中波廣播發射臺自動化監控系統的探究與分析

魏晉

（山西省廣播電視局中波臺管理中心，山西長治，046400）

0 前言

隨著計算機技術的高速發展，過去長期傳統的中波廣播發射臺監控模式已不能完全勝任監控任務。采用自動化監控模式能使節目的信號更加平穩，確保節目的安全播出。在中波廣播發射臺自動化監控系統中，實現了集中監控，方便維護，對廣播的運行參數進行及時監控和匯總，極大地提高了工作效率。我臺采用的自動化監控系統實現了多種安全可靠的數據加密技術，保障了自動化的安全性。同時利用現有的IP網絡技術，結合先進的設備監測系統以及音頻處理，可以保證整個自動化的安全播出。為了滿足在可預見的未來廣播電視節目的需求，在技術設計時具有兼容性，在系統功能結構上，采用了模塊化的結構，這就保證了監控量增加時，只需增加相應的模塊，方便了臺站的今后需求。

1 自動化監控系統的工作模式

在中波廣播發射臺中的自動化監控系統中，能夠實現對監控對象的控制和監測，保障整個監控設備的安全和穩定。自動化監控系統基于IP網絡可以采集非常分散的設備數據又能夠非常集中地進行整體控制。我臺采用的博匯科技自動化監控系統軟件主要由四部分組成：發射機集中監管平臺；多畫面智能監測系統；MCS 畫面云配置管理系統；畫面云主控終端。

■ 1.1 URM發射機集中監管平臺

URM發射機集中監管平臺包括集中監管平臺、統一用戶管理系統、平臺代理、監測前端。集中監管平臺是URM發射臺站資源、數據的統一集中管理系統，簡稱：平臺。統一用戶管理系統是實現整個平臺所有業務子系統的統一用戶管理，簡稱：UMS。平臺代理是實現集中監管平臺與監測前端的通訊后臺代理工作，支持監測數據入庫、實時查詢，簡稱：URMDaemon。監測前端是部署在各個前端機房的監管采集設備，簡稱前端。

平臺針對廣播電視發射臺統一運維管理，實現對發射臺站的集中管理，包括臺站信息、發射機監測、動環監測、鏈路設備、運行狀態等，同時結合值班管理、運維調度、數據統計等，為廣播電視發射臺站的運維管理提供全方位的業務覆蓋和完善的功能支持。系統主要包含3個方面的業務，一是臺站資源管理，含臺站基本信息、機房信息、人員調度信息、發射機信息、機房鏈路、動環設備信息等。二是臺站自動化監控，包括：信號指標、發射機指標、動力環境指標、安防監控內容、監測報警、設備控制、信號切換等。三是平臺業務支撐，包括用戶管理、值班管理、指揮調度、知識庫等。

以上業務功能主要體現在以下10大模塊中：

①全景監測：展示所在區域下的所有發射臺/發射機的數量統計信息，包括發射臺數量、發射機數量、發射臺/發射機在線狀態、信號類型等統計信息；點擊臺站查看臺站的基本信息，包括臺站基本信息、調度信息、播出統計。

②臺站監測：支持臺站模糊搜索，展示所選臺站下發射機、傳輸鏈路、動力環境、安防監控、基本信息。可對發射機進行開關機、倒機、升降功率、設置頻率等控制。支持信號監測功能。

③發射機監測：展示所有發射機監測狀態，支持多種類型過濾查看，包括運行狀態選擇、信號類型選擇、只看報警、顯示方式、臺站過濾、廠商過濾。

④工作臺：集合組合監看等多個功能。組合監看展示自定義的值班臺頁面；值班報警展示實時發生和恢復的報警，支持處理報警狀態；值班抄表和巡檢記錄支持查詢、導出；支持交接班和來訪登記。

