专利名称：一种播出pgm主备输出一键式应急系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种播出PGM主备输出一键式应急系统和方法,是一种应用于计算机网络的视频播出系统的冗余系统和冗余系统的切换方法。在此播出PGM信号可以理解为最终输出信号。
背景技术：
通常情况下，电视台或其它视音频传播机构在设计和构建播出系统的时候，播出安全性是极为重要的考虑因素。主要体现在播出系统是否采用完备的冗余备份结构，保证关键设备没有单一溃点；是否具备对系统故障的准确判断和及时处理的能力。目前，对于电视台播出系统而言，通常主、备切换设备的输出来自相同的播出信号源，虽然设备采用了冗余备份设计，但是从本质上说一旦发生信号故障，无法实现故障的准确判断和及时处理，虽然播出系统是有完备的冗余备份结构，保证系统中没有单一溃点，但是发生故障时，值班人员无法快速、准确的判断出具体的故障点，并针对故障进行快速处理，减小事故对播出的 损失。目前，对于电视台播出系统而言，通常主、备切换设备的输出来自相同的播出信号源，虽然设备采用了冗余备份设计，但是从本质上说，一旦发生信号故障，无法准确的判断故障点并及时处理，导致故障不能及时排除，从而长时间影响播出。因此播出系统设计要考虑即使在设备故障的时候，也要在最短的时间内恢复正常播出，将事故带来的影响减少到最低。
发明内容
为解决现有技术的问题，本发明提出一种播出PGM主备输出一键式应急系统和方法，该系统和方法通过搭建一套包含双倒换器的主、备机逆向控制的控制信号链路，配合双备份的节目信号链路和多个备份的节目信号源，实现设备在单点故障时，在无需人工判断故障点的情况下，仅通过简单的搬动一个开关倒换，即可快速跳过故障环节，保证正常信号的播出。然后，再由技术人员去排查具体的故障点，让故障影响范围缩减到最小。本发明的目的是这样实现的一种播出PGM主备输出一键式应急系统,所述系统包括与外部的节目单编辑工作站及其数据库连接的主播控工作站和备播控工作站，所述的主播控工作站与备播控工作站之间通过心跳通讯实现状态检测、播控应急操作的同步，所述的备播控工作站上设有GPI板卡，所述的GPI板卡与主倒换器的控制端口连接；所述的主播控工作站和备播控工作站与主倒换器和备倒换器连接，所述的主倒换器与主视频服务器的控制端口、主切换设备的控制端口连接，形成主控制链路；所述的备播控工作站与备视频服务器的控制端口、备切换设备的控制端口连接，形成备控制链路；所述的主切换设备和备切换设备设有多个输入端，所述的主切换设备和备切换设备的各个输入端分别与多个视音频分配器连接，所述的多个视音频分配器中至少有一个与主视频服务器连接、至少有一个与备视频服务器连接、至少有一个与录像机连接、至少有一个与主线路信号连接、至少有一个与备线路信号连接、至少有一个与应急信号源连接；所述的主视频服务器、主线路信号、多个视音频分配器、主切换设备形成主节目信号链路，所述主节目信号链路在主切换设备上的输出端与安装在控制面板上的2X1切换开关的一个输入端连接；所述的备视频服务器、备线路信号、多个视音频分配器、备切换设备形成备节目信号链路，所述备节目信号链路在备切换设备上的输出端与所述2X I切换开关的另一个输入端连接，所述2X I切换开关的输出端与外部的传输系统连接。一种使用上述系统的PGM主备输出一键式应急方法，所述方法的步骤如下
加载预置系统配置参数的步骤用于对在所述系统运行之前，对系统进行预置参数的配置，所述的配置参数包括以下三个部分
O主切换设备切主节目信号链路，备切换设备切备节目信号链路； 2)针对视频服务器播出信号，对于主切换设备，主视频服务器信号的备份源是备视频服务器信号，应急源是应急信号；对于备切换设备，备视频服务器信号的备份源是主视频服务器信号，应急源是应急信号；
3)针对重要的线路信号，对于主切换设备，主线路信号的备份源是备线路信号；对于备切换设备，备线路信号的备份源是主线路信号；
加载预播节目单的步骤用于接收到加载节目单的消息之后，主播控工作站和备播控工作站从数据库加载预播节目单；
以下包含三个平行进行的应急处理过程
主播控工作站和备播控工作站之间的自动应急处理过程
主播控工作站和备播控工作站通过心跳检测步骤用于在正常情况下，所述主播控工作站处于主控状态，主播控工作站控制视频服务器、录像机、切换设备，按照播出节目单的节目播出时序，完成自动播出的工作，所述的备播控工作站通过心跳检测主播控工作站的工作情况；
主播控工作站和备播控工作站通过心跳检测步骤用于当备播控工作站监测到主播控工作站出现异常时，备播控工作站触发GPI信号，控制倒换器进行控制链路的切换，播出设备的控制转移至备播控工作站，此时备播控工作站处于主控状态；
主视频服务器和备视频服务器之间的自动应急处理过程
检测视频服务器的工作状态的步骤用于处于主控状态的播控工作站检测主视频服务器和备视频服务器的解码通道的状态是否异常，正常情况下，主切换设备的输入是主视频服务器信号或主线路信号，备切换设备的输入是备视频服务器信号、备线路信号；
主、备视频服务器出现异常分为两种情况，主视频服务器先出现异常和备视频服务器先出现异常
如果主视频服务器先出现异常
主、备切换设备的应急处理步骤用于所述的主切换设备将输入端由主视频服务器切换至备视频服务器，所述的备切换设备的输入端保持在备视频服务器上；
备视频服务器也出现异常的应急处理步骤用于所述的主切换设备的输入端切换至应急信号，备切换设备的输入端切换至应急信号；
如果备视频服务器先出现异常
主、备切换设备的应急处理步骤用于所述的主切换设备的输入端保持在主视频服务器上，所述的备切换设备将输入端由备视频服务器切换至主视频服务器；
主视频服务器也出现异常的应急处理步骤用于所述的主切换设备的输入端切换至应急信号，备切换设备的输入端切换至应急信号；
2X1切换开关的输出端监测所述系统出现异常的应急处理过程
