罗新艳

（中央电视台，北京 100020）

视频技术

中央电视台E14演播室群监控系统的构建及应用

罗新艳

（中央电视台，北京 100020）

介绍中央电视台E14演播室群监控系统的构成和应用特点，包括模块组成、信号检测、设备监控及软件操作等。

演播室群；监控系统；企业服务总线；模块设计；报警监看；信号轮询

演播室系统需要对所有设备进行监控和管理。以往的系统是点对点和节点化的控制。随着网络化进程的普及和发展，总线制中间件体系架构应用模式形成。它面向服务体系架构（SOA Service -Oriented Architecture），能够把应用程序的不同功能设备，通过服务之间定义良好的接口和协议通信监管起来。笔者以中央电视台E14演播室群系统为例，介绍演播室群监控系统的构建及应用。E14演播室群，包含E14（250 m2）、E15（250 m2）、E17（开放式）三个演播室，主要用于体育类型节目制作。

1 监控系统功能概述

1.1 功能介绍

（1）概况：监控系统与URM（全称为Uniform Resource Monitoring，统一资源监控）系统之间传输的数据都通过ESB（全称为Enterprise Service Bus，即企业服务总线）系统进行交互，主要负责收集演播室群内部被监测系统的相关数据，参照URM标准规范与URM系统的接口适配，提交状态信息。

（2）设备设置：可完成切换台、周边、矩阵等核心设备状态的实时监控，并根据直播状态信息对相关设备参数设置进行保护。

（3）设备与信号状态巡检：汇总设备报警与信号检测报警，并处理报警信息。

（4）全面管理功能：包括设备的使用管理情况、设备报警情况、信号监测点的管理。

1.2 模块设计

监控系统进行了如下模块设计：其中包括报警监看、信号轮询、设备轮询、报警综合处理等主要模块。

（1）设备状态轮询服务器：用于控制/访问设备，通过创建与管理监测线程来实现众多设备的状态巡检。

（2）信号状态轮询服务器：在进行状态检测中被检测的对象是信号检测点，其监测结果描述的是经过该检测点的信号是否正常。

（3）报警综合处理服务器：是汇总上述两类服务器产生的报警信息，利用系统的知识库和处理规则，产生报警处理结果，最终通知客户端报警的产生。

2 系统流程

2.1 轮询模块

设备轮询模块通过网络或串口与设备连接，依照设备提供的协议和通信接口获取设备状态；设备状态信息不仅有设备自身信息（软/硬件、电源、风扇），还有信号相关信息，如进入设备信号状态（有无输入，是否锁定）、输出的状态（如强度、标准等）。执行矩阵切换完成信号到示波器的调度。信号轮询模块通过访问示波器，对调入信号进行检测。检测对象是测试点上的信号而不是某个具体设备。

2.2 报警综合处理模块

轮询模块和信号轮询模块产生的报警信息，利用系统的路由信息、设备/信号连接信息以及加载的综合处理插件来执行报警综合处理规则，分析报警产生的真正原因，产生报警处理结果与报警日志，通知客户端报警并产生推荐的解决方案。

2.3 报警监看模块

它能够以图形的方式直观地显示当前的报警信息。对于不支持监控的设备的前后级信号，或者系统关键点的信号（如去总控制室的信号），可以将它们引导到矩阵的输入，并通过信号轮询模块控制的示波器来执行测试，并获取信号相关信息，以消除监控上的盲区，增大监控的范围。

3 E14演播室群系统构成

E14演播室群由两台视频矩阵构成，其中一台视频矩阵采用64×64（用于全系统内信号调度），另一台视频矩阵采用16×1（仅用于监控系统信号轮询）。此设计可以最大程度地减少监控系统对核心矩阵的访问，可以选择性地对群内核心信号进行轮询。

各演播室视音频信号经过各自系统处理后，经加嵌后统一送至主控系统，并且末级信号状态直接影响下一级（主控）的接收状态及质量，为此在设计中对16×1轮询矩阵输入、输出分配如表1。

图1 演播室群监控系统流程图

4 信号检测

4.1 信号监控测试办法

信号监控需要检测的信号接入调度矩阵，示波器接在矩阵出端口上，监控计算机通过网口与检测仪连接，通过串口与矩阵连接。软件切换矩阵完成对进入示波器信号的自动调度。检测流程是：先给矩阵发送切换命令，将指定的信号调入示波器；再给示波器发送命令以具体执行某个指标测试；之后收取示波器的检测结果进行分析，如果异常则把报警提交上去，查看报警是否正确有效，见图2。信号的检测项目及内容见表2。

4.2 信号巡检

（1）信号选择的原则：需要经常监控的信号输入到16×1矩阵，不需要经常监控的信号通过主矩阵来轮询。对主矩阵设置较低的巡检频率，对16×1矩阵设置较高的巡检频率，保证主矩阵的稳定性。

表1 演播室群轮询矩阵输入分配表

图2 信号巡检流程

表2 信号检测的内容

图3 信号报警界面

（2）主矩阵输出信号和其他关键点信号作为16×1矩阵的输入，16×1矩阵的输出端口连接示波器。信号检测软件通过示波器实现对信号的指标测试。信号报警界面如图3，其中，中央的矩形框代表矩阵；蓝色的矩形框代表一组路由，横线下的条数代表该路由组内的信号通道数量；路由组内的任何一个信号通道上的信号指标异常时，对应的路由组都会红色闪烁，提示内部有信号异常发生；通过点击闪红的路由组可以进入各个信号通道的报警细节显示界面，可以到具体的信号通道。

