唐 舜，譚 麗

（長沙廣播電視技術中心，湖南 長沙 410014）

0 引 言

隨著射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術、傳感器技術、人工智能（Artificial Intelligence，AI）監(jiān)測報警技術的快速發(fā)展，動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)在通信電源及機房環(huán)境監(jiān)控中的普及應用，實現(xiàn)了對機房電源柜、不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）、空調(diào)及蓄電池等多種動力設備和門磁、紅外、窗破、水浸、溫濕度及煙感等機房環(huán)境等各種參數(shù)進行遙測、遙控，并可對實時運行參數(shù)進行監(jiān)測、診斷和故障處理。及時發(fā)現(xiàn)信號源故障、設備故障、電源故障、溫度過高及濕度異常等問題，可以避免安全播出事故的發(fā)生，提高廣播電視播出系統(tǒng)的可靠性。

1 播控機房技術預警監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 播控機房技術預警監(jiān)測系統(tǒng)改造背景

長沙廣播電視臺電視播控機房于2015 年12 月完成機房裝修和強弱電地線系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、機房視音頻設備與互聯(lián)網(wǎng)技術（Internet Technology，IT）設備安裝調(diào)試，于2016 年4 月投入使用。

播控機房的電視播出系統(tǒng)對設備節(jié)點視音頻信號實現(xiàn)了全覆蓋實時監(jiān)看監(jiān)聽，通過軟件和蜂鳴報警裝置分別對UPS 主機運行狀態(tài)和故障問題進行監(jiān)測和判斷處理；對服務器、工作站、交換機和串行數(shù)字接口（Serial Digital Interface，SDI）視頻矩陣、機箱及切換開關等電視播控設備進行數(shù)據(jù)采集和預警[1]。

隨著科技的快速發(fā)展和廣播電視行業(yè)的不斷演進，舊有的技術預警監(jiān)測系統(tǒng)無法滿足新的需求和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)系統(tǒng)的硬件設備和軟件算法已經(jīng)過時，不足以支持當前的工作負載。通過改造現(xiàn)有系統(tǒng)和引入新技術新方案，可有效提升預警監(jiān)測系統(tǒng)的安全性和實用性。

1.2 技術預警監(jiān)測系統(tǒng)改造的必要性

播出系統(tǒng)在使用過程中，接連出現(xiàn)缺失音頻、自動轉換開關（Automatic Transfer Switch，ATS）未工作、空調(diào)機房下方積水等情況，舊有的技術預警監(jiān)測系統(tǒng)未及時提供預警和安全防護，致使安全播出隱患重重。因此，技術團隊需要對原技術預警監(jiān)測系統(tǒng)的構件進行剖析，找出疏漏。

1.2.1 技術預警監(jiān)測系統(tǒng)不完善

電視播出信號源雖實現(xiàn)了全部設備節(jié)點的監(jiān)看監(jiān)聽和主備路信號自動檢測切換功能，但在預警和聲光報警方面設計不足。播出值班員在長時間盯屏監(jiān)控過程中容易出現(xiàn)視覺疲勞、故障處理反應遲緩等情況。電源系統(tǒng)只對UPS主機進行了實時監(jiān)測，對外電中斷等意外情況的預警手段不夠。對機房環(huán)境的監(jiān)測只局限在機房溫濕度控制和技術值班工作人員的巡查上，對空調(diào)系統(tǒng)、溫濕度自動報警系統(tǒng)的設計不夠完善。

1.2.2 原有監(jiān)測報警裝置監(jiān)測預警不精準

長沙廣播電視臺電視播控機房已投入使用近6年，機房中的所有設備全部為7×24 h 不間斷工作，現(xiàn)階段各類硬件故障頻發(fā)，軟件運行穩(wěn)定性受到極大影響，頻繁出現(xiàn)宕機、錯誤及報警等情況。