在所述系统末端实施监测的步骤用于在2X1切换开关的输出端工作人员使用监视器实时监测所述系统输出，正常情况下，2X1切换开关的输出端处于主节目信号链路；所述系统末端监测出现异常的处理步骤用于所述的系统末端的监视器上图像出现异常，工作人员通过手动拨动2X I切换开关，将2X I切换开关的输出端连接至备节目信号链路。本发明涉及的系统包括与外部的节目单编辑工作站及数据库连接的主播控工作站、备播控工作站、主422倒换器、备422倒换器、主切换设备、备切换设备、主视频服务器、备视频服务器、主线路信号源、备线路信号源以及其他所需要的主备信号源。主播控工作站与备播控工作站之间通过心跳通讯不仅可以实现状态检测、还可以实现播控信息的共享和 应急操作的同步，备播控工作站上设有GPI板卡，GPI板卡与主倒换器的控制端口连接；主播控工作站和备播控工作站与主422倒换器和备422倒换器连接，主422倒换器与主视频服务器的控制端口、主切换设备的控制端口连接，形成主控制链路；备422倒换器与备视频服务器的控制端口、备切换设备的控制端口连接，形成备控制链路；主切换设备和备切换设备的输入端分别与多个视音频分配器连接，这些视音频分配器中至少有一个与主视频服务器连接、至少有一个与备视频服务器连接、至少有一个与主线路信号连接、至少有一个与备线路信号连接、至少有一个与垫片连接；主视频服务器、主线路信号、多个视音频分配器、主切换设备形成主节目信号链路，主节目信号链路在主切换设备上的输出端与安装在控制面板上的2X1切换开关的一个输入端连接；备视频服务器、备线路信号、视音频分配器、备切换设备形成备节目信号链路，备节目信号链路在备切换设备上的输出端与2X I切换开关的第二个输入端连接；2X I切换开关的输出端与外部的传输系统连接。一种使用上述系统的PGM主备输出一键式应急方法，该方法的步骤如下
第一，加载预置系统配置参数的步骤。用于在系统运行之前，对系统进行预置参数的配置，配置参数包括以下两个部分
1)针对视频服务器播出信号源，对主切换设备来说，主视频服务器信号为主信号源，备视频服务器信号为备信号源，垫片信号为应急信号；对于备切换设备来说，备视频服务器信号为主信号源，主视频服务器信号为备信号源，垫片为应急信号；
2)针对重要的线路信号也同理，对于主切换设备，主线路信号为主信号源，备线路信号为备信号源；对于备切换设备，备线路信号为主信号源，主线路信号为备信号源；
第二，故障处理步骤。包含三个平行进行的应急处理过程
I)主播控工作站和备播控工作站之间的自动应急处理过程。在正常情况下，主播控工作站处于主控状态，主播控工作站控制视频服务器、录像机、主切换设备，按照播出节目单的节目播出时序，完成自动播出的工作，备播控工作站通过心跳检测主播控工作站的工作情况；
当备播控工作站监测到主播控工作站出现异常时，备播控工作站触发GPI信号，控制倒换器进行控制链路的切换，播出设备的控制转移至备播控工作站，此时备播控工作站处于主控状态；
2)主视频服务器和备视频服务器之间的自动应急处理过程。主备播控工作站均可以检测到主视频服务器和备视频服务器的解码通道的状态，在正常情况下，主切换设备的输入是主视频服务器信号或主线路信号，备切换设备的输入是备视频服务器信号或备线路信号；
主、备视频服务器出现异常分为两种情况，主视频服务器先出现异常和备视频服务器先出现异常。如果主视频服务器先出现异常，播控工作站将主切换设备的输入端由主视频服务器切换至备视频服务器，备切换设备的输入端保持在备视频服务器上；此时，如果备视频服务器也出现异常，播控工作站将主切换设备的输入端切换至应急信号，备切换设备的输入端也切换至应急信号； 如果备视频服务器先出现异常，播控工作站将主切换设备的输入端保持在主视频服务器上，备切换设备将输入端由备视频服务器切换至主视频服务器；此时，如果主视频服务器也出现异常，播控工作站将主切换设备的输入端切换至应急信号，备切换设备的输入端也切换至应急信号；
3)2X1切换开关的输出端监测出现异常的应急处理过程。播出值班人员会实时监看2X1切换开关的输出信号，正常情况下，2X1切换开关的输出切在主节目信号链路上；如果值班人员发现2X1切换开关的输出信号异常，就立即拨动2X1切换开关，将2X1切换开关的输出端连接至备节目信号链路。本发明产生的有益效果是
本发明中的主、备播控工作站实现了对所有播出设备的控制，包括视频服务器、录像机、切换设备等不同类型的播出设备；所以，当系统中出现任何单点故障时，系统都可以通过有效的备份机制将故障点屏蔽，而且不会影响任何其他设备的正常使用。在传统的播出控制方式中，不同的设备发生异常，均会影响到最终的输出，而且处理方式均不相同。例如1)如果当前播出的节目是主备线路信号而不是主备视频服务器信号，播控工作站就无法检测到线路信号是否正常，当主线路信号异常时，无法实现自动切换，需要人工将主切换器的输出信号切换到备线路信号上；2)当主视频服务器出现播出控制机无法检测到视频服务器解码异常时，系统也无法实现自动切换到备路，这时需要人工将主切换器的输出信号切换到备视频服务器信号上；3)当主切换设备出现故障时，需要人工将2X I切换开关切换至备路，由备切换开关承担播出任务。由于在本发明中采用了特定的切换控制逻辑，使得出现上述3种常见的故障情况时，不需先要判断到底是哪一种故障情况，只需要直接切换2X1切换开关，即可屏蔽故障点，将正常的信号播出，简化了故障判断过程，减轻了电视台播出值班人员的工作压力，大大减少了设备故障对播出的影响时间。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图I是本发明实施例一所述系统的系统框 图2是本发明实施例二所述方法的流程图；图3是本发明实施例二所述方法的主备播出控制机倒换 图4是本发明实施例二所述方法的视频服务器倒换 图5是本发明实施例二所述方法的播出切换设备倒换 图6是主线路故障时传统的处理方式示意 图7是主视频服务器故障时传统的处理方式示意 图8是主切换设备故障时传统的处理方式示意 图9是本发明实施例二所述方法在主线路故障时的处理方式示意 图10是本发明实施例二所述方法在主视频服务器故障时的处理方式示意图； 图11是本发明实施例二所述方法在主切换设备故障时的处理方式示意图。
