设备监测及监录系统在播总控系统中的应用.doc

设备监测及监录系统在播总控系统中的应用太仓市广播电视总台技术中心 戴喜栋、王曙、黄平江针对广电总局及各级机构对安全播出的要求，我台监控系统方案中设计网络监控系统。针对播出系统中总控、分控、上载等不同的系统又相应建立了不同的监控方案。而根据监测目标的不同，监控系统分又为设备级监控和文件级监控等方式。根据各系统制定监控方案，充分利用三种不同监控方式，我台实现了基于播出业务级的监控。根据我台此次项目对于监控系统平台的技术要求，我们在方案中采用了格非公司开发的MagiCON设备监控系统及MagiSPY信号监测监录系统。MagiCon设备监控系统基于SNMP网络协议架构，可为台内提供强大的硬盘播出系统设备的多功能监控监测平台。MagiSPY信号监测监录系统可24小时不间断可靠工作，对播出的信号进行监测监录，对视音频信号的中断、黑场、静帧、彩条画面、声音幅度异常提供可视化的声讯报警，同时该系统还支持用户随时查询、检索、回放已播出过的节目，为我台进行播后统计事故认定提供强有力的支持。MagiCon设备监控系统是针对电视台播控系统提出的可观可控、真正闭环的智能设备监测监控解决方案。它是基于SNMP协议的配置、管理、监测的平台，可以对播控系统中各种视频服务器、系列视音频处理模块、网络交换机、数据库、工作终端及第三方设备进行监控，对串口协议设备提供RS232-SNMP网关服务，实时显示设备状态，配置设备参数；在设备工作状态异常时提供可视化声讯报警并分析处理设备报警信息，提示工作人员发现设备故障及时处理，并可生成详细的操作日志、报警日志供以后设备维护使用。MagiCON设备监控系统设计大致分为总控系统监控、分控系统监控、上载系统监控三个方面。一： 总控系统监控总控系统主要完成信号接收、信号调度、信号传输的功能。与之存在业务关系的系统包括播出分控系统、演播群系统、卫星接收系统、传输末端系统。总控系统包括的设备有总控矩阵及自动调度系统、周边板卡、微波、传输、帧同步机、标清视音频延时器、时钟设备、同步系统、画面分割器、大屏监看系统、UPS、空调系统等。总控监控方案根据总控系统情况，监控方式采用信号级和设备级监控共用的方式。设备级监控主要监测各个设备的工作状态，信号级监控也分为两类：1. 末端信号的监控：监控总控矩阵分配输出的播出视音频信号；2. 设备输入输出信号监控：分析设备提供的输入输出信号状态，给出设备中视音频信号提示；根据具体设备在播出环节的重要性、信号路由的不同，可将设备信号监控分为A/B/C三级实现具体监测；总控监控系统分为三个部分来实现，即设备工作状态监控、末端信号监控和设备信号监控，采用互相独立的监控工作站或者设备，三个部分互相独立，分开控制，互不影响。总控监控通用功能1) 提供可定制的图形化监控界面，可从CAD、VISIO等施工图直接关联各类设备，当有设备报警时，该故障设备所链接的所有图形都出现警告，方便用户跟据系统连接找出故障原因；如日后根据业务需要，机房设备发生位置变更或增减设备，更改线路时，能够无偿提供相应的图形化监控界面的修改；2) 能提供简单、灵活、高效的系统配置方式，以便管理人员随时根据设备的变动情况快速完成系统配置的相应更新；3) 能提供从系统图、机架图、机柜图到板卡图的分级监控界面；各界面通过点击能实现具体关联，各报警可逐级往上传递；4) 报警分多种级别，监控级别有主次优先,监控优先级设定的目的是为了将重要的设备和信号进行重点保护，做到重点监控（频繁轮巡）、第一时间报警、特殊方式显示等,优先处理级别较高的错误。5) 具有针对报警信息进行综合分析、判断故障程度、剖析故障发生原因、确定故障的部位的功能；6) 报警设置信息记录设置时间、内容、处理人的姓名等，故障报告由系统自动生成，记录故障产生时的相关设备状态、该通路信号的状态，故障发生时间，发生原因等；7) 报警信息管理模块能设定信息保存时间，并提供按时间段、按设备类型、按信号路由等多种信息查询方式，并具有对查询结果统计及打印的功能；8) 系统具有完备的日志记录手段。