图4 监控网络拓扑图

5 设备监控

5.1 设备监控特点

架构灵活，支持多种协议；支持多厂家多接口设备。

5.2 监控协议可分为三大类

（1）SNMP协议，针对SNELL系列、Miranda系列等，使用第三方软件 MG-SOFT验证参数和报警，可以使用监控软件设置修改参数，使用MG-SOFT查看是否修改成功，反之亦可；可以接入或去除信号测试报警；在报警关断界面勾选关断看是否有效。

（2）X/Y协议：针于HARRIS系列，使用厂家提供的软件Pilot 验证参数和报警，可以使用监控软件设置修改参数并使用Pilot查看是否修改成功，反之亦可；可以接入或去除信号测试报警；在报警关断界面勾选关断看是否有效。

（3）协议暂不开放：如Panasonic摄像机等设备，由于厂方不开放任何协议，也不提供任何加以转换后的私属协议，为此无法进行设备级监控。

5.3 设备监控情况

按目前E14演播室群系统构成，设备监控中的网络拓扑图如图4所示。对主要设备是否可进行监控进行了汇总统计，见表3。

表3 E14演播室群监控设备对比表

表4 相关共性信息及共性报警对比

图5 演播室群监控系统与URM关系

由于针对各设备提供多项报警信息，但这些信息有的是设备状态核心报警信息，如通信故障报警、硬件故障报警；有的是设备状态提示性报警信息，如机箱槽位有空闲、当前板卡无输入信号等。所以针对这两种报警信息要分别对待，对设备在相关共性信息及共性报警进行着重监控，见表4。

5.4 与全台统一监测系统接口

E14演播室群自身监控系统与URM系统之间传输的数据都通过全台ESB系统进行交互，群内系统主要负责收集演播室内部被监测系统的相关数据，URM通过ESB获取本系统收集的数据实现资源共享及上报，见图5。

在系统架构上系统内有专门模块负责与URM系统交互，相关标准是参照全台URM 标准规范执行，见图6。

6 软件特点及基本操作

6.1 软件特点

（1）直观的报警界面

支持信号流向和设备物理位置两个视图，报警指示同时显示在两个视图上。两个视图之间可以双向导航，实现信号和设备两个层面的互查，见图7、图8。

（2）完善的报警处理

报警综合处理模块负责将原始报警信息进行分析和处理产生结果报警并提交报警监看。采用插件架构，可以根据需要加载不同的插件来实现不同的分析逻辑，见图9。

6.2 基本操作

下面简单介绍一下基本操作及使用，以一个正在发生的设备状态报警为例，其中有红色标志的部分，就是发生故障的设备。如果选中故障所在的设备然后点击工具栏上相应图标按钮，将弹出报警信息，显示的结果列表对应的是当前选中设备的报警列表。系统会给出与这些报警相关的所有信号路由，以引起操作人员的注意。

通过选择路由上的设备，来确定这个设备所在物理位置。设备物理位置的定位是通过“机架”、“机箱”以及“板卡”三个因素来决定的，只要给定这三个参数，就可以唯一确定这个设备所在的物理位置。

图7 监控的信号流向

图8 监控的设备物理位置

图9 监控的报警综合处理

图10 “设备图”视图

图11“路由图”视图

图10描述了实际机房中所有机柜的排列顺序，其中右边的机架图显示了当前所选择的机柜中所有机箱的排列顺序，而最下面的板卡图显示了当前所选择的机箱中所有已经安装的插板。

选择机箱中一个插板，如图11所示，与刚才所选择设备所对应的路由会以高亮度的方式显示。反过来，如果选择路由图上的任何一个设备，系统也会提供这个设备所对应的物理位置即在哪个机柜、哪个机箱以及哪块板卡。在图11中描述了每条路由中所有的设备，其中每一个小方块，就是一个设备，如果双击它，系统就能告诉此设备所在的物理位置。

所选择的那段路由通过简单的操作能够快速导航定位出该段路由在整个资源图上的位置。设备的物理位置和设备在路由上的位置是双向互动的，可以从“物理设备”很方便地找到“路由设备”；同时，通过“路由设备”，也可以非常方便地找到它所对应的“物理设备”。这样系统在发现某个设备出现问题时会通过物理设备图或路由设备图，告诉操作人员故障点所在的位置，从而为尽快恢复系统提供了方便。

E14演播室群根据设计理念，通过ESB系统进行群内部数据的监测，并开发了应用软件，实现了技术人员判断系统故障用时最少、效率最高。

（编辑 张冠华）

Construction and Application of Monitoring System in CCTV E14 Studio Group

LUO Xin-yan
(China Central Television, Beijing 100859, China)

This paper describes the composition and application characteristics of CCTV monitoring system E14 studio group, including modules, signal detection, equipment monitoring and software operation.

studio group; monitoring system; enterprise service bus; modular design; alarm monitoring; signal polling

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.07.012