胡安禮

（昭通市廣播電視轉(zhuǎn)播臺，云南 昭通 657000）

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，廣播電視無線發(fā)射臺一般會采用短波臺和高山臺的無線發(fā)射臺方式實(shí)現(xiàn)信號覆蓋。其中，高山無線發(fā)射臺一般會建設(shè)在郊區(qū)或者海拔較高的山頂上。以昭通市廣播電視轉(zhuǎn)播臺發(fā)射站為例，這個臺站建設(shè)于20世紀(jì)80年代，建在城市海拔最高的涼風(fēng)臺山頂上，肩負(fù)全市廣播電視信號傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。該臺站建設(shè)的歷史久，原有的設(shè)備設(shè)施陳舊，因此需要專業(yè)的值機(jī)人員對發(fā)射臺站進(jìn)行看守，確保發(fā)射臺的發(fā)射質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)播出[1]。在廣播電視節(jié)目播出階段，值守人員需要對信號播出情況進(jìn)行監(jiān)控，記錄下設(shè)備的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)。從過往實(shí)際情況來看，這種方式需要投入的人力資源較大，并且純?nèi)斯さ姆绞胶茈y保障廣播電視的安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)播出[1]。因此，隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在智慧廣電建設(shè)的大背景下，為了實(shí)現(xiàn)臺站傳輸信號優(yōu)質(zhì)播出，需要構(gòu)建自動化、智能化的監(jiān)控系統(tǒng)，減少人工監(jiān)控模式帶來的弊端，同時完善發(fā)射臺的供電系統(tǒng)。

1 廣播電視無線發(fā)射臺智能化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案

在無線發(fā)射臺的智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計過程中，計算機(jī)控制技術(shù)、智能技術(shù)的應(yīng)用占據(jù)關(guān)鍵地位。其中，智能化處理技術(shù)會以發(fā)射系統(tǒng)的既定方案、額定參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動化判斷及合理處置；而計算機(jī)控制技術(shù)則負(fù)責(zé)信號監(jiān)測與采集、遠(yuǎn)程控制終端、自動化管理工作模式等功能，進(jìn)而契合智能化處理要求[2]。無線發(fā)射臺智能化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 無線發(fā)射臺智能化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)圖

1.1 主控設(shè)備配置

在對廣播電視無線發(fā)射臺智能化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，為了確保發(fā)射臺運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，需要對主控設(shè)備進(jìn)行合理配置，并拓展系統(tǒng)功能，這是無線發(fā)射臺監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。從智能化監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)層面來看，主控設(shè)備作為系統(tǒng)的“大腦”，會直接影響數(shù)據(jù)信息處理效果。為了全面提升監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理速度、加強(qiáng)信息傳輸能力，同時提升各模塊運(yùn)行的穩(wěn)定性，為今后技術(shù)升級提供便利，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選合適的單片機(jī)，作為主控設(shè)備芯片[3]。通常選擇具有多數(shù)據(jù)接口的芯片，原因在于多功能串口能通過WiFi技術(shù)進(jìn)行連接，將數(shù)據(jù)傳感器與模擬/數(shù)字接口相互連接，從而將系統(tǒng)功能編碼錄入內(nèi)部FLASH存儲塊中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功能拓展。將PHY芯片與模擬/數(shù)字接口相接，可與無線通信、智能傳感進(jìn)行對接，從而實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控的效果[4]。

1.2 自動化機(jī)房監(jiān)測系統(tǒng)

