調(diào)頻電視發(fā)射臺播出機(jī)房自動監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

山西廣播電視無線管理中心 楊 敏

調(diào)頻電視播出臺的主要作用為保障廣播電視節(jié)目播出的穩(wěn)定性，增強(qiáng)診療設(shè)備故障的能力，避免設(shè)備故障耽誤演播的時(shí)間。現(xiàn)階段，廣播電視數(shù)字化覆蓋工程已經(jīng)獲得階段性的成果，發(fā)射臺站的數(shù)量呈現(xiàn)幾何倍數(shù)的遞增，各種設(shè)備的數(shù)量也逐漸增加，增加工作人員的壓力。所以應(yīng)該提高調(diào)頻電視發(fā)射臺播出機(jī)房的自動化水平，構(gòu)建動態(tài)化監(jiān)控的系統(tǒng)，認(rèn)真落實(shí)研究工作。

1 播出機(jī)房自動監(jiān)控系統(tǒng)的演進(jìn)過程

在傳統(tǒng)的模式中，要以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)開展自動化工作，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行邏輯運(yùn)算并對輸出信號進(jìn)行控制。如果網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定或者計(jì)算機(jī)設(shè)備遭到破壞，自動控制系統(tǒng)將無法運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)處于崩潰的狀態(tài)，將直接影響節(jié)目的正常播出。又采用分布結(jié)構(gòu)模式，把數(shù)據(jù)采集控制器設(shè)置在需要監(jiān)控的設(shè)備旁邊，把監(jiān)控設(shè)備服務(wù)器設(shè)置在值班室。現(xiàn)階段，應(yīng)用最頻繁的監(jiān)控技術(shù)就是遠(yuǎn)程監(jiān)控模式。以臺站為基礎(chǔ)進(jìn)行探討，利用太網(wǎng)把機(jī)房內(nèi)的設(shè)備構(gòu)建聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的效果。與此同時(shí)，可以把利用太網(wǎng)把區(qū)域內(nèi)的所有發(fā)射設(shè)備建立連接，這樣就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理的目的。借助協(xié)議中的錯(cuò)誤ARP和校驗(yàn)機(jī)制就能提高通信的安全性和穩(wěn)定性。

2 自動監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架模式

第一，C/S架構(gòu)，這是一種服務(wù)器/客戶機(jī)的架構(gòu)。它主要由兩部分組成，服務(wù)器負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，客戶機(jī)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)客戶的交互工作。它的安全性較高，存取工作較為穩(wěn)定，能在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行響應(yīng)，提高數(shù)據(jù)的利用率。但是這種構(gòu)架的通用性不足，需要進(jìn)行深入設(shè)計(jì)和開發(fā)。第二，B/S架構(gòu)，這是一種瀏覽器/服務(wù)器的架構(gòu)。它是與網(wǎng)頁同步發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架模式，瀏覽器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與用戶的交互工作，服務(wù)器負(fù)責(zé)邏輯運(yùn)算工作。借助以太網(wǎng)，這樣人們就能打破時(shí)間和空間的束縛借助不同的權(quán)限對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，提高數(shù)據(jù)庫的安全性。第三，把C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)進(jìn)行整合，實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控的模式。這樣就能整合這兩個(gè)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，遠(yuǎn)程采集設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和查詢。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 前端信號選擇

信號源借助音頻視頻切換器從三路進(jìn)行輸出，與視頻音頻監(jiān)控儀和主體、備份發(fā)射機(jī)構(gòu)建聯(lián)系。切換器具備輸入信號監(jiān)測和環(huán)通、自動切換以及斷電直通的功能。第一，視頻監(jiān)測時(shí)，監(jiān)測單元能判斷視頻的狀態(tài)，是否進(jìn)行同步播出，并對黑場進(jìn)行檢測。如果不存在視頻或者視頻沒有處于同步狀態(tài)時(shí)，就會立即進(jìn)行預(yù)警。從正程開始進(jìn)行信號檢測，當(dāng)其低于閾值的時(shí)間超過限定的數(shù)值，就會出現(xiàn)黑場。也可以結(jié)合用戶的實(shí)際情況調(diào)整信號檢測的延時(shí)時(shí)間，避免在正常較暗的畫面出現(xiàn)操作失誤的情況。第二，音頻檢測。一般情況下，音頻信號的閾值電平是－33dB，但是如果輸入的時(shí)間晚于限定的時(shí)間，就預(yù)示著出現(xiàn)音頻信號遺失的問題。用戶可以根據(jù)延時(shí)的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

