發射機房遠程綜合監控平臺的設計和建設

陳志宏

（佛山電視臺，廣東 佛山 528315）

0 引 言

廣播電視地面覆蓋已從模擬時代進入數字時代，采用的發射方式也從原來的單點大功率變成了現在的多點單頻網模式，傳統的依靠技術人員完成現場發射機房值班的運維模式也面臨改變。隨著信息技術、互聯網及物聯網技術的快速發展以及電視監控技術的不斷進步，實現智能化的發射機房遠程綜合監控平臺成為可能[1]。依靠這個平臺，可以實現對一個地區多個發射點的集中監控，從而全面、安全、高效地完成地面數字電視播出任務。

1 平臺設計目標

佛山電視臺的發射機房位于佛山電視塔，現在播出的是中央廣播電視總臺（以下簡稱央視）地面數字多媒體廣播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）的18頻道和36頻道的節目。佛山電視塔在2021年底完成升級改造并投入使用，塔內發射機房的設計符合我國最新的建筑設計規范，機房環境具備良好的防火、防盜、防塵、防漏、防蟲、保溫等防護條件，能為發射設備提供安全、可靠的封閉工作環境。在此基礎上，佛山電視臺希望建設一個遠程綜合監控平臺，以期實現智能化地對發射機房物理環境、消防、安保、電力、設備及信號的全方位遠程監控，從而保證節目的安全播出。

（1）按照設備機房與值班人員分離的原則，機房采取封閉運行的形式。發射機房內配置一體化動環監測設備和多路監控攝像頭，可以遠程監看整個機房環境及重要設備，對機房及周邊物理環境實時監測，并能針對異常報警[2]。

（2）整合監測所有外電及不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）的工作狀態，能自動智能切換外電輸入，并能在無外電的情況下自動開啟發電機，保障電力安全。

（3）發射系統的主要設備接入內部網絡，可以遠程監測、控制、操作；實現鏈路內所有信號的監測及智能化故障報警，并能在播出信號出現問題時自動或手動切換，保障安全播出。

2 平臺建設

2021年底開始，佛山電視臺在新聞中心五樓播控機房建設了一套完善的、智能化的發射機房遠程綜合監控平臺，可以基本實現發射機房的遠程值班。整個綜合監控平臺從電力、環境監測、發射設備、信號接收處理等各環節均可實現遠程監控[3]。監控平臺拓撲如圖1所示。

圖1 監控平臺拓撲圖

2.1 機房環境監測系統

機房環境監測系統具有完善的功能，其系統拓撲如圖2所示，主要由動環監測系統和安防監測系統兩部分組成。通過一體化的動環監控主機，把物理環境監測、消防監測、UPS監測等參數全部整合，進行數據化采集處理，并通過內部局域網實現遠程監測和故障報警[4]。

圖2 機房環境監測子系統拓撲圖

發射機房內運行著大量的精密貴重設備。這些設備的正常穩定運行，對周圍環境的要求非常高，要求環境長時間保持在一個相對較小的變化范圍內，否則會影響設備壽命或導致設備損壞。技術人員根據機房的實際需求，為機房配置溫濕度傳感器、消防煙感、水浸探頭等環境監測設備，接入動環監測設備，獲取機房物理環境信息；取得UPS廠家通信協議授權，并通過對應的接口協議轉換模塊接入動環監測設備，可以獲取UPS的運行參數，包括輸入電壓、輸出電壓、三相電流、電池電量及溫度等主要參數信息。這些信息通過一體化動環監控主機實現數據集中上傳，在遠程綜合監控平臺上用Web網頁進行實時的圖形化和數字化的顯示，如圖3所示，異常情況下可以發出聲光報警。

