陳 晟

（常山傳媒集團(tuán)，浙江 衢州 324200）

0 引 言

常山傳媒集團(tuán)無線發(fā)射臺(tái)于2019年完成升級(jí)改造并投入使用，節(jié)目前端進(jìn)行了雙信源備份和傳輸數(shù)字化，節(jié)目信號(hào)從信源接收、復(fù)用處理、發(fā)射空收多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了監(jiān)測，并采用了部分應(yīng)急處置的措施。但是對(duì)無線發(fā)射系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)維管理還是沿用人工巡檢的方式，無線發(fā)射機(jī)等主要設(shè)備做不到遠(yuǎn)程控制，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并處置，達(dá)不到安全播出應(yīng)急響應(yīng)要求。鑒于上述困難點(diǎn)，建立完善的智能運(yùn)行管理與控制平臺(tái)迫在眉睫。

物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)可視化等技術(shù)的快速發(fā)展，為構(gòu)建無線發(fā)射智能化運(yùn)維平臺(tái)提供了技術(shù)可能性。研發(fā)智能化運(yùn)維平臺(tái)可簡化控制流程，提高無線發(fā)射管控運(yùn)維效率，減輕值班人員的運(yùn)維壓力和技術(shù)能力要求。為提升常山傳媒集團(tuán)信息化建設(shè)水平，充分發(fā)揮新技術(shù)在廣電的應(yīng)用，根據(jù)常山傳媒集團(tuán)發(fā)展需求，本文提出無線發(fā)射管理的智能化運(yùn)維平臺(tái)建設(shè)方案。該方案不僅能夠有效提升常山傳媒集團(tuán)的管控水平，而且在減少發(fā)射故障時(shí)間的基礎(chǔ)上提升了安全播出水平。

1 平臺(tái)建設(shè)整體方案

無線發(fā)射智能運(yùn)維管理平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)采集、可視化展示、資源管理、綜合管理、切換調(diào)度系統(tǒng)以及設(shè)備管理工作站等6個(gè)部分。運(yùn)維管理平臺(tái)中的系統(tǒng)軟件采用C/S和B/S融合架構(gòu)，服務(wù)端采用適配方式進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)及統(tǒng)一管理。在數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)上，系統(tǒng)提供了前端系統(tǒng)每個(gè)網(wǎng)元的基礎(chǔ)信息采集[1]，所有數(shù)據(jù)會(huì)被用于對(duì)應(yīng)的管理功能模塊。

圖1 無線發(fā)射智能化運(yùn)維平臺(tái)系統(tǒng)圖

數(shù)據(jù)采集主要分為設(shè)備數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集兩類。其中，設(shè)備的數(shù)據(jù)采集支持RS-485、RS-232、RS-422、RJ-45、GPI/O等接口，并通過對(duì)應(yīng)的接口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化；系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集不直接對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，而是通過設(shè)備專用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這種方式可最大限度地保障設(shè)備工作狀態(tài)或工作效率不受數(shù)據(jù)采集的干擾[2]。分布式邊緣采集模塊支持同時(shí)進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在進(jìn)行分布式存儲(chǔ)的同時(shí)，所有的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)。切換調(diào)度系統(tǒng)通過虛擬控制面板實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射環(huán)節(jié)指定設(shè)備進(jìn)行鍵控的控制，從而使得操作者可遠(yuǎn)程對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行主備調(diào)度及發(fā)射管理?？梢暬ぷ髡緦?shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)房分級(jí)拓?fù)浼皵?shù)據(jù)的呈現(xiàn)，包括系統(tǒng)邏輯拓?fù)?，將?shù)據(jù)進(jìn)行處理后以圖形化、數(shù)字化形式呈現(xiàn)系統(tǒng)各設(shè)備工作狀態(tài)和系統(tǒng)整體工作狀態(tài)。

2 關(guān)鍵技術(shù)

無線發(fā)射智能化運(yùn)維方案根據(jù)常山傳媒集團(tuán)現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)用狀況，通過接口集成應(yīng)用開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將各類設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行連通和智能化管理。集成應(yīng)用創(chuàng)新模塊主要包括數(shù)字化智能管理的無人值守發(fā)射機(jī)房、不同路由的雙信源備份傳輸、兼容多類數(shù)據(jù)采集設(shè)備接口和控制模塊、發(fā)射機(jī)離線采集和切換調(diào)度倒換邏輯、數(shù)據(jù)資源處理中心與數(shù)據(jù)共享等。

