李清喜

（濱州電視臺，山東 濱州 256600）

0 引 言

隨著電視信號的數(shù)字化改造，廣播電視發(fā)射臺發(fā)射的節(jié)目數(shù)量激增。像濱州電視臺這樣的地級市發(fā)射臺，要發(fā)射近30套電視節(jié)目和近20套音頻廣播節(jié)目，加上主備信號源，這樣就有100多套節(jié)目信號需要監(jiān)測。另外，發(fā)射機設(shè)備也是主備機配置，共有近10臺（套）。為了保障安全優(yōu)質(zhì)播出，濱州電視臺構(gòu)建了一套集中監(jiān)控系統(tǒng)[1]，由節(jié)目信號監(jiān)測報警子系統(tǒng)、發(fā)射機監(jiān)控子系統(tǒng)、動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、室內(nèi)外視頻監(jiān)控子系統(tǒng)以及LED顯示屏子系統(tǒng)共5個子系統(tǒng)組成，其總體框圖如圖1所示。

圖1 電視發(fā)射臺集中監(jiān)控系統(tǒng)總體框圖

1 節(jié)目信號監(jiān)測報警子系統(tǒng)

節(jié)目信號監(jiān)測報警子系統(tǒng)基于TS over IP技術(shù)，提供對廣播數(shù)字電視內(nèi)容監(jiān)測、多畫面組合顯示、數(shù)字電視傳輸信道碼流監(jiān)測等功能。系統(tǒng)通過用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（User Datagram Protocol，UDP）獲取局域網(wǎng)絡(luò)中的組播碼流，便于信號的統(tǒng)一調(diào)度、多畫面顯示主機的配置部署。整套系統(tǒng)無一根同軸線纜，以通用的以太網(wǎng)交換機為核心，將幾乎所有的設(shè)備連接起來。無論是數(shù)據(jù)還是控制信息，全部經(jīng)過交換機，這樣就能很好地適應(yīng)信號規(guī)模的擴展，并且極大地降低了系統(tǒng)施工和維護的復(fù)雜度。如果采用傳統(tǒng)架構(gòu)，其部署和擴展將會變得十分復(fù)雜。該子系統(tǒng)主要由監(jiān)測板卡、多畫面監(jiān)測報警軟件模塊、碼流分析軟件模塊以及語音報警服務(wù)端軟件模塊四類模塊組成，其組成框圖如圖2所示。

圖2 節(jié)目信號監(jiān)測報警子系統(tǒng)框圖

1.1 監(jiān)測板卡

室外天線接收到的地面數(shù)字電視信號和調(diào)頻信號、發(fā)射機的主備信源信號分別輸入對應(yīng)的監(jiān)測板卡，在監(jiān)測板卡中實時完成對相應(yīng)信號的接收、解調(diào)、信道指標(biāo)監(jiān)測、碼流分析、告警及TS over IP打包輸出等功能。

1.2 多畫面監(jiān)測報警軟件模塊

該模塊接收監(jiān)測板卡輸出的IP清流，完成各節(jié)目的實時檢查報警、多畫面組合顯示等功能。信源服務(wù)器、廣播服務(wù)器、空收服務(wù)器上安裝多畫面監(jiān)測報警軟件，可以對電視和廣播信號進行多畫面組合、創(chuàng)建和顯示。多畫面監(jiān)測報警軟件模塊支持黑場、靜幀、視頻丟失、視頻解碼異常等視頻故障監(jiān)測，支持音頻丟失、音量過高、音量過低等音頻故障監(jiān)測。對于靜幀等視頻故障，可以精確到幀監(jiān)測，并可指定監(jiān)測區(qū)域，能對馬賽克進行監(jiān)測；對于音頻故障，能準確識別正常伴音丟失后的雜音，區(qū)分單聲道、雙聲道與立體聲監(jiān)測。通過該軟件可以對內(nèi)容監(jiān)測參數(shù)、碼流監(jiān)測參數(shù)進行配置。報警信息可在相應(yīng)畫面處以紅色文字顯示，并送到語音報警服務(wù)端進行語音報警，同時該報警消息送至動力環(huán)境監(jiān)測軟件觸發(fā)聲音報警。信源服務(wù)器、廣播服務(wù)器、空收服務(wù)器的視頻輸出送至拼接服務(wù)器，經(jīng)其處理后將信號送至LCD拼接屏。音頻輸出接入混音器，其輸出送至音箱，輸出電視節(jié)目伴音、廣播節(jié)目和音頻報警。

