趙久晶

赤峰廣電發(fā)射臺經(jīng)棚臺 內(nèi)蒙古 赤峰市 025350

1 概述

赤峰廣電發(fā)射臺經(jīng)棚臺，所轄C115、C116、802 三個高山發(fā)射臺，工作環(huán)境十分艱苦，海拔高，位置偏，冬季大雪封山，對所屬設備進行維護、維修十分不便。發(fā)射臺長期以來一直承擔著轄區(qū)范圍廣播電視播出覆蓋職責。安全優(yōu)質(zhì)播出，是工作的重中之重，廣大受眾對節(jié)目播出質(zhì)量的要求越來越高。赤峰廣電發(fā)射臺經(jīng)棚臺需建設一套智能、先進、可靠的監(jiān)測監(jiān)控運維平臺，實現(xiàn)“有人留守，無人值班”的運營模式，依托現(xiàn)有的微波通道，將所有采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)、控制信號匯集起來，再由光纜傳送到經(jīng)棚發(fā)射臺監(jiān)控機房統(tǒng)一監(jiān)控平臺上，對所屬三個發(fā)射臺設備進行全方位監(jiān)測，以提高節(jié)目播出質(zhì)量，實現(xiàn)廣播電視節(jié)目從傳輸?shù)桨l(fā)射臺各個環(huán)節(jié)的自動監(jiān)測、自動控制、自動播出。

2 經(jīng)棚發(fā)射臺所屬發(fā)射系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控組成

將各發(fā)射臺采集的各類數(shù)據(jù)，利用現(xiàn)有的微波通道匯集在C116 站，再經(jīng)光纜傳輸?shù)浇?jīng)棚臺監(jiān)管平臺，進行遠程控制，監(jiān)測監(jiān)控主回路圖如圖1所示。

圖1 監(jiān)測監(jiān)控主回路圖

主要原則：實用性、可靠性；全面性、安全性；開放性、擴展兼容性；簡潔化、自動化。

各發(fā)射單位系統(tǒng)監(jiān)測架構(gòu)及配置如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 數(shù)據(jù)采集前端

3.1 發(fā)射機狀態(tài)監(jiān)控

發(fā)射機是發(fā)射臺最主要的設備，對發(fā)射機的指標數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控是系統(tǒng)遠程控制的關鍵，采集設備需為發(fā)射機準備多類型接口，既要有網(wǎng)口、串口采集，又要有模擬量、數(shù)字量、開關量等物理量采集，要通過不同的接口實現(xiàn)整機入射功率、反射功率、總電流、總電壓等工作狀態(tài)采集，還要對機內(nèi)模塊、功放、電壓、功放電流、功放溫度、激勵器電流、激勵器溫度等狀態(tài)進行全方位采集。目的是對發(fā)射機的開關機、主備機倒換、升降功率、頻率設定、溫度保護（機房溫度、濕度）等工作模式進行遠程控制，經(jīng)棚臺發(fā)射系統(tǒng)監(jiān)測配置圖如圖3 所示。

圖3 經(jīng)棚臺發(fā)射系統(tǒng)監(jiān)測配置圖

監(jiān)測點1：配置1 塊ASI 監(jiān)測板卡、1 塊模擬音頻監(jiān)測板卡、1 臺24 口千兆以太網(wǎng)交換機，對主備各3 路ASI 電視信源和主備各7 路模擬音頻信號進行采集監(jiān)測。

監(jiān)測點2：配置1 塊DTMB監(jiān)測板卡、1 塊FM 監(jiān)測板卡及配套全頻段接收天線，對末端空收的3 個頻點DTMB 電視信號和7 個頻點FM 廣播信號進行采集監(jiān)測；配置1 塊監(jiān)測轉(zhuǎn)碼卡，對采集的視音頻節(jié)目進行視音頻異態(tài)監(jiān)測和轉(zhuǎn)碼壓縮；配置1塊監(jiān)測主控卡，與中心軟件平臺通信，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯聚回傳。