2.1 基于數(shù)字化智能管理的無人值守發(fā)射機(jī)房

數(shù)字化機(jī)房建設(shè)、機(jī)房布局場景和設(shè)備可視化管理使得機(jī)房監(jiān)管者能夠更加直觀地監(jiān)測、監(jiān)管機(jī)房設(shè)備，并且在機(jī)房發(fā)生故障時(shí)更容易定位故障位置及原因。該子系統(tǒng)對(duì)機(jī)房布局及設(shè)備進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)機(jī)房場景和設(shè)備監(jiān)測監(jiān)管的人機(jī)交互，并基于機(jī)房設(shè)備支持的接口和協(xié)議進(jìn)行設(shè)備工作狀態(tài)數(shù)據(jù)采集。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)將采集的數(shù)據(jù)通過IP網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)端，實(shí)現(xiàn)機(jī)房布局場景與設(shè)備工作狀態(tài)的一致性，從而使機(jī)房監(jiān)管者能夠在遠(yuǎn)程控制中心觀察和控制機(jī)房對(duì)應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài)。機(jī)房布局設(shè)置和設(shè)備數(shù)字化管理原理如圖2所示。

圖2 機(jī)房布局設(shè)置和設(shè)備數(shù)字化管理原理圖

數(shù)字化機(jī)房服務(wù)端通過接口對(duì)機(jī)房設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及自動(dòng)化和手動(dòng)控制。接口支持的類型主要有RS-485、RS-232、RS-422、RJ-45、GPI/O等。數(shù)字化機(jī)房服務(wù)端通過設(shè)備接口和協(xié)議模塊周期性采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)或通過Trap方式接收設(shè)備狀態(tài)告警或異常數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房設(shè)備的監(jiān)測。遠(yuǎn)程控制管理平臺(tái)包含自動(dòng)化處理模塊，其中，切換模塊可實(shí)現(xiàn)視音頻故障時(shí)自動(dòng)應(yīng)急切換（主路-備路-輔路）、安防告警畫面自動(dòng)彈出、3路電源模塊2+1冗余熱備份、水浸模塊自動(dòng)檢測線路通斷故障等。同時(shí)，機(jī)房內(nèi)設(shè)備可通過布局虛擬面板實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的設(shè)備控制（包括設(shè)備倒換、發(fā)射機(jī)、同軸開關(guān)等操作）。機(jī)房布局場景與服務(wù)端數(shù)據(jù)傳輸采用IP網(wǎng)絡(luò)，主要實(shí)現(xiàn)布局場景狀態(tài)更新和控制指令兩類數(shù)據(jù)傳輸。

前端通過服務(wù)端數(shù)據(jù)服務(wù)接口獲取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)并進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)驗(yàn)證，從而保障前端布局場景與機(jī)房設(shè)備工作狀態(tài)一致性，即真實(shí)場景與布局場景的一致性。用戶通過虛擬面板進(jìn)行設(shè)備控制時(shí)，由前端發(fā)送指令數(shù)據(jù)給服務(wù)端，進(jìn)一步通過設(shè)備接口和協(xié)議驅(qū)動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)控制功能。

2.2 不同路由的雙信源備份傳輸

無線節(jié)目前端系統(tǒng)安置在無線發(fā)射臺(tái)遠(yuǎn)程控制中心，與位于西峰無線發(fā)射機(jī)房相距數(shù)百米山路。無線節(jié)目采用衛(wèi)星、光纜雙信源備份，從前端到發(fā)射機(jī)房采用數(shù)字化傳輸方式，以便對(duì)節(jié)目信號(hào)從信源接收、復(fù)用處理、發(fā)射空收等信號(hào)全流程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，如圖3所示。

