中央电视台自从2003年开始搭建多通道硬盘自动播出系统,目前已具备44套标清频道和4套高清频道的播出能力。按照所播出的频道类型,可分为APS系统和付费系统2大部分。APS系统播出CCTV-2、CCTV-3、CCTV-5、CCTV-6、CCTV-7、CCTV-8、CCTV-10、CCTV-11、CCTV-12、CCTV-少儿、CCTV-音乐等11套常规频道;付费系统播出风云足球、风云音乐、收视指南、风云剧场、第一剧场、家庭影院、世界地理、国防军事、怀旧经典、高尔夫网球、央视精品、女性时尚等12套付费频道,CCTV娱乐、CCTV戏曲、中国电影等3套北美平台频道,以及高清影视1套高清付费频道。
如此庞大的高度自动化、智能化系统,网络构建、硬件配备、软件操控缺一不可。尤其是作为指挥调度的软件控制部分的设计不容忽视。播出控制软件可谓整个多通道硬盘自动播出系统的“灵魂”,因为要通过它实现素材的统一管理、合理迁移、节目的安全播出、智能控制,信号的全面监测、自动报警等各项管理目的,提高整体系统的工作效率。
控制部分由节目单编辑模块、节目上载及管理模块、播出控制模块、设备共享模块、监测报警模块、数据库管理模块、数据统计与查询模块、素材管理模块、用户管理模块、对外接口管理模块组成。
一.节目单编辑模块
这个模块的主要功能是通过节目生产管理系统接收总编室的节目单文件,并确定其节目类型、信号源和节目播出的准确开始时间以及实长,选择插播类型、副标,标注转带情况等一系列操作,将其完善和修改后生成的播出文件发送到播出控制机进行播出。
此模块中的设置功能强大,既可根据运行要求更改节目单编辑频道号、频道名称、标题栏显示、信号源名称、默认设置、素材存储时间设定等;也可及时调整相关的播出控制设置,这包括录像机、视频服务器等设备的控制协议、控制台切换点定义等,向播出控制机发送后即实时改变相应的播出控制情况。
播出线还有一项任务,就是向节目生产管理系统提供在播节目单和播后节目单。此模块实时将播出信息回馈给节目生产管理系统,包括具体的播出时间、节目名称、栏目名称等;根据需要按日提供播后数据,以便用作节目编排分析以及各种统计。
为了提高播出的安全性和智能化,减少人为故障,在此模块中,我们还增加了一些自动功能。编辑完成的节目单在发送前先要自检,包括播出时间的连续性、播出信息的完整性、视音频信号源的指定等。如经检查发现节目单出现错误,则不予发送并提示报警信息,由操作员再次检查和确认,方可发送。每一次对节目单进行确认或发送,节目单中的所有素材ID就会自动与素材文件库中已有的素材信息进行比对,素材库中没有的素材就会添加到上载任务单中,已存在的素材就会向相应的播出视频服务器进行传输,从而生成迁移任务单。
科学化管理对于安全播出来说举足轻重,生成准确无误的日志就是提供核查操作的依据。针对每一步编辑操作,系统都会自动生成一条信息,累计到统一的编辑日志中。这样可以记录节目单编辑的主要过程,包括节目单名称、编辑人员、确认时间、发送时间、系统提示等;而且系统中还有播出日志,实时反映播出情况,记录播出控制机反馈的控制命令时间和命令的具体内容播出信息,为日后查找原因提供了依据。
从节目单接收,节目信息的入库和提取,以及在播节目单及播后节目单的发送,无论在流程上还是在功能上都与全台节目生产管理系统融为一体,很好的规范了全台的节目播出操作。
二.节目上载及管理模块
我们在节目上载环节的系统设计中引入了机械手,这样就可以实现全自动的节目上载录入。从节目编辑模块接收上载任务单后,将所需上载的磁带随意放置在几个机械手中。通过机械手读取磁带ID,工作站接收到相应机械手提供的磁带ID信息,再与上载任务单进行比对,按待播顺序和优先级自动生成任务,分配相应的录像机和编码通道自动执行上载。上载的同时,进行准实时节目浏览(节目录制15秒后自动回放);录制完成的节目文件只有被审看确认并核定入出点后,才可以投入迁移和播出程序。