廣播電視無線發(fā)射臺的主要工作任務(wù)是傳輸信號。先要接收從其他單位傳送過來的信號源，經(jīng)過發(fā)射臺站中的鏈路環(huán)節(jié)送至發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射作業(yè)。受眾通過終端設(shè)備接收信號，從而收聽或收看節(jié)目。以廣播電視信號為例，為了保證電視節(jié)目信號源傳送更加安全、穩(wěn)定，信號監(jiān)測系統(tǒng)需要提供多類型信號源，通過專用分配器對信號予以分配[5]，待各路信號完成切換后，實(shí)現(xiàn)對信號強(qiáng)度的有效識別，進(jìn)而確保廣播電視節(jié)目的優(yōu)質(zhì)播出。根據(jù)監(jiān)測功能對信號監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行劃分，可將其分為處理層和展示層兩大部分，其中處理層主要借助硬件對信號源進(jìn)行切換，同時向網(wǎng)絡(luò)上傳監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息、碼流數(shù)據(jù)信息，確保信息傳輸質(zhì)量；在展示層中，若監(jiān)測發(fā)現(xiàn)鏈路出現(xiàn)信號故障，智能化監(jiān)控系統(tǒng)將發(fā)出語音提醒，能夠根據(jù)信號報警的具體指示定位故障地點(diǎn)，通過遠(yuǎn)程控制方式的輔助，保障信號傳輸質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)播出。

在廣播電視無線發(fā)射臺的智能化監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，應(yīng)用最頻繁的是嵌入式信號監(jiān)測系統(tǒng)，因?yàn)樵摫O(jiān)測系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性較高，并且能長時間保持穩(wěn)定狀態(tài)。具體來講，嵌入式信號監(jiān)測系統(tǒng)主要由監(jiān)測板卡、工業(yè)機(jī)箱、直流供電電源等設(shè)備構(gòu)成。

（1）嵌入式核心監(jiān)測板卡。該設(shè)備一般采用較為常見的DSP+FPGA架構(gòu)，能夠充分發(fā)揮計算機(jī)性能[6]。該板卡具備故障監(jiān)測、報警等自動化功能。

（2）工業(yè)機(jī)箱。機(jī)箱一般采用機(jī)架式設(shè)計，采用后裝載結(jié)構(gòu)，同時支持熱插拔，內(nèi)部配備可熱拔插的風(fēng)扇模塊，確保兩端能實(shí)現(xiàn)空氣對流，有助于機(jī)箱散熱。

（3）直流供電電源。電源同樣采用機(jī)架式設(shè)計，具有自動負(fù)載均衡功能。系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下如果出現(xiàn)過熱、過流、過壓、斷路等情況，電源會進(jìn)行自動化保護(hù)，同時對廣播電視無線發(fā)射臺的運(yùn)行狀態(tài)及溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

1.3 監(jiān)測節(jié)目畫面質(zhì)量

智能監(jiān)控系統(tǒng)借助無線遠(yuǎn)程控制的方式，能夠?qū)斎胄盘栐?、分配器、切換器以及相應(yīng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測，同時在動態(tài)化監(jiān)測過程中實(shí)現(xiàn)自動化報警。系統(tǒng)一般采用嵌入式前端輸出的TS over IP組播碼流，能實(shí)現(xiàn)對畫面的動態(tài)化監(jiān)測，如果監(jiān)測報警主機(jī)獲取組播碼流，便能自動開啟動態(tài)監(jiān)測功能，從而提升系統(tǒng)的安全性[7]。在節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測過程中，系統(tǒng)會對靜幀、黑場、無聲等故障展開動態(tài)化監(jiān)測，確保節(jié)目優(yōu)質(zhì)播出。同時，監(jiān)控系統(tǒng)也具有諸多報警手段，如果監(jiān)測到信號故障，會通過語音等方式進(jìn)行警示，以便工作人員及時進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。

對廣播電視無線發(fā)射臺智能監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，需要將節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)納入其中，對錄像進(jìn)行全程監(jiān)控，以便能夠?qū)收线M(jìn)行提前預(yù)判。系統(tǒng)采取磁盤頂分配方案，若硬件方面出現(xiàn)故障，則以讀寫方式拓展計算機(jī)空間，防止軟件對磁盤進(jìn)行重復(fù)性讀寫。此外，系統(tǒng)也能緩存電視節(jié)目數(shù)據(jù)，依據(jù)設(shè)定好的時間與空間對磁盤進(jìn)行配置，再添加錄像文件進(jìn)行索引，可實(shí)現(xiàn)對信號的自動化監(jiān)測，保證優(yōu)質(zhì)播出。

