地面數字電視運行監測技術的應用研究

地面數字電視作為一種重要的電視傳播方式，已成為人們獲取信息、娛樂休閑的重要渠道。地面數字電視憑借高質量的畫面、清晰的音質以及廣泛的覆蓋范圍，在全球范圍得到應用。然而，隨著網絡環境的日益復雜，保障地面數字電視穩定、高效運行愈發重要。通過對地面數字電視運行狀態的實時監測與數據分析，可以更及時地發現運行問題、定位故障，為運維人員提供決策支持，從而確保地面數字電視系統正常運行。

一、地面數字電視運行監測技術的功能

（一）信號覆蓋監測

信號覆蓋監測技術運用專業的場強測量設備，根據預設的監測點位，對信號場強進行實時采集與分析。通過地理信息系統技術，可將場強數據直觀地呈現在電子地圖上，清晰展示不同地區的信號覆蓋范圍與強度分布。同時，利用信號傳播模型，結合當地地形地貌、建筑物分布等因素，對信號覆蓋效果進行模擬預測分析，提前發現潛在的覆蓋盲區。此外，通過多組監測數據的長期跟蹤與對比，評估信號覆蓋質量的穩定性與變化趨勢，為調整發射功率、優化天線等改進措施提供數據支撐，確保地面數字電視信號穩定、廣泛地覆蓋目標區域[1]。

（二）節目質量監測

節目質量監測采用先進的音視頻分析技術對音視頻信號進行實時調解和分析，檢測是否存在畫面卡頓、馬賽克、音頻失真、音量異常等問題。運用圖像質量評價算法，從清晰度、色彩還原度、對比度等多個維度對畫面質量進行量化評估；通過音頻質量檢測工具，監測音頻的采樣率、聲道平衡等參數。同時，利用監測系統對節目內容進行實時監測，包括節目是否按時播出、內容是否符合規定等。一旦發現節目質量問題，系統將迅速發出預警信息，并詳細記錄問題發生的時間、現象及可能原因，以便技術人員及時排查與修復，保障觀眾能夠收看到高質量的電視節目[2]。

（三）發射設備監測

發射設備監測通過在發射機、天饋線等系統關鍵設備上安裝傳感器，實時采集設備發射功率、發射頻率、駐波比、溫度、電壓、電流等數據參數。同時，利用數據采集與傳輸模塊，將采集到的數據及時上傳到監測中心。監測中心通過智能算法對數據進行分析，判斷設備是否處于正常工作狀態。當算法檢測到設備參數異常或超出預設閾值時，系統將立即發出報警信號，借助故障診斷技術快速定位可能存在的故障點。同時，通過對設備的歷史運行數據進行深度挖掘與分析，預測設備潛在故障風險，提前制定維護計劃與改進策略，確保發射設備始終穩定、高效運行，為地面數字電視信號穩定發射提供保障與支持[3]。

（四）網絡安全監測

網絡安全監測通過使用網絡入侵監測技術，實時監測網絡流量情況，分析流量中是否存在異常的數據包及連接請求，從而識別潛在網絡攻擊行為，例如端口掃描、惡意滲透等。通過部署防火墻，實現對外部網絡與內部網絡的隔離，設置訪問控制策略，阻止未經授權的訪問。同時，使用加密技術對傳輸中的音視頻數據、控制指令等進行加密處理，防止數據被竊取或篡改。此外，嚴格管理系統用戶權限，確保只有授權人員才能操作系統。定期對網絡安全漏洞進行掃描與修復，及時更新系統安全補丁，防范各類網絡安全威脅，保障地面數字電視網絡的安全穩定運行，避免因網絡安全問題導致的節目播出中斷或信息泄露事件。

二、地面數字電視運行常見故障

（一）信號接收故障

信號接收故障是地面數字電視運行中的常見問題，從信號源角度分析，發射端設備故障會導致信號強度減弱或中斷。例如，發射機功率放大器故障將無法正常放大信號，可導致傳輸到空中的信號強度低于接收機可識別閾值。在信號傳輸過程中，地形地貌對信號影響較大。在山區，信號易被山體阻擋形成陰影區，從而導致信號衰落。同時，建筑物也會造成信號反射、散射、遮擋，形成多徑效應，讓接收機接收到多個不同路徑和相位的信號，相互干擾產生重影、馬賽克等現象。

此外，接收設備自身問題也不容忽視：天線老化、損壞或方向調整不當會降低信號接收效率；接收機調諧器故障將無法準確鎖定信號頻率；解調器出現問題則不能正確調節出音視頻信號，這些都會影響用戶觀看體驗[4]。

