播出切换监控系统设计与实现

劳伟强

（广东南方电视台 播出部，广东 广州510066）

随着安全播出这一问题日益受到重视，各电视台在播出前端的技术系统、人员保障和管理制度上投入了大量的资源，以确保节目播出安全可靠，及时处理各类系统和设备故障，避免出现安全播出事故[1-3]。如何为身处一线的播出值班员提供各路信号源和系统设备的状态信息及各种故障报警信息，以便值班员快速进行应急处置和排除故障，这将是播出系统设计中需要考虑的重要问题。

1 项目背景

南方电视台作为一个中等规模的电视台，播出值班人员存在人手紧缺的问题，每名值班员需同时监控2～3个播出频道，由于没有设置专门的信号传输监控岗位，播出值班员还要对信号传输、播出情况进行监控，工作任务十分繁重。

在2011年实施的播出系统改造项目中，南方电视台对播出通道进行了重新设计，把主备播出通道的2×1倒换器后移到各个播出平台之前，每个播出平台采用独立的倒换器，同时增加紧急垫播设备，每个播出平台信号均经过紧急垫播倒换器才对外输出。这项改造在提高信号可靠性的同时也增加了系统复杂度，需要对这些倒换器工作状态进行严密监控。

为了减轻值班人员的工作压力，同时提高播出系统的安全保障能力，南方电视台采用画面分割器加85 in等离子大屏的方式替代原来由CRT监视器组成的电视墙，并充分利用画面分割器可提供丰富信息显示能力的特性，设计出一套播出切换监控系统，把播出切换Tally信息、信号源路由信息、播出信号故障信息和播出通道各个关键设备运行信息等通过一定的方式与信号画面相结合显示在大屏上，使值班员充分掌握系统运行状态和播出信号状态，当发生系统或设备故障时，快速判断故障点，及时进行故障应急处置，避免出现安全播出事故[2]。

2 系统结构

系统采用主备监控服务器运行机制，主备服务器通过串口芯跳线进行连接和通讯。当主服务器出现问题时，备服务器可以自动接管，无须手动操作，在服务器恢复正常时，备服务器会自动将控制权交回给主服务器，从而保证了健壮的主备机制。监控服务器与各种信息输入输出设备相连，对外来的各种信息进行分析处理，并把处理结果送到画面分割器与信号画面结合进行显示。播出切换监控系统结构见图1。

信息输入设备包括提供当前信号源切换状态的播控台和应急矩阵、提供信号源调度路由状态的播出矩阵、总控矩阵以及提供播出通道路由状态的主备通道倒换器和紧急垫播倒换器等。输入设备的接口有以太网、串行接口和GPI接口等，以太网接口设备通过交换机与服务器连接，串行接口和GPI接口设备直接连到服务器上相应的接口输入模块。设备如果自身出现问题进行重新启动或其他操作，在恢复正常之后，系统将自动进行连接而无需手动操作。

画面分割器提供32路嵌入音频SDI信号输入，支持Tally和UMD显示功能，可对信号故障进行检测。分割器采用TSL控制协议，通过以太网与监控服务器双向通讯，接收系统处理后的各种Tally和UMD信息在大屏幕上显示，同时在大屏幕上显示各路输入信号的视音频故障信息，并把这些故障信息传送回服务器进行记录和分析。为确保信号监控安全可靠，画面分割器采用双输出方式，除了向85 in大屏输出监控画面外，同时向桌面上的19 in显示器输出简单布局的分割画面作为备份，提供重要信号画面和信息的监控。

系统的所有参数设置可通过工作站进行远程配置，用户可以通过可视化图形界面，在工作站进行多个频道的设备接口、路由名称、报警参数等配置工作，并可保存和调用配置文件。

3 实现功能

播出切换监控系统提供播出通道与值班人员信息交流的重要渠道，其实现的主要功能是通过大屏幕向值班员显示信号画面和状态报警信息，提示值班员及时进行故障应急处理。图2是南方电视台经视频道播出监控大屏幕示例。

3.1 信号监看

信号监看是播出切换监控系统最基本的功能。合理设计信号监看节点，对值班人员快速判断故障点，有着十分重要的作用。根据南方电视台播出通道特点，在分割器上提供了PGM/PST、各路节目信号源、主备播出通道、各播出平台倒换器和返送接收等多种监看节点，可监看信号画面和嵌入音频电平。画面根据信号流程进行分区布局，如节目信号源画面在屏幕的左方和下方，各播出平台输出信号在屏幕的右方，PGM信号采用大画面放在屏幕中上方，值班员可清晰了解各类信号的状况。