具体实施例方式实施例一
本实施例是一种播出PGM主备输出一键式应急系统,系统框图如图I所不。图中最粗的粗实线表示主节目信号链路，略微细一点的粗实线表示备信号链路，较粗的双点划线表示主控制信号链路，细一些的单点划线表示备控制信号链路，虚线表示GPI控制链路，短横线表示心跳线。本实施例所述系统包括与外部的节目单编辑工作站及其数据库连接的主播控工作站和备播控工作站，所述的主播控工作站与备播控工作站之间通过心跳通讯实现状态检测、播控应急操作的同步，所述的备播控工作站上设有GPI板卡，所述的GPI板卡与主倒换器的控制端口连接；所述的主播控工作站和备播控工作站与主倒换器和备倒换器连接，所述的主倒换器与主视频服务器的控制端口、主切换设备的控制端口连接，形成主控制链路；所述的备播控工作站与备视频服务器的控制端口、备切换设备的控制端口连接，形成备控制链路；所述的主切换设备和备切换设备设有多个输入端，所述的主切换设备和备切换设备的各个输入端分别与多个视音频分配器连接，所述的多个视音频分配器中至少有一个与主视频服务器连接、至少有一个与备视频服务器连接、至少有一个与主线路信号连接、至少有一个与备线路信号连接、至少有一个与应急信号源连接；所述的主视频服务器、主线路信号、多个视音频分配器、主切换设备形成主节目信号链路，所述主节目信号链路在主切换设备上的输出端与安装在控制面板上的2X1切换开关的一个输入端连接；所述的备视频服务器、备线路信号、多个视音频分配器、备切换设备形成备节目信号链路，所述备节目信号链路在备切换设备上的输出端与所述2X I切换开关的另一个输入端连接，所述2X I切换开关的输出端与外部的传输系统连接。本实施例所述的系统所述的链路和连接是两个不同的概念，所述的连接是指物理连接，而链路指的是逻辑连接。本实施例包括两个十分重要的链路节目信号链路和控制信号链路。这两条链路各自具有各自独立的主、备双备份链路。因此，本实施例所述系统不但具有各种备份的硬件系统，还具有链路方面的备份系统，为安全播出提供了硬软两方面的独立备份。本实施例所述的“主控状态”和“备控状态”指的是当链路中所传输的控制信号对节目信号产生影响的时候，这个链路被认为处于主控状态。如果链路中所传输的控制信号虽然与主控状态的链路中的控制信号相同，但不对最终输出的节目信号产生影响，则这个链路被认为处于备控状态。
在本实施例在所述系统的前端，是节目单编辑工作站和数据库，电视台播出系统每天播出的节目单由节目单编辑工作站提前进行编排，然后经过审核、审批的业务环节，最后提交到播出系统。所述的节目单编辑工作站，执行节目单提交到播出系统的时候，预播节目单自动保存到数据库的预播单数据表中，同时通过以太网向播控工作站发送加载预播节目单消息通知。主控状态的播控工作站收到加载预播节目单消息之后，执行导入操作从数据库对应的数据表中加载预播节目单，播出控制人员检查节目单无误后，主控状态的播控工作站执行发送节目单操作，将预播节目单转换为正播节目单，将通过审核的的正播节目单保存到数据库的正播单数据表中，同时通过心跳讯通发送消息，通知备控状态的播控工作从数据库的对应数据表中加载正播节目单，从而实现主备播控工作站中播出节目单的同步。所述的播出节目单就是包含不同类型节目的开播时间、播放方式，及信号源类型等信息的播出条目序列。另外，在播出过程中，根据实际播出情况，偶尔需要对正播节目单进行应急修改，在播控工作站上面使用播出软件修改正播节目单内的待播节目信息，然后执行发送节目单的操作，将经过应急修改的正播节目单保存到数据库的正播单数据表中，同时通过心跳讯通发送消息，通知主备播控工作站从数据库的对应数据表中加载正播节目单，从而正播节 目单的实时同步。此外，在播出过程中，还会出现一些紧急的状况，播出值班人员需要根据实际情况执行必要的应急操作，例如当前正播节目提前结束，需要在主控状态的播控工作站上面执行take操作，控制切换设备的PGM输出应急切换到待播节目，同时通过心跳通讯，将应急切换操作和切换时间点发送给备控状态的播控工作站，在到达切换时间点的时候，主、备播控工作站同步执行应急切换操作。所述的备播控工作站与主播控工作站在硬件配置方面是有区别的，在备播控工作站内部专门安装了一块GPI板卡，并经控制线连接至倒换器的CTL端口。正常情况下，主播控工作站处于主控状态，控制所有受控设备依据节目单进行播出，备播控工作站通过心跳通讯检测主机的工作状态。其中，所述的心跳通讯可以采用RS232接口或者是以太网专用Socket端口实现。当备播控工作站检测到主机出现异常，立即通过本机GPI板卡触发GPI信号控制倒换器，完成从主播控工作站控制链路向备播控工作站控制链路的自动倒换。所述的主倒换器和备倒换器在硬件上是相同的，只是在不同的链路，而具有不同的功能。所述的倒换器可以是RS422端口协议的倒换器，也可以是其他端口协议的倒换器。所述的切换设备，可以是播出切换台、切换矩阵或切换器。为降低成本，本实施例可以采用小型16X2切换器作为切换设备。如图I所述，图中的切换设备只画出了 6个输入端，如果使用16X2切换设备，还应当有另外10个输入端。在实际播出过程中，这另外的10个输出端多数并不空闲，切换设备通常提供两路输出信号，即PGM (Program的缩写)为当前节目正播信号和PVW (Preview的缩写)为待播节目预监信号。本实施例所述的链路主要是针对当前节目正播信号PGM的。对于待播节目预监信号，由于硬件已经具有备份，所以也可以实现链路备份。所述应急信号源作为视频服务器播出信号的应急备份，接入主、备切换设备的输入端。应急信号源可以是随时插入的广告或其他可以随时插入任何节目中的小段视频，为正播节目出现异常的时候随时插入其中，使观众不感觉十分突兀。所述外部的传输系统为地面电视的无线发射系统，或者是将电视节目信号通过卫星传送的卫星传输系统，或是有线电视传输系统。是将电视节目传输至最终观众的传输系统。本实施例所述主视频服务器、主切换设备所形成的主节目信号链路输出的是正播节目。备视频服务器、备切换设备所形成的备节目信号链路输出的是与正播节目完全相同的备份信号，形成节目信号的双备份。这两个信号分别连接在2X I切换开关的两个输入端上，因此，拨动2X I切换开关实际就是对这两路相互备份的信号的选择。这样的好处在于，播控人员在监视最终输出画面(进入外部的传输系统之前的画面)的时候，这个画面一旦出现任何异常，播控人员无需判断这个异常出现在何处，直接拨动2X I切换开关，就可以将系统最终的输出切换到正确的节目信号上。实施例二