（二）音視頻質量故障

音視頻質量故障嚴重影響觀看效果。在畫面方面，當信號質量不佳時，會出現馬賽克、卡頓甚至黑屏現象，這可能是由于信號誤碼率過高，超出解碼器糾錯能力，導致解碼器無法正確還原圖像數據。色彩異常問題可能源于編碼器與解碼器色彩空間設置不匹配，或傳輸過程中色彩信息受損。而色域轉換錯誤會使畫面顏色失真，偏紅、偏綠或整體暗淡。在聲音方面，音頻卡頓、失真或音量異常等問題，可能是由音頻采樣、編碼、傳輸或解碼環節的故障引起的。

（三）發射設備故障

發射機是核心設備，其功率輸出不穩定是常見故障。功率放大器長期工作產生過熱，可能導致性能下降，造成輸出功率波動。散熱系統故障，例如風扇損壞、散熱片堵塞等，也會加劇這一問題。頻率偏移也是關鍵故障點，當發射機的頻率合成器出現故障，無法穩定產生精確的發生頻率，導致信號偏離指定頻段，使接收機難以鎖定信號。饋線系統也可能出現問題，饋線老化、破損會造成信號衰減增大，甚至引發信號泄漏問題。

（四）網絡與系統故障

地面數字電子涉及復雜網絡與系統，故障時有發生。前端系統中，節目源服務器故障如硬盤損壞、數據丟失或讀寫錯誤，都會導致播出節目中斷。傳輸網絡故障也較為常見，光纖線路斷裂、光收發器故障會導致信號在傳輸中出現信號丟失等問題。網絡交換機出現端口損壞、數據轉發錯誤等情況，都會影響數據的正常交換，導致部分區域用戶無法接收信號。

三、地面數字電視運行監測技術運用策略

（一）構建多層次監測網絡

為全面掌握地面數字電視運行狀況，需構建多層次監測網絡。宏觀層面，設立省級或區域級中心監測站，配備高性能監測設備，對轄區內多個發射臺站的信號進行集中監測，實時采集信號強度、頻率準確性、調制誤差率等關鍵數據。中觀層面，各發射臺站內設置本地監測點，通過在發射機、天饋線等關鍵設備上安裝傳感器，實時獲取設備的溫度、電壓、電流等工作數據，及時發現設備潛在故障與問題。

（二）數據融合與智能分析

地面數字電視運行監測會產生海量數據，需運用數據融合與智能分析技術，挖掘數據價值。首先，整合不同監測點的信號質量數據、設備運行參數數據及用戶反饋數據等，經數據清洗和預處理后，去除噪聲和異常值，統一數據格式，再運用關聯規則挖掘分析參數之間的潛在關系。

（三）實時預警與快速響應

實時預警與快速響應機制是保障地面數字電視穩定運行的關鍵。建立實時預警機制，當監測數據超出正常閾值時，立即觸發警報，例如，當信號強度低于某一設定值時，或設備溫度超出安全范圍時，系統能迅速通過短信、郵件、聲光報警等方式預警。預警信息不僅包括故障基本描述，還能詳細提供故障發生位置、故障類型以及相關數據指標。技術人員收到預警后，根據故障緊急程度與類型，快速啟動應急預案。

（四）運維管理協同

監測系統為運維管理提供全面、準確的數據支持，通過分析長期數據監測設備運行壽命，提示易損部件更換周期，提前儲備元件，安排維護工作，降低設備突發故障的概率。運維人員可將維護操作記錄、故障處理結果等信息反饋給監測系統，進一步完善監測數據。同時，監測系統可以根據運維反饋、優化監測指標和預警閾值，如果發現某類故障在特定條件下頻繁發生，可優化監測指標的閾值，提高預警的即時性與準確性。

四、結語

地面數字電視智能化監控系統的設計與實現，是廣播電視行業數字化建設和智能化升級發展的突出成果。該系統從設計理念的提出、設計原則的制定、設計方案的擬制到實現方式的落地，全面體現出智能化技術對地面數字電視業務的深刻影響和全面發展。尤其是隨著人工智能、元宇宙、物聯網、云計算等技術的嵌入式應用，不僅提升了地面數字電視的智能化監控能力，更拓寬了智慧廣電建設的維度與廣度，為廣電行業在新模式、新業態等領域的發展提供了持續動力。

參考文獻：

[1］馮后華.縣級地面數字電視發射臺站系統維護技術分析[J].廣播與電視技術，2023，50（06）：87-91.

[2]陳長征.地面數字電視監測技術分析[J].電視技術，2022，46（11）：200-202.

[3]王芳，碼流播放分析系統在地面數字電視節目信號質量監測中的應用[J].廣播電視信息，2022，29（03）：88-91.

[4]劉杰.中央無線數字化覆蓋監測系統維護概述[J].電子測試，2021，（17）：81-83.

（作者陳世斌系湖北省十堰市福泉山廣播電視發射臺工程師；作者陳雪峰系云南省昭通市融媒體中心助理工程師；作者王丹系廣西廣播電視技術中心百色分中心工程師）

責任編輯：王艷