圖3 數據圖形化顯示

安防監測系統主要由機房攝像監測設備和遠程NVR監控錄像機兩部分組成。機房監測攝像設備有兩種，一種是具有紅外報警功能的高清攝像頭，能夠支持移動偵測，在無人機房發現移動物體時能實時報警，具有防盜功能；另一種是普通的高清攝像頭，可以無死角地監測機房所有地方和主要設備。NVR監控錄像機通過內部局域網可以遠程控制機房內所有監控攝像頭，通過調節攝像頭光圈、焦距和角度，可以比較清晰地觀察機房設備的工作狀態和機房大部分區域的環境細節。所有監控視頻在遠程綜合監控平臺處上電視墻監看。NVR監控錄像機還能存儲三個月的監控錄像資料。

2.2 電力監控系統

電力監控系統能夠遠程監測整個臺站電力系統的工作狀況，顯示當前供電方式；能夠遠程設置告警門限值，自動或手動切換供電方式。發射機房電力系統由兩路不同路由專線外電和發電機組成，兩路外電互為主備，當電力監控系統監測到主路外電故障時能自動切換到備路供電。所有外電都中斷時，電力監控系統能自動啟動發電機進行發電，并自動切換到發電機供電。機房內的UPS能保障機房重要設備在無外電情況下正常運行兩個小時以上，保障安全播出。

2.3 發射機網管系統

發射機房的央視DTMB所用的36頻道凱騰發射機、18頻道北廣發射機均具有網管系統，監控界面分別如圖4、圖5所示。發射機的控制單元網口接入交換機，經網絡光機連接新聞中心5樓機房的綜合監控平臺，通過工作站對發射機的中控單元進行控制。網管系統能夠配置發射機的系統參數、自動/手動開關機、數據采集方式以及報警門限值。系統采用分布式的數據處理方式，分布式的自動控制，在系統與發射機中控單元脫網時，仍能保持獨立運行，最大限度地保障節目的播出安全。系統通過監控平臺實時監測發射機運行狀態（包括激勵器/功放功率、電源工作電流電壓、設備溫度等），并在必要時遠程操作，調整發射機的工作狀態[5]。

圖4 18頻道北廣發射機監看界面

圖5 36頻道凱騰發射機監控界面

2.4 信號監控系統

信號監控系統包括多畫面監測系統和信號切換系統，系統架構如圖6所示。

圖6 信號監測及切換系統圖

在發射機房采集衛星接收機輸出的節目源ASI碼流，利用無線監測儀接收DTMB空中信號并輸出組播碼流。節目源ASI碼流和DTMB組播碼流通過光傳輸設備傳輸到臺本部播控機房的綜合監控平臺，接入平臺的多畫面監控系統。多畫面監測試系統功能強大，能夠對央視中星6A主備信號源、中星6B信號源共36套節目及36頻道和18頻道無線發射的12套節目共48套節目上屏監看，進行實時視音頻監測、錄像，具備黑場、靜幀、靜音、彩條報警功能，具備全程錄像和故障觸發錄像功能，能夠實現90天錄像儲存，具備日志報表、異態記錄功能，方便查詢播出記錄。

央視DTMB的18和36頻道的節目源均來自中星6A和中星6B兩個衛星。中星6A配置主、備衛星接收，輸出主、備兩路節目信號源，中星6B衛星接收機碼流經本地轉碼作為2備信號源。三路信號均為獨立信號源。36頻道和18頻道發射機各配置一個三路切換器，三路信號源經碼流切換器3選1后送至發射機。碼流切換器在播控機房配置了遠程控制面板，可以實現自動切換和遠程手動切換功能。遠程值班人員可以根據信號監測情況，自動或者手動切換一路信號作為DTMB發射機的信號源。

3 結 語

佛山電視臺發射機房已經完成遠程綜合監控平臺的建設并投入使用，目前系統運行良好。機房值班人員通過這個平臺，可以遠程在線監控發射機房環境、設備使用狀態及無線播出狀況，能及早發現故障、排除故障，具有高效率、智能化、自動化的監控效果。相對于傳統人工值班模式，更能簡單、快速、精準地把握機房的實際情況。

在廣電大數據化、智能化的背景下，佛山電視臺發射機房融合了傳統廣電技術和新時代信息技術，提高無線發射的管控水平和運維效率，也為其他廣電機房的信息化改造提供了新的探索思路和技術方案。