一种广播电视及网络视听新媒体播出智能设计方法及系统

技术领域

本发明涉及广播电视及新媒体播出智能设计技术领域，尤其涉及一种广播电视及网络视听新媒体播出智能设计方法及系统。

背景技术

计算机辅助设计CAD(Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计做出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移、复制和旋转等有关的图形数据加工工作。

总之CAD技术是计算机系统在工程和产品设计的各个阶段中，为设计人员提供快速、有效的工具和手段，加快和优化设计过程以达到最佳设计效果的一种技术。

如图1所示，现在针对广播电视或网络视听新媒体平台进行设计时，往往都是采用国内、外通用的设计软件，包括Autocad、Visio等，在使用功能上非常的单一，仅仅是根据用户要求绘制设计图、输出设计图，并不能和之后的系统施工、运行维护融合在一起，为用户提供数字化交付的设计成果。现有系统的主要缺点是不能实现对被设计的系统从设计、施工、运维进行全生命周期的服务及运维管理。其现有存在的缺点：

①现有的技术在广播电视与网络视听新媒体平台设计上针对性不强，不能满足广播电视与网络视听新媒体平台的应用需求，通常采用传统的CAD或类似Visio的软件，该软件在使用上往往只是使用该软件的绘图功能，以达到设计出图的目的，而这样类似的软件不能方便、快捷的提供专业的设计服务。

②现有的大多数的设计软件，往往在设计上都只是使用了简单的功能，而更多的功能可能需要定制。

③现有CAD画图软件在系统的初步设计阶段，因为用户方案的变化图纸往往需要不断的修改，当用户系统方案进行调整时，一方面需要修改原有设计图逻辑关系，更重要的一个方面需要修改设备、端口、线缆等数据，产生极大的工作量，也造成修改的数据不能和其它图纸实时同步数据。

④现有CAD画图软件在系统的初步设计阶段并不会对产生的设备、端口、线缆的数据进行校验，会产生错误数据，导致施工过程中的线缆连接错误。

⑤现有的CAD软件在系统原理图上端口连线多是采用人工的连接方式，而不是在定义规则的前提下进行端口之间的自动连接走线，并且端口之间的连线不完整，往往是多级连线拼接合并，不可以直观看到整条连线的走向。

⑥现有的CAD技术仅仅只是提供了画图的工具，设计图纸中的设备、端口、线缆、机架没有定义属性，不能体现这些数据在原理图、施工图、机架图中的相互关联关系，不能做到设计与真实的系统相互结合，做到数据的同步，在系统长时间的运维过程中导致施工图与真实的系统结构数据不同步。

⑦现有的技术在广播电视与网络视听新媒体领域，通过CAD绘图软件提供给用户的是电子图纸，用户可以将图纸进行打印输出或在电脑上打开使用，在后期的系统图纸维护过程中，如果用户对专业CAD软件不熟悉，加大了系统图纸维护的难度，随着系统不断的升级改造，原有的系统图纸和实际运行系统之间数据将会脱节，加大了系统运维的难度。

⑧现有的技术在广播电视行业与网络视听新媒体领域，不能针对性的提供设计的数据管理，包括设备上架数据、机架使用功率、设备物理数据、设备端口数据、接口种类及线缆种类、线缆长度等数据管理服务。同时没有这些产品的数据无法与后期的施工管理、产品的生命周期管理、技术文件的管理相结合。

⑨现有的技术在广播电视与网络视听新媒体领域不能提供设计与施工的统一，类似于CAD计算机辅助工程，在该领域没有一套从设计画图、设备上架、最后辅助工程施工与综合布线的软件。

在广播电视与网络视听新媒体领域现有的技术不能将从实际到施工再到日常运维提供完善的数据共享和同步，往往是数据缺失，或者数据没有关联性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种广播电视及网络视听新媒体播出智能设计方法及系统。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种广播电视及网络视听新媒体播出智能设计方法，包括：创建设计项目，针对播出或新媒体播出系统创建新的项目图及针对不同的项目创建不同的子系统图；