信號監(jiān)測流程圖如圖4所示。

圖4 信號監(jiān)測流程圖

監(jiān)測點3：配置10 臺發(fā)射機多接口采集監(jiān)測終端，采集7 組調(diào)頻廣播發(fā)射機和3 組地面數(shù)字電視發(fā)射機運作狀態(tài)指標數(shù)據(jù)，用光纜實時回傳至中心軟件平臺。

發(fā)射機監(jiān)控圖如圖5 所示。

圖5 發(fā)射機監(jiān)控圖

監(jiān)測點4：配置10 套同軸開關控制設備，采集7 組調(diào)頻廣播發(fā)射機和3 組地面數(shù)字電視發(fā)射機同軸開關狀態(tài)，支持通過軟件平臺遠程控制發(fā)射機主備自動動環(huán)，當發(fā)射機故障時實現(xiàn)自動倒換（目前除31、33 頻道外均無備機，為預留功能）。

發(fā)射機監(jiān)控倒換流程圖如圖6 所示。

圖6 發(fā)射機監(jiān)控倒換流程圖

監(jiān)測點5：配置2 套ASI 三選一切換開關，具備支持3 路ASI 信源的自動切換功能，當主路信號丟失時，能夠自動跳轉(zhuǎn)到備路信號進行播出（目前僅設計了31/33 頻道信源信號的切換功能）。

發(fā)射機狀態(tài)監(jiān)控通過在臺站前端部署B(yǎng)HET103 多接口采集監(jiān)測終端，監(jiān)測調(diào)頻及地面數(shù)字發(fā)射機工作狀態(tài)，包括發(fā)射機的發(fā)射功率、反射功率、溫度、電壓、電流等指標采集。

3.2 信號監(jiān)測及告警

3.2.1 電視節(jié)目源監(jiān)測

配置1 塊BHA31 多通道ASI碼流監(jiān)測打包卡，完成電視節(jié)目ASI 信源的采集監(jiān)測。BHA31是TrinityAres-CI 系列產(chǎn)品的升級版本，用于ASI 信號碼流監(jiān)測。1 塊板卡可以完成2 組各8路ASI 信號接收、碼流分析、TS over IP 輸出功能，板卡對輸入的TS 流進行TR101 290 三級錯誤監(jiān)測及告警，并將輸入的8路TS 流打包，在1 個千兆網(wǎng)口輸出。

3.2.2 電視節(jié)目末端信號監(jiān)測

配置1 塊BHDT56 多通道DTMB 國標地面數(shù)字電視監(jiān)測卡，完成末端空收DTMB 信號采集監(jiān)測。BHDT56 多通道監(jiān)測卡，用于國標地面數(shù)字電視信號監(jiān)測。板卡主要完成國標地面數(shù)字電視信號接收、信道指標監(jiān)測、碼流分析、TS over IP 輸出功能。

板卡可監(jiān)測的信道指標有：信號鎖定狀態(tài)、信號功率、信號強度百分比、信噪比、誤碼率；為方便系統(tǒng)調(diào)試及故障定位，系統(tǒng)還可以指示當前信號的調(diào)制參數(shù)：載波模式（單載波、多載波）、幀頭模式（可變、固定）、PN 序列模式、前向糾錯碼率、符號映射方式、時域交織類型。

3.2.3 數(shù)字音頻信源監(jiān)測

配置1 塊BHDA54 多通道AES/EBU 數(shù)字音頻監(jiān)測編碼卡，完成數(shù)字音頻信源信號監(jiān)測。BHDA54 是針對AES/EBU 信號進行監(jiān)測、編碼的專用嵌入式板卡，該板卡主要實現(xiàn)對AES/EBU信號監(jiān)測、編碼、音頻數(shù)據(jù)解析、打包及UDP 組播或單播的功能。BHDA54 板卡每塊可完成1～16 路音頻數(shù)據(jù)的采集，并對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、編碼、解析及打包。