對節(jié)目畫面信號進(jìn)行監(jiān)測，需要借助計算機(jī)完成。在信號監(jiān)測模塊設(shè)計中采取分布式設(shè)計方案，有助于強(qiáng)化整個系統(tǒng)的抗風(fēng)險能力。即使局部功能模塊出現(xiàn)故障，其他模塊的運(yùn)行也不會受太大影響，完全可通過其他信號傳輸設(shè)備，切換監(jiān)控區(qū)域，最大程度地降低外界因素的負(fù)面影響[8]。對于工作人員而言，同樣能夠通過遠(yuǎn)程操控切換設(shè)備或功能，對無線發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行全方位管控。

1.4 綜合報警與系統(tǒng)管理

從運(yùn)行實(shí)際情況來看，數(shù)據(jù)格式和編碼是廣播電視無線發(fā)射臺運(yùn)行效果的主要影響因素，而智能化監(jiān)控系統(tǒng)作為發(fā)射臺站的重要構(gòu)成部分，決定了廣播電視信號傳輸?shù)陌踩砸约鞍l(fā)射臺站的運(yùn)行穩(wěn)定性。身為關(guān)鍵保障體系，監(jiān)控系統(tǒng)必須做好故障監(jiān)測工作。為了確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)計人員必須綜合考量信號監(jiān)控過程中受到外界因素的影響，確保數(shù)據(jù)傳輸鏈路的可靠性，做好身份驗(yàn)證，應(yīng)用防火墻技術(shù)等保護(hù)技術(shù)，設(shè)計可靠性更高的報警系統(tǒng)。

智能化監(jiān)控系統(tǒng)能夠借助人機(jī)交互系統(tǒng)完成報警操作，保證在第一時間發(fā)出提醒，找準(zhǔn)故障發(fā)生點(diǎn)，進(jìn)而采取有效措施，保證電視節(jié)目信號優(yōu)質(zhì)播出。綜合報警系統(tǒng)內(nèi)置多種報警方式，在對語音的監(jiān)測中，通過邏輯處理實(shí)現(xiàn)對不同類型報警信息的分類，基于音頻混合器輸出節(jié)目伴音，一方面能滿足節(jié)目監(jiān)聽要求，同時也能增強(qiáng)伴音效果。

2 廣播電視無線發(fā)射臺供電保障措施

為保證優(yōu)質(zhì)播出，需要確保發(fā)射機(jī)能夠持續(xù)穩(wěn)定工作。電力作為發(fā)射機(jī)的能源支持，同樣要保障電力供應(yīng)不間斷，進(jìn)而提高播出質(zhì)量。結(jié)合《廣播電視安全播出管理規(guī)定實(shí)施細(xì)則》的要求，無線發(fā)射臺站應(yīng)當(dāng)接兩路外電，實(shí)現(xiàn)主備電源切換，保障發(fā)射臺站的用電安全。在具體的供電保障措施中，需要重點(diǎn)關(guān)注柴油發(fā)電機(jī)與UPS電源兩方面。

2.1 柴油發(fā)電機(jī)

柴油發(fā)電機(jī)主要以柴油為燃料，通過燃燒柴油將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能，帶動發(fā)電機(jī)將動能轉(zhuǎn)化為電能。憑借著啟動快、功率提升快、能量轉(zhuǎn)化效率高、穩(wěn)定性高、成本低、維護(hù)簡單等優(yōu)勢，柴油發(fā)電機(jī)被眾多無線發(fā)射臺站選定為最佳替代電源。一旦市電出現(xiàn)故障，可第一時間發(fā)動柴油發(fā)電機(jī)為全臺站供電。配備與安裝柴油發(fā)電機(jī)的過程，需要綜合考慮安全、噪聲、占地面積等因素，需要將柴油發(fā)電機(jī)與發(fā)射機(jī)機(jī)房分開設(shè)置，為發(fā)電機(jī)專門建設(shè)機(jī)房，也為柴油補(bǔ)給提供方便。同時，柴油機(jī)機(jī)房需要做好隔音工作，選用-30號柴油作為儲備油，以免因氣溫過低而影響發(fā)電機(jī)的啟動。此外，需要開啟延時自啟動，保證柴油發(fā)電機(jī)能夠在市電故障斷電時自動啟動，實(shí)現(xiàn)備用電源系統(tǒng)啟動的智能化。

