智能化音頻監(jiān)測系統(tǒng)在發(fā)射臺的應用

楊子葉

（浙江省衢州廣播轉播臺，衢州 324000）

近年來，新技術不斷進步，發(fā)射臺播出效果明顯提升、覆蓋范圍不斷擴大。音頻信號即節(jié)目信號源，顧名思義是廣播節(jié)目安全高質(zhì)量播出之源。早期，發(fā)射臺主要采用人工監(jiān)聽、監(jiān)看的單一方式判斷節(jié)目音頻信號是否正常。這種模式弊端十分明顯，一方面值班人員要兼顧發(fā)射臺內(nèi)多個設備的運行狀況、難以避免監(jiān)聽疏漏，另一方面音頻在傳輸中可能存在異常、中斷、被非法入侵等狀況，存在安全隱患。隨著智能化技術飛速發(fā)展，將網(wǎng)絡化、智能化等手段融入到音頻監(jiān)測技術中，既能有效緩解發(fā)射臺安全播出壓力，又能切實提高節(jié)目播出質(zhì)量，讓播出節(jié)目效果更好。

1 設計要求

1.1 確保安全播出

廣播音頻監(jiān)測系統(tǒng)最關鍵目標就是通過一切技術手段實現(xiàn)不停播、少錯播、防插播確保安全播出的要求。

1.2 網(wǎng)絡化

系統(tǒng)內(nèi)各設備具備規(guī)范的網(wǎng)絡通訊接口與協(xié)議，能可靠地接入專用內(nèi)網(wǎng)進行統(tǒng)一管理。同時具備高度通用性與兼容性，能非常方便地在系統(tǒng)網(wǎng)絡節(jié)點增減音頻設備。

1.3 智能化

通過智能軟件將音頻鏈路各零散技術設備的工作狀態(tài)、指標統(tǒng)一展示，方便實時監(jiān)聽監(jiān)看每個廣播頻率的音頻信號質(zhì)量，操作界面既簡單又簡潔。當發(fā)生異常情況，實時發(fā)出聲光自動報警提醒值班員，并進一步實施主備路信源自動切換等應急操作。

2 設計方案與功能實現(xiàn)

發(fā)射臺音頻監(jiān)測系統(tǒng)采用局域網(wǎng)架構相連，具備智能化監(jiān)測控制與人工主動處置兩道防線。系統(tǒng)脈絡清晰，任意支點發(fā)生異?；蚬收隙寄軠蚀_指示，方便及時排查。當某一設備故障時，具備替換機制，確保系統(tǒng)仍然正常工作。

2.1 系統(tǒng)組成

包括：信號監(jiān)測部分、信號切換部分、信號監(jiān)聽部分、信號錄音部分、信號音頻處理部分和系統(tǒng)日志部分。

2.2 系統(tǒng)詳細功能

智能化音頻監(jiān)測系統(tǒng)詳細功能包括：

（1）信號監(jiān)測部分。通過音頻監(jiān)測切換器（如圖1所示）實現(xiàn)對每一路音頻信號的實時質(zhì)量監(jiān)測；不但有常規(guī)的柱狀圖，還有音頻對比系統(tǒng)和響度監(jiān)測來輔助監(jiān)測播音質(zhì)量，實現(xiàn)節(jié)傳系統(tǒng)信號流程各節(jié)點的全面監(jiān)測。

（2）信號切換部分。對每套節(jié)目主路、備1、備2等三路音頻信號源的自動/手動切換；手動方式分兩種，一種是設備的手動模式，可以在管理系統(tǒng)故障時工作。另外一種是跳線架，可以手動調(diào)整音頻通路，屏蔽故障設備。

圖1 音頻監(jiān)測切換器

（3）信號監(jiān)聽部分?？蓪崿F(xiàn)兩路及以上對比信號的同時監(jiān)聽、以及手動切換監(jiān)聽和自動切換監(jiān)聽。通過遠程流媒體服務器，支持多點遠程監(jiān)聽。