3.2 切换Tally指示

这是传统的信号切换状态指示功能，值班员可通过节目信号源源名文字的颜色知道当前正在播出信号的来源。信号源名的颜色可自定义设置，一般设置正播信号（PGM）的颜色为红色，预设信号（PST）为黄色，其他信号为绿色。如果当前是主播出通道（播控台）播出，播控台输出画面的名称显示为红色，Tally跟随播控台切换而变化；如果当前是备播出通道（应急矩阵）播出，应急矩阵输出画面的名称显示为红色，Tally跟随应急矩阵切换而变化。

3.3 信号故障报警

画面分割器可对每路输入信号进行无信号、静帧、静音和黑场等故障检测，并可自由设定检测参数。当某路信号出现故障时，在其画面周围将出现红色闪烁边框，并在画面中提示故障类型。分割器同时把故障信息发送到监控服务器，用于故障日志记录和发出声音报警。声音报警可设置为某些重要信号出现故障时才发出，避免太多声音造成混杂。报警声音可根据不同频道、不同信号和不同故障类型进行自动语音合成，提供清晰准确的提示。

3.4 信号源名跟随

矩阵调度到播出端的信号通常用于外来节目直播或转播，如新闻直播、户外现场直播或转播中央台节目等，值班员需要对信号来源和所经过的处理设备清楚掌握，避免出现信号调度错误，便于处理信号源和设备故障。为此，在屏幕上显示这些信号的来源和路由信息，对于值班员进行监控是十分必要的。

监控服务器实时获取总控矩阵和播出矩阵到各频道输出口的调度信息并进行智能分析，如果信号经过环接在矩阵上的信号处理设备进行多次处理，也可以获取信号经各级处理设备的路由信息，并把信号源名和路由信息一起送到分割器对应的画面位置进行UMD显示。

监控服务器同时对播控台和应急矩阵的切换路由进行监控，如果当前播控台和应急矩阵切换到矩阵信号，其对应的画面和PGM/PST画面信号名称也能显示完整的信号源名称和路由信息，便于值班员进行监控。

3.5 倒换器状态告警

南方电视台播出通道经改造后，播控台和应急矩阵（主备播出通道）信号在各个播出平台的2×1倒换器进行倒换，再经过紧急垫播系统的2×1倒换器后送到各个播出平台输出。倒换器可以手动操作遥控面板进行倒换，主备通道倒换器同时也设置为根据信号有无进行自动倒换。

值班员平时需要注意倒换器的工作状态，以便了解当前采用主通道还是备通道播出，紧急垫播系统是否启用，各个播出平台的倒换器是否同步工作。为此，系统在各个播出平台输出信号画面的下方设置了状态指示图标，倒换器正常状态时为绿色，倒换状态时为红色，并可设置声音报警，使值班员对倒换器工作状态一目了然。

3.6 主备通道状态告警

当播出通道切换到应急矩阵播出时，系统检测到倒换器的工作状态后，将在PGM画面左下角闪红色提示“应急矩阵播出”提醒值班员注意，并可以设置声音报警。

在某些情况下播控台和应急矩阵的切换信号可能不一致，如播控台经过手动干预后。系统检测到主备通道切换不同步情况后，将在PGM画面的右下角闪红色提示“主备不一致”提醒值班员注意，并可以设置声音报警。主备通道状态告警提示见图2的PGM画面信息。

3.7 布局快速调用

在进行户外现场直播、转播中央台等特别节目播出时，由于所关注的节目信号源与日常播出不一样，需要调整分割器的画面布局。分割器可通过遥控面板实现一键快速调用布局，同时系统会同步更新布局所需显示的各种Tally、报警、源名跟随等信息。

3.8 日志记录

系统实时记录各种监控信息，包括路由切换信息、设备状态信息、信号故障信息和系统操作信息等，并提供多种信息查询和搜索方式，便于日后进行故障分析排查。

4 结束语

南方电视台播出切换监控系统改变了以往播出前端信号监控的方式，采用最新的画面分割器和85 in等离子大屏幕作为监控终端，除了正常的节目信号画面监看和切换指示外，还为值班员提供了播出通道相关的各种设备信号状态信息和故障报警信息。经过一年的使用，系统运行稳定可靠，极大地提高了值班员的工作效率和故障处理快速反应能力，提升了播出系统的安全保障水平。

[1]张学新，袁军.发射机房监控系统实用性改造[J].电视技术，2010，34（9）：90-92.

[2]叶青青.长春电视台数字播总控系统[J].电视技术，2010，34（2）：68-69.

[3]赵增援，董秋林，孙胜柱.用于电视发射台安全播出的信号监测报警装置[J].电视技术，2011，35（10）：55-58.