人工智能赋能的广播电视播出业务综合管理系统设计与应用

◎曾剑锋

(云浮市融媒体中心，广东 云浮 527300)

目前国内各个融媒体中心应用的广播电视安全管理系统还存在着软硬件不匹配、故障预警信息反馈不及时，以及节目播出数据无法准确反馈等问题，从而影响了广播电视节目播出质量。而人工智能技术赋能的广播电视安全播出综合管理系统设计和应用可以解决上述问题，借助人工智能技术的智慧识别、智慧监测和智慧反馈功能，可以实现广播电视播出各项业务的综合管理，能向节目播出单位智慧反馈预警信息，监测播出系统的运行状态，对节目播出中可能出现的故障进行精准分析，更好地满足广播电视播出业务管理的需要[1]。为了保障电视播出业务的顺利进行，人工智能技术需要融入到广播电视节目“采、编、播、制、存、管”的全过程，需要应用人工智能技术加大对广播电视节目的安全监控与播放管理力度，确保智能系统能及时处置各种安全播放风险事件。

一、相关技术概述

该系统在设计实现过程中需要应用到以下五种技术。一是人工智能技术。人工智能(Artifical Intelligence)，简称AI，是用于研究、开发用于模拟、延伸和拓展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的计算机科学技术，主要包括机器人自动控制、语言处理、图像识别、自然语言处理和专家系统等技术。该技术是基于现代计算机技术、神经网络、人机交互、深度学习，赋予广播电视播出业务综合系统精准感知、精准探察、智能识别、逻辑思考和预测分析的技术机制，具有精准探察系统故障、分析系统运行问题、判断系统故障原因的能力。二是广播电视业务安全播出指挥调度技术。该技术主要是用于避免广播电视播出过程中出现突发事件，提高广播电视业务综合管理系统的安全性和可靠性。主要应用于广播电视播出业务的数据采集、分析和汇总过程，将数据汇集在控制中心，由控制中心负责对数据统一处理，为突发事件的预警处理提供第一手数据。该技术也能将中央指挥系统的调度指令快速传输到有关播出单位，由播出单位快速做出决策。安全播出指挥调度技术依靠数据网络传输指令，在保障信号指令快速传输的同时，也能实现数据共享[2]。三是多通道控制技术。在广播电视节目播出过程中应用该技术可以实现对广播音频和节目视频信息的全流程记录，还能将其他通道的广播信号整合到同一个广播通道中，也可以实现对多轨道子系统的系统化集成，对电视节目视频录像结果的实时监测。四是高并发流查询播放技术。该技术主要是对节目的音频和视频播放数据进行智能化采集与管理，并采用分布式存储技术，保障并发流数据的安全传输和智能化查询。五是播放业务综合管理与监测控制的系统集成技术。该技术在系统设计中需要借助传感器向智能系统发送预警信息，然后传感器借助API 接口与业务综合管理系统对接，按照系统协议向中央控制系统发送日志记录和预警信息，由中央控制系统进行管理调度，借助智能显示终端向技术人员发送故障分析报告和解决方案，协助技术人员做出决策。

二、人工智能赋能的广场电视安全播出综合管理系统设计思路

本研究设计的广播电视安全播出综合管理系统是将人工智能技术融入安全管理系统中，设计了智能管理模块，研发了以下几个新功能。第一，系统要实现对广播电视节目播放数据的实时监测，具有系统运行监测能力、节目播出信息记录能力、节目内容监测能力。第二，系统要向播出单位实时反馈节目播放的监测数据，具有智能反馈能力，向播出单位和相关技术人员实时反馈节目安全播出预警信息。第三，系统要将广播电视节目播出业务综合管理功能与调度指挥控制功能融合在一起，将这两个功能模块集中在统一的平台上，确保广播电视系统各项播出业务顺利开展[3]。第四，系统要针对各融媒体中心和广播电视播出平台设置智能传感器，在市、县两级融媒体平台设置智能监测终端，借助5G网络进行联通，将各级融媒体平台节目播出业务汇聚到中央控制系统，对市、县的管理调度网和电视监测网进行统一管理控制[4]。第五，系统中的中央控制系统要发挥出业务自动匹配、播出数据自动监测、预警信息智慧分析、资源统一调度的作用，设置API 接口与传感器系统、广播网、电视网、互联网统一联通，实现智慧管理、智慧控制[5]。

