巴 桑

（西藏廣播電視臺(tái)，西藏 拉薩 850000）

0 引言

西藏電視發(fā)射臺(tái)智慧運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)站內(nèi)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、電視節(jié)目信號(hào)源、發(fā)射播出信號(hào)以及發(fā)射臺(tái)電力、環(huán)境、內(nèi)外安全等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，各子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)能自動(dòng)告警、自動(dòng)切換，可以實(shí)時(shí)查詢和統(tǒng)計(jì)各子系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了西藏電視發(fā)射臺(tái)智慧運(yùn)維和自動(dòng)化播出的工作目標(biāo)，有效提高了西藏電視發(fā)射臺(tái)的工作效率和管理水平，降低了運(yùn)維成本，降低了臺(tái)站值班員的工作強(qiáng)度，增強(qiáng)了臺(tái)站指揮調(diào)度能力，減少了人為事故的發(fā)生，更好地保障了臺(tái)站的播出安全。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智慧運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)由信號(hào)源子系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)、電力子系統(tǒng)、環(huán)境安防子系統(tǒng)、播出監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、故障告警子系統(tǒng)以及輔助子系統(tǒng)等7 個(gè)服務(wù)子系統(tǒng)和1 個(gè)監(jiān)控平臺(tái)客戶端子系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)電視節(jié)目信號(hào)源、傳輸發(fā)射、播出質(zhì)量進(jìn)行一體化、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、監(jiān)管。各個(gè)子系統(tǒng)能自動(dòng)切換、倒換，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制[1]，實(shí)現(xiàn)無人值守模式。各子系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)和告警數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)保存在SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)中。臺(tái)站值班、值守人員通過監(jiān)控平臺(tái)客戶端可對(duì)7 個(gè)服務(wù)子系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)看、監(jiān)聽、監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢以及大數(shù)據(jù)分析。系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 子系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 信號(hào)源子系統(tǒng)

信號(hào)源子系統(tǒng)主要由子系統(tǒng)控制服務(wù)程序、信號(hào)源智能切換處理器以及音視頻服務(wù)器組成，實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)源有無、純?cè)肼暤臋z測(cè)、告警及切換，接受外部控制，可根據(jù)播出監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)或者監(jiān)測(cè)中心的錯(cuò)播監(jiān)測(cè)平臺(tái)的信息來控制切換信號(hào)源[2]。

信號(hào)源子系統(tǒng)的基本功能有：自動(dòng)檢測(cè)多路節(jié)目信號(hào)源有無和純?cè)肼暪收希梢宰詣?dòng)切換當(dāng)前播出信號(hào)源[3]，也可在監(jiān)控平臺(tái)客戶端發(fā)送指令，手動(dòng)切換信號(hào)源；可調(diào)節(jié)調(diào)制度，設(shè)置工作狀態(tài)；實(shí)時(shí)對(duì)各路信號(hào)源進(jìn)行監(jiān)聽、監(jiān)視、監(jiān)控，并將節(jié)目信號(hào)源錄音、錄象存儲(chǔ)在音視頻服務(wù)器中，可回放查詢；告警信息實(shí)時(shí)發(fā)送給告警子系統(tǒng)，由告警子系統(tǒng)統(tǒng)一發(fā)布告警。信號(hào)源子系統(tǒng)架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 信號(hào)源子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

音視頻切換器與信號(hào)源子系統(tǒng)控制服務(wù)程序連接后，可以自動(dòng)或手動(dòng)從4 路信號(hào)源中選擇信號(hào)質(zhì)量最好的一路信號(hào)源進(jìn)行輸出，也可自行設(shè)定其中1 路為主信號(hào)源，其余3 路為備信號(hào)源。當(dāng)主信號(hào)源信號(hào)中斷或出現(xiàn)故障，系統(tǒng)自動(dòng)或由值班員手動(dòng)切換到信號(hào)正常的備信號(hào)源進(jìn)行輸出。也可根據(jù)需要，按一定時(shí)間定時(shí)切換信號(hào)源。

2.2 發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)