由于整个播出平台频道繁杂,播出形式多样,节目单编排注重时效性,频道之间节目具有共享性等多方面原因,很可能会出现一盘磁带一天内供多个频道播出的情况,这样就会出现一条节目有多个上载请求,整个系统中任务的数据一致性问题亟待解决。因此必须对提交的任务进行统一的管理,通过整合,只选择播出时间最接近的任务派发和执行。
模块启用前,需事先设置每个工作站可接收上载任务单的频道、管辖的机械手、录像机和编解码通道;制定每个频道素材在视频服务器中的保存时间(包括视频服务器的各存储级和数据流磁带库的近线存储池);根据播出需要拟定优先级的规则,如播出时间相同的,按频道的重要程度安排先后次序,如一盘磁带有多段节目,则不弹出磁带,依次录制完成等策略。
完善的管理制度在哪个环节都必不可少,需要保存基于上载事件所产生的各种操作信息和使用记录,形成包括事件名称、存储位置、设备安排、开始时间、完成情况、完成时间、上载人员、审看人员等内容的上载日志。
三.播出控制模块
整个播出控制模块是播出软件控制环节中的重中之重,它可实现全硬盘播出、盘带结合播出、盘带互备、双录像机互备、直播等多种播出模式。主要功能是接收节目单编辑系统传输过来的播出节目单,依节目单对播出切换台、应急录像机、硬盘通道、广告硬盘播出机、台标机等受控设备进行控制,协调各设备完成自动播出。而且可通过特殊功能键的相应操作手动干预程序运行、调整播出进程。
因为播出控制必须实现帧精度切换,这就要求模块具有校时与锁时功能。应播出的实际需求,播出控制软件的界面应能显示播出节目单的详细信息,如节目序号、事件类型、开始时间、节目长度、节目源、节目状态、ID编号等;而且为了给予操作员直观的提示,还要显示录像带播出节目的磁带编号、位置等信息,以及当前频道和节目的名称、当前时间、播出节目剩余时间、同步情况、与设备的连接情况等播出进程及报告异常状态,以便播出监控。
播出控制模块的重要性决定了它必须采取主备热备的工作模式。为了在出现软硬件故障时,仍然不间断正常的自动控制,保证各受控设备能及时接受指令,主备播出控制机之间建立了RS232心跳检测,主机实时监测备机的运行状态,从而保证备机的可用性,提高了系统的安全可靠性能,也具有了在线维护的能力。
播出控制模块和节目单编辑模块之间使用控制网络连接,它们之间的通讯是否正常,是互相监测报警的依据。当节目单编辑模块检测到播出控制主机通讯出现问题时,会及时报警,提醒操作员通过RS422倒换器进行主备播出控制机的控制信号倒换。而且播出控制模块在接收节目单据的同时,主机也反馈了受控设备的操作信息,最终在节目单编辑模块中形成播出日志,记录参与自动播出的所有受控设备的接收命令、执行操作等详细情况,包括事件时间、事件内容、错误信息等。
四.设备共享模块
顾名思义,通过设备共享模块要实现系统中共享设备的自动控制。这其中包括多频道共同使用的播出设备(例如备份播出解码通道、机械手及应急录像机和播出前端矩阵),上载备份播出所需使用的设备(例如机械手及上载录像机),还有不直接参与播出但需自动控制的设备(例如上载级视频服务器的编解码通道)。设备共享模块也是控制系统中的关键设备,它通过网络接收来自应用系统的设备控制请求,并将其转化为RS-422信号实现对设备的控制。根据需要,它仍采取主备热备的工作方式,主备控制信号的切换可通过RS422倒换器进行,而且有RS232心跳检测。由于系统庞大,控制设备数量也较多,需要通过合理的设置使得整个系统的功能专业化,达到所控设备的负载均衡,提高调度的灵活性,从而减少设备的冗余。
设备共享模块中,硬件环境的响应时间是本模块需要重点考虑的问题。对于播出系统而言,系统实时性的要求是:发送者给出的命令需要在一个视频帧的时间(即40ms)之内到达接收者。对于直接通过RS422的通讯方式,在采用38.4K的传输速率时,每个字符的发送时间0.28ms,而实现机械手、编解码通道等控制命令的长度大多在