此外，選用柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，即便發(fā)電機(jī)長時間不需要運(yùn)行，也不能放松日常維護(hù)保養(yǎng)工作。維護(hù)過程需要關(guān)注元器件的損耗情況，工作人員要檢查螺絲緊固程度、管路老化程度等，如果出現(xiàn)問題則需要第一時間處理，避免市電故障時柴油發(fā)電機(jī)無法啟動且在短時間難以修好，影響廣播電視節(jié)目的播出。在維護(hù)工作中，儲備柴油必須定期更換，避免長時間放置而變質(zhì)；柴油發(fā)電機(jī)中的蓄電池會在工作狀態(tài)下自動充電，但是長時間不運(yùn)轉(zhuǎn)則難以保障蓄電池的電量充足，所以在維護(hù)時需要檢查電壓，避免出現(xiàn)電量不足而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)無法啟動的現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)需要定期進(jìn)行啟動檢查，查看發(fā)電機(jī)是否存在異常，能否穩(wěn)定運(yùn)行。一旦發(fā)現(xiàn)問題要第一時間處理，以免對節(jié)目播出造成不良影響。

2.2 UPS電源

UPS電源作為一種能實(shí)現(xiàn)不間斷供電的設(shè)備，主要由儲能裝置和逆變器等部件構(gòu)成，能夠在市電出現(xiàn)供應(yīng)故障時及時將儲備的電能通過逆變器對負(fù)載進(jìn)行電力供應(yīng)，確保發(fā)射機(jī)能夠維持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)播出。安裝UPS電源，是為了確保從市電供應(yīng)出現(xiàn)故障到柴油發(fā)電機(jī)正常供電之間的供電空白期得到補(bǔ)充，確保發(fā)射機(jī)房內(nèi)的播出設(shè)備、信號源能正常工作，也能夠避免因?yàn)殡娔芡蝗磺袛喽罅吭O(shè)備需要重啟，也能降低電涌對元器件的損害概率，是對設(shè)備的有效保護(hù)。針對UPS電源的放置地點(diǎn)需要嚴(yán)格控制溫度，20～25 ℃最為適宜，溫度過高會降低電源的使用壽命。同時，也要避開陽光直射或與其他熱源靠近擺放，便于以后的維護(hù)與維修。

對UPS電源的維護(hù)維修需要由專業(yè)人員進(jìn)行，以免發(fā)生安全事故。發(fā)射臺站的工作人員需要做好日常檢查工作，控制好UPS存放點(diǎn)的溫濕度。一般UPS會每隔24小時自檢一次，工作人員需要仔細(xì)查看自檢信息，對故障信息進(jìn)行記錄、上報與消除。應(yīng)每隔半年對UPS進(jìn)行一次充放電，清晰記錄充放電時間，統(tǒng)計好UPS供電時間變化信息。

3 結(jié) 語

如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)播出，是目前廣播電視無線發(fā)射臺站監(jiān)管工作需要重點(diǎn)考慮的問題。本文提出建立智能化、自動化監(jiān)控系統(tǒng)以及完善供電系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)成為該項(xiàng)工作的發(fā)展方向。對智能化、自動化監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，需要配備性能良好的主控設(shè)備，同時對機(jī)房、節(jié)目畫面質(zhì)量進(jìn)行自動化監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)智能化報警功能。同時，以柴油發(fā)電機(jī)和UPS作為保障，能夠?qū)崿F(xiàn)無線發(fā)射臺供電系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行，同樣能夠保證發(fā)射臺的高質(zhì)量運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)廣播電視節(jié)目的優(yōu)質(zhì)播出。