1.2.3 傳統(tǒng)廣播電視行業(yè)發(fā)展狀況的必然性

隨著IT 技術與廣播電視技術的深度融合，電視播出系統(tǒng)經(jīng)歷了手動播出、錄像機自動播出、標清硬盤播出和高清硬盤播出等階段，設備運行的穩(wěn)定性大幅提高，播出值班員的勞動強度也相應降低[2]。除黃金時段首播節(jié)目和特護期外，播出值班員需同時監(jiān)播2 ～3 套節(jié)目，給安全播出帶來了新的挑戰(zhàn)。

近幾年，傳統(tǒng)廣電媒體受互聯(lián)網(wǎng)媒體的沖擊，營業(yè)收入普遍下降，使得廣播電視技術系統(tǒng)方面的投入也相應減少，設備的更新?lián)Q代時間變長。

2 改造方案設計與實施

根據(jù)播控機房當前技術預警監(jiān)測系統(tǒng)架構、監(jiān)看側重點以及監(jiān)測設備功能等情況，技術人員計劃從信號源、電源和機房環(huán)境等方面對技術預警監(jiān)測系統(tǒng)進行改造。

2.1 信號源

2.1.1 高標清視音頻檢測音頻智能報警系統(tǒng)

利用原數(shù)字頻道系統(tǒng)中的舊服務器和工作站，安裝正奇公司實時信號檢測軟件和客戶端相關軟件，購買SDI 信號采集卡、報警控制器和報警面板，可實現(xiàn)對8 路高標清信號的檢測報警。

SDI 高標清視音頻檢測音頻智能報警系統(tǒng)可實現(xiàn)實時信號監(jiān)看、報警信息實時反饋和幀級檢測精度，可實現(xiàn)鏈路信號檢測、高密度信號報警和故障現(xiàn)象的智能語音報警[3]。

第三方報警擴展可實現(xiàn)每個控制器最多連接16 個報警燈，實現(xiàn)大音量、高亮度的聲光報警。前面板中間為發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）報警燈，當任意一路有報警，前面板的LED同時閃爍報警。TEST 按鍵可以測試控制器及外接的報警燈是否正常。按下TEST 按鍵后，報警控制器外接的16 路報警燈同時閃爍報警，按鍵彈起后，報警控制器恢復之前的狀態(tài)。RESET 按鍵為報警控制器復位按鍵，按一下后，取消此時所有報警。

2.1.2 PGM 信號大屏的監(jiān)測預警

播出系統(tǒng)中使用的HMV160 3U 高清多畫面處理器是一款專業(yè)化全硬件設計的高清多畫面顯示處理器，同時向下兼容標清、模擬復合的視音頻信號處理。HMV160 提供了靈活的配置，以前主要使用此設備的畫面分割處理功能，配置了16 路信號輸入，可配置10 組分割模式在大屏上按需展示。HMV160 多畫面分割器還具有視頻丟失、靜幀、黑場、嵌入音頻丟失、靜音及溫度報警，提供故障日志記錄、語音報警及報警信號錄像等強大的信號監(jiān)測功能[4]。

長沙廣播電視臺原數(shù)字頻道現(xiàn)已停播，技術人員根據(jù)實際情況，改造5 個播出頻道節(jié)目視頻（Program，PGM）高標清監(jiān)看大屏的信號監(jiān)看鏈路?，F(xiàn)在5 個播出頻道高標清監(jiān)看大屏的信號源為高標清播出PGM信號直接進大屏監(jiān)看，無音頻音柱顯示。先將高標清播出PGM 信號接入原數(shù)字頻道系統(tǒng)中的畫面分割器，再接入大屏，可對音頻音柱進行監(jiān)看。畫面分割器可對視頻黑場、靜幀和音頻靜音進行檢測，當出現(xiàn)以上故障現(xiàn)象，可設置畫面邊框閃爍報警和相關字幕信息告警。

2.2 電 源

為預防兩路外電停同時停電、ATS 倒換開關故障和技術值班員巡查發(fā)現(xiàn)不及時而造成UPS 電池長時間放電導致播出系統(tǒng)設備掉電的情況，技術人員在ATS 倒換開關之后加裝了斷電聲光報警器，將此報警器安裝在總控值班機房，如圖1 所示。