圖3 不同路由的雙信源備份傳輸

常山無線數(shù)字電視通過衛(wèi)星信號(hào)和有線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)兩路信號(hào)源發(fā)射15套節(jié)目，兩個(gè)信號(hào)源互為備份。其中，衛(wèi)星信號(hào)中的12套央視節(jié)目通過位于無線發(fā)射控制中心的衛(wèi)星天線接收，12套節(jié)目分布在4145及4131兩個(gè)頻點(diǎn)，通過2個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)分別接收，其中一臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)接收4131頻點(diǎn)的8套央視節(jié)目，輸出的ASI信號(hào)經(jīng)切換器輸出至光端機(jī)傳輸至山頂機(jī)房用于高斯貝爾單頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)發(fā)射，另一臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)接收4145頻點(diǎn)的4套央視節(jié)目，輸出的ASI信號(hào)送至數(shù)碼視訊編碼復(fù)用器，與本地3套節(jié)目（常山臺(tái)，衢州臺(tái)，浙江衛(wèi)視臺(tái)）編碼復(fù)用后輸出一個(gè)含7套節(jié)目的ASI節(jié)目流，經(jīng)切換器輸出至ASI光端機(jī)傳輸至山頂機(jī)房用于熊貓多頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)發(fā)射。用于ASI傳輸?shù)墓舛藱C(jī)可以做雙備份，輸出信號(hào)通過ASI切換器切換，同時(shí)在山頂發(fā)射機(jī)房也安裝一套衛(wèi)星天線，并安裝衛(wèi)星接收機(jī)，2路光端機(jī)信號(hào)、1路衛(wèi)星信號(hào)共3路信號(hào)切換輸出，保證安全播出。

補(bǔ)點(diǎn)站的信號(hào)傳輸結(jié)構(gòu)與主站相同，只需在發(fā)射控制機(jī)房將ASI信號(hào)分配后通過不同的光端機(jī)向不同的發(fā)射站傳輸即可。用于編碼復(fù)用的本地節(jié)目信號(hào)源（常山臺(tái)，衢州臺(tái)，浙江衛(wèi)視臺(tái)）利用3臺(tái)工程大卡機(jī)從華數(shù)RF射頻信號(hào)中解碼輸出SDI信號(hào)。有線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)中配置3臺(tái)數(shù)字媒體平臺(tái)處理15套有線數(shù)字電視節(jié)目解調(diào)解擾，輸出IP或ASI信號(hào)，編碼方式為MPEG。再配置一臺(tái)數(shù)字媒體處理平臺(tái)用于15套節(jié)目AVS+轉(zhuǎn)碼及信號(hào)復(fù)用，最終輸出2路ASI信號(hào)，輸出至ASI切換器，與衛(wèi)星信號(hào)做2選1，輸出至ASI光端機(jī)。

2.3 兼容多類數(shù)據(jù)采集設(shè)備接口和控制模塊

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是針對(duì)整個(gè)無線發(fā)射臺(tái)站系統(tǒng)設(shè)備的綜合管理系統(tǒng)，是從信源端到信號(hào)處理、節(jié)目分發(fā)及發(fā)射機(jī)的端到端的管理系統(tǒng)。對(duì)數(shù)據(jù)采集的研究主要是對(duì)采集的方式、接口協(xié)議和接口數(shù)據(jù)等的研究。采集的方式可以通過SNMP（SNMPv2或SNMPv3）、XML、CORBA、SYSLOG、RS-232、RS-485、RS-422、Modbus等協(xié)議以及不同的物理接口來完成，采集的數(shù)據(jù)包括但不限于報(bào)警數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)、日志信息等。

發(fā)射機(jī)控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)1路本地?cái)?shù)字電視發(fā)射機(jī)和2路調(diào)頻發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)實(shí)時(shí)采集、監(jiān)測報(bào)警及狀態(tài)顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)、激勵(lì)器、切換器的管控。根據(jù)項(xiàng)目需求，配置2臺(tái)發(fā)射機(jī)控制采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)主備共2臺(tái)電視發(fā)射機(jī)和主備共2+1臺(tái)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)采集、發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)以及主備發(fā)射機(jī)倒換。其他發(fā)射機(jī)通過數(shù)字發(fā)射機(jī)協(xié)議口實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集、發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)以及主備發(fā)射機(jī)倒換。發(fā)射機(jī)采集控制模塊具有以下特點(diǎn)：

（1）采用模塊化全鋁機(jī)身設(shè)計(jì)，可集成在發(fā)射機(jī)（柜）內(nèi)部，控制模塊配備7英寸觸控顯示屏，可固定C45卡槽，主備雙電源冗余；

（2）標(biāo)配RS-422/RS-232/RS-485串行接口、RJ-45接口、GPIO等多種擴(kuò)展接口；

（3）設(shè)備自帶內(nèi)部時(shí)鐘系統(tǒng)；

（4）可連接發(fā)射機(jī)、電源控制器、溫度、濕度傳感器，采集水浸、煙感等開關(guān)量數(shù)據(jù)；

（5）支持對(duì)協(xié)議進(jìn)行封裝轉(zhuǎn)換；

（6）支持接收遠(yuǎn)程控制指令對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行遙控操作，支持手動(dòng)或定時(shí)開關(guān)機(jī)功能；

