对于电视台而言，播出、总控、演播室、转播车等各类系统，一直采用主备信号链路的模式，来提供高可靠性的信号连续输出。尤其对于播出系统 而言，值班人员最重要的工作之一，就是监看当主备链路的信号和节目是否正常，如果主链路输出音画异常时，值班人员需要快速的将备路信号切出， 保证业务连续性。

传统监播应急机制分析

在实际工作中，很多电视台都采用了实时信号技审设备。具备这种功能的设备可以检测信号的通断及音画质量，辅助值班人员发现故障。这种技术 已经获得了广泛的使用，在市场上，各类多画面分割器、周边板卡、专用信号技审报警设备、监录服务器等设备都不同程度的具备这种功能，大多数电 视台也都根据自身情况选用了相应的设备来进行对播出信号的监测报警。

但现有机制存在两个比较明显的缺陷

第一个问题就是很难找到一个满意的报警阈值。对于一般的信号检测报警设备，视频会检测黑场、静帧、彩场、彩条等，音频检测音频静音、爆音 等，这些针对画面内容状态的检测是否应该报警，取决于对持续时间阈值的设置，但固定阈值带来的是机械化的报警方式。以“静帧”为例，同一个频 道当中，电影节目经常会在片头片尾有几秒或十几秒的画面静止不动， 广告节目则经常在节目的结尾厂商LOGO画面处静帧1秒左右，动画片则因为画 面中存在大量静止色块很容易被判断为静帧，但新闻、资讯节目则很少有静帧现象。无论将阈值设定为几秒，要么阈值偏低忍受无效报警，要么阈值偏 高出现危险的漏报，技术人员很难找一个满意的平衡点。值班人员就长期处于这些无效报警当中，自然警惕性下降，到真正出现故障时不能及时响应， 甚至一些电视台干脆关掉了报警声音。

另一个问题在于应急操作模式不完善。当出现报警时，值班人员的工作模式是“收到报警信息”——“寻找报警节点”---“判断是否故障”—— “确认应急方案”----“操作设备进行切换”。由于信号故障往往突如其来，对值班人员会造成很大的压力，紧张容易使人的判断混乱，可能导致反应 不及时甚至误操作。根据我们在各级电视台的经验，一般而言值班人员反应时间最快也需要5秒，待切换完成，往往已经形成事故。

自动化故障判断及报警方案

针对现有模式的缺点，我们设计出了一种新型监测报警设备，“精证”主备信号一致性比仪。原理上，我们利用了一个事实逻辑，即“在一个可接 受的延迟范围内，主备链路画面不一致时，一定是其中某一路出现了问题”，我们也就通过这样一个简单的逻辑，来实现准确、快速的故障自动判断与 报警提示，从而改变传统模式中报警准确性不高并完全依靠值班人员判断的问题。

从图中，我们可以看到一致性比对主机在系统中的位置，系统主备两个链路的PGM信号分别送至一致性比对主机和2x1倒换开关。一旦发现信号出 现不一致，立刻通过面板或语音进行报警提示。值班人员第一时间就可以确认哪路有问题，及时响应，在最短的时间内控制2选1视频倒换开关，切出正 确的信号。

除了通过对信号不一致的侦测发现故障外，我们还引入了成熟的实时信号技审功能，进一步完善判断逻辑。举例而言，当主路信号出现静帧，同时 备路信号是活动画面时，一致性比对报警仪不但可以第一时间发现故障，还可以获取主备两路的信号技审结果，进一步判断出是主路信号静帧，这时， 应急面板会第一时间蜂鸣报警，同时主路按键闪烁，备路按键正常，值班人员就可以知道是主路有问题备路正常，然后按一下备路的按钮即可实现主备 信号切换。

在报警方案上，我们推荐专用的应急报警面板，该面板除了可以通过蜂鸣器吸引注意力外，还具备多个多色按钮，来实现对主备链路的准确提示。 该面后端的GPIO接口，可以控制各主流周边厂商的2选1、3选1、4选1等应急切换设备，将报警和应急操作统一在同一个物理面板上，为值班人员提供 便利。同时，我们也支持语音报警的形式，用户可以根据现场环境选择使用。