创建项目绘图纸张管理以及导入并读取无纸张的设备，并将设备逻辑图放置在系统连线图中，根据设备连接到数据自动生成系统连线图；

抽象仿真出设备的逻辑图，提供设备逻辑图的添加、输入配置信息、提供设备的编号；

对设备的逻辑图增减逻辑端口并定义端口类型，同时对端口的类型进行配置，配置端口类型之后镜像线缆的配置属性；

通过图纸实现端口之间的设备连接并查看端口之间的连线；

对增加的线缆进行线标定义，定义为施工图线缆标签和设备标签，导出项目数据、项目施工图纸与线缆数据；以及

通过设计项目中设计图纸提供设备所上架的位置信息参数与物理信息参数，并根据参数信息导入机房矢量图添加实物机房；

在机房中配置机架，导入不同高度的机架矢量图；

配置项目中的实际设备，将实际设备中的正面板、背面板通过矢量的数据导入；对于无实际设备，通过盲板的方式进行设备定义；

将配置好的设备进行入库管理，并对设备进行信息添加，然后将设备上架；

通过添加的实际设备进行端口连线，并导出机架图与机架数据。

一种广播电视及网络视听新媒体播出智能设计系统，包括：逻辑拓扑图单元、初步设计图单元、施工设计图单元及仿真系统生成单元；所述

逻辑拓扑图单元，针对播出或新媒体播出系统创建项目图，并针对不同的项目创建不同的子系统图，使用户对项目进行分级管理；

初步设计图单元，在设计图中用于对设备、线缆、端口进行定义，并配置设备的资源数据信息、设备的端口类型与设备之间的端口连线规则；

施工设计图单元，用于对施工图中的设备、线缆进行编号及根据机架、机房的具体位置定义机架、机房的编号，根据机架、机房的编号放置相应的设备，然后将用户系统施工资源数据导入到设计施工图中；

仿真系统生成单元，用于仿真模拟系统设备上线的状态，提供模拟上线的真实状态。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

针对广播电视与网络视听新媒体平台使用专业的软件，实现从原理图设计到系统施工到最后的系统运维维护每个阶段，采用全数字化的技术管理体系，而不是仅仅使用大众化的CAD设计软件。是一套针对性强、操作简单，同时针对项目中的数据可以在不同设计环节进行同步的专业系统。

本方法和系统可以不让用户重新画图，而只是通过删除、添加、修改等操作方式，修改后的设备布局和系统连线可以自动对齐，同样更重要的是所有的数据在本级图纸、其它图纸都可以自动的同步，设计的设备、端口、线缆等数据也自动的修改。

对设计过程中的数据进行校验，发现设备与端口、端口与线缆的对应关系的有效性和唯一性，从而校验数据的正确性，避免设备、端口、线缆编号数据缺失和重复。

采用定义端口连线规则的方式，实现端口之间的自动连线，同时保证连线的完整性；

从系统的初步设计开始就可以体现设备、端口、线缆之间的关联关系，在后期的设备上架过程中，还可以体现线缆、端口、设备、机架、机房之间的相互关系，形成完整的设计数据链。

本方法和系统实施方式简单，通过设计画图的方式使用户便于修改图纸，同时一个点的数据被修改之后，相应的其它数据均可以保持同步，降低运维人员的使用难度和运维强度。

实现设计数据的管理，包括设备上架数据、机架使用功率、设备物理数据、设备端口数据、接口种类及线缆种类、线缆长度等数据，通过对这些数据的管理，实现实际运行设备和设计数据的同步，实现实际运行系统的数字孪生。

实现从系统设计开始，到设备上架，线缆连接以及现场的施工，直到最后的运行维护，提供全流程的管理软件，实现设计、施工、运维的数据同步。

附图说明

图1现有技术结构示意图；

图2是广播电视及网络视听新媒体播出智能设计方法流程图；

图3是广播电视及网络视听新媒体播出智能设计系统结构图；

图4是逻辑拓扑图单元结构图；

图5是绘制的系统逻辑图；

图6是初步设计图单元结构图；

图7为生成的系统设计图；

图8为施工设计图单元结构图

图9为绘制的系统施工图；

图10是仿真系统生成单元结构图；

图11为设备镜像模块结构图；

图12为仿真设备端口连线图；

图13为仿真机架、机房图；

图14为业务路由数据局部图；

图15为无纸张设备导入模块图；

图16为真实系统的数字孪生图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

如图2所示，广播电视及网络视听新媒体播出智能设计方法流程，包括

创建设计项目，针对播出或新媒体播出系统创建新的项目图及针对不同的项目创建不同的子系统图；方便用户对项目分级管理。

创建项目绘图纸张管理以及导入并读取无纸张的设备，并将设备逻辑图放置在系统连线图中，根据设备连接到数据自动生成系统连线图；

创建项目绘图纸张管理，包括纸张的大小，根据系统的复杂性，采用不同尺寸的图纸，选择范围A4到A0，也可以自定义，在这里还可以对纸张进行编辑，增加图示、图例、选择纸张背景色等等，方便用户画设计图纸。导入、读取无纸张的设备，这个方是针对已经建成的机房或新上架的设备逆向导出系统连接图，导入并读取无纸张的设备，并将设备逻辑图放置在系统连线图中，根据设备连接数据自动生成系统连线图。