發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)電視1+1 的自動(dòng)倒換和自動(dòng)開關(guān)機(jī)，可上報(bào)告警信息，接受外部控制[4]。發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)采用如圖3 所示的結(jié)構(gòu)，采用發(fā)射機(jī)自身控制與外加數(shù)據(jù)控制器的方式。子系統(tǒng)可用性、可靠性、拓展性高，可拓展應(yīng)用在不同的廣播電視發(fā)射臺(tái)站中。

圖3 發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)將數(shù)據(jù)控制器和1+1 控制器都以TCP/IP協(xié)議接口接入臺(tái)站局域網(wǎng)，各1+1 控制器獨(dú)立控制一套1+1 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)，這樣系統(tǒng)的擴(kuò)展和施工非常方便。每臺(tái)發(fā)射機(jī)配置一臺(tái)數(shù)據(jù)控制器，負(fù)責(zé)采集入射功率和反射功率值、天線位置狀態(tài)、風(fēng)機(jī)、功放、激勵(lì)、外電等的正常與否的狀態(tài)，控制開關(guān)機(jī)、強(qiáng)制控制閉合各開機(jī)點(diǎn)、假負(fù)載開關(guān)。天線控制器負(fù)責(zé)倒換天線。所有發(fā)射機(jī)、采集控制器、備份激勵(lì)器、備份信號(hào)源切換器、1+1 主控機(jī)都以TCP/IP 協(xié)議接口接入臺(tái)站以太網(wǎng)，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。

2.3 環(huán)境安防子系統(tǒng)

通過環(huán)境安防子系統(tǒng)，值班監(jiān)控平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)多畫面或單畫面全屏回傳場(chǎng)地圖像，看到發(fā)射臺(tái)站內(nèi)的發(fā)射機(jī)房、電力機(jī)房等重要場(chǎng)地的視頻、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)，可設(shè)置各監(jiān)測(cè)場(chǎng)地的溫濕度告警門限參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)場(chǎng)地紅外、明火、煙霧、浸水等告警。如有告警，環(huán)境安防子系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒臺(tái)站值班、值守人員進(jìn)行處置，還可對(duì)場(chǎng)地門禁、燈光、空調(diào)進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)控制。環(huán)境安防子系統(tǒng)架構(gòu)如圖4 所示。

圖4 環(huán)境安防子系統(tǒng)框圖

2.4 電力子系統(tǒng)

電力子系統(tǒng)的主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外電建廣152 和建羅153 的運(yùn)行情況和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況。當(dāng)主路外電中斷，電力子系統(tǒng)能自動(dòng)切換到備路外電供電。當(dāng)所有外電都中斷，電力子系統(tǒng)能自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，并自動(dòng)切換到發(fā)電機(jī)路供電。電力子系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程顯示整個(gè)臺(tái)站電力系統(tǒng)的工作鏈路，反映當(dāng)前供電方式是哪一路外電；能夠遠(yuǎn)程設(shè)置外電和發(fā)電機(jī)告警監(jiān)測(cè)門限參數(shù)和啟動(dòng)該項(xiàng)告警，設(shè)置延時(shí)告警時(shí)間等設(shè)置項(xiàng)。電力子系統(tǒng)主要對(duì)外電輸入三相電壓、發(fā)電機(jī)油位、油壓、溫度、輸出電壓、ATS 柜總輸出三相電壓電流以及ATS 開關(guān)狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控。電力子系統(tǒng)架構(gòu)如圖5 所示。

圖5 電力子系統(tǒng)框圖

2.5 報(bào)警子系統(tǒng)

報(bào)警子系統(tǒng)在臺(tái)站內(nèi)通過各子系統(tǒng)主控程序?qū)Ω髯宰酉到y(tǒng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行掃描，報(bào)警主控程序?qū)ε_(tái)站各子系統(tǒng)掃描，臺(tái)站報(bào)警主控程序主動(dòng)上報(bào)中心服務(wù)器[5]。報(bào)警輸出在客戶端監(jiān)控界面上，有聲光和短信報(bào)警等方式。