（4）信號錄音部分。對音頻信號的主路、備1、備2、輸出、開路等錄音。

（5）信號音頻處理部分。實現(xiàn)音頻信號的數(shù)字處理，保護發(fā)射機正常工作。

（6）系統(tǒng)日志功能。包括操作日志和故障日志，自動記錄各項操作、故障等重要信息，保存時間不少于365天。

2.3 功能改進

智能化音頻監(jiān)測系統(tǒng)實際運行中存在的主要問題有：

（1）音頻播音期設置丟失的問題。經(jīng)過反復試驗，所有頻率的播音期分別都正常設置后，會發(fā)生部分頻率播音期丟失，導致正常關機后，報警系統(tǒng)一直誤報警。

（2）數(shù)據(jù)庫查詢結果顯示不夠直觀的問題。查詢結果數(shù)據(jù)量較少，沒有故障開始、故障結束、故障持續(xù)時間等直觀的數(shù)字、圖形顯示，非常不便。

（3）對每個頻率進行設置都需要重新登錄，比較麻煩。

經(jīng)過不斷的測試、探討、修改，智能化音頻監(jiān)測系統(tǒng)的各項功能得到了加強和改進。

3 音頻監(jiān)測系統(tǒng)設置

3.1 IP設置

圖2 8421撥碼開關

（1）撥碼開關（如圖2）的定義：SW5對應網(wǎng)段的個位數(shù)，SW4對應網(wǎng)段的十位數(shù)；SW3對應IP地址的個位數(shù)，SW2對應IP地址的十位數(shù)，SW1對應IP地址的百位數(shù)。每個撥碼開關從左往右分別對應一組8421碼。默認情況下所有撥碼全部在ON的位置。

（2）設置本機IP為192.168.17.169的方法。網(wǎng)段為17，SW4的4號位撥碼撥下，SW5的2、3、4號位撥碼撥下；IP為169，SW1的4號位撥下，SW2的2、3號位撥下，SW3的1、4號位撥下。

3.2 連接設置

每臺設備所設置的IP地址，一般情況下出廠時都為192.168.0.11 對應PC端口為1100，然后切換器端口為1000。如圖3連接設置界面紅框中所示：切換器IP：192.168.0.14，PC端口為1400。切換器端口一般1000是不變的。也就是IP最后一位是*，則端口為*00。IP輸入后按“創(chuàng)建”與設備相連。

圖3 連接設置

3.3 音頻監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)設置

音頻監(jiān)測系統(tǒng)設置主界面（如圖4），軟件界面分四大塊。即：（1）音頻數(shù)據(jù)顯示區(qū)、（2）功能模塊區(qū)、（3）報警參數(shù)設置區(qū)、（4）信號圖形顯示區(qū)。

圖4 音頻監(jiān)測系統(tǒng)設置主界面

（1）音頻數(shù)據(jù)顯示區(qū)：顯示當前音頻信號大小，報警與否，由下方提供報警參數(shù)。

（2）功能模塊區(qū)：其中有很多功能的選擇，“主通道”“備1通道”“備2通道”分別選擇三路通道的切換，設備上可看到相應的通道燈亮。功能模塊中的“頻譜”方便查看音頻信號的頻譜圖，該區(qū)塊關鍵功能包括“數(shù)據(jù)比較”“延時”等，會在后續(xù)作詳細介紹。

（3）報警參數(shù)設置區(qū)：設置音頻信號在什么情況下報警。如圖4中所示的“AD數(shù)據(jù)”，左右數(shù)據(jù)都為-109，但是左路背景框是紅色報警，右路不報，因為下方比較電平（報警參數(shù)）右路都設置成-120最小，也就等于是關閉報警。