自动化故障判断及报警方案

为了真正实现准确的一致性比对报警，我们采用了许多专利技术，对主备两路视音频信号进行采样并逐帧对比

1. 每组支持对2-4条不同链路过来的高标清SDI信号进行视频和音频的比对；图2即展示了2条链路比对时后台界面显示的情况。

2. 一致性比对可对常见劣播情况作出及时报警，视频信号比对可及时发现视频信号之间的差异，包括亮度,图像偏移，噪点等参数的比对差异和报警 阈值均可配置；

3. 能够检测包括黑场、蓝场、绿场、100%饱和度彩条 视频静帧，及台标丢失等异常画面，作为判断依据；

4. 视频检测可设置过滤模板，可以针对不同场景对屏蔽一些非关键画面区域的变化，避免误报；

5. 音频信号的比对功能：相似度比较、立体声左声道电平过低（或过高）、立体声右声道电平过低（或过高）、左右声道差异过大；

6. 系统会对不一致的段落进行自动记录和保存，以方便事后分析。

典型案例

浙江广播电视集团

浙江广播电视集团于2011年构建了面向15个频道的智能倒换系统，其中13个标清频道、2个高清频道。

系统在播出频道分控系统内部，实现了对末级播出信号音频技术指标的客观分析；通过主、备路信号比对，当差异超过无法允许范围的时候立即报 警，提示播出人员采取必要的应急处理操作；改变了播出人员根据末级信号状态进行播出应急处理的传统操作模式，极大的减轻了电视台播出人员的工 作量和精神压力，实现了对播出末级信号异常的自动发现、快速报警，及时处理，有效避免了播出事故的发生，提高了播出的安全性。扩大了安全播放 监测的范围，不受到人为主观判断能力的限制，使浙江电视台播出系统的安全性有了进一步的发展。

场景案例1：直播备链路音频丢失

在进行演播室直播时曾经发生过如下情况：演播室送的备路信号音频没有声音，导致到播出环节备路也没有声音； 但当时值班人员专注于主路PGM 的监看，未能及时发现备路信号的异常情况。配置了一致性比对设备后，此类故障第一时间即可获得准确报警，降低系统运行风险。

CCTV6电影频道

电影频道在全国影响力很大，对安全播出要求很高，因此采用了两套独立异构的播出系统进行镜像热备播出。电影频道播出部一直采用传统播出信 号监看监测，虽然经过长期的优化配置，但仍有很多误报现象，报警效果始终不理想。

了使值班人员可以获得真正及时且有效的报警，电影频道选择了一致性比对系统作为新一代的播出信号监测设备并于2012年开始使用。实际运用一 年多来，值班人员普遍反映报警及时，可以辅助快速应急。目前，CCTV6电影频道信号故障的声光报警完全采用此方式进行信号报警提醒，而传统的信 号检测设备不再用于报警，仅作为排查故障的依据。

场景案例2：广告内容错播

播出线将广告上载完毕，后又收到修改后的广告带，其中有15s广告内容修改。值班人员重新上载了修改后的广告，并在主用播出系统中替换了原节 目，但未在备用播出系统中进行节目替换，导致备路信号内容错误。信号比对设备及时报警并提示了值班人员。

场景案例3:字幕机故障

由于主播出字幕机故障，导致主播出信号未能正常键入字幕，而备字幕运行正常。信号比对设备立即报警提示，值班人员及时后立即将信号切换到 备用链路，保证字幕内容正常播出。

总结

数字硬盘播出系统发展十余年，播出链路视音频技术、结构都已经非常成熟，而技术维护人员的精力已经大量被文化化节目准备系统、图文系统、 网络系统等后台系统占用。如何在有限的人力资源条件下，降低线上值班人员的工作压力和工作量，尽量避免播出信号故障，就成为了播出部门面临的 重要课题。而一致性比对技术及自动化故障判断及报警方案正是随着这样的需求应运而生的。

“精证”一致性比对报警仪问世两年来，已经在现有应用中收获了用户良好的反馈，接下来我们将继续完善这款实用的产品，协助各级电视台更好 的实现7x24x365天安全播出的目标。