多畫面監(jiān)測報警軟件需要經(jīng)常操作的是“內(nèi)容監(jiān)測表”的設(shè)置。點擊菜單“設(shè)置/節(jié)目檢測表”，出現(xiàn)“節(jié)目監(jiān)測列表”對話框，其中的每一條記錄顯示一套節(jié)目的“流標(biāo)識”“節(jié)目號”“節(jié)目名稱”“監(jiān)測聲道”“監(jiān)測項”。其中，在監(jiān)測項中顯示要監(jiān)測的項目，比如靜音故障、靜幀故障、黑場故障、視頻丟失、音頻丟失、解碼異常等等。雙擊該條目，就會出現(xiàn)“編輯節(jié)目監(jiān)測參數(shù)”對話框，在此對話框中進行節(jié)目監(jiān)測參數(shù)的設(shè)置。

1.3 碼流分析軟件模塊

碼流分析服務(wù)器上運行碼流分析軟件，對碼流進行實時監(jiān)測和報警。監(jiān)測結(jié)果通過顯示器進行顯示，將報警信息送至語音報警端進行報警，送至動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)觸發(fā)聲音報警。

1.4 語音報警服務(wù)端軟件模塊

語音報警服務(wù)端軟件模塊負責(zé)語音報警的控制，安裝在信源服務(wù)器上。點擊快速啟動欄中的語音報警圖標(biāo)，“語音報警服務(wù)器”對話框出現(xiàn)。在對話框上勾選“靜音”，即可停止語音報警音頻輸出，在“接受報警記錄列表”可查找具體的報警時間，在“特定報警記錄查看”中可查看已播放記錄、已超時記錄、被忽略記錄等。

2 發(fā)射機監(jiān)控子系統(tǒng)

發(fā)射機監(jiān)控子系統(tǒng)是一種瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）架構(gòu)的程序，一般叫做Web-SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA），即網(wǎng)頁式的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制。電視發(fā)射機、調(diào)頻廣播發(fā)射機分別接到相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集器[2]，采集器把發(fā)射機的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后送至交換機，發(fā)射機監(jiān)控Web服務(wù)器端接收采集器輸出的信息，客戶端使用IE瀏覽器提供人機界面。監(jiān)控Web服務(wù)器端和瀏覽器部署在同一臺計算機上。采用這套軟件后，各自獨立的發(fā)射機監(jiān)控就可以集中在一套軟件上。為了使用方便，可將IE瀏覽器圖標(biāo)的名稱重命名為“發(fā)射機監(jiān)控”，將“動態(tài)瀏覽”頁面設(shè)置為瀏覽器的主頁。

發(fā)射機監(jiān)控部分的常用操作如下。

（1）點擊“發(fā)射機監(jiān)控”圖標(biāo)，發(fā)射機監(jiān)控頁面以柱狀圖的形式顯示各個發(fā)射機的輸出功率和反射功率，在柱狀圖的頂部標(biāo)注實際輸出值。該圖使監(jiān)控人員一眼就能了解所有發(fā)射機的大體工作狀態(tài)。

（2）單擊發(fā)射機名稱，進入發(fā)射機詳細參數(shù)畫面。該界面詳細顯示發(fā)射機的激勵器、功放單元及功放電源等的各項數(shù)據(jù)指標(biāo)。

（3）在頁面導(dǎo)航區(qū)單擊“整體觀察”，進入發(fā)射機整體情況界面。此界面集中顯示各個發(fā)射機的輸出功率、反射功率、天線位置及通信故障等。

（4）在頁面導(dǎo)航區(qū)單擊“報警查詢”，可以選擇發(fā)射機、時間段進行報警記錄查看，同時這些報警消息送至動力環(huán)境監(jiān)測軟件觸發(fā)聲音報警。

（5）在頁面導(dǎo)航區(qū)單擊“歷史曲線”，可以查看發(fā)射機的歷史數(shù)據(jù)。可選擇發(fā)射機、時間段與要查看的內(nèi)容，通過對歷史曲線趨勢的觀察，可以有效地分析發(fā)射機故障。

3 動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)

動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)也是一種B/S架構(gòu)的程序，即網(wǎng)頁式的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（Web-SCADA）。動力環(huán)境監(jiān)測客戶端采用谷歌瀏覽器，動力環(huán)境監(jiān)測Web服務(wù)器端部署在安裝了Linux Red Hat操作系統(tǒng)的服務(wù)器上[3]，可以通過本地局域網(wǎng)中計算機上的SSH（secure shell）程序進行訪問操作。為了使用方便，將谷歌瀏覽器圖標(biāo)的名稱重命名為“動力環(huán)境監(jiān)測”，將“登錄”頁面設(shè)置為瀏覽器主頁。

動力環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)對機房的溫濕度、水浸、煙感、不間斷 電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）、市電、發(fā)電機等進行監(jiān)控，通過綜合數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)送入交換機，如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)采集圖