该日志全面记录涵盖所监控系统故障信息，计算机基础网络的各种威胁、警告、报警信息。日志利于管理与查询；9) 系统具有开放的控制协议并提供系统对外接口，允许第三方通过该协议或者接口实现与监控系统的对接，以保证未来全台监控平台的统一建设；10) 分控监控软件可将分控系统报警信息实时提交给总控监控软件，总控监控软件可读取或者接收分控监控系统提交的分控系统监控报警信息；在总控系统和分控系统同时报警时能够区分报警设备属于总控系统还是分控系统；11) 提供声、光等报警方式；12) 具备完善的权限管理机制。总控监控主要侧重于以下两方面的监控：1、设备状态监控 2、设备信号监控 1、设备工作状态监控1) 能够输入所有设备的工作安全状态（比如电源、网络状态等），后期监测可将设备实时状态与前期所设定的安全状态进行比对，判断设备实时安全级别和故障程度；2) 具备UPS、空调、房间温度、湿度等信息的门限报警；3) 可监测总控矩阵自动调度系统软件的工作状态；4) 监控主界面实时显示低于或者接近临界安全级别的设备列表，选择具体设备可提供详细文字说明，并提供相关处理方法和建议；5) 系统提供学习功能，可记录前期正确的设备故障处理方法，并根据实际问题选择性地为后期处理提供建议；6) 针对近期频繁发生故障的设备可设立专用区域用于显示；7) 提供查询功能，操作者可输入具体条件，查询并显示符合条件的设备当前工作状态；2、设备信号监控1) 可根据需要修改设备监控级别，根据重要性分为A/B/C三个级别；A级表示需要247小时监控的信号，B级表示常用的但不是247小时存在的信号，C级表示不定期存在的信号；2) 能够输入所有设备的信号安全状态，后期监测可将设备信号实时状态与前期所设定的安全状态进行比对，判断设备实时安全级别和故障程度；3) B、C两级设备信号可根据实际业务需求定制设备的监控时间段；4) 仅监控在监控时间段的设备，不在监控时间段的设备不予以监控；5) 提供查询功能，操作者可输入具体条件，查询并显示符合条件的设备当前信号状态；6) 可调整具体设备信号输入输出参数；7) 选择具体设备可提供当前信号状态详细文字说明；8) 主界面正常情况下显示A级信号状态以及B、C级处在监控状态下时的信号状态；9) 当有信号状态低于或者接近临界安全级别时，在主界面或者弹出窗口以示提醒，并提供声光报警以及相关处理方法和建议；10) 系统提供学习功能，可记录前期正确的设备故障处理方法，并根据实际问题选择性地为后期处理提供建议；11) 针对近期频繁发生故障的设备可设立专用区域用于显示；二：分控系统监控要求分控系统主要完成全台5个标清频道节目的播出。与之存在业务关系的系统包括播出总控系统。分控系统包括的设备有切换器、台标机、网络字幕机（字幕机设备、字幕机软件）、周边板卡、同步系统、硬盘播出系统、以太网交换机、画面分割器、时钟系统、各播控工作站、编单工作站、上载工作站、素材管理工作站等。由于二级存储系统和硬盘播出系统的特点，系统之间存在播出素材文件的迁移播出过程，因此，播控系统建立了专用的文件级监控方案，文件级监控分为两类：1. 以串联单为核心，主要监控在播以及待播素材文件状态；2. 监控文件迁移流程，查询文件迁移状态；分控监控系统分为三个部分来实现，即设备工作状态监控、设备信号监控以及文件级监控，四者采用互相独立的监控工作站或者设备，三个部分互相独立，分开控制，互不影响。