硬盘播出中的数据不一致性问题探讨

曹娣华

【摘要】电视节目硬盘播出工作中，素材产生“不一致性”，对安全播出将造成很大影响。本文依照长期播出工作的实践经验与感悟，对其加入阐述，加深认识，旨在有效控制与处理，确保安全播出。

【关键词】硬盘播出;数据库;素材不一致性

中图分类号：TN94                     文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2020.24.011

电子技术、数字技术、计算机及网络技术的日益发展与应用，电视节目播出由硬盘播出完全取代了传统的模拟手工切换播出模式。播出重在安全，设备的稳定性、安全性、可靠性值得重视，然而，素材的安全性和可靠性也不可忽略。现就影响安全播出的“数据不一致性”问题，与同行们分享。

备份是硬盘播出的突出特点，素材一主一备，播控双机互备，播出镜像同步。硬盘播出的大致过程：首先将计划播出的素材也就是视频和音频加嵌的电视信号采集到二级存储器、视频服务器，以文件的形式存储于这些硬盘中。节目播出单提交到数据库后，二级存储器的素材按照迁移策略自动迁往视频服务器，然后主备视频服务器间镜像拷贝。播控机根据节目单的时序逐一控制着视频服务器的播放以及切换器的相应切换。硬盘播出的主要对象是以数据形式表现的素材，数据库管理着这些庞大的数据，并制约着其模式和属性。

1. 关系数据库及性质

硬盘播出系统中，所有播出素材之间的联系所构成的集合形成一个关系数据库。如表：

关系表中的每一横称作一个元组，组成元组的元素称为分量。如上述表中有三个元组，每个元组由七个分量组成，关系表中的每一列称为一个属性，属性的型指属性名和属性取值域，属性的值指属性的具体取值。由于关系中的属性名具有标识的作用，因而同一关系中的属性名不能相同，关系中往往有多种属性，属性用于表示实际的特征，如上表中的七个属性，分别是素材名、类型、存储器、入点、出点、节目长度、播出日期。

同一属性的数据具有同质性，即同一属性的数据应当是同质的数据，它来自同一个域，属性值不能有多个取值法，同一关系中的出入点必须统一语义，如用时、分、秒、帧，否则会出现存储数据操作错误，出现属性值的不一致性。

同一关系的属性名具有不能重复性，同一关系中不同属性的数据可出自同一个域，但不同的属性要给予不同的属性名。这是由于关系中的属性名是标识列的，如果关系中的属性名重复，则会产生标识混乱问题，出现属性的不一致性。

同一数据库中关系元组无冗余性，即关系中的任意两个元组不能完全相同，由于关系中的一个元组表示现实中的一个实体，元组重复则说明一个实体重复存储，实体重复不仅会增加数据量，还会造成数据查询和统计的错误，更容易在元组方面产生数据的不一致性问题，在数据库中应当绝对避免元组数据不一致性的产生。

2. 数据的不一致性

数据是用某种方式表达的信息，数据面向整个系统是有结构的。数据的不一致性是指同一数据库中，数据的矛盾性，不相容性。对硬盘播出系统而言，数据不一致性有两层次的含义，其一，若某元组即某素材在数据库里与其他素材比较，发生结构性的改变，或者拷贝后的目标数据与源数据在语义模型上不一致，违反了目标数据上的语义约束。其二，素材的某属性在主备视频服务及二级存储器之中有所不同。

3. 不一致性数据的产生

3.1 系统故障

（数据在传输的过程中因硬件或软件故障）及计算机病毒侵袭等因素造成數据丢失或损坏，造成数据不一致性。

3.2 并发操作

数据库可供多个用户共享使用，当多个用户并发存取数据时，就会产生多个事务同时存取同一个数据的情况。若播出部、广告部、节目部同时对某一节目进行播出统计，这种并发操作控制不当可使数据产生不一致性，其类型有三类：丢失修改、不可重复读和读“脏”数据。（1）、丢失修改，两部门同时读入同一数据并进行修改，乙部门提交的结果破坏了甲部门提交的结果，导致甲部门的修改被丢失。（2）、甲部门读取数据后，乙部门执行更新操作，使甲部门无法再现前一次读取的结果。（3）、读“脏”数据，甲、乙两部门对某广告播出量同时进行统计，甲统计过程中，修改某一数据，并将其存回盘，乙读取同一数据后，甲发现某次停播，修改撤消，这时修改过的数据恢复原值，乙则按原步伐读取、修改、存盘，那么，乙读取的数据则为“脏”数据。

3.3 数据冗余存储

电视节目硬盘播出系统中，节目素材存储于主、备视频服务器及二级存储器中。通常大容量的电视剧存于二级存储的独立分区中，自办栏目如新闻专栏等由制作网传输至二级存储的另一分区中。节目串联单提交数据库，素材管理器控制素材逐一由二级存储器迁往视频服务器，主备视频服务器之间进行镜像拷贝。迁移过程中两种操作不当情形可产生不一致性素材。