⑤查詢統計：支持故障查詢、指標查詢、停播率統計的查詢，支持各類數據表格導出功能。

⑥集中切換：用于各頻道信號主備輔切換，且展示切換日志。

⑦監測配置：整個系統運維的基本配置，包括臺站/前端配置、開關門限、運行圖、預警規則、預警對象、巡檢設備管理和值班臺管理的設置。

⑧系統運維：支持操作日志、設備運行日志、前端狀態、知識庫、切換日志的查詢，支持各類數據表格導出功能。設備升級支持設備批量升級。

⑨臺站網絡檢測：監測臺站網絡環境。

⑩第三方系統：支持對接第三方系統網管。

圖2 URM發射機集中監管平臺組網圖

1.1.1 系統結構

本系統正常運行時，基本軟件結構如圖1所示。

圖1 URM發射機集中監管平臺系統結構圖

借助圖1做以下說明。

①TrinityAres-URM：發射臺站資源、數據的統一集中管理系統，以友好的界面展示所有前端采集上來的需要展示的指標。

②URMDaemon：平臺代理，實現集中監管平臺與監測前端的通訊后臺代理工作，支持監測數據入庫、實時查詢。

③ETAres：綜合監測前端處理軟件，負責將多個監測前端采集到的指標匯總，上報給URMDaemon。

④TransmitterAres：監測前端處理軟件，直接采集下位機（發射機、動力環境監測設備）狀態、指標，根據平臺下發的相關命令處理對應數據上報給ETAres。

1.1.2 組網方案

組網方案：包括客戶端、服務器平臺、綜合監測前端及監測前端四部分，四個部分接到同一個交換機，保持網絡通信正常（互相可ping通）。ping是用于確定本地主機是否能與另一臺主機成功交換數據，再根據返回的信息，就可以推斷TCP/IP參數是否設置正確，以及運行是否正常、網絡是否通暢等。

1.1.3 發射機集中監管平臺的操作應用

首先登錄URM： 在瀏覽中輸入URM地址http://IP:10280 ，IP為URM所在主機的IP地址，回車跳轉至URM登錄界面輸入用戶名和密碼，點擊登錄即可登錄URM系統，然后可以進行監測配置。

監測配置部分是整個URM平臺設備、信息添加的開始，在登錄到系統后應該盡早完成平臺對設備的添加。監測配置頁面主要完成以下功能：添加臺站，進行臺站信息配置；添加機房（前端），并管理前端設備（發射機、動環、鏈路、安防、切換設備），實現前端設備的獲取、保存、查詢，進行鏈路配置，添加鏈路圖，內置鏈路模板（可選）；設置運行圖，運行圖支持停播設置（周任務和臨時任務）；設置發射機、動環、鏈路、301切換器、安防設備、前端設備開關門限及報警方式；添加預警對象、預警規則，便于發送預警信息；值班臺管理，規劃值班臺展示的內容，可以添加值班臺模板。

■ 1.2 多畫面智能監測系統

多畫面智能監測系統是基于TS Over IP技術，提供了對廣播數字電視內容監測、多畫面組合顯示、轉碼錄像、解密解擾、數字電視傳輸信道碼流監測、網絡監管等功能，可廣泛應用于各廣電網絡公司、監測中心、電視臺、廣播電臺、發射臺、地球站等單位。系統具備系統特點如下：

①完全基于IP構建。本系統通過UDP協議，獲取局域網絡中的組播碼流，便于信號的統一調度、多畫面顯示主機的配置部署，也可以很好地適應信號規模的擴展，降低了系統施工和維護的復雜度。支持UDP、HTTP、RTMP、RTP等傳輸協議，支持TS、FLV等封裝格式。

②多種高標清節目解碼。支持MPEG-2、MPEG-4、H.264、AVS、H.265、AVS+的高標請視頻解碼；支持MP2、MP3、AC3、AAC、DRA的音頻解碼。每套系統可以并行處理多路MPEG-2高清節目或多路H.264高清節目，支持5.1聲道伴音的解碼、監聽、彩色音量柱顯示。對于立體聲節目，支持左右聲道分別監聽。支持3D電視頻道的監看、監測與錄像。

