電臺(tái)總控“專家?guī)焓健敝悄茴A(yù)警處理系統(tǒng)

張劍

湖南人民廣播電臺(tái) 湖南省 長(zhǎng)沙市 410000

電臺(tái)總控“專家?guī)焓健敝悄茴A(yù)警處理系統(tǒng)

張劍

湖南人民廣播電臺(tái) 湖南省 長(zhǎng)沙市 410000

本文介紹了湖南人民廣播電臺(tái)新大樓的智能總控系統(tǒng)，介紹了新總控系統(tǒng)的“專家?guī)焓健鳖A(yù)警處理方法及對(duì)未來(lái)電臺(tái)總控的發(fā)展方向做出了展望。

智能總控 預(yù)警處理 自動(dòng)切換 專家?guī)?/p>

前言

隨著廣播技術(shù)的日益發(fā)展，湖南人民廣播電臺(tái)播出控制中心引進(jìn)了一系列先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，總控技術(shù)骨干和智能總控軟件開發(fā)人員共同研發(fā)了一款輔助技術(shù)員處理緊急情況的“專家?guī)焓健钡闹悄茴A(yù)警處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)θ_(tái)的各個(gè)直播間設(shè)備及核心設(shè)備和音頻路由進(jìn)行全天候不間斷監(jiān)控和智能故障預(yù)警及反饋，真正做到了精準(zhǔn)預(yù)警和一鍵處理。

1 智能總控

智能總控采用的是聯(lián)匯科技播控系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)各個(gè)故障點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行判斷，并做出相應(yīng)的應(yīng)急措施判定，最后通過告示站和流程圖站進(jìn)行報(bào)警和應(yīng)急措施的提示和處理。

1.1 智能總控告示站

由于智能總控系統(tǒng)是一個(gè)集成度較高且監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較多的應(yīng)用體系，這里先介紹智能總控系統(tǒng)，以便能較好的理解本預(yù)警系統(tǒng)的主要原理。智能總控告示站界面，如圖1所示。

圖1 告示站告警界面

黑底部分是滾動(dòng)顯示區(qū)域，平時(shí)沒有預(yù)警出現(xiàn)時(shí)，滾動(dòng)顯示提醒、通知等日常信息。一旦有預(yù)警出現(xiàn)，故障信息會(huì)立即用紅色文字置頂顯示。因此，告示站主要用來(lái)直觀地顯示故障信息，關(guān)鍵時(shí)刻給予技術(shù)人員提示。

1.2 智能總控流程圖站

智能總控流程圖站主要顯示各個(gè)頻道及總控室的關(guān)鍵路由狀態(tài)，其界面如圖2所示。

圖2 流程圖指示播出信號(hào)問題節(jié)點(diǎn)示例

圖中顯示的是“備一頻道”的路由狀態(tài)，可見此時(shí)“備一頻道”不正常，延時(shí)器閃紅燈。流程圖站顯示的頻道狀態(tài)不是隨機(jī)的，而是根據(jù)故障預(yù)警聯(lián)動(dòng)的，此時(shí)顯示的是“備一頻道”各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)。

圖中顯示延時(shí)器閃紅，圖1中告示站將具體的預(yù)警原因進(jìn)行文字和語(yǔ)音提示。智能總控預(yù)警流程，如圖3所示。

圖3 智能總控預(yù)警流程控制

告示站紅色文字提示和語(yǔ)音預(yù)警→隨動(dòng)站立即放大顯示該播出機(jī)房?jī)?nèi)部情況→音視頻站相應(yīng)頻道紅色預(yù)警→流程圖站顯示告警設(shè)備→將告警和控制信息通過信息采集控制器ESM-888交換到總控相關(guān)子系統(tǒng)中去。通過流程控制將一個(gè)故障情況立體呈現(xiàn)并實(shí)時(shí)處理。

1.3 “專家?guī)臁钡木薮鬂撃?/p>

在智能總控系統(tǒng)中有一個(gè)名為“管理站”的軟件，其中有一個(gè)叫“專家?guī)臁钡墓δ苓x項(xiàng)，界面如圖4所示。

圖4 “專家?guī)臁避浖壿嬁刂谱酉到y(tǒng)設(shè)計(jì)界面

界面設(shè)計(jì)的是湖南人民廣播電臺(tái)新聞?lì)l道的邏輯判斷結(jié)構(gòu)，圖中每一行表示一種故障可能，每一列表示一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的狀態(tài)。紅色的框表示該點(diǎn)位監(jiān)測(cè)異常，綠色表示狀態(tài)正常，白色表示該點(diǎn)位狀態(tài)不進(jìn)行判斷（即正常/異常在此項(xiàng)告警中不重要）。

