廣播電臺全域多維智能監控系統設計及應用分析

◎張 穎

(中央廣播電視總臺，北京 100038)

目前，隨著人們物質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，在現實生活中的應用范圍逐漸擴大，業務形態不斷創新。如何保證節目播出質量，減少節目的停播、劣播，已成為廣播電臺重要的工作內容。為了提升廣播電臺的市場競爭力，電臺內部技術系統規模和建設規模不斷擴大，數字化、網絡化和智能化技術的發展迅速，新技術的不斷涌現，使得各項參數得到有效調節，從而取得最佳的播出效果，并確保廣播電臺數據信息的安全可靠。

一、智能監控系統的分析與應用

這款新型的播控系統旨在實現數字化、網絡化、自動化、智能化，它包括節目調度、節目控制、節目上載、節目基帶傳輸等硬件設施與軟件，并且具有完善的音頻取點監測功能，可以實現對所有機房的音頻信號的實時監聽、實時觀察，從而實現對整條電視播放線路的質量檢查，并且實現了從不同角度、從不同層次的智能化監控。通過開發基于RS232、SNMP、GPIO 等監控協議的控制模塊，可以有效地檢測到AES 信號狀態、協議、信號靜音、反相、噪音等異常情況，并且可以實現對故障信號進行即時切換，比如，聲光報警、切換應急信號等，從而實現實時的智能控制，更好地保護用戶的安全。子功能系統如下。

(一)總控智能監控系統

總控智能監控系統是一個全域多維的智能化系統，主要用于處理廣播電臺播出流程中的各個技術關鍵點的監測和控制。該系統主要以音頻數據為主、視頻數據為輔，通過在播出鏈路中設置監測點，采集監測信號，并利用計算機進行數字信號轉換和處理。

在總控智能監控系統中，通過采集電平、相位等信息，系統能夠準確判斷信號的異常原因和故障點。通過智能化的分析與評估，系統可以根據矩陣系統的應急預案采取有效的措施，以實現最佳的效果。通過這種方式，我們可以實時監控并發出警報，以確保節目信號的安全傳輸。

總控智能監控系統具有多項功能。包括聲音檢測、數據收集、分析以及報警提醒，可以實時監控并評估播放信號的質量和穩定性。其次，系統能夠自動判斷信號的異常情況，如電平過低、失真等，并及時發出報警通知，以便及時采取措施修復故障。此外，系統還能夠記錄和存儲播出信號的監測數據，以供后續分析和調試使用。

總控智能監控系統的應用具有重要意義。首先，能夠提高廣播電臺的播出質量和可靠性，確保節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督和干預的負擔，從而有效地防止出現任何形式的人為失誤。此外，系統還能夠提供實時監測和報警功能，及時發現和解除播出故障，保障廣播電臺的正常運行。

(二)大屏顯示系統

大屏顯示系統是一種集信息處理、顯示和調度于一體的高級平臺。利用計算機技術，該系統可以將多種信號數據，如音頻信息、直播間攝像頭和報警信息等，進行統一匯總、整合和分析，從而實現節目運行狀態、流程圖、在線狀態、節目質量和直播間延時器等多項功能的開發和設置。該系統為多元化、多功能的大屏幕監控顯示提供了集中處理的能力。

該大屏顯示系統的核心目的是實時展現直播室的圖像，并可檢測到不同的頻率和信號，還可以實時監控系統的運動情況、檢測室內的溫濕度。通過大屏幕顯示，用戶可以對當前直播室的情況一目了然，并實時監測各種信號和設備的工作狀態。這種系統的集中處理功能使得用戶能夠高效地管理和控制多個直播室的運營。此外，該系統還可以提供詳細的報告和統計數據，以便用戶進行業務分析和決策。

(三)開路信號監測系統

開路信號監測系統是一種通過開路信號監測模塊來實現人工和智能化監測與控制的系統。這個系統能夠滿足在節目播放、信號分配和信息傳輸過程中的監控需求。這個系統可以實時監測AM、FM、衛星等多種信號，并且可以根據環境條件、視頻記錄、節目數據庫、工作計劃以及日常管理規范等多種因素，對這些信息進行綜合分析，以提供準確的服務。監測數據和信號數據會通過網絡傳送回總控中心。

開路信號監測系統以計算機網絡為操作平臺，融合了云計算、大數據分析和人工智能等先進技術。這個系統可以監控節目，處理緊急情況，進行故障診斷和分析，并發出警告。通過在綜合大屏監看平臺上進行綜合監看，可以實現數據建模和可視化分析，從而更好地收集信息、記錄人員操作、統計技術數據等，并且可以根據模型自動生成事故報告、工作報表和遠程監測等，還可以支持報表導出。