三、人工智能赋能的广播电视安全播出综合管理系统的框架设计

本研究设计的人工智能赋能的广播电视安全播出综合管理系统总体框架设计如图1 所示。从图1 可以看出，该系统由智能监测系统、调度管理系统、中央控制系统、传感器系统、5G 网络系统组成，人工智能模块嵌入到中央控制系统，负责全系统运行监测、资源调度、故障预警和业务管理。在该系统中，智能监测系统与传感器系统连接，可以实现对广播电视播放平台的智能化监测，能及时感知节目播放过程出现的异常数据，对可能出现的故障快速监测，并将监测数据及时回传，供技术人员快速做出回应。同时，5G 网络与智能监测系统、传感器系统连接，为系统整体运行提供网络支持，应用5G 网络可以将智能监测系统的监测数据、音视频数据同步传输到中央控制系统，由中央控制系统对节目播放数据和监测数据做出分析与判断。最后，中央控制系统与调度管理系统紧密连接，通过对监测数据的分析，判定节目的播出情况与系统运行状态，当出现异常预警时会自动分析，判定故障问题，及时向技术人员发出预警信息，并自动做出决策，向调度管理系统发出指令，调整系统运行模式和节目播放程序，快速应对突发事故，保障节目的顺利播放。智能显示系统可以使技术人员快速接收中央控制系统发出的预警信息，了解系统的运行状态，根据中央控制系统的判断快速找到故障发生的节点，及时排除故障。

图1 系统框架示意图

四、系统设计实现

本研究设计的人工智能赋能的广播电视安全播出综合管理系统主要由中央控制系统、智能监测系统、调度管理系统、传感器系统、5G 网络等子系统组成，通过对各个子系统的集成，保障系统整体功能的实现。

(一)中央控制系统设计

中央控制系统是人工智能赋能的广播电视安全播出系统的核心部件，人工智能模块也嵌入在中央控制系统中，在具体设计中，需要应用数字通讯协议、深度学习、情景感知、逻辑推理等技术，便于对节目播放过程中出现的各种复杂问题进行快速分析。中央控制系统在引入了智能通信协议的基础上，应用API 接口、广电数字通道进行数据接收，并设置了多层通信协议对各类数据进行验证和确认。第一，API 是具有较高开放性的应用程序编程接口，可以兼容多种操作指令和应用程序，可以与不同的数据库和通信网联通，执行多种编程任务与通信任务。中央控制系统的API 接口与智能监测系统、调度管理系统联通，一方面实现对各类监测数据的编译和分析，探察异常数据流；另一方面向调度控制系统发布程序指令，及时处理故障。第二，广电数字通道是广播电视节目的专用传输通道，与智能监测系统接入可以对节目播放过程中数据传输状态实时监测与记录，在出现异常数据传输流后可以快速发出预警，反馈给中央控制系统进行处理。

(二)调度管理系统设计

调度管理系统是人工智能赋能的广播电视安全播出综合管理系统的重要子系统，该系统在设计过程中需要应用智能监测技术完成对各类资源的调度，对节目播出计划的控制。为了使该系统功能有效实现，调度管理系统需要与中央控制系统对接，应用数字网络通信协议与中央控制系统实现数据共享，在程序控制上需要与中央控制系统的API 接口对接，便于对中央控制系统发出的各项操作指令精准识别，快速执行。在系统搭建过程中还要注重对数据来源信息渠道进行拓展，除了要与广电数字通道联通外，还要与省、市、县各级融媒体平台进行对接，能对省、市、县各级融媒体平台广播电视节目的播出信息进行汇总和管理，监测节目播出流程，综合管理节目播出业务，实现资源的统一调度，保障节目的顺利播放。

