浙江国际影视中心演播室集群监控系统

浙江国际影视中心大楼

一、项目背景

浙江国际影视中心演播室集群是迄今国内讯道数量、系统规模最大的高清演播室集群，规模达到40+4讯道！2500/1200/600平米演播厅以及演播室分控中心视频系统是我司与SONY公司合作的又一典范！我司为项目提供了Evertz EQX矩阵、周边及VIPX画面分割器、光端机；LAWO VSM设备综合调度管理系统；多台具备波形显示、色彩调整、通道延时调整、信号质量监测、唇音同步调整等功能的LAWO V¬_pro8交叉变换帧同步一体机；Riedel 通话系统及Mediornet多种数据传输平台等大批设备，并且负责了项目的系统集成和安装调试。2016年12月演播室集群正式启用，运行状态良好。

图1：导控室

多平台监控系统（简称监控系统），是我司自主研发的新一代监控产品。监控系统支持多种客户端，既支持C/S模式，也支持浏览器、安卓平板、微信等，具有设备状态监测、参数抄表查询、系统报警管理、视频信号检测、视频信号收录、环境动力监控、用户权限管理等多种功能。我司在广电行业具有丰富的监控项目案例，监控系统可应用于各大电视台的全台监控、播总控监控、演播室监控和各种转播车监控项目上。

图2：多平台监控系统结构示意图

二、监控系统的功能介绍

●拓扑图展示

监控系统可以根据视音频系统逻辑连接关系创建拓扑图来提供更直观的展示方式，并将实际设备和拓扑节点相关联。当设备产生报警时，可以在拓扑图关联节点上直接查看设备报警信息。

图3：监控系统拓扑图展示1

图4：监控系统拓扑图展示2

图5：监控系统拓扑图展示3

●物理布局图展示

物理布局图包括机房图、机柜图、机箱图三种视角，通过“机房-机柜-机箱（板卡）”多层次的展示可直观形象的描绘出设备确切空间位置，便于用户远程机房巡检和快速定位故障设备物理位置。
机房图展示整个机房内各机柜、温湿度传感器、烟雾报警传感器、水浸传感器、网络摄像头、UPS、空调等设备的空间位置；机柜图展示所选机柜当前安装设备的名称、占用空间；机箱图展示所选机箱内的板卡类型、安装槽位。
物理布局图中的每个图元与拓扑图上的节点关联，可实现物理布局图—拓扑图之间的双向导航；
物理布局图中的每个图元与实际设备关联，可在物理布局图上直接查看设备报警信息。

图6：总控物理布局图

●设备关键参数实时监看和采集

在广电设施的日常运维中，用户往往会非常关注某些参数，比如机房里的温湿度、设备的内存使用率等。监控系统提供了专门的参数监看界面来实时展现这些参数，每个参数可选择多样化的监看图表，方便用户直观了解设备的指标参数。
参数监看图标可嵌入到拓扑图和物理布局图中，实时显示温湿度、电流电压等，可搭建系统状态的综合一览展示界面。

图7：参数监看示意图

此外，监控系统还提供设备参数采集（抄表）的功能，可对指定参数进行数据抄表式记录，并自动生成图型曲线；支持做较长时间区段的统计分析，分析结果可生成报表；同时可对参数时间历程做趋势分析和组别比较，辅助进行设备稳定性、设备使用率等相关的分析统计，为以后的设备选型、系统建设决策提供数据支撑；数据记录可灵活制定存储时间,过期的数据将被自动清理。

图8：抄表数据查询

●全面的报警管理

1） 报警记录将入库，并支持事后统计分析
监控系统在运行期间会记录每条报警信息并存入数据库，可对报警发生的频度、次数、时长等进行统计分析，为用户详细了解并判断设备情况提供翔实的数据支持。

图9：报警信息统计查询

2） 报警规则灵活定制
针对不同设备类型可设置不同的检测阈值、检测算法、报警策略。针对同类设备，也可为单个设备设置不同的阈值和报警策略，可在不同的门限下触发报警。

图10：同类设备报警门限设置

3） 报警信息处理
监控系统为用户提供步骤简单的报警关断方法，用户可以根据实际情况的需要将完全没有必要出现的报警关断，报警关断方式包括：
针对设备实例的报警关断；
针对报警类型的报警关断；
对指定报警实例的关断；
支持将多个报警关断配置装订成宏,实现一键关断；
支持报警信息的重定义，报警描述和报警的严重等级等均可用户自定义；
报警关断立即生效；

4） 全面的报警发布手段，报警信息全知晓
监控系统支持声音、图形、邮件、短信、微信等方式发布报警，针对邮件、短信、微信等报警策略可单独设置，只有满足预设条件的报警信息才会发送到用户手上，确保用户即使远离现场也能第一时间知晓系统的运行情况，推进故障的及时处理。

图11：报警处理发布流程

●完善的资料管理

监控系统提供完善的电子文档管理功能，包括设备文档管理和系统文档管理，分别与设备文档和系统文档关联。用户在监控界面可以很方便查询到设备的使用维护手册、系统图纸等资料。其最大的好处在于大大减少了用户查找资料的时间，有效地提高了设备/系统的操作使用效能和维护测试效率，降低了图纸资料管理维护的成本费用，扩展了技术资料的通用范围。