本实施例是一种使用实施例一所述系统的PGM主备输出一键式应急方法，流程图如图2所示。本实施例所述方法的基本思路是将主链路和备份链路即分开有综合，分开的作用在于可以在系统末端使用2X1切换开关进行快速选择。综合的目的在于，使主链路和备份 链路中的几个重要节点之间可以单独的互相备份，即主链路中的某一个节点出现异常，可以用备份链路中对应的节点进行替换。本实施例所述方法的步骤如下
加载预置系统配置参数的步骤用于对在所述系统运行之前，对系统进行预置参数的配置，所述的配置参数包括以下三个部分
I)主切换设备切主节目信号链路，备切换设备切备节目信号链路。播出系统利用切换设备实现播出信号的切换调度，切换设备具有非常高的切换控制精度。对于切换设备，信号输入端接入所有主备信号源出的基带信号，输出端通常送出PGM (Program的缩写)和PVW(Preview的缩写)两路基带信号。其中，PGM为当前节目正播信号，用于通过传输系统传输给观众观看；PVW为待播节目预监信号，用于电视台内部播出系统值班人员对待播节目视、音频信号进行监控使用。本实施例如果采用小型16x2切换器作为一个频道的播出切换设备，则该切换器可以同时接入16路输入信号。一个频道涉及的所有播出信号，其中包含视频服务器输出、录像机输出、线路信号(例如CCTV-1、演播室信号)，及应急信号源(应急信号源通常为一路循环播信号，用于播出故障时应急播出的信号源)等不同类型设备的输出信号。本实施例所述方法的所有常用的播出信号，包括视频服务器播出信号和线路信号都采用了冗余备份的设计。例如，经过卫星传输和光纤传输的CCTV-I综合频道的信号，分别作为主线路信号和备线路信号，与主、备视频服务器信号一起接入切换设备的输入端。此处的设置，就是在正常播出的情况下，将主切换设备配置为只切换上述播出信号的主路信号，备切换设备配置为只切换上述播出信号的备路信号。2)针对视频服务器播出信号，对于主切换设备，主视频服务器信号的备份源是备视频服务器信号，应急源是应急信号；对于备切换设备，备视频服务器信号的备份源是主视频服务器信号，应急源是应急信号。本实施例所述方法的播控工作站部署的播出程序对于主切换设备和备切换设备采用独立的切换控制逻辑，并支持对视频服务器播出信号的三级自动切换。播出控制程序基于对主、备视频服务器解码通道的状态检测结果，控制主、备切换设备互相配合，综合完成对于此类信号的应急处理。
在播出系统运行之前，首先对主、备切换设备各自控制的视频服务器播出信号的备份源和应急源进行配置。如图I所示，按照主视频服务器输出信号、备视频服务输出信号、录像机信号、主线路信号、备线路信号，及应急信号的顺序，依次将上述信号接入主切换设备的输入端，输入端口从I到6 ;同样，将上述信号接入备切换设备的输入端，输入端口从I 至Ij 6。接下来，对视频服 务器播出信号的备份源和应急源进行设置，根据上述信号源对应的切换设备输入端口序号，对于主切换设备，将主视频服务器播出信号(输入端口 I)的备份源设置为备视频服务器播出信号(输入端口 2)，将应急源设置为应急信号(输入端口 6)，基于播出控制程序对视频服务器解码通道状态的检测结果，控制主切换设备的PGM输出按照上述1、2、6的顺序进行自动应急切换，避免出现停播等播出事故；对于备切换设备，将备视频服务器播出信号(输入端口 2)的备份源设置为主视频服务器输出信号(输入端口 1)，将应急源设置为应急信号(输入端口 6)，基于播出控制程序对视频服务器解码通道状态的检测结果，控制备切换设备的PGM输出按照上述2、I、6的顺序进行自动应急切换，避免出现停播事故。3)针对重要的线路信号，对于主切换设备，主线路信号的备份源是备线路信号；对于备切换设备，备线路信号的备份源是主线路信号。所述一种播出系统PGM主备输出一键式应急方法，为了保证主、备切换设备的PGM输出来自不同的播出信号源,对于关键的外来线路信号(例如，CCTV-I综合频道)，将来自卫星传输链路和光纤传输链路的信号分别作为主线路信号和备线路信号，按照顺序接入主切换设备的输入端，输入端口为4和5 ;同样，将上述信号接入备切换设备的输入端，输入端口也为4和5。接下来对线路信号的切换控制参数进行设置，根据主、备线路信号对应的切换设备输入端口序号，对于主切换设备，将主线路信号(输入端口 4)的备份源设置为备线路信号(输入端口 5);对于备切换设备，将备线路信号(输入端口 5)的备份源设置为主线路信号(输入端口 4)。播控程序读取该配置以后，对于播出节目单内的线路信号类型的节目，分别控制主切换设备的PGM输出切换至主线路信号(输入端口 4)，备切换设备的PGM输出切换至备线路信号(输入端口 5)，保证此类型节目播出过程中，主、备切换设备的PGM输出来自不同的播出信号源，提高播出的安全性。加载预播节目单的步骤用于播出工作站接收到加载预播节目单的消息之后，主播控工作站和备播控工作站从数据库加载预播节目单。在所述系统的前端，是节目单编辑工作站和数据库，电视台播出系统每天播出的节目单由节目单编辑工作站提前进行编排，然后经过审核、审批的业务环节，最后提交到播出系统。所述的节目单编辑工作站，执行节目单提交到播出系统的时候，预播节目单自动保存到数据库的预播单数据表中，同时通过以太网向播控工作站发送加载预播节目单消息通知。主控状态的播控工作站收到加载预播节目单消息之后，执行导入操作从数据库对应的数据表中加载预播节目单，播出控制人员检查节目单无误后，主控状态的播控工作站执行发送节目单操作，将预播节目单转换为正播节目单，将通过审核的的正播节目单保存到数据库的正播单数据表中，同时通过心跳讯通发送消息，通知备控状态的播控工作从数据库的对应数据表中加载正播节目单，从而实现主备播控工作站中播出节目单的同步。所述的播出节目单就是包含不同类型节目的开播时间、播放方式，及信号源类型等信息的播出条目序列。