分控监控的通用功能需求1) 提供可定制的图形化监控界面，可从CAD、VISIO等施工图直接关联各类设备；2) 能随时根据设备的变动情况自动更新设备；3) 能提供从系统图、机架图、机柜图到板卡图的分级监控界面；各界面通过点击能实现具体关联，各报警可逐级往上传递；4) 具有对报警信息进行综合分析、判断故障程度、剖析故障发生原因、确定故障的部位的功能；5) 报警设置信息记录设置时间、内容、处理人的姓名等，故障报告由系统自动生成，记录故障产生时的相关设备状态、该通路信号的状态，故障发生时间，发生原因等;6) 报警信息管理模块能设定信息保存时间，并提供按时间段、按设备类型、按信号路由等多种信息查询方式，并具有对查询结果统计及打印的功能;7) 系统具有完善的日志记录手段。该日志全面记录涵盖所监控系统故障信息，计算机基础网络的各种威胁、警告、报警信息。日志应利于管理与查询;8) 系统具有开放的控制协议并提供系统对外接口，允许第三方通过该协议或者接口实现与监控系统中的对接，以保证未来全台监控平台的统一建设;9) 播控监控软件可将播控系统报警信息实时提交给总控监控软件；10) 提供声、光等报警方式；11) 具备完善的权限管理机制；分控的监控同时也包含设备状态监控、设备信号监控、文件级监控需求和末端信号监控等1、设备状态监控1) 能够输入所有设备的工作安全状态（比如电源、网络状态等），后期监测可将设备实时状态与前期所设定的安全状态进行比对，判断设备实时安全级别和故障程度；2) 监控主界面实时显示低于或者接近临界安全级别的设备列表，选择具体设备可提供详细文字说明，并提供相关处理方法和建议；3) 可监测播出软件、内容管理软件、字幕机软件的工作状态；4) 能够监测硬盘播出服务器及其内部编解码板卡、硬盘阵列工作状态；5) 可监测播出缓存各网关服务器及其软件工作状态、网络状态以及流量信息；6) 可监测硬盘服务器存储容量状态；7) 可监测播出缓存存储容量状态；8) 可监测光纤交换机、以太网交换机工作状态、网络状态以及交换机流量信息；9) 系统提供学习功能，可记录前期正确的设备故障处理方法，并根据实际问题选择性地为后期处理提供建议；10) 针对近期频繁发生故障的设备可设立专用区域用于显示；11) 提供查询功能，操作者可输入具体条件，查询并显示符合条件的设备当前工作状态；2、设备信号监控需求1) 能够输入所有设备的信号安全状态，后期监测可将设备实时状态与前期所设定的安全状态进行比对，判断设备实时安全级别和故障程度；2) 提供查询功能，操作者可输入具体条件，查询并显示符合条件的设备当前信号状态；3) 可调整具体设备信号输入输出参数；4) 选择具体设备可提供当前信号状态详细文字说明；5) 当有信号状态低于或者接近临界安全级别时，在主界面或者弹出窗口以示提醒，并提供声光报警，同时提供相关处理方法和建议；6) 支持用户输入各播出信号源具体路由及信号流程，监控系统可根据具体路由及信号流程实现监控；7) 监控系统能够通过网络或者文件读取串联单信息，根据用户前期输入的信号源路由及流程，分析在播节目路由和PST节目路由中所有设备及文件；8) 主界面显示分为两个部分，第一部分显示当前在播节目从信号源至最终输出端整个路由过程中所有文件、设备输入输出信号状态；第二部分显示下一档待播节目（PST节目）从信号源至最终输出端整个路由过程中所有文件、设备输入输出信号状态；9) 系统提供学习功能，可记录前期正确的设备故障处理方法，并根据实际问题选择性地为后期处理提供建议；10) 针对近期频繁发生故障的设备可设立专用区域用于显示；3、文件级监控需求1) 可通过网络与播控软件同步获取串联单信息；2) 可根据串联单查询串联单内绑定素材在各级分级存储中的状态；3) 可根据素材ID或者素材元数据查询具体素材在各级分级存储中的状态，也可查询具体素材在整个素材迁移流程中状态；4) 针对具体素材在不同存储体中的文件可进行文件大小比对，大小不同显示各存储体内该素材文件的详细信息；5) 可读取内容管理迁移策略，并可根据所获取策略，在素材文件在流程中状态不满足策略的情况下通知相关部门或者播出相关人员；6) 可监控内容管理迁移流程，针对违反流程的事件予以报警；7) 