3.2.4 數(shù)字調(diào)頻廣播末端空收監(jiān)測

配置1 塊BHAF33 多通道AM/FM 廣播監(jiān)測編碼卡，完成末端調(diào)頻廣播空收信號監(jiān)測。BHAF33 是用于開路廣播監(jiān)測的專用嵌入式板卡，該板卡支持1～8 路AM/FM 信號的接收、解調(diào)和編碼，完成信號功率、SNR、調(diào)制度、調(diào)幅度等參數(shù)測量，具有噪聲抑制、音頻采集、音頻監(jiān)測及音頻壓縮編碼等功能。

3.2.5 視音頻監(jiān)測轉(zhuǎn)碼

配置1 塊BHIP295 多通道高標清監(jiān)測轉(zhuǎn)碼卡，用于完成臺站本地監(jiān)測節(jié)目信號的視音頻異態(tài)實時監(jiān)測和轉(zhuǎn)碼。BHIP295內(nèi)置8 個監(jiān)測轉(zhuǎn)碼模塊，可同時完成多達48 路高清或64 路標清或8 路4K 節(jié)目的視音頻異態(tài)監(jiān)測和視音頻的實時轉(zhuǎn)碼輸出、實時OSD 字符疊加。音頻支持MP2/AAC/AC3/DRA 到AAC/MP2/AC3 的實時轉(zhuǎn)碼，視頻支持MPEG2/H.264/H.265/AVS +/AVS2到H.264/H.265 的實時轉(zhuǎn)碼。

監(jiān)測模塊可完成高標清節(jié)目的視音頻異態(tài)監(jiān)測，包括：視頻丟失、黑場、靜幀、彩條、彩場、音頻丟失、無伴音、音量過高或過低、解碼異常等故障。

3.2.6 數(shù)據(jù)匯聚回傳

配置1 塊BHX36 嵌入式監(jiān)測主控板，用于與中心平臺通信，實現(xiàn)臺站本地監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯聚回傳。BHX36 是一款支持數(shù)字、模擬、CMMB 以及廣播等信號監(jiān)測報警的嵌入式平臺，完全支持總局監(jiān)管平臺協(xié)議，可以實現(xiàn)信號指標測量獲取、指標與碼流報警，支持7×24 小時自動錄像及錄像查看下載，支持實時流媒體查看，支持多節(jié)目的輪巡輪播，采用Linux 嵌入式操作系統(tǒng)。

3.2.7 板卡運行環(huán)境

（1）BHC2000 嵌入式機箱。配備2 臺BHC2000 嵌入式機箱，用于安裝各類監(jiān)測板卡。機箱滿配時可插入4 塊板卡，所有的板卡均采用后裝載方式，支持熱插拔，每塊板卡配有各自獨立的接口背板，這種方式不僅方便系統(tǒng)的安裝、維護和升級，而且適用于不同接口類型的各種板卡功能模塊在同一機箱中任意混插。機箱采用外部電源直流供電，實現(xiàn)與交流電源模塊的隔離，同時有效防止電源發(fā)熱和設備發(fā)熱的相互影響，提高了設備供電可靠性和穩(wěn)定性。

（2）BHP1000 冗余熱備份電源。配備1 臺BHP1000/2+1冗余熱備份電源，用于給2 臺BHC2000 機箱供直流電。BHP1000 冗余熱備份電源，采用1U 獨立機箱結(jié)構(gòu)，支持3 路交流輸入，提供3 路完全并聯(lián)的12V 直流輸出。該電源配備3 個電源模塊，與采用直流電源輸入接口的BHC2000/BHC3000 嵌入式機箱配合使用，提高了電源使用的可靠性。

3.3 主備信號智能切換

配置3 套BHA08 TS301 智能型三選一傳輸流切換設備，具備完成3 個頻點地面數(shù)字電視主備路信源切換功能。

配備5 套DAS-5103 數(shù)字音頻3×1 自動報警應急切換模塊，具備完成5 個頻點調(diào)頻廣播主備路信源切換功能。

3.4 AR（增強現(xiàn)實技術）智能巡檢

利用光纜、微波、網(wǎng)絡傳輸?shù)奶攸c，在前端配置1 臺AR眼鏡，wifi、光貓等設備實時獲得前端站點機房實景畫面，回傳至軟件平臺，使用定點巡檢、快速巡察等功能，指導人員能夠觀看到檢修人員看到的全部機房畫面，監(jiān)控平臺能夠?qū)⒕S護指導信息推送到機房檢修人員的AR 眼鏡上，實現(xiàn)故障現(xiàn)場運維人員在線實景排查，提高整體機房運維管理效率。AR 智能巡檢業(yè)務流程圖如圖7所示。