舉例說(shuō)明，可更加直觀的闡述這個(gè)邏輯系統(tǒng)的工作原理。如在某一個(gè)時(shí)刻新聞?lì)l道由于某種原因?qū)е抡{(diào)音臺(tái)的推子沒有推起，無(wú)播出信號(hào)，其余設(shè)備均正常。此時(shí)邏輯系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)判斷，逐步找到上圖中的狀態(tài)行進(jìn)行匹配，因圖中第二行狀態(tài)與故障原因表現(xiàn)一致，即推子未推（新聞fader 4異常）。由于沒有播出信號(hào)，因此，主矩新聞延前、主矩新聞數(shù)字和備矩新聞數(shù)字等都將會(huì)產(chǎn)生異常。

通過這個(gè)例子可以得出任何一個(gè)故障都可以通過這些故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)狀態(tài)信息的組合來(lái)描述的結(jié)論。類似數(shù)理邏輯里的卡諾圖，用諸如“1101”、“1001”等來(lái)代表一些特定狀態(tài)。可以把每個(gè)可能的故障情況羅列出來(lái)，拋棄重復(fù)邏輯，化繁為簡(jiǎn)，同時(shí)考慮系統(tǒng)狀況，即可建立一個(gè)完善的故障信息比對(duì)庫(kù)。

有了這個(gè)信息庫(kù)，智能總控系統(tǒng)就可以對(duì)號(hào)入座，快速的進(jìn)行匹配、告警提示和反饋控制。

“專家?guī)臁笔且粋€(gè)可能發(fā)生的故障狀態(tài)和對(duì)應(yīng)處理方案的集合，其中包含了各種故障發(fā)生的排列組合?！皩＜?guī)臁钡臎Q策需要技術(shù)人員事先根據(jù)故障的排列組合進(jìn)行設(shè)定，以此確定應(yīng)急處理方案。

1.4 信息終端

“專家?guī)臁敝饕揽啃畔⒉杉刂破鱁SM-888和MADI信號(hào)采集器采集故障點(diǎn)位信息，如圖5所示。

圖5 信息采集控制器ESM-888背板

網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控服務(wù)器ESM-888是一款對(duì)無(wú)人值守現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的配電裝置、動(dòng)力設(shè)備、環(huán)境狀況和消防安全等進(jìn)行信息采集、監(jiān)控管理的增強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它集中了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、內(nèi)置上下限設(shè)置、實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、邏輯控制和多點(diǎn)對(duì)應(yīng)多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)，同時(shí)內(nèi)嵌RS485/RS232串口數(shù)據(jù)服務(wù)器和WEB配置頁(yè)面等諸多功能。在該設(shè)備基礎(chǔ)上建立的統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)可較為方便的為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備管理和環(huán)境監(jiān)控提供一體化解決方案。

MADI信號(hào)采集器采用通用的PC機(jī)加入RME MADI光纖聲卡構(gòu)成，直接采集總控矩陣上的MADI音頻信號(hào)，抽取電平、相位和頻譜信息，最后統(tǒng)一匯入智能總控系統(tǒng)。

沒有采用變壓器或者電子平衡方式，從播出一次線路上獲取音頻監(jiān)測(cè)信號(hào)的方法，不但簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，而且有效地提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

2 核心音頻路由矩陣和調(diào)音臺(tái)

2.1 矩陣和調(diào)音臺(tái)系統(tǒng)控制接口和自動(dòng)控制功能

湖南人民廣播電臺(tái)采用了德國(guó)DHD公司的核心音頻路由矩陣系統(tǒng)和調(diào)音臺(tái)子系統(tǒng)。DHD播出系統(tǒng)內(nèi)含實(shí)時(shí)邏輯控制子系統(tǒng)。這個(gè)子系統(tǒng)對(duì)外的邏輯聯(lián)絡(luò)是通過標(biāo)準(zhǔn)通用輸入輸出接口（英文縮寫為“GPIO”）和智能總控子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信息采集器ESM-888實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，如圖6所示。

圖6 調(diào)音臺(tái)矩陣系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)GPIO硬件接口

RM52矩陣提供了24條立體聲監(jiān)測(cè)母線，可對(duì)指定信號(hào)進(jìn)行電平和相位監(jiān)測(cè)。當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)問題時(shí)可設(shè)置報(bào)警邏輯，根據(jù)需要定義觸發(fā)時(shí)間（0-100s內(nèi)任選）。在系統(tǒng)安裝和配置過程中，技術(shù)人員巧妙運(yùn)用Toobox5軟件提供的監(jiān)測(cè)和控制諸項(xiàng)功能，設(shè)計(jì)出多通道路由狀態(tài)機(jī)。