具体可以通过用户进行定制；4、末端信号监控1) 监控系统能够读取画面分割器提供的信号状态；2) 能检测视频丢失、黑场、彩条、静帧、台标丢失、音频丢失等故障；3) 监测信号可划定检测画面的区域；4) 监控系统可通过网络或者文件形式获取串联单信息，根据串联单开播结束时间调整具体频道的监控时间；5) 报警信息可以由用户自行定制；6) 故障临界值可由用户自行修改；7) 监测信号故障时可提供声光等多种报警方式；8) 完善的权限管理机制；三：上载系统监控上载系统完成5个标清频道的上载任务，上载同时迁移到二级存储系统或播出服务器中。上载系统的监控能够完成录像机和解码板输出视音频信号的监测、服务器编解码板的监测、上载服务器和播出服务器、二级存储系统文件的比对等。上载系统监控方案上载系统监控系统采用信号级监控、设备级监控和文件级监控多种监控方式。信号级监控用于监控录像机和解码板视音频输出信号、设备监控用于监控编解码板状态、文件级监控主要用于上载服务器和播出服务器、二级存储系统中文件比对以及上载服务器存储容量状态。上载系统监控功能1) 能够监测上载服务器编解码板卡的状态；2) 可监测上载服务器存储容量状态；3) 素材文件迁移到播出内容管理系统后可对播出服务器、二级存储系统和上载服务器中文件大小进行比对；4) 能检测录像机和解码板输出信号中视频丢失、黑场、彩条、静帧、台标丢失、音频丢失等故障；5) 监控时间与上载软件联动，即，当且仅当编码板或者解码板进行编解码工作的时候才启动监控系统进行信号级监控；6) 上载报警信息可提交给总控监控软件；7) 报警信息可以由用户自行定制；8) 故障临界值可读取总控、分控监控系统所设置的临界值；9) 监测信号故障时可提供声光等多种报警方式；10) 监控系统可读取上载软件中正在上载或者审看素材的元数据，可根据频道、节目类型、栏目名称、制作人员等信息产生故障报表，方便统计；11) 具备完善的权限管理机制；本次采用的MagiCON设备监控系统特点一、根据播出系统设备信号连接图进行设备的系统定制化管理硬盘播出系统建立后，会形成硬盘播出系统设备架构图，技术方案图，通过MagiCon设备监控系统，可以实时导入台内AUTOCAD格式系统设计方案图进行设备的系统定制化管理。设备监控涵盖了系统链路中的各个部分。如上图所示，设备监控系统可直接导入台内实际播出系统的链路图，并根据系统链路图进行设备的监控定制。每一个被监控的设备都对应于台内播出系统的一个链路环节。这样可以使我们的工作人员直观的掌握系统设备的工作情况，设备的具体分布、便于故障处理。在监控过程中，监控系统不单能监控具体设备的各种工作状态，调整设备的参数，而且对于设备间信号的丢失等故障，还可通过可视化信息进行故障报警。上图中，如1号设备和2号设备间信号丢失或断开，则监控系统界面会闪烁系统链路红色高亮报警信息，当信号恢复正常后，又会闪烁绿色恢复提示高亮信息。实现了人性化的人机交互。二、根据播出系统网络连接图进行网络设备、网络端口的监控监测网络系统是硬盘播出系统的重要组成部分，网络交换机的工作状态、网络端口的数据流量、网络连接情况都是监控必不可少的环节网络交换机名称网络链路图中交换机的具体端口可视化高亮报警信息网络端口位置网络系统链路图显而易见，网络设备的监控对于台内的实际系统应用非常重要。在硬盘播出系统正常使用过程中，服务器的素材迁移网络流量，二级存储的素材存储、迁移网络流量，磁盘容量、存储水位直观显示等等。上载工作站的工作情况，都可以通过网络设备、端口的监控检测提供有效的设备工作信息，帮助工作人员掌握关键设备的工作状态。三、进行监控的设备提供可以定制的图形化界面，友好的软件平台 在设备监控系统软件设计上，每一个监控的设备都提供可以定制的图形化显示界面，直观的描绘出监控设备的具体形态、结构、参数、性能及工作状态。提供人性化的监控管理平台。