3.2 信號監(jiān)控

信號監(jiān)控設(shè)備主要由矩陣系統(tǒng)、視音頻監(jiān)控儀、電視墻、多路電視解決調(diào)器組成。它能夠進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)行，利用視音頻監(jiān)控儀對電視播出過程中各個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，采取分割顯示的模式，對播出的質(zhì)量進(jìn)行把控，并實(shí)時(shí)錄像。如果信號出現(xiàn)異常的情況，就能利用主體、備份發(fā)射機(jī)進(jìn)行切換操作，利用Ethernet進(jìn)行通信，打造統(tǒng)一控制的目的。還能把異常狀態(tài)傳遞給主機(jī)。

第一，信號監(jiān)測。1號視音頻監(jiān)控儀對電視節(jié)目的三套信源進(jìn)行監(jiān)測；2號視音頻監(jiān)控儀實(shí)施切換輸出操作，獲取經(jīng)過電視調(diào)解器調(diào)解的信號并進(jìn)行監(jiān)控。首先，進(jìn)行分割顯示。視音頻監(jiān)控儀具有64路視頻音進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，獲取的數(shù)據(jù)以分割的模式進(jìn)行展現(xiàn)。每一個(gè)被分割的窗口中具有一路信號，其中包含節(jié)目信息、視音頻等。其次，檢測異常信號。視音頻監(jiān)控儀根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，判斷每一路信號的運(yùn)行參數(shù)是否超過限定值。判斷是否存在視頻信號、是否處于同步的狀態(tài)、是否存在靜幀或黑場的問題；結(jié)合報(bào)警門限值對音頻信號進(jìn)行判斷。用戶可以結(jié)合音頻信號的數(shù)據(jù)情況在設(shè)置窗口對門限值進(jìn)行檢測。

第二，控制前端設(shè)備。視音頻監(jiān)控儀要想控制主備切換器就需要使用通信接口進(jìn)行操作，切換器具有自動和手動這兩種模式。首先，手動模式。視音頻監(jiān)控儀配置遠(yuǎn)程切換板，使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊控制面板，這樣就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，它的使用模式與其他面板相同。其次，自動模式。如果信號處于異常狀態(tài)，視音頻監(jiān)控儀發(fā)出報(bào)警信號的時(shí)候能對實(shí)際的報(bào)警情況進(jìn)行評估，判斷是否需要向切換器下達(dá)控制的要求，實(shí)現(xiàn)通道切換的效果。三種可能出現(xiàn)的報(bào)警情況以及對應(yīng)的措施為：（1）存在著不同步或者無信號狀態(tài)，比如，出現(xiàn)靜音、黑場或者靜幀等。這時(shí)只會報(bào)警不會對前端進(jìn)行處理。（2）如果選擇的信號源前端沒有處于正常情況時(shí)，應(yīng)該按照由主體到備選的順序?qū)π盘栐催M(jìn)行檢索，視音頻監(jiān)控儀會下達(dá)切換指令，確保回到正常信號源處。（3）三路信源都不存在異常情況，但是主備切換設(shè)備無法正常地運(yùn)行，這個(gè)時(shí)候視音頻監(jiān)控儀會下達(dá)斷電直通的要求，這樣主備切換設(shè)備就能處于直通的狀態(tài)并且內(nèi)部沒有電流通過，電視節(jié)目能夠安全地播出。