報警共分三段報警，以這樣的原則報警，低于“比較電平”狀態(tài)變?yōu)辄S色報警，經(jīng)過“報警時間1”狀態(tài)變?yōu)槌壬?jīng)過“報警時間2”狀態(tài)變?yōu)榧t色。紅色狀態(tài)在智能化音頻監(jiān)測系統(tǒng)的處置方式為：如果設置在AUTO狀態(tài)（即自動切換），通道會自動切換到下一路，如主路紅則自動切到備1，備1紅則自動切備2，主路恢復正常，則迅速切回主路。

4）信號圖形顯示區(qū)：最大為0最小為-120顯示信號幅度圖。

3.4 數(shù)據(jù)比較功能

（1）此次設備信號數(shù)據(jù)比較功能演示以對應的主路與備1二路作對比。

（2）進入數(shù)據(jù)比較功能模塊界面

①為數(shù)據(jù)采集顯示區(qū)

②條件為根據(jù)實際需求設置的比較條件

③顯示的最終結果

（3）參數(shù)“RMS”也就是音頻大小。相關度也可以叫相似度百分比越大越好。

4）圖5中的條件說明，圖中RMS設了-30，相關度設了50?？梢岳斫鉃镽MS高于-30、相關度低于50報警。在結果內(nèi)會顯示出二路通道的延時單位毫秒，及最小相關度。

圖5 數(shù)據(jù)比較

3.5 延時功能

只需要在設定目標延遲時間處點一下修改，然后在實時數(shù)值中查看當前狀態(tài)中延時多少就可以使通道延時設置的時間。

3.6 按鍵切換操作

智能音頻監(jiān)測切換器共包含6個按鍵按鍵帶燈：

“CH1”“CH2”“CH3”為手動切換當前通道按鍵，正常為綠燈，故障為紅燈。

“AUTO”為自動切換按鍵，綠燈亮為開通，滅為未開通。

“SHIFT”為檔位按鍵，只有先按下該按鍵后，其它按健才可有效。

“關閉”就是強行阻止信號輸出。紅燈為輸出禁止。

舉例，把設備從通道1手動切換到通道2的操作方法：

（1）按下“SHIFT”此時“SHIFT”鍵亮綠燈，

（2）按下“CH2”此時“CH1”燈滅“CH2”亮綠燈，

（3）再按下“SHIFT”此時“SHIFT”綠燈滅，切換結束。

4 系統(tǒng)亮點

4.1 核心設備采用備份

通過智能音頻切換器對節(jié)目音源自動切換，并且是自動切換和跳線架手動切換相結合，真正做到了無故障節(jié)點。專門辟一路備用信號通路，接備用音頻處理器，可以迅速手動替換故障通路工作。

4.2 合理的監(jiān)測管理網(wǎng)絡

智能音頻監(jiān)測系統(tǒng)軟件（如圖6所示）涵蓋了發(fā)射臺音頻系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)，創(chuàng)建了一個統(tǒng)一的全面的信息平臺。各功能模塊之間無縫連接。既相對獨立，又能互相協(xié)同。監(jiān)測系統(tǒng)設計整體性非常突出，特別能協(xié)調(diào)整個音頻環(huán)節(jié)的一致，能最大限度減小設備故障切換時間，防止誤操作等。

圖6 智能音頻監(jiān)測系統(tǒng)軟件

4.3 兼容AES/EBU數(shù)字通道

系統(tǒng)各主要設備既能工作在數(shù)字模式下，亦能工作在數(shù)?；旌夏Ｊ?，為將來全數(shù)字化升級預留空間。

5 結束語

越來越多的發(fā)射臺升級改造了音頻監(jiān)測系統(tǒng)。首先是滿足了更安全的要求，一改以往純手動方式，具備瞬間反應的自動機制；其次是滿足了更智能的方向，通過實時監(jiān)測，用計算機精確分析計算的結果代替以往的模糊經(jīng)驗。通過以上輔助手段，以“手動+自動”、“人腦+電腦”等先進技術相輔相成，共同推動發(fā)射臺高質(zhì)量發(fā)展。

[1] 龐琳.基于網(wǎng)絡自動化的節(jié)傳機房系統(tǒng)應用[J].電子測試，2017，（13）：78-79.