提供的功能：报警管理：当设备出现故障时，发出报警信息，系统及时、精确的确定故障发生的位置，给出处理建议指导管理员进行故障诊断配置管理：管理员可以为设备设定属性和一些参数，控制设备的工作状态性能管理：系统会保存设备的一些历史信息，管理员可以通过统计分析设备的状态的信息结构特点：服务端/客户端 + 后台数据库的结构，易于扩展服务端和底层设备通信，读取/设置设备的参数，接收设备报警信息客户端提供给管理员监控设备的平台，可以有多个客户端同时运行服务端和客户端软件数据交换主要通过数据库，升级软件不会互相影响MagiCon的分级监控机制针对系统中不同的监控对象，我们提出了分级监控的概念。分级监控的设计是针对系统中的控制需要人工实时干预的设备和参数设定后相对固定的设备来考虑。对于这两种类别设备的监控主要分为两个级别：1.只监测设备状态，不对其进行控制如如切换台、矩阵、多画面分割器、延时器、转换器等，此类设备的控制具有相对的不确定性，不能采用软件的自动调整来完成，监控平台只需对其进行设备状态的监测，控制交由相关的播出人员按需进行。2.监测设备状态，同时提供参数设置功能。如视分、帧同步、加嵌、解嵌、光端机、设备机箱等周边设备，参数设定后便相对固定下来，监控平台对其进行状态监测，同时提供参数配置功能，一旦设备出现故障，能够及时提供报警并自动发出恢复其参数的指令，使系统具有更好的安全性和快速反应的能力。MagiCon的故障告警事件处理在故障告警事件的处理方式上，在监控终端采用声音、文字、图形提示的方式，用户可自定义报警事件、报警级别、报警方式等来过滤、排序报警信息。系统自动记录设备运行日志、重要参数信息并保存到后台数据库，同时将这些数据上报给全台监控系统。此外，系统需要将告警事件的处理经验也保存到后台数据库，在同类故障再次发生时提供处理方式的参考，便于操作人员进行快速的设备故障原因分析及处理。系统同时具备多用户操作授权管理，提供许多不同进入系统的级别，不同的用户级别有不同的操作权限，使故障的处理专项专管，分工明确、责任明晰。 信号链路重复报警处理机制对于设备监控系统，准确的故障定位及报警是尤为重要的。当信号链路中的某个节点设备运行状态或关键点信号出现异常时，会对信号流程的下游设备及信号状态也造成影响。针对这一情况，设备监控系统建立了智能的信号链路重复报警处理机制，能够建立信号流程的逻辑关系，并综合分析信号流程上的设备故障来过滤重复告警以及避免误报。同时，能够自动过滤设备自身重复的告警事件。信号链路重复报警处理机制图示：正常情况重复报警过滤方式信号链路中的某个节点设备运行状态或关键点信号出现异常时，系统将信号流程的下游设备及信号状态报警进行过滤，避免了重复报警及误报。MagiCon的设备资产管理功能MagiCon监控系统在完成设备监控及信号监测的同时，增加了设备资产管理功能，能够保存所有设备的资产信息，如终身编码、序列号、规格、安放位置、生产厂家、使用年限等信息。同时提供设备资产的配件更换、日常维护、报废提醒和记录的功能。并能够对这些信息进行搜索、导出和打印。MagiSpy节目监播与信号监测系统是格非公司自行开发研制的智能电视节目信号监测监录查询系统。MagiSpy能够实现电视台安全播出的可量化管理，对电视节目的播出信号进行停播监测和劣播分析，并具备数字视音频检测报警系统，系统可实现多路（单服务器16路）播出节目视音频信号质量的实时监测报警及收录存储功能，同时在一定的录制码率下，具有长时间不间断的节目录制（单服务器具备不低于3个月）、存储、查询等功能，可实现对任一节目视音频信号的检索回放，参数设置，查阅节目收录日志文件等功能。MagiSpy节目监播系统和格非公司的硬盘播出系统无缝连接，支持按照播出节目单、报警记录、素材记录查询回放监录的节目。 MagiSpy节目监播与信号监测系统架构合理，支持网络远程控制，查询检索方便，提供完善的检测报警机制，操作界面简洁方便，是电视台信号监录监测的首选产品。能够实现对播出信号