图12：资料查看图

●完备的解决方案知识库

报警的含义是什么，意味着什么，有什么危害，发生这些后该怎么处理？
监控系统提供的知识库模块能够解决这些问题。我司作为广电行业全业务解决方案提供商，始终与多个国际知名品牌的设备厂商/工厂保持着密切良好的合作关系,能获得设备设计方/生产方的大力支持, 通过汇聚工厂、集成商、台方的经验和智能以及知识积累而成的知识库能够把数据翻译成信息,变成用户能理解的内容并指导用户的日常活动,这也是多平台监控系统的一个关键价值所在。

图13：知识库是监控系统的核心

●与外部系统报警的智能联动

监控系统的主要功能在于监控目标系统的运行。不过目标系统（比如播总控）往往是多个子系统的复合体，各子系统的使用情况常常处于动态的变化中，比如有些信号通道在特定时间内无传输信号。基于外部系统联动的智能报警是实现动态、智能、精准的报警处理的有效手段。
当前目标系统发生动态变化时，监控系统能获知并智能关断相关的报警避免误报警；在目标子系统停用的的时候监控系统能不再巡检或者降频巡检频率，避免监控中心资源的开销和浪费，从而实现智能触发报警的关断和系统巡检资源的动态分配和优化调适，提高报警的精准度。

图14：外部报警智能联动流程图

●流媒体播放

监控系统具备流媒体播放功能，通过内嵌的视频窗口可以实现信号的监看，可作为用户主观评估的依据和手段。

图15：流媒体播放

●离线诊断

监控系统提供生成快照的功能，并且提供读取快照的离线诊断工具。离线诊断工具可以通过读取快照获得整个系统状态。在日常运维中，现场值班人员可将快照通过邮件等方式发送给远程专家团队，专家团队通过系统快照可以更方便判断故障原因，从而提供高效的技术支持。

图16：系统快照

●设备信息管理

用户使用这项功能，可以对设备进行管理。包括添加设备描述，记录设备维修信息等，所有设备信息存入数据库，便于用户查询。

图17：设备管理

图18：维修记录管理

●参数自动设置

作为监控系统的一个外延模块，支持任务的概念，包括定时参数设定的功能。支持任务编辑、任务提交、任务执行、任务事后统计的完整流程；
软件支持不同类型的任务以实现对设备参数的定时设定：
第一类任务是一次性任务。此类任务支持预设一个未来的绝对时间点来执行某个任务； 而任务本身代表的是多个设备多个参数的一次性设置操作；
第二类任务是具有循环周期的任务。比如可以依照每天,每周,每月的模式来设定任务的 时间点；并在每个周期的这个时间点到达的时候触发任务的执行。

图19：参数设定终端

●用户权限管理

监控系统支持用户审核机制，可以对用户进行分组，对每个分组设置相应的权限以限制未授权用户对监控系统的设备访问和拓扑图访问。

图20：用户权限审核

●联屏显示及视窗镜像

随着计算机硬件配置提升，尤其是显卡同时独立支持多个高清显示器，为监控系统的联屏显示提供了硬件基础。
监控系统通过在既有的监控界面上创建独立监控展示窗体（视窗镜像），并允许将其排布在多联屏的不同显示器上，可实现监控系统多个层面信息同时监看的目标。

图21：参数设定终端

●安卓移动客户端

是监控系统的使用延伸，移动客户端能够获取到监控范围内的所有报警信息，可进行报警统计。通过使用移动客户端，用户在远离监控工位的情况下也可以对系统当前状态了若指掌，拓展了监控系统使用的空间，使系统监管更为便捷。

图22：移动客户端

●微信报警模块

本模块的功能是将监控系统的报警信息发布到微信平台上，用户通过微信可以关注自己最关心的设备信息。

图23：有报警信息的设备

●浏览器客户端

可以通过浏览器访问监控系统，进行报警查询，统计和参数监看等操作。

图24：浏览器客户端首页

图25：浏览器客户端报警页面

图26：浏览器客户端数据分析页面

三、本项目的解决方案

我司针对监控系统的解决方案细分为设备状态监测、信号技监收录、环境动力监测、系统安全等几大部分。

图27：监控系统示意图

下面是每一部分的详细描述：

●设备状态监测：

目前多平台监控系统已经支持矩阵、周边系统机箱及板卡、光端机、键控器、通话系统、切换台、帧同步机等多种类型的设备。
尚未开发的设备，只需要厂家可以提供相应的协议（串口、网络、GPIO协议等），我们都可以将该设备纳入到我们的监控系统中去；对于支持 SNMP等通用协议的设备，多平台监控系统可以根据MIB文件直接录入，不需要任何定制开发工作，易于新设备的添加；对于非SNMP协议的设备，通过定制开发驱动的方式接入到多平台监控系统中。
用户可以在监控系统中的报警列表、参数监看、拓扑图、物理布局图等多个界面查看到设备状态信息以及当前的报警信息。通过报警管理功能，还可以查询历史报警信息，支持对报警发生的频度、次数、时长等进行统计分析，为用户详细了解并判断设备情况提供翔实的数据支持

