河南廣播電視發射臺新舊自動化監測監控系統對比及其介紹

文/王冉

引言

河南省廣播電視發射塔發射機房肩負著保障CCTV-1、HNTV-1、HNTV-2、HNTV-4、HNTV-5、五套模擬電視播出的重任。為了不斷加強信息基礎設施建設，全面推進信息化發展進程，確保發射系統安全可靠運行，幫助值機人員及時發現和解決發射流程中視音頻信號源、發射系統出現的問題。結合新機房新設備各傳輸環節監控的特點，從新老發射機房音視頻信號前端設備、發射機設備、設備環境監測監控、計算機軟件系統等入手，對比新老發射機房兩套自動化監測監控報警控制系統對故障進行自動診斷、定位、提示、報警、記錄、統計和分析，及時發現故障，提醒值機人員及時進行處理等流程的分析，有效減少人為事故的發生，縮短事故發生時長，提高了發射臺安全播出效能，實現廣播、電視播出網絡的集中監控和統一管理，將以往人眼監測和人工巡機傳統模式轉換為計算機實時監控模式，減輕了值機人員的工作壓力和負擔，提高了發射臺的綜合管理能力。

1.新老發射發射機房自動化監測監控系統技術要求對比

1.1 新發射機房自動化控制監測監控系統主要設備

主要設備：5臺數字全固態發射機（其中CCTV-1、HNTV-4、HNTV-5為10KW進口水冷發射機；HNTV-1、HNTV-2為5KW國產風冷發射機）。采用北京環路網生產的信號源前端，SDH網絡適配器TL303，ASI切換矩陣SS100，解碼器DE100，碼流分配器AS150以及北京博匯的開路接收系統、多畫面視音頻處理系統（數字），模擬視音頻切換器、8通道模擬電視解調器，其他還有日本佳耐美24路視頻跳線盤，北京研華發射機參數采集下位工控機、6寸智能高速球攝像機、模擬視音頻分配器一進八出、嵌入式硬盤錄像機以太交換機、溫濕度變送器、電源使用艾默生UPS電源等。

1.2 新發射機房自動化監測監控系統功能介紹及對比

1.2.1 信號源監測報警及智能切換系統

目前，新機房信號源為四路信號源(中一光纖、省臺光纖、中一微波、省臺微波)輸入，四路信號輸出，光纖和微波信號均為SDH數字信號，采用相同的打包方式，均需經網絡適配器將DS3轉換成ASI信號，再經過ASI分配網絡分送給各套節目專用的ASI解碼器，解出模擬視音頻信號。鑒于老發射機房曾發生過信號源前端在將光信號轉換數字信號再轉換為模擬信號的過程中，由于前端傳輸設備的故障或傳輸碼流錯誤而導致播出畫面靜幀或黑屏的現象，且故障不易排查。因此，在省臺光纖微波兩組適配器之間增加ASI碼流監測系統，實現對ASI內容進行監測。該ASI碼流監測系統為獨立子系統，不影響信號的下級傳輸。

在適配器與解碼器之間增加3x1ASI自動切換器，在此增加切換器的目的是監測PID的上限和下限、上下限范圍內PID的碼率下限。通過設置可以實現對ASI系統碼率、有效碼率、單個PID碼率，以及信號丟失、同步丟失、PID丟失、節目解擾失敗進行監測。自動模式下，當碼流主路出現斷流或主路流異常，包括信號丟失、同步丟失、PID丟失、節目解擾失敗、長時間空包PSI/SI信息表改變，提供日志告警，消息告警和聲音告警監控PID上下限范圍內的碼率低于設置的碼率下限狀況時由主路信號切換至備路信號。當主路信號正常后自動由備路信號切回主路信號。主備路信號的切換在手動模式下可強制切換，切換器具有主路斷電直通功能。

碼流分配器可對輸入的一路ASI/SDI數字信號進行碼流分配，分配成多路和輸入相同的碼流，應用于EPG分配、碼流備份、監控監測等數字電視領域，可進行8路碼流分配，具備對信號的調整及均衡放大功能。

1.2.2 發射機監測監控系統

為了避免出現單點故障，影響整套發射機控制系統的正常運行，發射機采用上位機和下位機的分散控制原則，上位機采用高端性能的數據服務器，下位機采用成熟、應用廣泛的通用型電子設備。下位機要求高穩定性、可擴展性以及環保性。下位機可以靈活安裝和卸載任何軟件，一旦被更新換代可以資源再利用，要求可重用性高。發射機提供RS232或RS485通信接口，下位機對發射機進行數據采集分析、狀態顯示和控制，服務器作為本地遠程控制終端，當服務器故障、脫離局域網之后，下位機也能對發射機進行自動控制，整套控制系統可以正常工作。 當出現故障時，能在發射臺塔樓機房、塔樓控制室以聲光發出告警。如：整機故障：缺相保護、溫度監測告警、電源過熱、過壓欠壓。功放故障：過激勵、過載、過熱。激勵器故障：無視頻、高駐波、本振失鎖、小功放電流不正常等。天線、假負載控制。對同軸開關進行自動和手動切換。假負載可以遠程遙控開啟和關閉，并監測工作狀態，缺水告警等。運行記錄。