抽象仿真出设备的逻辑图，提供设备逻辑图的添加、输入配置信息、提供设备的编号；无纸张设备生成连线图，根据无纸张设备上架的信息生成系统连线图，无纸张设备信息通过机架管理软件进行配置添加，同时可以进行线缆编号的定义。

对设备的逻辑图增减逻辑端口并定义端口类型，同时对端口的类型进行配置，配置端口类型之后镜像线缆的配置属性；

定义端口类型包括RJ45接口、光纤各类接口、ASI接口、SDI接口等等，并用不同的字母表示接口的类型，配置端口的主、备功能。

通过图纸实现端口之间的设备连接并查看端口之间的连线；支持不同方式的连线对齐，包括水平对齐、跨域连线、多线合并等操作。查看设备连线图，快捷提供查看设备端口之间的连线。批量定义线缆编号，可以实现对所增加的线缆进行线标的定义，为施工图线缆标签和设备标签。项目施工数据导出，整个项目数据的导出、存储，支持excel数据导出，包括不同接头的种类、数量，使用线缆的长度，对施工的辅材进行统计；项目施工图导出，整个施工图的导出，支持visio图纸导出。线缆数据导出，实现施工图线缆、设备数据的导出，支持excel数据导出。

对增加的线缆进行线标定义，定义为施工图线缆标签和设备标签，导出项目数据、项目施工图纸与线缆数据；以及

通过设计项目中设计图纸提供设备所上架的位置信息参数与物理信息参数，并根据参数信息导入机房矢量图添加实物机房；可添加1：1的实物机房。

在机房中配置机架，导入不同高度的机架矢量图；

配置项目中的实际设备，将实际设备中的正面板、背面板通过矢量的数据导入；对于无实际设备，通过盲板的方式进行设备定义；

将配置好的设备进行入库管理，并对设备进行信息添加，然后将设备上架；支持设备的上架的操作，可以采用自动方式添加，也可以采用手动方式的添加。

通过添加的实际设备进行端口连线，并导出设备的机架图与机架数据，其中，机架图支持visio图纸导出；机架数据支持excel数据导出。

如图3所示，本实施例还提供了一种广播电视及网络视听新媒体播出智能设计系统，包括逻辑拓扑图单元、初步设计图单元、施工设计图单元及仿真系统生成单元；所述逻辑拓扑图单元，针对播出或网络视听新媒体播出系统创建项目图，并针对不同的项目创建不同的子系统图，使用户对项目进行分级管理；初步设计图单元，在设计图中用于对设备、线缆、端口进行定义，并配置设备的资源数据信息、设备的端口类型与设备之间的端口连线规则；施工设计图单元，用于对施工图中的设备、线缆进行编号及根据机架、机房的具体位置定义机架、机房的编号，根据机架、机房的编号放置相应的设备，然后将用户系统施工资源数据导入到设计施工图中；仿真系统生成单元，用于仿真模拟系统设备上线的状态，提供模拟上线的真实状态。

如图4所示，逻辑拓扑图单元包括定义设计图类型模块、创建项目模板模块、定义纸张大小模块以及绘制逻辑图模块；

定义设计图类型模块，根据系统要求定义设计图模块，包括要设计项目名称、设计的系统名称；

创建项目模板模块，创建设备模板，包括图纸的名称和纸张的大小及纸张的方向；

绘制逻辑图模块，在指定的图纸上绘制系统逻辑图；如图5所示为绘制的系统逻辑图，该逻辑图为广播电视播出系统图，描述了广播电视播出系统的结构，根据播出系统逻辑图的逻辑结构可以进行系统设计图的设计，下一步的系统设计图增加具体的播出系统的设备与设备端口之间的连线。系统逻辑图主要是由逻辑框图和连线组成，呈现了整个系统的流程图，例如，在创建过程中，首先绘制不同大小的方框代表设备群组，并标注群组名称，然后根据系统流程进行连线，框构建成整体逻辑图。

如图6所示，所述初步设计图单元包括设备类型模块、设备资源模块、端口类型模块、线缆类型模块和设备端口间连线模块；所述

设备类型模块，用于定制不同的设备类型，包括基础IT设备和广播电视专用设备；这些设备是构成系统的重要元素，在设计图中，要体现出设备的不同类型与功能。

设备资源模块，包括设备的尺寸、功耗以及设备所承载的业务名称；这些数据在设计中都要体现出来。作为是系统详细设计的一部分，这些资源数据都要在设计中对每个设备的资源数据进行配置。