圖1 斷電聲光報警器安裝示意圖

遇到斷電、停電、跳閘等電力事故時，這款斷電聲光報警器同時發(fā)出聲光警示，報警發(fā)光方式為LED 頻閃，報警音量可達120 dB，報警提示音可根據(jù)機房需求進行定制，按下開關即可停止報警。斷電聲光報警器內(nèi)置大容量鋰電池，在日常通電時蓄電，在斷電情況下可持續(xù)工作2 ～3 h。

2.3 機房環(huán)境

2.3.1 機房溫濕度控制報警

通過功能比對，技術團隊選擇了一款滿足播控機房需要的智能高精度數(shù)顯超高低溫報警器，將探頭分別安裝在設備機房和UPS 電源機房；將高精度數(shù)顯主機和大音量報警喇叭安裝在總控值班機房和播出值班機房，如圖2 所示。

圖2 智能高精度數(shù)顯超高低溫報警器安裝示意圖

智能高精度數(shù)顯主機可實時檢測并顯示安裝在機房中探頭的溫度，在機房溫度超過設置的最高和最低溫時可發(fā)出指令至擴展的大音量報警喇叭，發(fā)出100 dB 的報警聲。溫度不恢復正常設定值，報警器將一直報警。這些功能對機房值班人員起到很大的警醒作用，可彌補值班人員巡查過程中的疏漏。

2.3.2 漏水檢測報警

根據(jù)多年的技術工作經(jīng)驗，播控機房空調(diào)系統(tǒng)因為24 h 不間斷運行，空調(diào)冷凝水管會出現(xiàn)冷凝水滴漏的情況。由于長時間運行，空氣中的灰塵會進入空調(diào)內(nèi)部，偶發(fā)情況下會出現(xiàn)空調(diào)冷凝水管堵塞而返水的漏水事件發(fā)生[5]。

播控機房中既有大量的弱電設備和線纜，又有強電配電線纜，并鋪設了大量的地線裝置。溫度控制和漏水事件將會嚴重影響機房的安全。對此，技術人員在每臺空調(diào)系統(tǒng)附近放置了多個漏水檢測報警器，只要有漏水情況就能及時發(fā)現(xiàn)和處理。在放置漏水檢測報警器時，要注意放置位置的選擇和地面的平整，否則將會使報警功能失效。

3 改造成果與經(jīng)驗

上述技術改造完善了播控機房的技術預警監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娨暡コ鱿到y(tǒng)和播出安全做到精準監(jiān)看監(jiān)聽，對各類安全事件做到及時發(fā)現(xiàn)和處理。改造過程中使用的很多監(jiān)測報警設備，都可通過互聯(lián)網(wǎng)進行功能比對和比價購買，節(jié)約了改造成本。設計改造的實施，為確保播出機房的安全運行和維護積累了豐富的工作經(jīng)驗。

播控機房技術預警監(jiān)測系統(tǒng)設計和實施中，技術團隊研究了通信機房動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的方案設計，并根據(jù)播控機房的特殊性重新進行了設計。在選用設備時，選擇不帶無線網(wǎng)卡的設備，配置時關閉遠程連接和數(shù)據(jù)傳輸通道，做到報警和各類數(shù)據(jù)都不出機房。

4 結 語

隨著物聯(lián)網(wǎng)、IT、人工智能和廣播電視技術的發(fā)展，各類機房預警監(jiān)測系統(tǒng)和設備基本實現(xiàn)了智能化、互聯(lián)網(wǎng)化和可視化，但也存在著信息網(wǎng)絡安全的風險。現(xiàn)階段，傳統(tǒng)媒體的營收相對困難，各類機房也存在設備老舊和技術預警監(jiān)測系統(tǒng)設計缺陷等情況。這次改造為長沙廣播電視臺的安全播出提供了有力的安全保障。