(四)慢錄系統

慢錄系統是一種基于網絡化和數據庫設計的系統，用于長時間錄音和停播報警。傳統的模擬慢錄設備存在一些問題，如音頻資料不易保存、錄音質量低、操作繁雜等。慢錄系統采用了NAS 存儲陣列，可以支持更多路的音頻錄制，并且能夠對音頻進行長時間的錄音和停播報警。

慢錄系統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，包括實現24 小時不間斷的高質量錄音、音頻文件編輯、停播報警等多種功能。這款軟件可以將多種實時的圖像、聲音、光線以及其他相關參數轉換成可執行的文檔，并且可以將監控系統的聲音和畫面以及攝像機的畫面都存儲在本地文檔中。同時，慢錄系統還支持記錄查詢和打印，并具備網絡化的非線性查詢錄音功能。

(五)BS 綜合報警查詢系統

BS 綜合報警查詢系統旨在為廣播電臺提供全面的音頻信號檢測功能，它通過服務器端與客戶端相結合，實現對音頻信號的實時監控。這個系統是基于Linux 平臺的Java2EE 架構開發的，它具有出色的穩定性和可擴展性。

通過BS 綜合報警查詢系統，可以實時監控直播間和導播間的電源狀態，包括主備電源切換、總控設備機柜、配電柜以及設備機柜電源控制等，以確保系統的安全運行。通過大數據分析，系統能夠準確判斷信號異常的原因和故障點。此外，該系統還支持對服務器端的訪問，能夠實現事故場景的重現，讓用戶更加清晰地了解事件的經過及其原因。

BS 綜合報警查詢系統還具備自動生成系統記錄、操作日志、報警信息等功能。這些記錄和信息可以為用戶有效地控制事故的發生，保障安全播出。通過系統記錄和操作日志，用戶可以了解系統運行情況和操作情況，從而及時發現問題并采取相應的措施。

圖1 智能告警系統架構示意圖

(六)環境監測系統

這種環境監測系統旨在為頻道設備機房提供全面的溫濕度檢測，它包括一套完整的數字溫濕度傳感器、IPC 工控機、高級的數據處理軟件、高效的協議轉換模塊、高性能的485HUB 服務器、可靠的操作臺、先進的電器控制柜、高性能的音箱、高質量的聲卡以及完善的屏蔽線。通過對機房環境的全面監測，該系統可以實時監測溫度、濕度、漏水報警、電源故障或停電等多種參數，從而有效地保障機房的安全運行。

在環境監測系統中，數字溫濕度傳感器起到了收集溫度和濕度數據的作用，將這些數據通過特定的網絡協議發送到主監控室的工控機上。IPC 工控機配備了先進的數據監測系統，可以實時接收、分析、呈現各種傳感器發出的信息。通過協議轉換模塊和485HUB 服務器，傳感器和工控機可以實現高效的數據傳輸和高可靠性的通信。

使用環境監控系統，用戶可以實時了解機房的溫度和濕度狀況。如果環境溫度或濕度超出了預定的標準，系統將自動啟動報警功能，并發出警報以提醒現場管理人員采取必要措施。此外，環境監測系統還可以監測漏水情況以及電源故障或停電等異常情況，并及時報警。這些報警信息可以及時提醒管理人員采取相應的措施，避免可能出現的設備損害或安全隱患。

二、廣播電臺安全播出智能監控系統分析

廣播電臺安全播出智能監控系統主要分為直播室監控系統、總控監控系統和分控監控系統三個部分。其中，直播室監控系統主要是通過直播室內部音頻信號檢測模塊和視頻信號監測模塊，實現整個廣播電臺安全播出智能監控系統音頻數據、視頻數據等的把控。通過強化對數據輸出信號和調音輸出信號等的實時監管，實時對數據機房的運行狀態進行監管。總控監控系統是直接從音頻數據播出系統中檢測信號，借助網絡化的數據中心，將音頻信號模塊轉化為主矩陣、備矩陣和跨矩陣信號，實現數據信號之間的自動切換，進而達到直接將網絡信息系統中與音頻數據傳輸系統中的參數信息匹配輸出的目的，保證廣播電臺數據信號的安全準時播出。分控監控系統借助分控室部署途徑，在線監測工作站和直播間的視頻參數設備、音頻信號等數據，并進一步對多種數據信息來源進行整合，最終實現多個頻道數據信號的傳遞、實時監管和直播室狀態、溫度濕度條件等的全天候觀測，根據實際需要查找得到詳細的通道數據信號，為后續廣播電臺工作的順利推進打下堅實的基礎。在此過程中，上述三個子系統模塊將各自的數據信息連接成一個相輔相成的整體，不僅有助于數據的互聯互通，而且能夠確保音頻和視頻等信息參數在較短的通道時間內得到相互間的交換，最終共同保證廣播電臺數據信號的安全傳輸，圖2 即為廣播電臺安全播出智能監控系統架構示意圖。