綜合數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口數(shù)據(jù)接到交換機，這里的串口為RS-485接口，其協(xié)議為國標(biāo)MODBUS；溫濕度、煙感傳感器設(shè)置在各個發(fā)射機內(nèi)部，監(jiān)測發(fā)射機是否過熱，是否冒煙。水浸傳感器設(shè)置在空調(diào)附近，由于發(fā)射機散熱量很大，機房內(nèi)的空調(diào)需常年運行在制冷模式，每年的四、五、六月份，各種飛絮較多，極易造成空調(diào)器排水管的阻塞，從而造成冷凝水泄漏。在防靜電地板下面有大量的線纜，如果浸沒在水中，勢必給設(shè)備的運行帶來巨大隱患。為了及時發(fā)現(xiàn)和處理這種隱患，水浸傳感器必不可少。UPS數(shù)據(jù)采集器用于監(jiān)控UPS，其中UPS的每塊蓄電池的電流和電壓也是一個監(jiān)控重點。蓄電池的狀態(tài)必須進行嚴密監(jiān)視[4]，因為隨著時間的推移，一旦蓄電池容量降低到某種程度，外網(wǎng)一旦停電，UPS無法維持到柴油發(fā)電機啟動運行，將會造成嚴重的停播事故。另外，機房中的設(shè)備用電都來自于UPS電源，因此UPS是一個單故障點，一旦出現(xiàn)故障，勢必嚴重影響播出安全。發(fā)電機采集器用于監(jiān)控柴油發(fā)電機；市電傳感器用于監(jiān)視進入機房的市電電壓、電流等。

動力環(huán)境監(jiān)測部分的常用操作如下。

（1）打開谷歌瀏覽器，進入登錄界面，輸入用戶名和密碼，點擊OK登錄軟件，即可進入“統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)運維管理平臺”頁面。單擊“資源”進入資源列表界面，雙擊“濱州電視發(fā)射臺動力環(huán)境”進入動力環(huán)境詳情界面。默認進入“基本信息”界面，在此界面可以查看機房的溫濕度、水浸、煙感、UPS、市電、發(fā)電機等數(shù)據(jù)[5]。點擊“資源監(jiān)視”按鈕，可以查詢歷史數(shù)據(jù)，用戶可以根據(jù)需要選中相應(yīng)的指標(biāo)和日期，查看其歷史曲線。這能幫助值班維護人員有效地評估機器設(shè)備的工作狀態(tài)，進行故障 分析。

（2）在“統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)運維管理平臺”頁面上點擊“拓撲/機房視圖”，進入機房視圖展示界面。此界面可以直觀地顯示機房中溫濕度、水浸、煙感、UPS、市電、發(fā)電機所處位置，出現(xiàn)異?；蛘吖收蠒r，其相關(guān)部位的顏色也會發(fā)生改變，這樣就能使值班人員方便快速地進行故障定位。值班人員可以在視圖右側(cè)選擇列表中的選擇視圖中選擇是否顯示溫濕度、水浸、煙感、UPS、市電、發(fā)電機等。

（3）在“統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)運維管理平臺”頁面上點擊“告警/活動告警”，進入機房設(shè)備活動告警管理界面?；顒痈婢撁媪谐隽水?dāng)前所有的活動告警信息，并且提供了多種過濾和查詢條件來快速定位告警?；顒痈婢С謩恿Νh(huán)境告警、信號監(jiān)測告警及發(fā)射機故障告警的實時顯示。點擊“歷史告警”進入機房設(shè)備歷史告警管理界面。歷史告警保存了已清除的所有告警。點擊“告警規(guī)則”進入機房設(shè)備告警規(guī)則管理界面，在此可以查看當(dāng)前已經(jīng)添加過的所有規(guī)則，可以進行添加、刪除、啟用及禁用等操作。

4 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

一般情況下，發(fā)射臺為一獨立院落，有機房、發(fā)射鐵塔和外電供配電等設(shè)施。安全保衛(wèi)是播出安全的重要前提和保障。發(fā)射臺院落的視頻監(jiān)控能使機房內(nèi)的值班人員實時掌握院中各種情況，為及時處置一些突發(fā)事件提供了有效手段；發(fā)送設(shè)備及其附屬設(shè)施基本都在機房內(nèi)，機房內(nèi)的視頻監(jiān)控可以使值班室內(nèi)的人員實時地監(jiān)看機房內(nèi)設(shè)備的具體情況。

5 LED顯示屏子系統(tǒng)

LED顯示屏安裝在LCD拼接屏上方，可以顯示時鐘、日期、時間及字幕等信息，由LED顯示屏控制軟件進行控制。

6 結(jié) 語

這套集中監(jiān)控系統(tǒng)幾乎覆蓋了機房內(nèi)所有的設(shè)備，幾乎監(jiān)控了信號流程的所有環(huán)節(jié)。這套系統(tǒng)的應(yīng)用，極大地保證了安全播出，有效地縮短了故障的發(fā)現(xiàn)和處理時間，從而減輕了值班維護人員的勞動強度，已經(jīng)成為電視發(fā)射機房不可或缺的一部分。