发射台播出流程监测系统设计

　　【摘要】本文描述了目前发射台监测系统面临的几个问题。第一监测系统功能全面但相互独立，尤其是发射节目数量较多的大型发射台站，缺乏全局监测。第二系统不能满足值机人员工作的重心，不能直观对发射台各套节目播出流程进行全局监测。第三出现故障时不能一目了然的迅速准确定位故障点，为排除故障节省时间。因此依据发射台对于播出环节的实际监测需要，通过对已有视音频监测系统、发射机自动化系统、信源智能切换系统进行统一化兼容性设计，将三个系统进行创新集成而形成发射台播出流程监测系统，通过该系统可以将各套节目各个播出环节进行实时动态监测，实现了故障定位迅速准确的目标，减少了故障处理速度，降低了停播时间，提高了播出效率。

　　【关键词】MP3 H.264 BS架构 TCP IP通讯 组播 发射机 自动化 多socket连接 视音频编码

　　引言

　　近年来随着广播电视事业的发展发射台监测系统得到了普及。目前的发射台监测系统基本涵盖了视音频监测系统、发射机自动化、信源智能切换系统，这些系统达到了台站对于监测的功能性需要。从发射台管理和值机人员的角度出发，仅仅达到监测故障及时报警的功能远远不够，而是要实现故障及时报警、准确定位、迅速处理的目标，其中迅速处理故障的前提准确定位故障。因此设计一个涵盖视音频监测系统、发射机自动化、信源智能切换系统的播出流程监测系统就显得迫在眉睫，系统通过上述三个系统进行兼容性设计，再进行统一的集成从而形成发射台播出流程监测系统。通过该系统设计将实现播出流程实时动态监测，达到故障迅速定位和迅速处理目标，减少维护时间。

　　一．播出流程监测系统设计

　　1.系统整体设计

　　播出流程包含从节目信源开始到信源智能切换、入发射机信号、发射机状态、天馈状态、播出场强、开路接收等环节。系统需要对视音频监测系统、信源智能切换系统、发射机自动化进行统一兼容。系统涵盖电视播出流程和广播播出流程。在图1中视音频监测系统采用组播方式将视音频流直接送入台内局域网，信源智能切换系统以TCP通讯方式将状态和视音频IP流接入台内局域网，发射机自动化系统将发射环节参数通过TCP通讯方式接入局域网，播出流程监测系统在局域网中获得以上三个系统的数据。通过三个系统的再集成实现了播出流程监测系统。

　　发射台的播出节目通常情况下为广播节目和电视节目，其中广播节目又分为短波、调频和中波。在播出流程监测系统功能设计中，将调频和中波统称为广播节目。广播节目与电视节目不同的是电视节目是实时视频+伴音动态显示而广播节目仅仅是音频彩条显示。系统功能示意图如图2所示，在图2中所有的视音频显示系统数据由视音频监测系统提供，通过点击相应的图像或音频动态显示就可以监视监听某个环节的信号好坏。当前使用的信源状态由信源智能切换系统提供，切换后入机信号的在用状态、发射机参数、天馈状态、场强显示等由发射机自动化系统提供数据。从图2的设计可以看出该系统涵盖了发射环节各个节点的信号监测，监测内容不但包含了目前在用信号而且对备用信号也进行了监测，避免了由于备用信号不正常导致主路信号丢失时的停播现象，达到播出流程监测无盲区的要求。在图中当前在用信号采用动态箭头显示，当前未使用信号采用静态箭头显示，通过该系统最大的方便就是迅速准确的定位故障环节，为故障迅速处理争取时间。

　　2.视音频监测系统兼容性设计

　　视音频监测系统采用板卡式设计，监测内容包含各路信源、入发射机信源、电视/广播解调器空收的开路接收信号监测。其结构图如图3所示，视音频监测采用视音频编码刀片，视音频信号通过编码后以组播IP流（H.264格式）接入局域网中，音频监测采用音频编码刀片，音频信号通过编码后以UDP广播（MP3格式）接入局域网中。

　　3.信源智能切换系统兼容性设计

　　信源切换器不但要提供各个环节输入输出信号的监测还需要向播出流程监测系统提供当前在用信号的状态，因此在系统的兼容性设计上主要采用多socket连接，在信源切换器TCP/IP通讯时建立socket过程中一个端口允许多个Client与其相连接并传输数据，从而达到数据分发的目的。此时如图4所示，在不增加硬件成本的情况下完成信源智能切换系统Client（1），播出流程监测系统Client（2）。播出流程软件中直接用Client与信源智能切换器建立连接就可以将其数据进行采集。

　　4.发射机自动化兼容性设计

　　发射机自动化兼容性设计主要有两个方面：信号采集设备兼容性设计和自动化系统兼容性设计。信号采集设备由于采用了TCP/IP协议因此在数据传输部分也采用多socket连接进行数据分发，实现发射机自动化和播出流程监测数据共享。通过数据共享可以得到发射机是否在主备发射机工作状态、发射机各种参数、天线状态、开路场强数据。自动化系统兼容性设计主要是对发射机B/S（Browser/Server即浏览器/服务器）软件中的发射机工况图及其中的参数进行显示，因此需要在B/S软件中加入工况图请求命令网页，在同一个局域网内播出流程监测软件中对发射机进行点击后直接打开相应请求的网页链接即可，通过此方法可以简单的获取发射机工况图中发射机的状态和发射机参数，一旦发射机出现故障也可辅助实现快速定位故障点的作用。其结构如图5所示，播出流程监测系统又是浏览器又是客户端，对于发射机自动化系统它是浏览器，对发射机采集设备它又是客户端。

　　二.系统整体集成设计

　　系统整体集成设计采用V C++开发，主要用到的技术为TCP/IP通讯技术、视音频IP流解码技术和网页链接技术。在开发过程中对视音频码流的解码采用像素输出法，通过坐标定位视音频显示的位置和大小，从而方便根据播出流程的结构图进行调整。各路视音频信号进行报警门限设定，视频报警分为静帧、黑场、视频丢失，音频报警分音频丢失系统。分级别的设定报警类型，在播出过程中在用信号动态显示故障时为一级报警级别（造成停播），主路播出流程故障已倒入备路播出流程为二级报警（未造成停播），未用信号报警时为三级报警，依据不同的报警级别进行相应的处理流程。

　　通过对不同监测系统的兼容性设计，将视音频监测系统、发射机自动化系统、信源智能切换系统进行统一集成从而形成一个更加全面的发射台播出流程监测系统。利用该系统值班员可以清晰的观察各套节目播出环节中出现的问题，一旦出现问题能够利用该系统迅速而准确的判断故障点，为快速处理故障奠定了良好的基础，通过该系统的使用有效的减少了台内停播时间，提高了发射台的播出效率。

　　参考文献：

　　[1]发射台自动化综合监控系统设计及应用——王伟 庄严.《广播与电视技术》. 2012年 第5期： 134页.

　　[2]基于以太网技术的音视频信号切换器的设计——黄斌全 聂雄.《电视技术》.2012年 第11期

　　[3]socket网络编程嵌入式TCP／IP协议栈的研究与开发——李明康静秋.《计算机工程与应用》.2002年 第16期

　　[4]基于I P组播的分布式数字音视频监控系统的设计和实现——周承芳 汪志兵 等 .《计算机系统应用》.2004年 第11期 48-51页

　　文/武惠宁 王军