單個(gè)頻道進(jìn)入矩陣有三種不同傳輸介質(zhì)的信號(hào)，分別是MADI光纖信號(hào)、AES數(shù)字信號(hào)和YJ一播八自動(dòng)播出信號(hào)，我們采用三條獨(dú)立音頻母線分別監(jiān)測(cè)這三種信號(hào)。

定義三者的報(bào)警邏輯分別為A、B、C。以新聞?lì)l道為例，令邏輯【XW A】=新聞MADI、【XW B】=新聞AES、【XW C】=新聞YJ，如圖7所示。

圖7 調(diào)音臺(tái)矩陣RM52內(nèi)部的監(jiān)測(cè)母線舉例

根據(jù)預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)（MADI信號(hào)最高、AES次之、應(yīng)急信號(hào)YJ優(yōu)先級(jí)最低），設(shè)定不同的邏輯觸發(fā)時(shí)間（例如MADI光纖信號(hào)電平持續(xù)低于-40dB達(dá)8s以上時(shí)，送出一個(gè)邏輯信號(hào)，AES信號(hào)設(shè)置為7s觸發(fā)…），即可完成基礎(chǔ)邏輯量的構(gòu)建。

利用這三個(gè)信號(hào)之間的邏輯關(guān)系組合可以得到兩個(gè)關(guān)鍵的邏輯量XW A、XW B，如圖8所示例。

圖8 邏輯組合舉例：高級(jí)邏輯XW A=A B

如邏輯【XW A】成立，則表示新聞?lì)l道的MADI信號(hào)丟失而AES正常，觸發(fā)跳轉(zhuǎn)到AES信號(hào)的“啟動(dòng)”邏輯量激活。同理如邏輯【XW B】成立，則表示新聞?lì)l道的MADI信號(hào)和AES信號(hào)均丟失，觸發(fā)跳轉(zhuǎn)到Y(jié)J信號(hào)的“啟動(dòng)”邏輯量激活。

采用DHD系統(tǒng)Toobox5配置軟件提供的“輸出功能”【Output Functions】，最終將狀態(tài)機(jī)的理論構(gòu)想嵌入到了矩陣內(nèi)核（DSP+高速M(fèi)CU），實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守智能化自動(dòng)切換備信號(hào)，切換判斷延時(shí)時(shí)間誤差為ms級(jí)；并能保證，在信號(hào)恢復(fù)后，按優(yōu)先級(jí)設(shè)定回歸到初始狀態(tài)（default實(shí)質(zhì)上就是邏輯A，默認(rèn)狀態(tài)是使用新聞?lì)l道的MADI信號(hào)），并保證無(wú)邏輯死區(qū)，如圖9所示。

圖9 智能切換的輸出功能實(shí)現(xiàn)

2.2 RM520-015邏輯狀態(tài)監(jiān)測(cè)和手動(dòng)控制面板

音頻矩陣系統(tǒng)RM520-015控制面板的加入保證了矩陣在自動(dòng)選擇的同時(shí)，還擁有最高優(yōu)先級(jí)的手動(dòng)切換功能。同時(shí)融入了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)狀態(tài)的功能，如圖10所示。綠色指示表示自動(dòng)切換，手動(dòng)按鍵后變?yōu)榧t色，為手動(dòng)切換，進(jìn)一步提高了矩陣系統(tǒng)安全性。

圖10 音頻矩陣邏輯狀態(tài)監(jiān)測(cè)和手動(dòng)控制面板

音頻矩陣系統(tǒng)RM520-015觸摸屏控制器上，我們?cè)黾恿恕?0+2”備用機(jī)房一鍵手動(dòng)切換，以及總控直接接管頻道和直播通道兩項(xiàng)功能。前者保證了在某直播機(jī)房出現(xiàn)無(wú)法恢復(fù)的重大突發(fā)性故障時(shí)，能快速切換到備用機(jī)房BY播出。后者通過直通鍵【PASS】提供了在重大新聞事件直播時(shí)，由總控矩陣直接接管任意頻道播出路由的能力。

如圖10所示，在正常運(yùn)行過程中，這套音頻矩陣路由“手自一體”切換系統(tǒng)經(jīng)受住了考驗(yàn)，極大地降低了全臺(tái)停播率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，矩陣啟用兩年以來(lái)，停播率低于國(guó)家甲級(jí)水平。這套矩陣控制系統(tǒng)是完全嵌入式的，在配置完成以后脫離PC機(jī)能夠獨(dú)立運(yùn)行，響應(yīng)時(shí)間快（毫秒級(jí)），作為核心音頻部分的預(yù)警和處理起到了重要作用。