圖2 廣播電臺安全播出智能監控系統架構示意圖

三、安全播出技術要點

(一)智能切換

安全播出技術的關鍵是實時監測和及時切換播出信號。為了實現這一目標，可以采用MPEG4/H.264 編碼格式，并開發一個多頻道信號自動監控切換功能系統。該系統能夠支持自動切換備份信號、實時語音報警和報警記錄查詢等功能。

廣播電臺安全播出智能監控系統的智能切換過程中，可以對多個頻道播出信號的視、音頻進行監測。這些監測內容包括靜幀、黑場、彩條和靜音等情況。采用先進的技術，智能監控系統可以實時收集、分析和處理多路外部信號，從而有效地檢測并及時處理各種故障，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控系統的智能配電過程中，確保電源的可靠性和穩定性是至關重要的。電源是整個廣播電臺安全播出的關鍵，因此保證電源的可靠性和穩定性是確保廣播電臺安全播出的核心內容。

為了確保廣播電臺的安全，我們采用了兩個獨立的低壓回路，它們由采用特殊技術的專用變壓器構成。這兩個獨立低壓回路采用專線結構模式，并設置了冗余設置，以應對故障。在兩路外電的大樓配電間，還設置了專門的專用變壓器隔離開關，以確保進入廣播電臺安全播出智能監控系統的電源一致，并確保相互匹配。

通過這樣的智能配電系統，廣播電臺安全播出智能監控系統能夠保證電源的可靠性和穩定性。這樣可以確保廣播電臺安全播出系統的正常運行，并防止因電源故障而導致的播出中斷或其他安全問題的發生。

總之，智能配電是廣播電臺安全播出智能監控系統的重要部分。通過使用不同工藝的專用變壓器的獨立低壓回路，并采用專線結構模式和冗余設置，以及設置專用變壓器隔離開關，可以確保電源的可靠性和穩定性，保證廣播電臺安全播出系統的正常運行，并防止播出中斷或其他安全問題的發生。

(三)播出信號多路由傳輸

在廣播電臺安全播出智能監控系統播出信號多路由傳輸過程中，數據信號主要借助主用路由光纖鏈路、備用路由光纖鏈路和數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控系統信號傳輸過程中的冗余設置，使最終的參數信號能夠得到快速轉換，且相互之間不被干擾。在廣播電臺安全播出智能監控系統數據信號傳輸過程中，信號從公有云和私有云兩個媒介傳遞均可被接收，其架構示意圖如圖3 所示，公有云部分重點傳輸節目網絡發布信息、節目素材公共提取和使用傳輸信息、臺外電視節目制作信息和網絡廣播、點播數據信息等諸多內容，私有云系統之間則更多地應用在臺內節目制作、媒介資源管理、業務操作管理、安全監督控制和節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置模式，實現數據信息的傳遞。同時，還能夠實現不同參數信號均可接入ASI 自動倒換設備的功能，確保廣播電視數據傳輸信號檢測的高效和傳輸安全。

圖3 公有云、私有云連接架構示意圖

四、結語

隨著全媒體時代的到來，廣播技術的發展變得越來越多元化化。本文主要關注的是如何通過多種技術來實現廣播電臺的智能監控。深入探索如何實現智能切換、監測、配電、多路由傳輸等功能，并著重分析這些技術在廣播電臺中的實際應用。此外，還探討了這些技術如何幫助廣播電臺實現安全播出、智能管理和運維保障。

通過使用智能監視系統應用程序，可以更好地保障廣播和電視節目的安全播出。智能切換技術可以實現播出信號的快速切換，確保節目的連續播出。智能監測技術可以實時監測設備狀態、信號質量等，及時發現問題并采取相應的措施。智能配電系統能夠確保電源的可靠性和穩定性，保證整個廣播電臺的正常運行。而播出信號的多路由傳輸則可以增強信號的穩定性和可靠性，提供更好的用戶體驗。

綜上所述，通過廣播電臺全域多維智能監控系統的應用，可以有效提升廣播電臺的安全播出水平，提高節目的質量和用戶體驗。這些智能化監控技術和系統的應用將為廣播電臺的運營管理及維護保障提供更多的便利和可靠性。隨著技術的不斷更新和演進，廣播電臺智能監控系統將繼續發展，為廣播行業的發展和進步作出更大的貢獻。