圖7 AR 智能巡檢業(yè)務流程圖

3.5 動力環(huán)境監(jiān)控

發(fā)射臺的動力供電是一切設備的能源保障，機房溫濕度、浸水、煙感、空調(diào)等設備是發(fā)射機正常工作的前提，有效的對臺站配電柜、穩(wěn)壓器、UPS、柴油發(fā)電機組等有關動力設備進行全方位監(jiān)控，對主機房和附屬設備機房溫濕度、煙感、浸水、空調(diào)等設備進行指標取樣，統(tǒng)一匯總到平臺中，針對每項指標、數(shù)據(jù)做門限設定，對指標報警信息通過光、聲、短信系統(tǒng)提示方式進行多級報警，實現(xiàn)遠程控制供電系統(tǒng)的開、關狀態(tài)，提醒值班人員第一時間進行核實處置，防止事故蔓延、擴大。

3.6 安防監(jiān)視

安防系統(tǒng)主要是利用視頻安防監(jiān)測、入侵報警、輸入口控制等手段實現(xiàn)安全保障工作，對安防視頻畫面入侵報警信息、出入口控制日志等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一顯現(xiàn)，集中報警，綜合記錄。將安防攝像機的視頻畫面實時傳送到平臺，畫面支持自定義組合監(jiān)看，可以分為單組放大或多組監(jiān)看，簡化監(jiān)管人員工作流程，提高工作人員監(jiān)管監(jiān)看工作效率，對實發(fā)的情況可以做到及時處理。

3.7 播出信號質(zhì)量檢測

發(fā)射機播出的信號質(zhì)量，主要以音視頻信號、電平、信噪比、調(diào)制/幅度等指標曲線來進行展現(xiàn)，單頁面可以實現(xiàn)對臺站內(nèi)播出信號的指標、曲線幅度鑒別，同時可快速直觀檢出異態(tài)信息和異態(tài)頻道，通過日志信息進行提示，直觀而準確。

3.8 值班檢修

（1）值班打卡：在前端各配置1 臺巡檢指紋機和交接班指紋機，工作人員打卡后打卡數(shù)據(jù)實時上報至中心臺統(tǒng)一運維平臺的值班檢修模塊進行收錄，可以對所有打卡值班記錄進行查詢、導出。值班打卡業(yè)務流程如圖8 所示。

圖8 值班打卡業(yè)務流程

（2）檢修打卡：通過在前端機房配置1 套二維碼打印工具（含二維碼打印機、手持掃描終端等），對機房各類設備進行二維碼管理，每個設備均標注對應的二維碼，檢修人員在進行設備檢修時，通過掃描設備上的二維碼，可實時填報各類檢修信息，包括檢修人員、檢修時間、安全防護工具佩戴情況、檢修結(jié)果等，檢修數(shù)據(jù)可通過平臺進行查詢導出。檢修打卡業(yè)務流程如圖9 所示。

圖9 檢修打卡業(yè)務流程

3.9 歷史監(jiān)控回溯

通過對采集到的指標數(shù)據(jù)進行收錄，平臺實現(xiàn)指標查詢和故障查詢等功能，有效查詢收錄的每條準確數(shù)字，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的回溯，查詢結(jié)果可導出到Excel，并打印。

4 中心監(jiān)控平臺

中心平臺作為統(tǒng)一的監(jiān)控平臺，主要對前端臺站采集的各類信號、動力環(huán)境、實時檢修視頻數(shù)據(jù)等進行綜合呈現(xiàn)、展示預警。

