文/王冉

引言

河南省廣播電視發(fā)射塔發(fā)射機房肩負著保障CCTV-1、HNTV-1、HNTV-2、HNTV-4、HNTV-5、五套模擬電視播出的重任。為了不斷加強信息基礎設施建設，全面推進信息化發(fā)展進程，確保發(fā)射系統(tǒng)安全可靠運行，幫助值機人員及時發(fā)現(xiàn)和解決發(fā)射流程中視音頻信號源、發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。結合新機房新設備各傳輸環(huán)節(jié)監(jiān)控的特點，從新老發(fā)射機房音視頻信號前端設備、發(fā)射機設備、設備環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控、計算機軟件系統(tǒng)等入手，對比新老發(fā)射機房兩套自動化監(jiān)測監(jiān)控報警控制系統(tǒng)對故障進行自動診斷、定位、提示、報警、記錄、統(tǒng)計和分析，及時發(fā)現(xiàn)故障，提醒值機人員及時進行處理等流程的分析，有效減少人為事故的發(fā)生，縮短事故發(fā)生時長，提高了發(fā)射臺安全播出效能，實現(xiàn)廣播、電視播出網(wǎng)絡的集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理，將以往人眼監(jiān)測和人工巡機傳統(tǒng)模式轉換為計算機實時監(jiān)控模式，減輕了值機人員的工作壓力和負擔，提高了發(fā)射臺的綜合管理能力。

1.新老發(fā)射發(fā)射機房自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術要求對比

1.1 新發(fā)射機房自動化控制監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要設備

主要設備：5臺數(shù)字全固態(tài)發(fā)射機（其中CCTV-1、HNTV-4、HNTV-5為10KW進口水冷發(fā)射機；HNTV-1、HNTV-2為5KW國產(chǎn)風冷發(fā)射機）。采用北京環(huán)路網(wǎng)生產(chǎn)的信號源前端，SDH網(wǎng)絡適配器TL303，ASI切換矩陣SS100，解碼器DE100，碼流分配器AS150以及北京博匯的開路接收系統(tǒng)、多畫面視音頻處理系統(tǒng)（數(shù)字），模擬視音頻切換器、8通道模擬電視解調(diào)器，其他還有日本佳耐美24路視頻跳線盤，北京研華發(fā)射機參數(shù)采集下位工控機、6寸智能高速球攝像機、模擬視音頻分配器一進八出、嵌入式硬盤錄像機以太交換機、溫濕度變送器、電源使用艾默生UPS電源等。

1.2 新發(fā)射機房自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)功能介紹及對比

1.2.1 信號源監(jiān)測報警及智能切換系統(tǒng)

目前，新機房信號源為四路信號源(中一光纖、省臺光纖、中一微波、省臺微波)輸入，四路信號輸出，光纖和微波信號均為SDH數(shù)字信號，采用相同的打包方式，均需經(jīng)網(wǎng)絡適配器將DS3轉換成ASI信號，再經(jīng)過ASI分配網(wǎng)絡分送給各套節(jié)目專用的ASI解碼器，解出模擬視音頻信號。鑒于老發(fā)射機房曾發(fā)生過信號源前端在將光信號轉換數(shù)字信號再轉換為模擬信號的過程中，由于前端傳輸設備的故障或傳輸碼流錯誤而導致播出畫面靜幀或黑屏的現(xiàn)象，且故障不易排查。因此，在省臺光纖微波兩組適配器之間增加ASI碼流監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對ASI內(nèi)容進行監(jiān)測。該ASI碼流監(jiān)測系統(tǒng)為獨立子系統(tǒng)，不影響信號的下級傳輸。