1.2.3 電視多畫面實時監測報警系統

新機房與老機房的多畫面實時監測系統相比有很大變化。老機房唯一一套開路信號監測的多畫面監測報警系統，由于設計較早僅能對畫面黑屏、視音頻丟失等故障進行監測，監測方式還不全面；而新機房電視多畫面實時監測報警系統對本臺所發5套節目的解碼器主備路信號、視音頻信分配器、發射后射頻信號以及開路信號的25路信號進行監視監聽、故障報警及記錄。信號的記錄及查詢重放等功能，以高速高性能工業控制計算機為核心，采用B/S架構服務模式，具有本地監視監聽，遠程網絡監視監聽的功能。采用高速視音頻采集編碼技術，支持H.264壓縮制式，最多可支持36路視音頻（AV信號）輸入，目前系統支持AV、ASI和模擬RF信號的輸入和畫面混合顯示，將來可平滑升級擴展輸入SDI、HDSDI、IP、DVB-C、DVB-S、DVB-S2、CTTB/DTMB、CMMB、ABS-S、AM/FM、模擬單聲道或立體聲音頻、AES/EBU等各種接口，支持MPEG-2、H.264、AVS等高標清視頻解碼；支持MP2、MP3、AC3、AAC、杜比5.1聲道的音頻解碼，能區分雙聲道與立體聲監測；支持色彩格式顯示、色彩格式異常報警、特定圖像報警、投標監測、黒場、靜幀（靜幀可結合伴音判斷）、音頻丟失、音量過高過低等監測；標配支持雙屏、可擴展支持三屏或更多屏幕顯示；將來支持IP、ASI、DVB-C、DVB-S、DVB-S2、CTTB/DTMB、CMMB、ABS-S各種加密信號解擾顯示；多畫面和轉碼錄像支持各種OSD字符疊加，如節目名稱、信號來源、時間等，支持節目原始碼流錄制和轉碼錄制，便于事后故障分析處理。

1.2.4 機房環境設備報警系統

環境設備監測主要是監測發射機房的溫度、濕度、煙霧等信息，通過環境參數采集設備將發射機房的環境參數融入監控系統，直觀地從監測畫面觀察是什么報警，能全天候視頻錄像，并可回放。老機房對于機房溫度、濕度的監測全憑值班人員的巡機去查看，一旦進入夏季，機房的空調就要24小時運行，對發射機運行環境沒有保障，增加發生事故隱患的幾率。

2.集中網管監控系統

系統采用簡體中文界面，拓撲圖繪制。系統軟件對所有被監視設備進行系統鏈路拓撲圖繪制，在鏈路傳輸過程中提供流動屬性，直觀體現出當前使用的主或備用線路情況。鏈路拓撲圖繪制軟件操作簡單易學，設備與相應參數之間的綁定操作便于實現，并在系統連接方式出現調整、增刪設備時易于調整。統軟件可以設定每一套節目的播出時間段，具備自動開關機功能。遇到臨時播出任務，可以延長或者縮短播出時間，不受正常的開關機時間限制，全天支持多次播出任務調度設置。 用戶瀏覽界面友好，發射機、激勵器、音頻信號源等所有受控設備的操作使用圖形界面點擊即可進入。能同時提供列表和圖形方式顯示實時數據。既可以集中顯示核心設備的運行狀態，還可以顯示經過每臺核心設備的節目圖像和伴音等。系統能夠靈活修改告警等級。具備故障智能歸并功能，可準確判斷故障所在位置。對故障進行監測點內部、監測點之間的邏輯比對、歸并，并結合設備狀態，生成智能報警，同時濾除干擾項。監控系統軟件可屏蔽遠程操作終端遙控操作發射機工作的功能。

結語

發射機自動化監測監控系統在我新機房已經運行五年有余，與老機房相比工作環境大大改善，將日常工作納入了自動化、信息化、網絡化進程。把值班員從繁重的值班巡機工作中解放出來，專心于技術維護和其他研究工作，從而提高了發射機房的運行水平，徹底解決了發射臺只知播出，不知效果的狀態，有效地減少了人為事故的發生，縮短了事故發生時長，提高了安全播出效能，同時也使得發射臺的管理工作更加規范。當前，各種發射機遠程監控技術發展還未成熟，各廠家甚至同一個廠家的不同型號發射機硬軟件還不能完全兼容，還未能形成一個較為統一的標準，還不能離開工作人員獨自運行。但是，新技術的引進預示著無線發射技術的良好發展前景，具備通用性的新一代發射機及遠程監測監控系統已為時不遠。