在正常播出的过程中如果发生播出信号异常，则所述系统自动进行处理以及人工监测和人工处理的过程包含三个平行进行的应急处理过程
I)主播控工作站和备播控工作站之间的自动应急处理过程
主播控工作站和备播控工作站通过心跳检测步骤用于在正常情况下，所述主播控工作站处于主控状态，主播控工作站控制视频服务器、录像机、切换设备，按照播出节目单的节目播出时序，完成自动播出的工作，所述的备播控工作站通过心跳检测主播控工作站的工作情况。主播控工作站出现异常的应急处理过程用于当备播控工作站监测到主播控工作站出现异常时，备播控工作站自动触发GPI信号，控制倒换器进行控制链路的切换，播出设备的控制转移至备播控工作站，此时备播控工作站处于主控状态。2)主视频服务器和备视频服务器之间的自动应急处理过程检测视频服务器的工作状态的步骤用于处于主控状态的播控工作站检测主视频服务器和备视频服务器的解码通道的状态是否异常，正常情况下，主切换设备的输入是主视频服务器信号或主线路信号，备切换设备的输入是备视频服务器信号、备线路信号。主、备视频服务器出现异常分为两种情况，主视频服务器先出现异常和备视频服务器先出现异常
a.如果主视频服务器先出现异常
主、备切换设备的应急处理步骤用于播控工作站控制所述的主切换设备将输入端由主视频服务器切换至备视频服务器，播控工作站控制所述的备切换设备的输入端保持在备视频服务器上。备视频服务器也出现异常的应急处理步骤用于播控工作站控制所述的主切换设备的输入端切换至应急信号，播控工作站控制备切换设备的输入端切换至应急信号。b.如果备视频服务器先出现异常
主、备切换设备的应急处理步骤用于播控工作站控制所述的主切换设备的输入端保持在主视频服务器上，播控工作站控制所述的备切换设备将输入端由备视频服务器切换至主视频服务器。主视频服务器也出现异常的应急处理步骤用于播控工作站控制所述的主切换设备的输入端切换至应急信号，播控工作站控制备切换设备的输入端切换至应急信号。3)2X1切换开关的输出端监测所述系统出现异常的应急处理过程
在所述系统末端实施监测的步骤用于在2X1切换开关的输出端工作人员使用监视器实时监测所述系统输出，正常情况下，2 X I切换开关的输出端处于主节目信号链路。所述系统末端监测出现异常的处理步骤用于所述的系统末端的监视器上图像出现异常，工作人员通过手动拨动2 X I切换开关，将2 X I切换开关的输出端连接至备节目信号链路。上述过程和步骤的描述如下
本实施例可以基于电视台普遍采用的完全主备模式，依靠RS232或以太网专用Socket端口进行心跳通讯，实现主控状态播控工作站的状态检测，当检测出设备异常自动进行接管操作，具体的操作如下
完全主备模式，由主、备播控工作站和RS422串口倒换器构成。RS422倒换器提供多路RS422控制通道,每个通道提供两个输入端口(Primary和Backup)和一个输出端口。主、备播控工作站控制播出设备的RS422控制线分别接入RS422倒换器指定通道的Primary和Backup输入端口，输出端口通过控制线连接到具体的受控设备，涉及主、备视频服务器解码通道、录像机，及主、备切换器等，采用这种方式实现对播出设备的共享控制。正常情况下，RS422倒换器处于主路，主播控工作站处于主控状态，控制所有受控设备依据节目单进行播出，备播控工作站通过心跳通讯检测主机的工作状态。其中，心跳通讯采用RS232接口或者是以太网专用Socket端口来实现，当备播控工作站检测到主机出现异常，立即通过本机GPI板卡触发GPI信号控制倒换器，完成RS422接口电路从主播控工作站控制链路向备播控工作站控制链路的自动倒换。所述主控状态的播控工作站指当前控制播出设备的工作站。在播出系统运行过程中，主播控工作站、备播控工作站的主控状态和备控状态并不是固定不变的。本实施例中倒换器可以采用RS422串口协议，主控状态的播控工作站通过RS422串口实时检测主、备视频服务器解码通道的状态，当检测到解码通道的状态出现异常时，独立控制主、备切换设备采取综合的应急处理操作，具体的操作如下
主控状态的播控工作站加载系统预置的配置参数，依据节目单按照节目播出时序，独立控制主切换设备和备切换设备，按照各自的控制逻辑对于不同类型的信号实现帧精度切换。正常情况下，对于主切换设备，正播节目PGM输出对主视频服务器信号、主线路信号进行切换。对于备切换设备，正播节目PGM输出对备视频服务器信号、备线路信号进行切换。如附图I所示，正常情况下，主切换设备的PGM输出对主视频服务器信号(输入端口 I)和主线路信号(输入端口 4)进行切换。备切换设备的PGM输出对备视频服务器信号(输入端口