在適配器與解碼器之間增加3x1ASI自動切換器，在此增加切換器的目的是監(jiān)測PID的上限和下限、上下限范圍內(nèi)PID的碼率下限。通過設置可以實現(xiàn)對ASI系統(tǒng)碼率、有效碼率、單個PID碼率，以及信號丟失、同步丟失、PID丟失、節(jié)目解擾失敗進行監(jiān)測。自動模式下，當碼流主路出現(xiàn)斷流或主路流異常，包括信號丟失、同步丟失、PID丟失、節(jié)目解擾失敗、長時間空包PSI/SI信息表改變，提供日志告警，消息告警和聲音告警監(jiān)控PID上下限范圍內(nèi)的碼率低于設置的碼率下限狀況時由主路信號切換至備路信號。當主路信號正常后自動由備路信號切回主路信號。主備路信號的切換在手動模式下可強制切換，切換器具有主路斷電直通功能。

碼流分配器可對輸入的一路ASI/SDI數(shù)字信號進行碼流分配，分配成多路和輸入相同的碼流，應用于EPG分配、碼流備份、監(jiān)控監(jiān)測等數(shù)字電視領域，可進行8路碼流分配，具備對信號的調(diào)整及均衡放大功能。

1.2.2 發(fā)射機監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

為了避免出現(xiàn)單點故障，影響整套發(fā)射機控制系統(tǒng)的正常運行，發(fā)射機采用上位機和下位機的分散控制原則，上位機采用高端性能的數(shù)據(jù)服務器，下位機采用成熟、應用廣泛的通用型電子設備。下位機要求高穩(wěn)定性、可擴展性以及環(huán)保性。下位機可以靈活安裝和卸載任何軟件，一旦被更新?lián)Q代可以資源再利用，要求可重用性高。發(fā)射機提供RS232或RS485通信接口，下位機對發(fā)射機進行數(shù)據(jù)采集分析、狀態(tài)顯示和控制，服務器作為本地遠程控制終端，當服務器故障、脫離局域網(wǎng)之后，下位機也能對發(fā)射機進行自動控制，整套控制系統(tǒng)可以正常工作。 當出現(xiàn)故障時，能在發(fā)射臺塔樓機房、塔樓控制室以聲光發(fā)出告警。如：整機故障：缺相保護、溫度監(jiān)測告警、電源過熱、過壓欠壓。功放故障：過激勵、過載、過熱。激勵器故障：無視頻、高駐波、本振失鎖、小功放電流不正常等。天線、假負載控制。對同軸開關進行自動和手動切換。假負載可以遠程遙控開啟和關閉，并監(jiān)測工作狀態(tài)，缺水告警等。運行記錄。

1.2.3 電視多畫面實時監(jiān)測報警系統(tǒng)

新機房與老機房的多畫面實時監(jiān)測系統(tǒng)相比有很大變化。老機房唯一一套開路信號監(jiān)測的多畫面監(jiān)測報警系統(tǒng)，由于設計較早僅能對畫面黑屏、視音頻丟失等故障進行監(jiān)測，監(jiān)測方式還不全面；而新機房電視多畫面實時監(jiān)測報警系統(tǒng)對本臺所發(fā)5套節(jié)目的解碼器主備路信號、視音頻信分配器、發(fā)射后射頻信號以及開路信號的25路信號進行監(jiān)視監(jiān)聽、故障報警及記錄。信號的記錄及查詢重放等功能，以高速高性能工業(yè)控制計算機為核心，采用B/S架構服務模式，具有本地監(jiān)視監(jiān)聽，遠程網(wǎng)絡監(jiān)視監(jiān)聽的功能。采用高速視音頻采集編碼技術，支持H.264壓縮制式，最多可支持36路視音頻（AV信號）輸入，目前系統(tǒng)支持AV、ASI和模擬RF信號的輸入和畫面混合顯示，將來可平滑升級擴展輸入SDI、HDSDI、IP、DVB-C、DVB-S、DVB-S2、CTTB/DTMB、CMMB、ABS-S、AM/FM、模擬單聲道或立體聲音頻、AES/EBU等各種接口，支持MPEG-2、H.264、AVS等高標清視頻解碼；支持MP2、MP3、AC3、AAC、杜比5.1聲道的音頻解碼，能區(qū)分雙聲道與立體聲監(jiān)測；支持色彩格式顯示、色彩格式異常報警、特定圖像報警、投標監(jiān)測、黒場、靜幀（靜幀可結合伴音判斷）、音頻丟失、音量過高過低等監(jiān)測；標配支持雙屏、可擴展支持三屏或更多屏幕顯示；將來支持IP、ASI、DVB-C、DVB-S、DVB-S2、CTTB/DTMB、CMMB、ABS-S各種加密信號解擾顯示；多畫面和轉碼錄像支持各種OSD字符疊加，如節(jié)目名稱、信號來源、時間等，支持節(jié)目原始碼流錄制和轉碼錄制，便于事后故障分析處理。

