新闻演播室监控系统及功能增补

胡瑞林新闻演播室监控系统实现了对演播室系统的设备和信号监测，为演播室运行状态监测预警、故障排查、相关设备的远程管理，提供可视化、智能化的监测手段，为全台综合监控系统（URM ）、新闻生产流程，提供基础数据。

本文对央视新闻演播室监控系统的功能及实现设计方案、系统结构等进行了介绍。

SNMP 协议 企业服务总线（ESB ） A V KPI 广电总局62号令 LVS 中央电视台新闻演播室监控系统，是央视新址电视工艺框架设计中规划的项目。

此前的新闻演播室，尚不具备监控系统。

本系统历经项目规划，需求论证，可行性分析，相关测试验证和系统开发，系统部署调试，已正式运行多年。

随着新闻演播室系统的运行及新闻生产业务需求的增加，本监控系统又进行了相应功能的增补。

新闻演播室监控系统，应用在央视新址新闻演播室，测和管理。

系统采取结构简化，产品化的研发方针，做到可部署、可复制、可扩展。

本监控系统，通过央视新址的企业服务总线（ESB ），与全台综合监控系统（URM ）、新闻业务管理系统、总控系统、播出系统，以及全台节目生产管理系统等，进行数据交换，获取和提供相关信息。

1. 基本功能新闻演播室监控系统基本功能如图1，具有对演播室AV 设备运行状态的监测、信号状态监测、在播信号路由获取和监看、设备资产管理等功能。

本系统采用图形化展示方式，为演播室运行状态监测预警、故障排查、相关设备的远程管理，提供可视化、智能化的监测手段。

本系统通过数据交换，将演播室运行状态发布给全台综合监控系统（URM ），为技术系统全局监测、宏观决策提供依据；本系统通过数据交换，发布演播室中正在播出的完整准确的信号路由信息，为新闻业务生产流程的最后节点——新闻节目的播后自动编目归档等应用，提供基础数据。

2. 部署应用环境央视新址新闻演播室，具备新闻直播、突发事件及特别节目报道的直播功能。

位于央视新址C 区新闻域的16个新闻演播室，除5个独立演播室，另11个地域上相邻的相关演播室按集群设置为5个群演播室，便于节目协同互动、资源共享和集中管控。

新闻演播室监控系统，按独立演播室及群演播室，部署配置10套监控子系统，实现信号及演播室A/V 设备的集中监测。

监测，不控制，常态时URM 轮询本系统所提供的状态内容，演播室异常时本监控系统主动向URM 上报异常状态，URM 利用本监控系统提供的设备、信号的播出状态，得到一个全台新闻演播室的宏观展示。

二 调研与功能实现1. 前期调研系统基本功能，包括设备和信号的监测，在研发阶段，尚没有A V KPI 选取的行业规范或者行业监测惯例可供参考，业界各厂家产品都是以各自AV 主应用功能为主，对于监控应用需求的适配反应不一。

URM 项目规划提供了AV 设备的KPI 集，该KPI 集对AV 设备基本属性（生产厂商、设备型号、设备编码等）、硬件单元基本特征（运行状态、通讯状态等）、各类视音频信号的输入信号的信号指标（如HD-SDI 反射损耗、传输损耗）和信号事件（如SDI 失锁、亮度色度CRC 等），输出信号指标（如信号幅度、信号格式等），以及处理设备（如各类板卡、矩阵、切换台）的信号事件、设备事件等，进行定义，在该AV-KPI 中还对监测级别、监测方式、报告方式等加以描述。

2. 设备监测（1）设备检测项目本系统的AV 设备监测项，如系列号Serial Number 、生产厂商manufacturer 、设备型号model number 、设备编码equipment ID 、固件基本信息、固件版本时间信息，以及运行状态、通讯状态，端口类型与数量等，是以URM 提供的AV-KPI 集为基础，兼顾新闻演播室运行实际需求，以及当时的行业技术状况，经过调研分析，对演播室系统普遍使用的三个品牌的加嵌器、求的支持情况、设备状态差异、种类等基础资料。

演播室系统中，切换台、矩阵、周边板卡机箱等通道的核心设备，都具有冗余电源。

这些设备运行时，由于电源模块本身故障或供电回路故障，造成设备的冗余电源缺失，设备本身是具有报警提示信息的，但对于矩阵、周边机箱等通道设备上的警示提示，容易被忽略，这将直接威胁到演播室的安全运行。

本监控系统，对于接入系统的具备冗余电源的设备，当出现上述电源故障造成仅有部分电源维持工作时，能够提供及时有效的报警；对于风扇故障、通用机箱中板卡异常失联或缺失硬件等设备事件，系统也能够提供报警，并对URM 发布。

（2）设备检测时间和方法新闻演播室一般是24小时不停机，本监控系统对AV 设备施行24小时监测。

对于具有监控功能且支持SNMP 协议的设备，直接纳入本监控系统，对于具有监控功能但使用私有协议的设备，如某些品牌的切换台、画面分割器，配置代理服务，将其监控信息转换成SNMP 协议，接入本系统。

3.信号监测新闻演播室系统的AV 信号监测，如图2。

相对于硬件设备的监测，存在着信号监测项和监测点选取、监测工具和方法选择，以及监测窗口（播出时段信号有效期）确定等问题。

）信号监测项目、取样节点和监测方法本监控系统的信号监测，采取对于外来信号和PGM信号进行重点监测，内部信号监测从简的策略，如表1，包括主备播出信号（主备PGM），内部源信号，如摄像机、视频服务器信号、在线包装信号，以及外来信号。