端口类型模块，用于配置设备所包含的端口，其中，通用IT设备有光纤接口、网络接口，广播电视设备专用接口包括RF接口、ASI接口和SDI接口，所述端口数据都在设计中进行配置，配置每个设备的端口类型，从而进行下一步的端口之间的物理连线设计。

线缆类型模块，用于配置不同的线缆类型，包括网线、光纤线、同轴电缆线以及其它类型的信号线；这些线缆在设计中可以通过不同的颜色进行区分，连接在每个端口之间。

设备端口间连线模块，用于对不同设备之间的端口进行连线，当不同端口之间进行连线时，便提示连线错误；当确定好两个端口之间连线时，可自动走线；当用户有连线表时，根据连线表进行自动连线；当用户连线表出现错误，自动排查错误。

通过以上对设备、端口以及对应的资源定义，结合端口之间的连线规则，就可以输出整个系统的设计图。

如图7所示，为生成的系统设计图，例如，首先导入设备，根据需要导入卫星接收机与复用设备，设备包括名称、尺寸、功耗等，导入时定义了左边为输入端口、右边为输出端口，定义了端口的数量端口的类型，端口类型用字母来表示，例如A就是ASI类型的端口。其次，开始创建线缆，根据系统的要求先后点击两台设备之间相关联的端口，就可以自动创建端口之间的连线，同时连线根据规则会自动走线；图7中10为端口类型、20为设备输入端口、30为设备图框、40为设备输出端口、50为创建的线缆。

如图8所示施工设计图单元包括定义设备编号模块，定义线缆编号模块，设备、机架、机房添加模块，用户数据导入模块；所述

定义设备编号模块，用于在施工图中对设备进行编号，施工人员根据编号将设备放置在是定的位置；同时用户可以配置编号的规则，系统可以根据规则自动编号。

定义线缆编号模块，对设备的输入端口和输出端口进行编号，这些端口与其他设备的连接线缆在施工的过程中需要有具体的编号，以用于两个设备之间连接指定的线缆，同样的道理线缆的编号也可以用户来定制规则，系统可以根据定制的规则进行线缆连续编号。

设备、机架、机房添加模块，用于对机房和机架进行编号，根据机架、机房编号放置具体的设备，同时，在设备编号中创建所在机架的具体U位，以将设备放在机架的指定位置上。

用户数据导入模块，数据的导入是指用户数据的导入，在有些的设计中，用户已经配置好了施工数据，并将数据保存成了文件，通过数据转换导入到设计施工图中，就可以自动生成施工图提供给施工人员进行系统施工。

如图9所示，为绘制的系统施工图，首先是在系统中要添加机房数据和设备数据，从上图可以看出，机房数据的编号是“XX01”，机架的编号是“01-10”。然后根据设计图定义每台设备及线缆的编号作为施工数据。定义设备编号70的规则用户可以自行定义，本例中设备的定义规则是：“设备名称+机房名称+机架名称+U位数”，就可以得到“IRD001-XX01-01-5U”。线缆编号60的规则用户也可以自行定义，本例中线缆的定义规则是：“设备名称+输入(出)端口标识+该设备端口编号”，就可以得到IRD001-O-001。

如图10所示，仿真系统生成单元包括设备镜像模块、真实设备端口连线模块、机房数据管理模块、数据输出接口模块与无纸张设备导入模块；所述

如图11所示，设备镜像模块，对真实的设备建立物模型，同时定义设备端口类型和编号，并根据施工图数据库中的设备类型的定义，从设备物模型库中调取真实设备物模型与其对应；其中，设备编号和线缆编号都是施工中的唯一标识；设备位置：设备施工中所在的机房、机架的具体位置。用户数据：用户系统施工资源数据的导入。设备物模型库，是指针对设备的仿真建模，通过矢量绘画技术绘出设备的真实1：1的矢量图，建立不同设备的物模型库，并根据涉设备厂家、型号、功能进行分类。绘制的设备矢量图支持对设备的各种端口、状态灯进行分组建模，并可以通过xml协议方式进行设备图形、端口、指示灯的定义。图11中就可对应真实设备的正面版以及背面版，同时显示这个设备的每个端口信息。

真实设备端口连线模块，根据施工图中端口与线缆之间的数据定义进行端口间的物理连线；如图12为仿真设备端口连线图，在施工图中线缆编号60为9843的线缆对应到真实设备端口连接的状态图，这些对应关系是基于从施工图数据到仿真单元的数据同步。

