，利用图形、曲线图、柱状图等方式，全面表现出状态、数据的变化情况。

系统按照用户需求、资料类型，可以自主生成报表，同时实现报表预览、编辑、打印等功能。针对同时间段的监测参数，系统也可以自动统计，获得完整的数据报表，为后续总结、汇报工作奠定基础。此外，系统具备定时报表功能，报表格式包括Excel、Word 等。

三、多画面监测报警系统的实际应用

在传输系统中，主备辅三路均嵌入监测报警系统。如果三路系统都出现报警提示时，则属于共性现象，表明素材、信源出现问题，传输值班员无需进行应急切换，只需要等待报警恢复。如果主备两路发出报警提示，表明编码器存在问题，必须及时切换到备用编码器。当三路中有一路发出报警提示时，表明主备路复用存在问题，此时要在手动拨盘上进行切换。当多画面报警监测系统出现解码问题，就会出现误报情况，这就要求技术人员分析具体情况。

四、结语

综上所述，为了保证广播电视事业的高质量发展，应当提升播出机房多画面显示系统、监测报警系统运行的稳定性，避免影响广电信号的稳定性，为受众提供高清节目画面，增加广播电视节目的受众群体量。本文通过介绍广电播出多画面显示、监测报警系统，明确系统结构组成，掌握系统的应用方法与效果，可以为广电技术人员提供技术参考。在今后的发展中，技术人员还应继续研发广电安全播出系统，以期推动广电事业的可持续发展。