第三，錄像和回放。視音頻監(jiān)控儀采用70～4096kbps的碼率對每一路的信號進(jìn)行錄像，能連續(xù)140h對8路信號進(jìn)行錄像。如果磁盤中容量不足，系統(tǒng)就能自動清除早期的視頻。

3.3 發(fā)射機(jī)監(jiān)控

發(fā)射機(jī)監(jiān)控主要囊括對系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)情況進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)測工作的狀態(tài)、自動化切換以及控制等。監(jiān)控主機(jī)能對發(fā)射臺監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行輔助，實(shí)現(xiàn)自動化控制的目的。

第一，探究發(fā)射機(jī)工作情況。狀態(tài)監(jiān)測儀器能對設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行把控，明確其是處于工作狀態(tài)還是報(bào)警狀態(tài)。

第二，倒換控制和自動切換。當(dāng)整機(jī)或者激勵(lì)器出現(xiàn)故障的時(shí)候，系統(tǒng)就能進(jìn)行切換和控制工作。主機(jī)設(shè)備出現(xiàn)切換時(shí)候會把發(fā)射天線倒換到備用的設(shè)備上。（1）激勵(lì)器切換。它由主控制機(jī)組向狀態(tài)切換設(shè)備向激勵(lì)器下達(dá)切換指令，而狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備利用串口就能實(shí)現(xiàn)切換工作。（2）主備機(jī)自動倒換。發(fā)射機(jī)狀態(tài)監(jiān)控設(shè)對發(fā)射機(jī)開關(guān)進(jìn)行控制，發(fā)射機(jī)對控制器開關(guān)進(jìn)行倒換，兩個(gè)設(shè)備進(jìn)行協(xié)同配合。借助硬切開關(guān)發(fā)射機(jī)的自動倒換控制器就可以根據(jù)需求有效切換自動或者手動模式，如果處于應(yīng)急狀態(tài)就能轉(zhuǎn)換到手動模式，確保系統(tǒng)處于安全狀態(tài)。自動倒換運(yùn)行圖1所示。

圖1 自動倒換原理

3.4 溫度監(jiān)測

進(jìn)行溫度監(jiān)測的主要目的為避免發(fā)生設(shè)備短路情況，如果線路過熱可能導(dǎo)致安全問題。在測試發(fā)射機(jī)溫度時(shí)，利用串口就能掌握出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口溫度，把測量結(jié)果發(fā)送給主機(jī)，進(jìn)行信息采集工作，如果存在異常情況，系統(tǒng)就會報(bào)警。

3.5 報(bào)警

報(bào)警主要由三部分組成，即發(fā)射機(jī)監(jiān)測報(bào)警、信號監(jiān)測報(bào)警、溫度報(bào)警。第一，發(fā)射機(jī)監(jiān)測報(bào)警。主要是對發(fā)射機(jī)的反射功率、功放輸出功率、系統(tǒng)駐波比以及輸出功率進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)監(jiān)控的數(shù)值超過限定的范圍時(shí)就會發(fā)出對應(yīng)等級的警報(bào)。工作人員能在第一時(shí)間掌握異常情況，采取對話框和信息等報(bào)警模式，結(jié)合影響程度分為三個(gè)級別，其中一級最為嚴(yán)重。比如，黃色、橙色和紅色這三個(gè)信號燈分別代表三種報(bào)警，管理人員可以結(jié)合實(shí)際情況采取對應(yīng)的解決措施，確保電視節(jié)目安全播出。第二，信號監(jiān)測。一級報(bào)警為三路信源或者經(jīng)過解調(diào)器的視頻、音頻信號超過限定值。二級警報(bào)為兩路信源或者主信源的視、音頻信號超過限定值。三級為備用信源超過限定值。

結(jié)論：綜上所述，信息化時(shí)代已經(jīng)來臨，應(yīng)該在利用智能手段對調(diào)頻電視發(fā)射臺播出機(jī)房進(jìn)行把控，采取自動化的監(jiān)控模式，并逐步拓展到電視節(jié)目領(lǐng)域，確保電視節(jié)目能安全播出，增強(qiáng)其可持續(xù)發(fā)展能力。