3 智能總控系統(tǒng)聯(lián)合反饋控制部分

通過上面兩部分的闡述，對(duì)智能總控系統(tǒng)及原生DHD調(diào)音臺(tái)矩陣系統(tǒng)邏輯會(huì)有更加深入的理解。

若某一時(shí)刻新聞?lì)l道出現(xiàn)停播故障（MADI、AES信號(hào)丟失）并且一播八（YJ信號(hào)）處于死機(jī)無(wú)音頻輸出狀態(tài)，此時(shí)該頻道處于停播風(fēng)險(xiǎn)最大的時(shí)刻。此時(shí)，DHD音頻矩陣系統(tǒng)首先啟動(dòng)，檢測(cè)到新聞信號(hào)MADI丟失8s自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至AES，AES再經(jīng)過7s無(wú)信號(hào)跳轉(zhuǎn)至一播八工作站YJ。此時(shí)YJ無(wú)信號(hào)，則DHD系統(tǒng)直接觸發(fā)一個(gè)邏輯狀態(tài)量，通過GPIO送給智能總控系統(tǒng)ESM-888,采取TTL電平模式。

智能總控子系統(tǒng)在收到邏輯狀態(tài)后，首先將經(jīng)ESM-888采集到的故障信號(hào)進(jìn)行分析，并與“專家?guī)臁北葘?duì)，得出停播原因是機(jī)房無(wú)信號(hào)導(dǎo)致。“專家?guī)臁眱?nèi)置解決方案，立即通過紅色字體顯示在大屏告示站上并附語(yǔ)音提示。

由于DHD自動(dòng)切換未能實(shí)現(xiàn)停播解除，則告示站服務(wù)器會(huì)立即彈出提示框顯示是否一鍵切換該頻道至總控應(yīng)急信源（硬盤播放機(jī)）。點(diǎn)擊確定后，智能總控系統(tǒng)又通過ESM邏輯控制器直接控制音頻矩陣，將頻道信號(hào)切換到總控應(yīng)急信源播出，實(shí)現(xiàn)一鍵解除停播問題。

播出應(yīng)急處理后，工作人員再逐一檢查播出機(jī)房和總控機(jī)房的設(shè)備和人員情況，能最快速度解決停播問題，將停播時(shí)長(zhǎng)降到最低。

總結(jié)

一般而言，評(píng)估一個(gè)系統(tǒng)的性能需要從其實(shí)用性來(lái)出發(fā)，恰到好處的解決用戶問題才是最重要的?！皩＜?guī)臁苯Y(jié)合智能總控系統(tǒng)和音頻矩陣控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，通過人工和軟件的雙重判斷來(lái)保證故障處理的準(zhǔn)確度。軟件界面提示預(yù)警處理方案，然后人工手動(dòng)確認(rèn)方案可行性，一鍵完成故障的應(yīng)急處理，降低了故障處理的時(shí)間和錯(cuò)誤性，對(duì)于提高安全播出的可靠性和及時(shí)性，有較大幫助。

“人工智能”的核心在于能夠根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境的參量變化而自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)狀態(tài)，維持自身的安全和可持續(xù)發(fā)展性。隨著科技的進(jìn)步，只會(huì)有更多智能化、高精度的設(shè)備加入到總控系統(tǒng)中來(lái)。我們應(yīng)該發(fā)掘各子系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處，并通過細(xì)致分析和系統(tǒng)整合，將其構(gòu)建成一個(gè)能根據(jù)各種不同的情況自動(dòng)處理的開放式反饋控制系統(tǒng)。利用故障信息的狀態(tài)化，通過邏輯量的構(gòu)建將故障狀態(tài)仿真到邏輯系統(tǒng)中去，能夠?qū)崿F(xiàn)故障分析處理的自動(dòng)化，大大降低人工操作處理的時(shí)間，提高工作效率和準(zhǔn)確度。另一方面，人工手動(dòng)決策和操作還是必要的。任何邏輯系統(tǒng)都存在沒有考慮到的變量部分，同時(shí)存在系統(tǒng)故障及誤判的可能，所以我們?cè)O(shè)計(jì)了將特別情況經(jīng)過彈窗提示，需要人為手動(dòng)確認(rèn)才可以進(jìn)行。這樣的“人機(jī)”雙保險(xiǎn)，電臺(tái)優(yōu)質(zhì)安全播出才會(huì)有堅(jiān)實(shí)的保證。

審稿人：孫生和 內(nèi)蒙古廣播電視臺(tái) 正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

TN931.3

B

2096-0751（2016）12-0021-05

張 劍 湖南人民廣播電臺(tái) 工程師