(三)智能监测系统设计

智能监测系统主要对广播电视节目安全信息、系统运行状态信息、广播音频信息、电视信号、视频内容和各项播出资源的实时状态信息进行采集、记录，形成系统日志和节目播放监测记录报告向中央控制系统反馈。首先，智能监测系统要具备异常数据流监测和预警功能，与传感器系统紧密关联，通过数字通讯端口，对传感器系统捕捉的异常转播信号和数据流进行监测，能在第一时间形成预警信息快速传输给中央控制系统。为了保障数据信息的稳定传输，可以采用RFID、NFC、CDMA/TDMA 等数字通信协议进行数据传输，使中央控制系统的数据接收与传输得到保障。其次，智能系统在监测到异常数据流和转播信号时要对数据流的变化状态和转播信号变化情况进行记录，通过监测数据流的变化状态和信号变化幅度确定预警对象，并分析导致数据流异常和信号转播异常的原因，将分析结果同步传输到中央控制系统，由中央控制系统进一步分析和预测。最后，智能监测系统可以基于B/S 架构实现具体的功能，应用高并发流查询播放技术对广播电视信号进行采集与分布式存储，并借助巡检通道电视图像静止检测技术对采集与存储的广播电视信号进行通道传输检测，保障广播电视信号的无损传输和高转播。

(四)传感器系统设计

传感器系统是人工智能赋能的广播电视安全播出综合管理系统的“感知器官”，可以借助分布在各播放平台和融媒体中心的智能传感器，对广播电视播出系统运行状态和数字信号传播情况进行监测，能在转播过程中实现对音频信息、视频信息和文本信息的记录。本研究设计的传感器系统具有两种识别功能。一是针对广播信号进行监测和记录，主要识别数字广播信号中的音频信息。二是针对广播电视信号进行监测和记录，主要识别数字电视信号中的视频信息，而文本信息属于视频信息的一部分，可以被数字电视信号传感器捕捉和记录。在系统应用过程中，传感器系统与智能监测系统连接在一起，可以看作是智能监测系统的功能延伸，借助各类数字信号传感器、图像传感器、音频传感器实现对广播电视播出的全流程记录，给智能监测系统提供持续不断的监测数据。

(五)智能显示系统设计

智能显示系统主要满足技术人员系统维护、故障排除和播出单位的节目管理需求，借助智能显示终端，技术人员可以通过显示图谱观测到系统的运行状态，可以清晰地看到广播电视播放过程中可能发生故障的节点，也能及时收到预警信息，快速确定发生故障的地方，能使广播电视播出清晰地显现出来。首先，智能显示系统需要与中央控制系统、调度管理系统对接，要并联到局域网，要对中央控制系统发出的指令情况和调度管理系统的业务管理情况也能清晰呈现出来，便于技术人员对各项指令、预警信息、资源信息查询和调用。其次，智能显示系统要获得国家广电总局专门颁发的端口协议，获得入网许可，能与省网、国网和公用网络联通，赋予技术人员专业的系统操作权限，并进行操作权限划分，设置为高级权限、普通用户权限，融媒体中心和播出单位可以赋予普通用户权限，技术人员可以获得高级权限，以便实现系统的运维管理。同时，智能显示系统还要与5G 网络系统连接，使各类数据可以借助5G 网络快速传输，提高系统的反应效率。

五、系统应用情况

为了验证人工智能赋能广播电视安全播出综合管理系统的性能和可靠性，选择了地方融媒体中心推出的生活访谈节目进行验证，由专业的技术验证人员负责对系统功能和运行情况进行评估。实验过程中，系统的运行状态信息和节目播出信息可以借助智能显示系统快速精准反映出来，人为对广播电视信号增加了干扰，主要是通过放置信号干扰器对系统传输信号进行高频干扰，导致系统的信号传输时断时续，而智能监测系统快速捕捉了异常信号，并汇总分析结果，判断是信号源受到干扰导致节目无法正常播出，向中央控制系统发出了预警，中央控制系统经过计算发出启用备用网络的操作指令，由调度管理系统执行，启用备用的光纤网络进行信号传输，由光纤网络传播广播电视信号，信号能够安全传输，保障节目正常播出，而这个“传感器感知—智能监测系统分析—中央控制系统决策”的过程仅用时1.3 秒，具有极高的反应效率，可以从根本上保障广播电视节目安全稳定播出。

六、结语

在人工智能技术快速发展的背景下，本研究融入人工智能设计的广播电视安全播出综合管理系统具有极大的优势，不仅可以对广播电视节目播出情况快速识别监测，而且还能对节目信号传输过程中故障问题快速判断，经过实验验证具有极高的反应效率，能够智能监测、自主决策，快速解决广播电视节目播放过程中出现的各种突发问题，具有广阔的应用前景，适用于各地融媒体中心，能保证广播电视信号的安全稳定传输。