報(bào)警子系統(tǒng)的報(bào)警響應(yīng)迅速，對(duì)于臺(tái)站內(nèi)的故障，臺(tái)站監(jiān)控終端或總監(jiān)控中心能在2 s內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)。報(bào)警信息全面，包括信號(hào)源無信號(hào)輸入、純?cè)肼暪收?、發(fā)射機(jī)入反射功率故障、電力故障及電力各參數(shù)超出門限、環(huán)境發(fā)生煙霧、明火、紅外、溫濕度、浸水告警，安防檢測(cè)到非法入侵，各種參數(shù)接近設(shè)定門限，各臺(tái)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的通信故障。報(bào)警數(shù)據(jù)信息按照不同子系統(tǒng)、不同級(jí)別進(jìn)行分級(jí)處理，將緊急故障如信號(hào)源無信號(hào)輸入、發(fā)射機(jī)入射功率故障、停電、發(fā)生煙霧、明火、非法入侵告警等設(shè)為紅色告警；將暫時(shí)未形成緊急故障，但接近或存在隱患的故障如各種門限超限、機(jī)器設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備鏈路的通信故障等設(shè)為橙色告警。對(duì)應(yīng)不同的告警級(jí)別，告警方式也不相同，用不同的聲光告警進(jìn)行區(qū)別，讓臺(tái)站值班、值守人員能迅速獲知告警的緊急程度。

2.6 輔助子系統(tǒng)

智慧運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)的各子系統(tǒng)獨(dú)立供電，同一個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)備共一路外電，輔助子系統(tǒng)可以通過電源復(fù)位器控制各路外電的通斷，對(duì)各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程復(fù)位，可以提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)停播率。

2.7 臺(tái)站設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

臺(tái)站內(nèi)設(shè)置高性能工業(yè)嵌入式主控器，其主要功能是通過TCP/IP 協(xié)議獲取設(shè)備的實(shí)時(shí)參數(shù)[6]，將上位機(jī)（客戶端）送到的指令轉(zhuǎn)發(fā)到各設(shè)備，對(duì)臺(tái)站內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并根據(jù)處理結(jié)果對(duì)被控設(shè)備進(jìn)行控制（如發(fā)射機(jī)N+1 系統(tǒng)的倒機(jī)控制等），完成臺(tái)站內(nèi)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

臺(tái)站內(nèi)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集主要分為幾種情況：對(duì)于有網(wǎng)口的設(shè)備，由主控器通過臺(tái)站內(nèi)以太網(wǎng)直接讀取設(shè)備參數(shù)；對(duì)于無網(wǎng)口但有串口（RS-232/RS-485/RS-422）的設(shè)備，通過一臺(tái)串口服務(wù)器將數(shù)據(jù)由串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口數(shù)據(jù)再由主控器獲取[7]；對(duì)于既沒有網(wǎng)口也無串口的設(shè)備，則外加具有以太網(wǎng)輸出功能的數(shù)據(jù)采集控制器，將設(shè)備參數(shù)狀態(tài)讀取后通過以太網(wǎng)送到主控器。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集架構(gòu)如圖6 所示。

圖6 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集框圖

3 結(jié)語(yǔ)

智慧運(yùn)維監(jiān)控系統(tǒng)已在西藏電視發(fā)射臺(tái)完成實(shí)施，目前系統(tǒng)運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)了臺(tái)站內(nèi)電視發(fā)射機(jī)自動(dòng)開關(guān)機(jī)和故障時(shí)自動(dòng)倒換，能在監(jiān)控客戶端平臺(tái)上查看發(fā)射機(jī)的整個(gè)工作鏈路狀態(tài)和發(fā)射機(jī)各個(gè)模塊的內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多路信號(hào)源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射臺(tái)電力、環(huán)境、內(nèi)外安全等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)查詢和統(tǒng)計(jì)各子系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)；對(duì)發(fā)射播出的節(jié)目信號(hào)錄音、錄像可回放查詢；可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和大數(shù)據(jù)分析。智慧運(yùn)維監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了西藏電視發(fā)射臺(tái)智慧運(yùn)維和自動(dòng)化播出的工作目標(biāo)，有效提高了西藏電視發(fā)射臺(tái)的工作效率和管理水平，降低了運(yùn)維成本，減輕了臺(tái)站值班員的工作強(qiáng)度，增強(qiáng)了臺(tái)站指揮調(diào)度能力，減少了人為事故的發(fā)生，降低了停播率，更好地保障了臺(tái)站的播出安全。