4.1 發(fā)射臺統(tǒng)一運維平臺

配置1 套發(fā)射臺統(tǒng)一運維平臺和1 臺配套硬件服務器，用于實現(xiàn)動力環(huán)境、發(fā)射機指標、AR 智能巡檢、值班打卡等業(yè)務的可視化展示。平臺采用模塊化設備，將各個業(yè)務功能模塊化，主要包括發(fā)射機監(jiān)控模塊、動環(huán)監(jiān)控模塊、AR 智能巡檢模塊、歷史數(shù)據(jù)回溯模塊、綜合運維模塊、信息可視化模塊、監(jiān)控配置管理模塊和移動發(fā)布模塊。

（1）發(fā)射機監(jiān)控模塊。可以通過頁面上信號播出，查看發(fā)射機發(fā)射信號的質(zhì)量，便于值班人員對發(fā)射機發(fā)射信號的質(zhì)量查看。通過系統(tǒng)頁面可以遠程控制發(fā)射機的開關機、升降功能等運行參數(shù)，操作簡單、切換迅速。

（2）動環(huán)監(jiān)控模塊。采用仿真模型圖對電力、溫濕度、煙感、浸水、空調(diào)等設備指標實時展示，以聲、光、系統(tǒng)提示形式對指標報警信息進行多級報警，提醒值班員第一時間進行核實處置，防止事故擴大、蔓延。

（3）AR 智能巡檢模塊。通過前端檢修人員佩戴的AR 眼鏡回傳的現(xiàn)場檢修畫面，實時獲取前端站點機房實景，為運維人員提供AR 巡檢、定點巡檢、快速巡檢等功能，實現(xiàn)故障現(xiàn)場運維人員在線實景排查，提升整體機房運維管理效率。

（4）歷史數(shù)據(jù)回溯模塊。將所收集的發(fā)射機運行參數(shù)、動力環(huán)境情況，以不大于10 秒的顆粒度進行收錄，并可通過時間、設備、頻道等詞條進行搜索查詢，以報表或者圖像化的形式展示，支持查詢歷史故障記錄，支持多條件組合查詢，查詢結(jié)果可打印或?qū)С龅紼xcel。

（5）綜合運維模塊?？筛鶕?jù)監(jiān)管人員、監(jiān)管職能等進行定制化的呈現(xiàn)，如發(fā)射系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)、動力環(huán)境、安防等設備指標狀態(tài)的統(tǒng)一呈現(xiàn)。可以展示前端臺站值班巡檢人員的打卡記錄詳情，具備數(shù)據(jù)導出功能。

（6）信息可視化模塊。支持以GIS 地圖方式展示管轄區(qū)內(nèi)的所有發(fā)射臺實時狀態(tài)，發(fā)射機異常時，可以按照故障嚴重等級以不同顏色標識，清晰展示發(fā)射臺覆蓋效果和工作狀態(tài)。實現(xiàn)對臺站內(nèi)各設備工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，以餅圖、曲線圖、條形圖等直觀方式進行集中展示；可對發(fā)射臺不同設備類型進行數(shù)量統(tǒng)計和狀態(tài)統(tǒng)計；實現(xiàn)發(fā)射臺地理位置、人員組成等信息的展示。

（7）監(jiān)控配置管理模塊。支持前端配置管理，用于完成臺站內(nèi)采集前端信息的配置，包括IP 地址、端口號、ID 號等信息；支持門限開關配置管理，用于完成臺站內(nèi)監(jiān)測設備指標上限和下限的配置，同時支持報警時間的配置；支持運行圖管理，使臺站內(nèi)發(fā)射節(jié)目的發(fā)射機按照設定時間控制播出；發(fā)射機出現(xiàn)故障時，支持根據(jù)設定時間實現(xiàn)自動倒備。

（8）移動發(fā)布模塊。建立臺站微信公眾號，通過微信關注的方式，基于權(quán)限控制，瀏覽臺站內(nèi)所有設備數(shù)據(jù)信息和設備報警信息，便于觀察設備數(shù)據(jù)變動，支持向特定人員發(fā)送異態(tài)報警、指標參數(shù)等工作狀態(tài)信息。

4.2 碼流應急智能切換系統(tǒng)