2)和备线路信号(输入端口 5)进行切换。播出过程中，主控状态的播控工作站通过RS422串口检测主、备视频服务器解码通道的状态是否出现异常。主控状态的播控工作站通过RS422串口分别向主视频服务器、备视频服务器发送控制指令，实时获取端口状态(Port Status)信息，根据受控设备的状态反馈信息判断设备是否出现异常。广电行业所使用的视频服务器是一种专业的编、解码设备，不同品牌的视频服务器，按照所采用的编解码技术可以分为硬件编解码和软件编解码两类。本实施例涉及到视频服务器的解码应用，基于软件编解码或硬件编解码技术对视频服务器内部的数据盘或外部的磁盘阵列里存储的节目媒体文件进行解码，经过专业视音频I/O板卡输出基带信号。对于视频服务器而言，VDCP (Video Disk CommunicationsProtocol)是一种比较通用的控制协议，基于RS422串口与播控工作站进行通讯。视频服务器的解码通道，接收播控工作站发送的标准VDCP指令，依据时序完成节目的预卷、播出、停止等操作；收到播控工作站发送的状态检测指令，反馈设备的状态信息。若首先检测到主视频服务器出现异常，部署在主控状态播控工作站上面的播控程序，分别控制主、备切换设备进行播出信号的应急自动切换。根据预置的系统配置参数，如图I所示，主切换设备的PGM输出自动切换至主视频服务器信号(输入端口 I)的备份源，即备视频服务器信号(输入端口 2);此时，对于备切换设备，备视频服务器信号(输入端口 2)的备份源是主视频服务器信号(输入端口 1)，因此PGM输出保持在备视频服务器信号不动。若检测到备视频服务器的解码通道也出现异常，部署在主控状态播控工作站上 面的播控程序，分别控制主、备切换设备进行播出信号的应急自动切换。根据预置的系统配置参数，如图I所示，主切换设备的PGM输出自动切换至主视频服务器信号的应急源，即应急信号(输入端口 6);此时，对于备切换设备，由于主、备主视频服务器都出现异常，因此备切换设备的PGM输出自动切换到备视频服务器信号的应急源，及应急信号(输入端口 6)。保证播出系统主、备切换设备的PGM输出不会中断，继续播出应急信号。若首先检测到备视频服务器出现异常，部署在主控状态播控工作站上面的播控程序，分别控制主、备切换设备进行播出信号的应急自动切换。根据预置的系统配置参数，如图I所示，对于主切换设备，主视频服务器信号(输入端口 I)的备份源是备视频服务器信号(输入端口 2)，因此PGM输出保持在主视频服务器信号不动。此时，备切换设备的PGM输出自动切换至备视频服务器信号(输入端口 2)的备份源，即主视频服务器信号(输入端口 I)。若检测到主视频服务器也出现异常，部署在主控状态播控工作站上面的播控程序，分别控制主、备切换设备进行播出信号的应急自动切换。根据预置的系统配置参数，如图I所示，对于主切换设备，由于主、备主视频服务器都出现异常，因此主切换设备的PGM输出自动切换到主视频服务器信号的应急源，及应急信号(输入端口 6)。此时，对于备切换设 备，PGM输出自动切换至备视频服务器信号的应急源，即应急信号(输入端口 6)。保证播出系统主、备切换设备的PGM输出不会中断，继续播出应急信号。如上所述，是本实施例所述方法针对视频服务器播出信号的综合应急切换流程。播出程序基于对设备状态的实时检测，独立控制主、备切换设备按照系统预置的配置参数，分别按照当前信号源、备份源和应急源的顺序进行播出信号的三级自动切换。这种播出信号的综合切换控制，对于播出系统而言是至关重要的，当设备发生故障时保证播出信号不中断，自动完成播出信号的无缝切换。当设备故障排除之后，依据播出节目单切换到下一条待播节目时，主、备切换设备自动恢复到正常状态，即主切换设备的PGM输出切换至主视频服务器信号，备切换设备的PGM输出切换至备视频服务器信号，使播出系统重新具备对视频服务器播出信号的三级自动切换能力。另外，若当前正播节目时长比较长，当设备故障排除之后，也可以不用等到下一个节目的切换点，采用手动控制的方式将主切换设备的PGM输出切换至主视频服务器信号，手动控制备切换设备的PGM输出切换至备视频服务器信号，使播出系统重新具备对视频服务器播出信号的三级自动切换能力。本实施例中，对于末级2x1切换开关，需要实时监控主、备切换设备PGM输出信号的状态，根据实际情况手动进行应急处理操作，具体的操作如下
正常情况下，末级2x1切换开关处于主节目信号链路，即最终输出信号为主切换设备的PGM输出。当主切换设备出现硬件故障、或者PGM输出信号出现异常时，可以直接通过通用控制面板触发GPI信号，控制2x1切换开关切换至备路。在本实施例所述方法中，对于关键设备的播出信号，包括视频服务器播出信号和线路信号都采用了冗余备份的设计。而且，由部署在播控工作站上面的播出程序，独立控制主、备切换设备，按照预置的系统配置参数和特定的控制逻辑进行播出切换控制。正常播出的情况下，主切换设备的PGM输出切换至主节目信号链路，而备切换设备的PGM输出切换至备节目信号链路。因此，当播出值班人员监控到2x1末级开关当前链路信号出现异常，可以直接通过通用控制面板触发GPI信号将最终输出切换至另一路，简化信号故障的判断过程，真正实现一键式操作实现故障的快速处理。综上所述，本实施例所述方法相比于传统的播出系统，系统的容灾备份能力和安全性都有明显的提升。基于完全主备模式，播出过程中若主控状态的播控工作站出现异常，备控状态的播控工作站通过心跳通讯检测到设备异常时，自动接管对所有播出设备的控制，此时出现故障的播控工作站可以离线进行维修，故障排除后重新上线进行备份。作为播控系统核心的视频服务器，也采用了冗余备份的设计，通过播控程序的特定控制逻辑，独立控制主、备切换设备综合实现视频服务器播出信号的三级自动切换，当视频服务器发生故障时避免出现停播事故，保证播出系统安全、稳定的运行。当设备故障排除以后，可以手动或自动恢复到正常的切换状态，重新具备应急三级自动切换的能力。对于重要的线路信号，同样采用高安全的备份设计，来自不同传输链路的主线路信号、备线路信号，分别接入主切换设备和备切换设备，受控进行高安全播出。最后，本实施例所述方法还对切换设备进行了冗余设计，主、备切换设备的PGM输出，接入末级2x1切换开关的输入端，当监控到2x1切换开关选择的当前节目信号链路的信号出现异常时，直接使用通用控制面板触发GPI信号，控制末级2x1切换开关将最终输出信号切换至另外一路，简化了对故障的判断过程，实现了真正意义上的一键式应急处理。步骤的具体解释如下
第一，加载预置系统配置参数的步骤。用于在系统运行之前，对系统进行预置参数的配置，配置参数包括以下两个部分