机房数据管理模块，机房数据管理主要对机架和机房的仿真呈现，通过图四可见施工图机房与真实机房、施工图机架与真实机架的仿真对应。在从施工图对应到仿真单元中，是采用数据同步的方式将设计施工图数据对应到仿真单元中的真实机房和机架；如图13为仿真机架、机房图，机房数据管理主要对机架和机房的仿真呈现，通过图可见施工图机房与真实机房、施工图机架与真实机架的仿真对应。机房编号为115的机房，仿真到真实的115机房图；机架编号为1-08的机甲仿真到真实的1-07的机架图，并可见真实设备的仿真上架图。

数据输出接口模块，定义数据输出接口，通过真实机房信息的接口输出业务路由图、资源管理对接表、设备与线缆表格、设备线缆查询表及资源二维码仿真数据；如图14为业务路由数据局部图，根据仿真单元数据可以生成广播电视及新媒体业务的路由图，该业务路由展示了每个业务所经过的设备及端口的数据，这些数据从设计逻辑图、设计系统图、设计施工图依次而生成，并通过仿真单元进行展示，业务路由图是根据定制的规则自动生成，并保持与设计逻辑图、设计系统图、设计施工图的数据同步，路由仿真图的重要意义是在系统在没有真实搭建的前提下，可以通过仿真单元生成业务路由，做到系统从虚拟到真实的仿真。所述资源管理对接表包括了设备、机架、机房的物理数据，也包括设备的配置数据以及设备的生命管理周期数据，这些数据都是来自于施工图的数据，通过仿真单元进行数据的输出。设备与线缆表格提供了设备、线缆的施工数据表，这些数据经施工图数进行仿真，该表格可以支持数据的导出或者导入，进行资产的管理。设备线缆查询表支持采用对设备所在环节、名称、类型、厂商、机柜、IP地址等多种查询条件对设备进行检索，检索到的设备可以展示业务及资源的信息以及支持采用对线缆编号、类型、前后级设备等多种查询条件对线缆进行检索，检索到的线缆可以展示业务及资源的信息。资源二维码仿真数据是仿真数据输出的线缆、设备、机架的二维码数据图，并将数据图通过打印机输出，生成对应的标签张贴在线缆、设备、机架上，方便运维人员进行设备的运维、资产的盘点，以及通过二维码为查询的入口进行数据与业务的查询。

无纸张设备导入模块，用于将建成的系统生成虚拟的仿真系统模型，现实与虚拟的数字孪生，再从仿真系统模型逆向推出施工、设计、逻辑图的方式。无纸张设备一种是指没有体现在设计图上的设备，另外一种是指机房已有的设备要放在设备图中。如图15为无纸张设备导入模块图，已建成的真实系统模块是对已经建成的系统进行模拟仿真，无纸张设备导入是指真实的已经在运行的系统，需要生成虚拟的仿真系统模型，再从仿真系统模型逆向推出施工、设计、逻辑图的方式。在实际项目中，一部分系统是新建系统，我们可以从设计到施工再到仿真为用户提供整体的设计及运行维护。但是也有部分系统是已经建成的系统，包括机房，机架、设备上架位置都已经确定，并且设备之间已经具备连线，用户需要将真实系统进行仿真，生成现实与虚拟的数字孪生，方便系统的运维与业务模拟，就需要通过无纸张设备导入，建立数字孪生系统。创建机房机架，是根据实际系统进行机房的创建，用户可以根据需要创建多个机房，同时将机房数据保存在仿真系统中；创建机房机架是根据实际系统进行机架的创建，用户可以根据机架的数量，创建多个机架并根据实际的机架位置进行摆放，同时将机架数据保存在仿真系统中。添加设备是根据实际系统创建对应的设备，用户可以根据设备的种类，导入多种设备。同时将设备数据保存在仿真系统中；设备就可以放置在指定机房的机架上，并根据实际的摆放位置，将设备放置在仿真单元机架图中。同时将设备上架数据保存在仿真系统中。建立仿真的端口连接，设备上架后，要根据实际系统设备端口之间的关系，创建在仿真系统中的端口连线，将需要创建连线的设备背板图显示出来，通过点击需要关联的端口，创建线缆，同时将端口之间关联的数据保存在仿真系统中。如图16为真实系统的数字孪生，真实数字的孪生通过该系统逻辑在完成了设备、机架、机房、端口连线的定义之后，能够对真实的系统进行，同时仿真后可以直接逆向生成该系统的施工图、系统设计图、系统逻辑图。这些主要是通过仿真及数据同步的技术来实现，不仅仅可以从设计到真实系统，也可以从真实系统到设计逆向的生成数字孪生的虚拟设计图，并可以保持从设计到现实，从现实到虚拟的数据同步。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。