中心平臺配置1 套碼流應急智能切換系統(tǒng)，實現(xiàn)對前端ASI二選一切換器的遠程控制，提供可視化的軟件切換控制面板，展示各個切換器工作狀態(tài)、切換路由狀態(tài)，提供便捷化的智能切換手段。

4.3 多畫面顯示監(jiān)測系統(tǒng)

中心配置1 套多畫面智能監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)前端回傳的廣播電視節(jié)目的視音頻異態(tài)監(jiān)測、多畫面顯示監(jiān)看和轉(zhuǎn)碼錄像。設備含1 塊8T 硬盤，用于所有監(jiān)測節(jié)目錄制存儲，存儲時間不少于30 天。系統(tǒng)采用CPU 與GPU 運算相結(jié)合的技術，支持AVS+、H.264、MPEG-2、H.265的高標清視頻解碼，支持MP2、AC3、AAC 的音頻解碼。每套系統(tǒng)可以并行處理多路高標清電視節(jié)目與音頻廣播節(jié)目的混合顯示；系統(tǒng)支持黑場、靜幀、視頻丟失、視頻解碼異常、彩場、彩條、視頻卡頓等視頻故障監(jiān)測，音頻丟失、音量過高、音量過低、音頻卡頓等音頻故障監(jiān)測；系統(tǒng)可以對指定節(jié)目進行時段或觸發(fā)錄制，錄像格式支持轉(zhuǎn)碼為H.264，還可以錄制原始碼流單節(jié)目或原始碼流可選，錄像參數(shù)支持自定義。

4.4 交換機

中心配置1 臺24 口千兆以太網(wǎng)交換機，用于監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡連接。

4.5 客戶端

中心配置5 臺監(jiān)控客戶端，其中4 臺分別用于展示發(fā)射機監(jiān)測界面、動力環(huán)境監(jiān)測界面、AR 智能巡檢展示界面和前端攝像頭監(jiān)控畫面，1 臺用于展示碼流應急智能切換系統(tǒng)控制界面。

4.6 硬盤錄像機

中心配置1 臺64 路硬盤錄像機，用于接收前端4 個臺站回傳的各16 路IPC 攝像頭監(jiān)控信號，并通過監(jiān)控客戶端實現(xiàn)實時監(jiān)看。

4.7 監(jiān)聽音箱

中心配置1 對監(jiān)聽音箱，用于節(jié)目伴音和報警語音的實時監(jiān)聽。

4.8 大屏顯示

中心配置9 塊55 英寸3.5 拼縫液晶顯示單元，用于展示各類監(jiān)測畫面、業(yè)務系統(tǒng)界面；配置3×3 電視墻，用于安裝9 塊液晶顯示單元；配置四聯(lián)操作臺，用于值班人員日常運維管理；配置定制LED 條屏，用于展示應急消息和歡迎標語。

4.9 此監(jiān)控運維系統(tǒng)的主要優(yōu)勢

系統(tǒng)架構(gòu)符合高山臺站的工作要求；可靠的安全性和穩(wěn)定性；具備開放的系統(tǒng)接口；高集成度，高成熟性；精準的音、視頻異態(tài)監(jiān)測；實用的報警機制；板卡“零配置”更換；節(jié)目碼流與控制數(shù)據(jù)采用物理隔離斷；廣播電視信號源統(tǒng)一監(jiān)測平臺；易管理、易維護、易擴展。

結(jié) 語

高山發(fā)射臺站統(tǒng)一監(jiān)測運維模式結(jié)合自動化模式、自動化技術和網(wǎng)絡信息技術，以設備自動化為基礎、以先進的監(jiān)測設備與管理平臺為支撐，實現(xiàn)對發(fā)射設備所傳輸?shù)膹V播電視節(jié)目信號源、運營指標進行實時監(jiān)測，傳送到運維平臺，盡而實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的遠程監(jiān)測、遠程監(jiān)控，提高了工作效率，減輕了維護、維修壓力，降低了事故率和停播率，提高了高山發(fā)射臺站節(jié)目的播出質(zhì)量與播出安全。