（7）實(shí)現(xiàn)主備發(fā)射機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)、自動(dòng)開關(guān)機(jī)、自動(dòng)倒備等基本功能；

（8）具備同上級(jí)監(jiān)測中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的功能，具備網(wǎng)頁訪問的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示功能；

（9）支持對(duì)前端系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的設(shè)備、發(fā)射機(jī)房設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)具備運(yùn)算處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)警發(fā)布的功能；

（10）支持不同品牌發(fā)射機(jī)、碼流切換器的協(xié)議，可對(duì)不同設(shè)備進(jìn)行切換控制并具有統(tǒng)一管理平臺(tái)。

2.4 發(fā)射機(jī)離線采集和切換調(diào)度倒換邏輯

遠(yuǎn)程控制中心客戶端通過網(wǎng)頁的方式對(duì)發(fā)射機(jī)的中控模塊單元進(jìn)行控制，配置發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)、自動(dòng)開關(guān)機(jī)時(shí)間、數(shù)據(jù)采集方式以及報(bào)警發(fā)布類型等[3-4]，采用分布式的數(shù)據(jù)處理方式、分布式的自動(dòng)控制方式，在中心和發(fā)射機(jī)中控模塊脫網(wǎng)時(shí)，中控系統(tǒng)可以保持獨(dú)立運(yùn)行，在網(wǎng)絡(luò)建立后，自動(dòng)上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)。

通過網(wǎng)管平臺(tái)手動(dòng)/自動(dòng)方式對(duì)發(fā)射機(jī)主備機(jī)進(jìn)行倒換時(shí)，為了保護(hù)發(fā)射單元設(shè)備器件的安全，發(fā)射控制系統(tǒng)嚴(yán)格依照邏輯進(jìn)行，包括但不限于關(guān)閉發(fā)射機(jī)電源、切換主/備路信源、切換同軸倒換開關(guān)、開啟發(fā)射機(jī)電源、調(diào)整發(fā)射頻率以及開啟發(fā)射功率等步驟。針對(duì)所有環(huán)節(jié)，一旦發(fā)生錯(cuò)誤或未能成功，則立即終止下一步的操作，并且在切換調(diào)度面板上直觀反映。

2.5 數(shù)據(jù)資源處理中心與數(shù)據(jù)共享

智能化運(yùn)維管理平臺(tái)內(nèi)數(shù)據(jù)能夠互聯(lián)互通，解決“信息孤島”問題，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一資源管理、互聯(lián)互動(dòng)、保護(hù)投資等[5]。統(tǒng)一的接口通信協(xié)議使得集成系統(tǒng)施工方式得到統(tǒng)一，可保證各套件的功能完整性，并且后期調(diào)試、維護(hù)均有保障?；诤笈_(tái)數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)據(jù)資源中心對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理、計(jì)算，形成相應(yīng)的成果，可供系統(tǒng)使用和判定。所有的公共功能由平臺(tái)統(tǒng)一提供，智能化運(yùn)維管理平臺(tái)上開展各項(xiàng)業(yè)務(wù)的模塊，各個(gè)業(yè)務(wù)模塊之間的信息互聯(lián)互通，協(xié)同工作，遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，可提高系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化程度，同時(shí)也將進(jìn)一步促進(jìn)軟件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品化。

3 結(jié) 語

常山傳媒集團(tuán)已建設(shè)無線發(fā)射遠(yuǎn)程控制中心智能化運(yùn)維平臺(tái)，旨在改變重設(shè)備、輕維護(hù)、疏管理的狀況，在現(xiàn)有設(shè)備、環(huán)境和系統(tǒng)布局下提升技術(shù)維護(hù)能力和平臺(tái)管理水平[6]，完成安全播出管理由結(jié)果管理向過程管理的轉(zhuǎn)變，更好地實(shí)現(xiàn)安全播出質(zhì)量的持續(xù)改善。在廣播電視信息化建設(shè)背景下，常山傳媒集團(tuán)智能化運(yùn)維方案的建設(shè)提高了對(duì)無線發(fā)射的管控水平和運(yùn)維效率，也為其他地方傳媒集團(tuán)因地制宜實(shí)現(xiàn)信息化改造提供了新的探索思路和技術(shù)方案。