智慧臺站設備監控數字化系統建設與應用

李永紅

（貴州省廣播電視局八九六臺，貴州 六盤水 553300）

0 引言

貴州省廣播電視局八九六臺自2010 年搬遷至新臺址，迄今已逾13 年。臺站初建的自動控制系統設備使用年限過長，線路老化、故障頻發，迫切需要解決因發射機失聯而不能定時自動開關機甚至誤開關機的安全播出隱患，還要改善主備發射機切換時長達50 s 的現狀。項目實現了發射機與主控計算機穩定聯播、主備發射切換時間縮短為5 s，多個系統監測控制功能提高了發射臺的安全播出保障能力。本文就系統建設方案及功能進行分享，希望能為廣播電視發射智慧化臺站建設提供參考。

1 發射機組及附屬設備參數采集控制倒備系統

發射機組及附屬設備參數采集控制倒備系統如圖1 所示，建設設備主要有數據采集控制器、發射機倒備控制器、真空繼電器、調幅度監測儀、檢波盒、數據服務、瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）架構傳輸發射遠程監管平臺服務系統軟件、交換機，主要實現如下功能。發射臺765 kHz、981 kHz 兩個頻率共6 臺發射機，每個頻率一主兩備發射機組倒換程序均為循環倒換，任一臺發射機故障，都會自動倒換到下一臺發射機；增加了故障發射機恢復確認功能，確保維修過程人機安全；主備發射機倒換開關為真空繼電器，發射機自動倒換時間不大于5 s；發射機能自動開關機、自動倒機、能自主把其中一臺發射機剝離循環倒換系統；倒備控制器儲存命令的功能使得網絡數據安全、系統穩定，不會失聯、誤開關倒機；對一主兩備共6 部發射機的載波功率、調幅度進行數字和波形實時監測，有文字、聲音、彈窗等報警記錄；發射機面板上所有監測參數均自行采集、顯示到服務器及監測大屏；控制鏈路可視化、工作狀態為醒目流水圖[1]。

圖1 發射機組及附屬設備參數采集控制倒備系統

2 信源監測、防錯播/插播監測報警系統

信源監測、防錯播/插播監測報警系統建設設備主要有多功能音頻智能切換器、多路解調編碼器、數據服務以及音頻漫錄比對系統，實現如下功能。信源全鏈路通過動態流水圖實時監測關鍵節點音頻信號，整體信號源監測同步顯示在大屏上，在用信號源和備用信號源用不同顏色顯示，以動態流水圖的形式顯示臺站實際鏈路流程；對發射臺信源信號（中星6E C 波段、中星9 號KU 波段、網絡光纖信號）及入機信號、空收解調信號共3 路節目信號進行實時監聽報警，對信號內容錯播/插播進行監測報警；信號丟失和恢復情況都有記錄、提示，鏈路設備有多路信源的自動切換系統、斷電直通功能[2]。這些功能填補了臺站之前只有簡單的發射前后信號監聽的空白，不但可以進行關鍵節點的音頻、流水圖動態監測，還可以對信號錯播/插播內容進行監測報警。

3 播出設備視頻監測系統

播出設備視頻監測系統建設設備主要有全彩全景槍球智能一體機、硬盤錄像機及顯示器、千兆交換機、光纖、收發器及機架箱等，實現如下功能。使用19 個800 萬全彩變焦超高清球機攝像頭對臺站機房各設備房間的設備、天線調配室、衛星接收天線進行高清視頻監測，能看清設備面板參數，55 個畫面可保留30 d 以上；能非常直觀地掌握重要設備的工作狀態，高清畫質的錄像回放便于各類播出故障的查找分析，大幅加快故障設備的維護檢修速度。

4 發射機性能指標實時監測系統

發射機性能指標實時監測系統建設設備主要有中波發射機指標測量儀、測量系統及測量主機，實現如下功能：對發射機“音頻電平”“調幅度值”“調幅不對稱”“諧波失真”“信噪比”“頻響”“載波跌落”“頻率容限”等指標實時在線監測，讓值班員對發射機的工作狀態了然于心；在非播出時段可自輸出測試信號，一鍵自動測試發射機指標，較之前的外接設備測試指標更為精準地反映發射機的真實性能。

5 天調網絡阻抗匹配及饋管溫度監測系統

天調網絡阻抗匹配及饋管溫度監測系統建設設備主要有中波阻抗匹配測量儀、阻抗測量監測系統、阻抗測量監測主機、分布式光纖線型感溫火災探測器、感溫光纖、壁掛式熔纖箱尾纖、終端盒以及專用壁掛電源，實現如下功能：765 kHz、981 kHz 雙頻共塔兩套天調網絡阻抗變化（50±j0）±5 Ω 時顯示并報警，可在史密斯圓圖中實時觀察到當前阻抗匹配的情況[3]；對兩套天調網絡的元器件、饋管及饋管接點共計77 個點進行溫度采集實時監測超溫報警（報警限值35 ℃）。這套系統彌補了舊天饋系統屬于監測盲區的不足。之前，除非發生故障，否則不可能提前知曉天饋系統的工作狀態。

6 智能安播數字化管理系統

智能安播數字化管理系統建設設備主要有日常檢修模塊、報表統計模塊、專家庫模塊以及日常辦公模塊。系統結合貴州省廣播電視局下發的技術巡查制度和臺站等檢修維護工作進行智能數字化管理，可監測參數、歷史數據查詢、報警查詢、自動抄表功能、報表統計及值機管理，監測圖像保留半年以上[4]；對臺站整個播出環節提供故障報警及智能診斷并提供解決方案；可對臺站日常管理工作提供支持，所含內容豐富、用途寬廣且后期可自行擴展。

7 其他系統

其他系統建設設備主要有環境采集器、溫濕度變送器、煙霧傳感器、浸水變送器、發光二極管（Light Emitting Diode，LED）滾屏電子標牌。發射機頂部安裝LED 滾屏電子標牌，同步顯示發射機的天線、播音、待播及故障狀態。電力監測系統通過通信協議進行數據融合，同步實現聲光報警監測。環境監測系統含煙霧、溫濕度、地溝浸水、門禁等實時聲光報警監測、異態信息記錄等功能。全球定位系統（Global Positioning System，GPS）衛星校時系統可對多臺設備進行統一校時。在監測時段內，765 kHz、981 kHz 兩頻率任一播后信號中斷，值班機房無線便攜電鈴報警。這些系統配置使得臺站的安全播出工作更快捷、更有保障[5]。

8 拼接屏電視墻

貴州省廣播電視局八九六臺安全播出監測控制系統主要由8 塊55 英寸拼接顯示單元、拼接屏專用液壓支架、高清信號處理器、LED 走字條屏及預警系統接收終端組成，如圖2 所示。電視墻拼接屏幕上實現所有監測數據的實時同步顯示。大屏顯示系統拼接縫隙為0.88 mm，屏幕分辨率4K 以上，使用液壓前維護系統。電視墻除了具有常規的監測功能，還可用于現場投屏教學、各類視頻作品的錄制背景設計，大幅提升臺站工作品質。

圖2 安全播出監測控制系統

9 結語

發射臺站設備監控數字化系統的建設聚焦臺站發射機監控、信源監控及動環監控等核心業務，通過各類前端采集設備，完成發射機運行狀態數據、核心環節數據、重點區域動力環境數據的統一采集、呈現、告警及收錄，輔以綜合值班管理、歷史回溯等功能，將臺站運維工作從人防為主轉變為技防為主，完成臺站運維的數字化轉變，使得技術管理維護工作向智慧廣電、智能安播更進一步。