3.3.1 二级存储器滞后操作产生

电视剧之类的素材通常播出前按计划在二级存储器审看就绪了，如果某素材编入了节目单且迁移到了主备视频服务器，之后上载人员对该素材重申打出入点进行审看，那么该素材就产生了不一致性，在播控界面上，素材的报警栏里显示“节目时长与实际播出长度不匹备”。因为节目串联单追加到播控机，完成迁移的素材其属性和值被写入控制系统，监测系统对播出素材实时监测，发现修改后素材时长与播出控系统读取的播出长度不一致。

3.3.2 主备视频服务器镜像拷贝产生。

硬盘播出中节目的出发地是主备视频服务器，自办节目无论经过通道直接上载到视频服务器还是通过制播网经二级存储器转传过来的，都要镜像拷贝到另一个视频服务器同步播出。自办节目首播基本上都是当天播出前传入播出网，完成迁移后由播控值班人员追加到在播的节目单中。素材到的晚的话，播出管理人员务必进行迁移干预，在素材管理器手动提高迁移优先级使其“插队”提前迁移。栏目组传过来的节目不是那么规范，有时节目的所属频道、节目类型、播出日期等素材属性错误需要修改。如《天天播报》在都市生活频道播，制作部传过来的素材频道属性为新闻综合。修改的时候，如果该素材镜像拷贝正在进行中，那么该素材就成了不一致性素材。因为素材在不同存储器之间进行拷贝，遇到外界干扰，导致备份的素材与原素材分量上存在差异而造成属性或值的改变，即破坏了分量的同一性。

4. “不一致性”对播出工作的影响

不一致性素材在浩瀚的数据库里具有隐秘性偶发性突发性，在硬盘播出系统中犹如“毒瘤”危害播出安全。潜伏在数据库中的不一致性素材在播出中不可用，对播出工作造成影响。不一致性存在二级存储里，致使播出黑场静帧或其他无关的画面，严重影响播出质量。自办栏目镜像拷贝时产生在视频服务器的不一致素材，在播出界面无法追加，若处理不及时则可能造成延播事故。

5. 不一致性验证

播出系统素材一致性错误，分别在数据库、播出界面、素材管理器可查验。1、查看数据库时，不一致性有直观的提示，或者素材列表看不到或看到部分，在数据库正常运行时突然出现该提示，或者在dbcc chechdb语句检查时也可提示这个错误。2、在播出界面，监测系统检测到不一致性素材，报警系统则在条目报警位置显示“节目时长与实际播出长度不匹配”或者“节目时长小于实际播出长度”。3、素材管理器负责播出素材的管理，对素材的属性、状态、迁移等情况实时跟踪，对已提交的节目串联单里的节目以及制作系统传送来的自办节目按照迁移策略进行自动迁移。在迁移的过程中，如二级存储器→视频服务器→视频服务器主备之间镜像拷贝，受外界因素的干扰则产生不一致性。不一致性在状态栏里显示，如《天气预报》产生某属性不一致，在位置栏显示“！11”这三个标识从左至右分别代表主视频服务器、备视频服务器、二级存储器，“！”代表相应存储位置不一致性素材，“1”代表素材正常存在。

6. 不一致性素材处理

不一致性素材在播出前需及时妥善处理。在播出系统中，不同的区域处理方式不一样。1、数据库维护手段：利用转存、日志和数据恢复措施将数据恢复到某个正确的、完整的、一致性状态。对数据清洗（data cleaning）以便填补遗漏数据、消除异常数据、平滑噪声数据、纠正不一致性数据来提高数据质量。另一个办法就是重新上载。为防止病毒入侵對播出系统的破坏，制播系统与外网隔离，两大系统之中用防火隔离墙相隔。2、以免并发操作引发错误，广告部和节目部统计工作在各自独立系统平台上进行，播出系统只是播出部用来统计播出工作。3、素材节目时长与实际播出长度不匹配问题，处理起来比较简单。在播出界面该播出条目的素材栏里，删除原来的素材，重新追加节目，此时素材的所有属性被重新写入控制系统，素材成为一致性正常素材，报警解除。4、通过制播网上传的自办栏目，素材管理器显示迁移已经完成，播出界面追加时，视频服务器里不存在。查看素材管理器，发现视频服务器位置有一个“！”，说明该素材在镜像拷贝时某属性发生了改变而成了不一致性素材。如《新闻联播》位置状态为“！11”，处理过程如下：在素材管理器里，点击“主视频服务器”，再点击“不一致性素材”，找到该素材选中，右击出现“一致性恢复”，最后双击确定，素材立马恢复成一致性正常素材，播出界面也能调用播出了。

7. 总结

播出安全无小事，日常工作中尽量把事情抓紧做细。定期对数据库进行数据检测。二级存储器里的节目，在编单前尽量完善审看工作。修改素材属性时注意观察迁移情况，对正在拷贝的素材切忌进行属性修改。发现不一致性素材，根据实际情况及时维护和处理，确保安全播出。

参考文献：

[1]《数据库——系统原理及应用》苗雪兰.刘瑞新.宋会群编著.