③準確的視音頻內容監測。支持黑場、靜幀、視頻丟失、視頻解碼異常、彩場、彩條、臺標丟失、視頻加擾、測試圖異常等視頻故障監測，支持音頻丟失、音量過高、音量過低、音頻加擾等音頻故障監測。對于視頻故障，可以精確到幀監測，并可制定監測區域，能對馬賽克進行監測；對于音頻故障，能準確識別正常伴音丟失后的雜音，區分單聲道、雙聲道與立體聲監測。同時支持傳輸參數變更（信源地址、音視頻PID變更）、編碼參數變更（分辨率、色彩格式、聲道、采樣率等參數變更）等信號傳輸故障監測。

④實用的報警管理機制。系統提供了語音、日志、OSD、數據庫、短信、標題欄、邊框等多種報警方式的基礎上，充分結合了廣電機房值班、運維的實際情況，提出并完善了一整套的報警管理機制，包括故障循環語音報警、故障的人工確認與忽略、手工暫停監測、按故障類型設置運行圖、故障畫面放大顯示等功能。

⑤靈活的畫面顯示方式。支持1～4塊大屏的輸出顯示，每屏均支持輸出顯示不同的節目內容。每臺設備具有VGA、DVI、HDMI接口可供選擇，每屏的顯示分辨率可達1920＊1080；系統提供靈活的畫面組合功能，可對屏幕任意分割，支持畫面組合模板的導入導出；

⑥實時與輪巡監測相結合。系統可以針對重點節目實時監測、對普通節目輪巡監測。支持單板卡、雙板卡間的頻點輪巡、板卡選定頻點節目輪巡；每個窗口可以單獨設置監測對象，實時和輪巡的節目畫面可以同時顯示而互不影響。輪巡畫面平滑切換，不會產生黑屏現象。

⑦高效的錄像存儲。系統可以對制定節目進行時段或觸發錄像。錄像格式為H.264、原始節目格式可選，錄像參數支持自定義；同時采用了磁盤預分配、延時寫入等實用技術，提高了存儲的穩定性，延長硬盤壽命。通過多級索引免拼接技術，保證對任意時長錄像的快速檢索、調用。

⑧高質量解碼顯示。充分利用GPU的二次開發特性，采用自適應運動去隔行算法，有效地去除視頻顯示中的鋸齒現象，很好地解決了畫面垂直細節閃爍和垂直運動圖像模糊的問題。系統支持采用Direct3D顯示方式，在Win7或更高版本的操作系統中畫面顯示效果更好，視頻放大顯示時顯示質量仍然色彩鮮明飽滿，呈現完美的顯示效果。

⑨強大的解擾能力。系統具備通用的系統接口，支持愛迪德、清華永新、中視聯、天柏、Aston-Conax等各種CA加密協議。單通道最多可以同時完成8個頻道的解擾，支持多密碼流，一個通道可以同時解出不同CA加密的節目。

⑩網絡傳輸機制。系統支持網絡傳輸功能，任何一個所在局域網中的PC主機通過媒體播放程序打開“URL”網絡實時播放監測前端通道節目；系統同時具備錄像轉發功能，將實時錄像文件自動以“UDP”方式轉發出去，供所在局域網中的主機通過媒體播放器正常接收。

■ 1.3 MCS 畫面云配置管理系統

MCS畫面云配置管理系統能夠完成設備統一管理、頁面配置、信號調度的平臺。平臺不僅可實現信號任意調度上屏，且支持視頻會議、信號錄像、大屏錄像、游動字幕、信號標識、大屏橫幅、信號預覽等多種功能。其工作原理如圖3所示。

圖3 MCS 畫面云配置管理系統工作原理圖

2 結束語

對于中波發射臺來說，利用自動化監控系統一方面能夠很好的提高播出質量，另一方面也能夠增強發射臺監控系統的安全質量。自動化監控系統是基于計算機互聯網技術，能夠準確的對發射機系統以及其他各個系統的監控，同時該系統還能實現自動開關機，當發生故障時，還能自動倒備機并發出警報。有效保障了中波廣播發射機及其他附屬設備安全、穩定運行,極大地降低了中波發射臺的停播率。