1.2.4 機房環(huán)境設備報警系統(tǒng)

環(huán)境設備監(jiān)測主要是監(jiān)測發(fā)射機房的溫度、濕度、煙霧等信息，通過環(huán)境參數(shù)采集設備將發(fā)射機房的環(huán)境參數(shù)融入監(jiān)控系統(tǒng)，直觀地從監(jiān)測畫面觀察是什么報警，能全天候視頻錄像，并可回放。老機房對于機房溫度、濕度的監(jiān)測全憑值班人員的巡機去查看，一旦進入夏季，機房的空調(diào)就要24小時運行，對發(fā)射機運行環(huán)境沒有保障，增加發(fā)生事故隱患的幾率。

2.集中網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)采用簡體中文界面，拓撲圖繪制。系統(tǒng)軟件對所有被監(jiān)視設備進行系統(tǒng)鏈路拓撲圖繪制，在鏈路傳輸過程中提供流動屬性，直觀體現(xiàn)出當前使用的主或備用線路情況。鏈路拓撲圖繪制軟件操作簡單易學，設備與相應參數(shù)之間的綁定操作便于實現(xiàn)，并在系統(tǒng)連接方式出現(xiàn)調(diào)整、增刪設備時易于調(diào)整。統(tǒng)軟件可以設定每一套節(jié)目的播出時間段，具備自動開關機功能。遇到臨時播出任務，可以延長或者縮短播出時間，不受正常的開關機時間限制，全天支持多次播出任務調(diào)度設置。 用戶瀏覽界面友好，發(fā)射機、激勵器、音頻信號源等所有受控設備的操作使用圖形界面點擊即可進入。能同時提供列表和圖形方式顯示實時數(shù)據(jù)。既可以集中顯示核心設備的運行狀態(tài)，還可以顯示經(jīng)過每臺核心設備的節(jié)目圖像和伴音等。系統(tǒng)能夠靈活修改告警等級。具備故障智能歸并功能，可準確判斷故障所在位置。對故障進行監(jiān)測點內(nèi)部、監(jiān)測點之間的邏輯比對、歸并，并結合設備狀態(tài)，生成智能報警，同時濾除干擾項。監(jiān)控系統(tǒng)軟件可屏蔽遠程操作終端遙控操作發(fā)射機工作的功能。

結語

發(fā)射機自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在我新機房已經(jīng)運行五年有余，與老機房相比工作環(huán)境大大改善，將日常工作納入了自動化、信息化、網(wǎng)絡化進程。把值班員從繁重的值班巡機工作中解放出來，專心于技術維護和其他研究工作，從而提高了發(fā)射機房的運行水平，徹底解決了發(fā)射臺只知播出，不知效果的狀態(tài)，有效地減少了人為事故的發(fā)生，縮短了事故發(fā)生時長，提高了安全播出效能，同時也使得發(fā)射臺的管理工作更加規(guī)范。當前，各種發(fā)射機遠程監(jiān)控技術發(fā)展還未成熟，各廠家甚至同一個廠家的不同型號發(fā)射機硬軟件還不能完全兼容，還未能形成一個較為統(tǒng)一的標準，還不能離開工作人員獨自運行。但是，新技術的引進預示著無線發(fā)射技術的良好發(fā)展前景，具備通用性的新一代發(fā)射機及遠程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)已為時不遠。