●信号技监收录：

图28：信号技监收录示意图

●信号技监收录示意图

配置3台专业的视频信号检测设备，部署在信号关键通道的三个节点上（两个固定，一个动态），可直接对HD-SDI信号进行检测分析。该设备可准确检测出HD-SDI信号中的黑场、静帧、彩场、彩条、HD-SDI中断、声音中断、声音过低、声音过高等故障，检测参数可自由调节，可记录停、劣播事件。
视频信号检测设备通过网络方式将检测结果实时报告给监控系统，监控系统对报警信息进行记录并根据预设的报警规则与海康监录通道进行报警联动。
配置一台16x2矩阵，矩阵支持高标清SDI信号，矩阵输出端口接入到一台视频信号检测设备中。监控系统提供矩阵自动切换模块，该模块可以控制矩阵实现所有输入信号的轮询监看。
配置一台16x2画面分割器，用于对16路SDI信号进行画面监看。

●信号收录部分：

配置四台专业的硬盘录像机对视频信号进行采集收录，硬盘录像机的信号采集由监控系统控制。当监控系统收到信号报警后，则向接入该路信号的硬盘录像机发出开始录像的指令，当信号报警消失后，监控系统控制控制硬盘录像机停止录像。
每台硬盘录像机配备了大容量硬盘，可保存一路信号30x24小时不间断录像；为了保证数据安全，监控系统配备了数据迁移模块，可以把任意一台硬盘录像机的视频保存到其他硬盘录像机上。

●视频回放：

硬盘录像机保存的录像可以转为码流在监控系统中进行播放，每一段录像都和报警信息相关联，用户可以在查看报警信息时直接查看对应的视频录像。

●环境动力监测：

环境参数监看：温湿度、烟雾、水浸是影响设备长久稳定运行的最基本环境参数，必须进行实时监测。我们通过在机柜、天花板、地板下等机房关键部位部署上温湿度传感器（40个）、烟雾传感器（20）、水浸传感器（5个），用来监测机房内的环境参数，监控系统的参数监看图表功能可实时显示所有传感器的参数值，并可以对每个区域的监测点设置不同的监测范围，做到更精确的环境监控。
动力监看：对于提供TCP/IP监控数据的系统配电柜，监控系统可以通过网络直接读取到动力参数，比如电流、电压、UPS的剩余电量等，并通过参数监看图表图像化显示；对于不提供智能网口的动力系统，我们可以选配电力仪表，接入隔离变压器主电源的输入和备用电源的输入，从而监测机房动力的工作状态，电力仪表通过串口方式与监控系统接驳，在电力异常时给出报警并记录。
视频监控：在整个机房的入口配置一台高清网络摄像机，全天候24小时成像，实时监控安全状况。监控信号可存入到硬盘录像机中，可保存一个月左右的监控录像。

●系统安全：

程序安全：监控系统服务器端采用监控系统集群版，支持双机热备，主监控程序崩溃后备监控程序可实时接管，主备程序倒换时不影响客户端的正常访问；
网络安全：监控系统客户端选用微软Windows 操作系统,符合用户的操作习惯；承担设备巡检、设备访问、报警处理等关键环节的监控系统服务器运行在Linux操作系统平台上，切实做到异构组网，能有效屏蔽木马病毒等病毒的蔓延，确保系统网络化后的安全工作；
数据安全：监控程序的所有数据都存入到数据库中。为了保证数据安全，数据库采用集群技术，该技术允许在无共享的系统中部署“内存中”数据库的集群，通过无共享体系结构，对软硬件无特殊要求。此外，由于每个组件有自己的内存和磁盘，不存在单点故障;
服务器安全：选用两台硬盘支持RAID5的服务器，用来运行监控系统服务器端和数据库，避免单机、单硬盘带来的单点故障;
访问安全：监控系统支持用户审核机制，可以对用户进行分组，可以设置分组权限以限制对监控系统的设备访问和拓扑图访问;

●系统综合管理：

拓扑图监看：直观的拓扑图以及机房机柜图，正确反映系统当前的状态，快速的确定报警位置，报警可以精确到板卡级别；
移动终端监看：支持Android平台上的智能手机和平板电脑，通过WiFi,3G等无线通讯链路,客户可以随时随地访问自己负责的系统,确保一切随时尽在掌握中；
报警信息发布：拓扑图上通过拓扑节点闪烁的方式提醒报警；严重等级的报警可直接通过短信或微信提示和现场语音合成报警；对于大屏报警提示，在大屏上配置一块UMD显示区域，监控系统可将报警信息发布到该显示区域中，为了增加显示效果，报警信息将会以红绿两种颜色交替显示。
经验积累：系统提供资料管理模块和知识库模块，支持常见格式的电子文档，提供系统报警内容解决方案并支持手动更新，通过和日常流程结合实现运维知识积累。