本系统还具有对基准/同步信号的监测功能。

信号的监测项目，根据实际前期调研比对测试结果，演播室安全播出应用需求，以URM的AV-KPI为基础并进行适当调整。

视音频系统中，在每个信号节点设备上，如解嵌器、视分、加嵌器、切换台、矩阵，以及监看环节的画面分割器，对于信号有无、信号锁定状态行场相位等，都具有一定的监测功能。

经对具体设备的调研和实际测试，信号格式、信号的校验信息，以及视频静帧、黑场、嵌入音频等实际应用中常见的异常事件，节点设备没有完备的监测功能，且与AV-KPI提出的测试项目具有较大差距。

为此本系统在项目研发阶段，订制开发了高标清信号质量检测卡XIO-9050HSM，该信号检测板卡通过了国家广电总局广播电视规划院功能检测。

使用XIO-9050HSM弥补了对信号监测时关键有些指标的监测盲点。

当参与信号监测的设备，发现信号异常事件时，会将监测信息以Trap方式实时上报到监控服务器。

对于系统各节点信号的监测，可以采用全功能的示波码之类的随机信号事件，这种监测方法存在着不足，本系统没有采用。

在信号链路中，存在着同一信号可能有不同设备参与监测，本系统采用多数表决判断的原则，监测的警告阈值和异常持续时间告警，进行统一设定。

（2）基准信号监测基准/同步信号的监测，如图3。

新闻演播室的同步系统，采用台从锁相方式工作，演播室的同步机，以外锁相工作模式，被主控送来的基准信号（B.B）锁相。

现在的同步机，具有一定的同步输出保持功能，如Stay Genlock或惯性同步功能（FLYWHEEL），当同步机选取同步输出保持功能，工作在同步锁相状态时，即使外部基准信号意外中断，仍然能够在一定时间内保持相对稳定的同步信号输出，其输出的基准信号不发生相位抖动或跳变，但是在本系统项目研发测试时，发现同步机在上述外基准中断时，本机输出的基准信号的相位，存在一定的漂移。

这种漂移与保持稳定时间的关系，产品资料没有明示。

这种漂移将导致本演播室系统与全台系统的相位存在漂移，对于演播室插播外来信号时会产生失锁隐患，同时对于演播室之外的后级链路（系统）也将造成信号失锁的隐患。

当外来基准信号恢复时，不同品牌的同步机回锁方式存在着差异，有的品牌同步机可以缓慢回锁，这对于系统运行没有影响；有的品牌同步机一旦回锁，其输出的同步信号相位会产生瞬间跳变，致使演播室系统AV信号发生失锁现象，这是播出所不允许的。

央视新址新闻演播室，采用的是外基准回锁其输出相位会跳变的设备，如果遇到外基准丢失后再恢复，需要本演播室同步机回锁的情况，就要择机手动完成，避开播出窗口。

由于同步系统存在上述情况，本监控系统将基准信号纳入监测项。

演播室的外基准信号，是主控系统通过主备两个不同的路由输送到演播室的，正常运行时，主、备外基准信号（B.B）及本演播室的同步系统的同步信号（B.B），它们三者之间的相位差是相对固定的。

监测主备外基准信号以及与本地基准信号的相位差，如果传送到演播室内的主备基准信号的相位差发生变化，或信号异常或中断，本监控系统将发出报警信息；当本地的主同步机工作异常造成锁相失常时，三者之间相位差也发生变化，同样也会产生报警信息。

（3）信号监测窗口演播室系统在非直播期间，播出端会存在大量的彩条、静帧、黑场等信号，所以本系统的对信号监测，是在节目直播期间进行的。

每个新闻演播室的直播时间，是由各新闻频道节目部门预约的。

新闻节目有固定的播出时间，此外还存在大量的播出时间临时调整变更。

对于预约和变更，节目部门通过新闻业务管理流程发出申请，由频道播出系统形成最终的播出执行单。

本监控系统，通过ESB 随时获取每个演播室的播出执行单，形成播出PGM 的监测时间段。

每个新闻演播室，从主控接收8路新闻区域的公共信号和4路演播室自用信号，外来信号的监测，是在信号有效期实施的。

当节目部门将需要的外来信号数量和时间，通过新闻业务管理流程提交申请，由主控系统生成信号调度单，本监控系统，通过ESB 随时获取对应演播室的信号调度单，根据信号调度单及播出执行单，确定监测外来信号的具体物理路由和时间。

信号监测期间，对于非正常的信号事件，本系统产生报警，并对URM 发布。

录，也可以为设备报警日志增加故障处理办法；对可控设备的参数进行控制。

本监控系统的信号路由的动态展示，其核心技术是播出信号路由数据的获取（参见《现代电视技术》2016第五期《演播室视频系统中播出信号路由数据获取原理及应用》）。

使用此功能，在演播室系统内部，能够将正在播出信号的路由，在演播室监控系统的终端上实现图形化展示，可以使演播室TALLY 灯实现完整的播出提示；使用此功能获取的数据，向演播室系统外部应用发布，为央视新址的全台监控系统（URM ）提供基础数据，实现URM 终端上图形化展示各个新闻演播室在播信号的动态路由；使用这个数据，为央视新址新闻节目生产流程中播后串联单自动生成、媒资自动归档整理及统计分析，提供了基础数据。

三 系统设计方案1. SNMP 协议本监控系统采用SNMP 协议与设备进行通信，对于不支持SNMP 协议的设备提供SNMP 网关服务，由于很多设备厂商都具备SNMP 协议，这样演播室系统中大部分设备能简单接入本系统，而且由于SNMP 协议具有通用、简单，占用网络资源少的特点，可以保证对系统的正常工作不会造成影响。

2. C/S 结构采用C/S 结构，服务端提供SNMP 服务，负责与底层被监测设备的交互。

客户端提供用户操作的接口，这样可以制作具有不同界面，提供不同功能的客户端，并且多个客户端可以同时运行不会影响设备的正常工作。