I)针对视频服务器播出信号源，对主切换设备来说，主视频服务器信号为主信号源，备视频服务器信号为备信号源，垫片信号为应急信号；对于备切换设备来说，备视频服务器信号为主信号源，主视频服务器信号为备信号源，垫片为应急信号。2)针对重要的线路信号也同理，对于主切换设备，主线路信号为主信号源，备线路信号为备信号源；对于备切换设备，备线路信号为主信号源，主线路信号为备信号源。第二，故障处理步骤。包含三个平行进行的应急处理过程
I)主播控工作站和备播控工作站之间的应急处理过程。如图3所示，图中左侧为主播控工作站正常工作的状态，右侧为主播控工作站出现问题后备播控工作站接管的状态。在正常情况下，主播控工作站处于主控状态，主播控工作站控制视频服务器、录像机、主切换设备，按照播出节目单的节目播出时序，完成自动播出的工作，备播控工作站通过心跳检测主播控工作站的工作情况。当备播控工作站监测到主播控工作站出现异常时，备播控工作站触发GPI信号，控制倒换器进行控制链路的切换，播出设备的控制转移至备播控工作站，此时备播控工作站处于主控状态。2)主视频服务器和备视频服务器之间的应急处理过程，如图4所示，图中左上角图形表示主视频服务器正常工作时，主、备切换设备上的连接状态；中间图形表示当主视频服务器出现故障时备视频服务器接管后，主、备切换设备上的连接状态；图中右上角的图形表示主视频服务器出现故障后，备视频服务器也出现故障后，主、备切换设备上的连接状态。主备播控工作站均可以检测到主视频服务器和备视频服务器的解码通道的状态，在正常情况下，主切换设备的输入是主视频服务器信号或主线路信号，备切换设备的输入是备视频服务器信号或备线路信号。主、备视频服务器出现异常分为两种情况，主视频服务器先出现异常和备视频服务器先出现异常。如果主视频服务器先出现异常，播控工作站将主切换设备的输入端由主视频服务器切换至备视频服务器，备切换设备的输入端保持在备视频服务器上；此时，如果备视频服务器也出现异常，播控工作站将主切换设备的输入端切换至应急信号，备切换设备的输入端也切换至应急信号。如果备视频服务器先出现异常，播控工作站将主切换设备的输入端保持在主视频服务器上，备切换设备将输入端由备视频服务器切换至主视频服务器；此时，如果主视频服务器也出现异常，播控工作站将主切换设备的输入端切换至应急信号，备切换设备的输入端也切换至应急信号。3)2X1切换开关的输出端监测出现异常的应急处理过程，如图5所示。图中左侧是主切换设备正常工作时的状态，右侧是主切换设备出现故障，备切换设备接管后的状态。播出值班人员会实时监看2X1切换开关的输出信号，正常情况下，2X1切换开关 的输出切在主节目信号链路上；如果值班人员发现2X1切换开关的输出信号异常，就立即拨动2X1切换开关，将2X1切换开关的输出端连接至备节目信号链路。本实施例中的主、备播控工作站实现了对所有播出设备的控制，包括视频服务器、录像机、切换设备等不同类型的播出设备；所以，当系统中出现任何单点故障时，系统都可以通过有效的备份机制将故障点屏蔽，而且不会影响任何其他设备的正常使用。在传统的播出控制方式中，不同的设备发生异常，均会影响到最终的输出，而且处理方式均不相同。例如
I)在传统的方式中，如果当前播出的节目是主备线路信号而不是主备视频服务器信号，播控工作站就无法检测到线路信号是否正常，当主线路信号异常时，无法实现自动切换，需要人工将主切换器的输出信号切换到备线路信号上，如图6所示。图中上半部分显示的是用主线路进行正常播出的情况，下半部分是当主线路出现故障时，由备线路接管时的状态。这个过程十分麻烦。在通常情况下有时很难判断故障点，再加上需要人工在主、备切换设备上进行分别切换，还有切换2X1切换开关，往往需要耽误许多时间，这对播出安全十分不利。2)在传统的方式中，当主视频服务器出现播出控制机无法检测到视频服务器解码异常时，系统也无法实现自动切换到备路，这时需要人工将主切换器的输出信号切换到备视频服务器信号上，如图7所示。图中上半部分显示的是主视频服务器正常播出的情况，下半部分是主视频服务器出现故障时，由备视频服务器接管时的状态。如主线路出现故障一样，切换的过程也十分麻烦，也需要先判断故障点、人工在主、备切换设备上进行分别切换、再切换2X1切换开关。关键在于故障点十分难以判断，所以耽误的时间最多。特别麻烦的是视频服务器出现的故障，播控工作站是无法检测到的，只能由人工进行判断，检查故障更加复杂，耽误的时间更多。3)在传统的方式中，当主切换设备出现故障时，需要人工将2X1切换开关切换至备路，由备切换开关承担播出任务，如图8所示。图中上半部分显示的是主切换设备正常播出的情况，下半部分是主切换设备出现故障时，由备切换设备接管时的状态。这个过程相当简单，直接切换2X1切换开关即可，但问题还在于故障点的判断。如果事先知道故障是由于切换设备，切换十分简单。但通常情况下不可能事先知道是切换设备的故障，所以判断还是需要较长的时间，而时间对于播出安全来说是至关重要的。本实施例中所采用切换方式，将判断时间完全排除，当播出系统出现任何故障时，包括上述3种常见的故障情况，完全不需先要判断到底是哪一种故障情况，只需要直接切换2X1切换开关，即可屏蔽故障点，先将正常的信号播出，简化了故障判断过程，减轻了电视台播出值班人员的工作压力，大大减少了设备故障对播出的影响时间，如图9、10、11所示。图中上半部分显示的是正常播出的情况，下半部分是出现故障时，切换后的状态。这个过程相当简单，直接切换2X1切换开关即可，不需要判断故障点在哪里。三个图只是说明了三种情况，实际还有许多种情况，但切换都是直接切换2X1切换开关即可。这一简单的方式得益于本实施例最基本的切换逻辑主接主、备接备。用这样一个简单的逻辑解决了复杂的故障判断问题。最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术 方案(比如系统的链路形式，倒换器的位置，步骤的先后顺序等)进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。本发明所述的方法可编制为应用于计算机系统的程序，并运行于本发明所述的计算机网络系统中。
权利要求
1.一种播出PGM主备输出一键式应急系统，所述系统包括与外部的节目单编辑工作站及其数据库连接的主播控工作站和备播控工作站，所述的主播控工作站与备播控工作站之间通过心跳通讯实现状态检测、播控应急操作的同步，所述的备播控工作站上设有GPI板卡，所述的GPI板卡与主倒换器的控制端口连接；所述的主播控工作站和备播控工作站与主倒换器和备倒换器连接，其特征在于，所述的主倒换器与主视频服务器的控制端口、主切换设备的控制端口连接，形成主控制链路；所述的备播控工作站与备视频服务器的控制端口、备切换设备的控制端口连接，形成备控制链路；所述的主切换设备和备切换设备设有多个输入端，所述的主切换设备和备切换设备的各个输入端分别与多个视音频分配器连接，所述的多个视音频分配器中至少有一个与主视频服务器连接、至少有一个与备视频服务器连接、至少有一个与录像机连接、至少有一个与主线路信号连接、至少有一个与备线路信号连接、至少有一个与应急信号源连接；所述的主视频服务器、主线路信号、多个视音频分配器、主切换设备形成主节目信号链路，所述主节目信号链路在主切换设备上的输出端与安装在控制面板上的2X1切换开关的一个输入端连接；所述的备视频服务器、备线路信号、多个视音频分配器、备切换设备形成备节目信号链路，所述备节目信号链路在备切换设备上的输出端与所述2X I切换开关的另一个输入端连接，所述2X I切换开关的输出端与外部的传输系统连接。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述的倒换器是RS422倒换器。
3.根据权利要求I或2所述的系统，其特征在于，所述的切换设备是播出切换台、切换矩阵或切换器中的一种。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的切换设备是16X2切换器。
5.—种使用权利要求I所述系统的PGM主备输出一键式应急方法,其特征在于所述方法的步骤如下 加载预置系统配置参数的步骤用于在所述系统运行之前，对系统进行预置参数的配置，所述的配置参数包括以下三个部分 O主切换设备切主节目信号链路，备切换设备切备节目信号链路； 2)针对视频服务器播出信号，对于主切换设备，主视频服务器信号的备份源是备视频服务器信号，应急源是应急信号；对于备切换设备，备视频服务器信号的备份源是主视频服务器信号，应急源是应急信号； 3)针对重要的线路信号，对于主切换设备，主线路信号的备份源是备线路信号；对于备切换设备，备线路信号的备份源是主线路信号； 加载预播节目单的步骤用于接收到加载节目单的消息之后，主播控工作站和备播控工作站从数据库加载预播节目单； 以下包含三个平行进行的应急处理过程 主播控工作站和备播控工作站之间的自动应急处理过程 主播控工作站和备播控工作站通过心跳检测步骤用于在正常情况下，所述主播控工作站处于主控状态，主播控工作站控制视频服务器、录像机、切换设备，按照播出节目单的节目播出时序，完成自动播出的工作，所述的备播控工作站通过心跳检测主播控工作站的工作情况； 主播控工作站和备播控工作站通过心跳检测步骤用于当备播控工作站监测到主播控工作站出现异常时，备播控工作站触发GPI信号，控制倒换器进行控制链路的切换，播出设备的控制转移至备播控工作站，此时备播控工作站处于主控状态； 主视频服务器和备视频服务器之间的自动应急处理过程 检测视频服务器的工作状态的步骤用于处于主控状态的播控工作站检测主视频服务器和备视频服务器的解码通道的状态是否异常，正常情况下，主切换设备的输入是主视频服务器信号或主线路信号，备切换设备的输入是备视频服务器信号、备线路信号； 主、备视频服务器出现异常分为两种情况，主视频服务器先出现异常和备视频服务器先出现异常 如果主视频服务器先出现异常 主、备切换设备的应急处理步骤用于所述的主切换设备将输入端由主视频服务器切换至备视频服务器，所述的备切换设备的输入端保持在备视频服务器上； 备视频服务器也出现异常的应急处理步骤用于所述的主切换设备的输入端切换至应急信号，备切换设备的输入端切换至应急信号； 如果备视频服务器先出现异常 主、备切换设备的应急处理步骤用于所述的主切换设备的输入端保持在主视频服务器上，所述的备切换设备将输入端由备视频服务器切换至主视频服务器； 主视频服务器也出现异常的应急处理步骤用于所述的主切换设备的输入端切换至应急信号，备切换设备的输入端切换至应急信号； 2X1切换开关的输出端监测所述系统出现异常的应急处理过程 在所述系统末端实施监测的步骤用于在2X I切换开关的输出端工作人员使用监视器实时监测所述系统输出，正常情况下，2X1切换开关的输出端处于主节目信号链路；所述系统末端监测出现异常的处理步骤用于所述的系统末端的监视器上图像出现异常，工作人员通过手动拨动2 X I切换开关，将2 X I切换开关的输出端连接至备节目信号链 路。
全文摘要
本发明涉及一种播出PGM主备输出一键式应急系统和方法，系统包括主、备播控工作站、主、备倒换器、主、备视频服务器、多个视音频分配器、主、备切换设备形成主、备节目信号链路，主、备节目信号链路在主切换设备上的输出端分别与安装在控制面板上的2×1切换开关的两个输入端连接。本发明采用控制信号链路和节目信号链路，改变了传统播出系统采用的末级信号倒换控制方式，一旦监控到当前链路播出信号出现异常，可以直接通过通用控制面板将2x1切换开关倒换至备份链路，省去了复杂的故障判断过程，减轻了电视台播出值班人员的工作压力，简化了故障判断过程，实现了故障的及时发现与快速处理，有效避免了播出事故的发生。
文档编号H04N5/268GK102833468SQ20121033144
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者丁文华, 姚威, 宋宜纯, 宋蔚, 商同, 陈震, 阙晟华, 冯坤, 郭敏, 任林 申请人:中央电视台, 北京中科大洋科技发展股份有限公司