廣播電視發(fā)射機房自動化

文 特木日朝日格 代克榮

（1.內蒙古廣播電影電視局通遼廣播發(fā)射中心臺；2.內蒙古廣播電影電視局扎賚特775發(fā)射臺）

廣播電視發(fā)射臺是傳媒產業(yè)的重要業(yè)務部門，隨著我國經濟和科學技術的發(fā)展，廣播電視發(fā)射機房管理系統(tǒng)實現(xiàn)自動化已成為各廣播電視發(fā)射臺的發(fā)展趨勢。只有這樣才能夠滿足現(xiàn)時代經濟的快速發(fā)展以及人民的需求。文章主要針對新型發(fā)射機房自動化系統(tǒng)進行講解，了解放射房的優(yōu)點以及主要功能和實現(xiàn)途徑。

在“三網融合的新形勢下，廣播電視業(yè)務轉型是廣播電視事業(yè)發(fā)展的必然趨勢，廣播電視發(fā)射機房采用的是采集數(shù)據(jù)、傳送信息以及過程控制的監(jiān)控網絡，對廣播電視新聞具有較高的專業(yè)要求，為加強管理和控制效率，廣電界研發(fā)了發(fā)射機房的管理系統(tǒng)，實現(xiàn)管理系統(tǒng)自動化，從而滿足聽眾需求。我國大部分的廣播電視發(fā)射機主要由上位機、軟件平臺、下位機以及網絡部分組成。經過不斷的調查研究和詢問廣大電視同仁的經驗，了解廣播電視發(fā)射機房的基本原理，并分析了發(fā)射機房的設計理念。

廣播電視臺發(fā)射機房管理系統(tǒng)自動化的原理

發(fā)射機同下位機選擇并聯(lián)方式，可實現(xiàn)同步上位機智能控制盒人工操作，監(jiān)控系統(tǒng)的人工操作指示記錄運行數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，這樣就能夠實現(xiàn)對發(fā)射機開關隨時監(jiān)視以及及時的控制，這樣一來就有利于隨時進行數(shù)據(jù)查詢。除此之外，現(xiàn)場控制監(jiān)視數(shù)據(jù)，收集處理數(shù)據(jù)工作，主要包括控制開關量、越限模擬量與狀態(tài)量，對發(fā)射數(shù)據(jù)和通訊數(shù)據(jù)進行管理與監(jiān)控，控制所有通訊主站開關機和分析處理故障。在現(xiàn)場控制中，發(fā)射機、下位機之間的自動化運行，實現(xiàn)了廣播電視系統(tǒng)的自動化。

廣播電視發(fā)射機房管理系統(tǒng)自動化的設計

1.下位機

下位機的體積較小，對抗干擾能力強，具有極高的可靠性，因此，廣泛應用于廣播電視發(fā)射機房，邏輯編程結構為梯形式，計算簡便，有利于加強控制?？蓪崿F(xiàn)基本定時、邏輯控制、邏輯計算等功能，同時下位機還可實現(xiàn)點位控制、數(shù)據(jù)控制以及過程控制。通過運用多臺上位機的方式，可以備份上位機，這樣一來，就增加了整個過程的可靠性。除此之外，還可以提高通信的效率，從而使得整個網絡環(huán)境得到明顯改善。下位機因其邏輯計算、抗干擾、數(shù)據(jù)控制等優(yōu)點，能夠促進過程中安全、穩(wěn)定的實現(xiàn)。

為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，管理系統(tǒng)運用一臺下位機對一套節(jié)目進行相應的控制，在發(fā)射機接近的位置安裝下位機。從而，盡可能的，縮短下位機同發(fā)射機之間的連線，從而降低系統(tǒng)受發(fā)射機的磁場干擾。許多電視臺選擇使用西門子下位機，CPU模塊數(shù)為224，具有10點輸出、14點輸入等自帶開關量，模擬量模塊為EM231，通信選擇前置主站，采用兩臺以上上位機實現(xiàn)通信機通訊，將各上位機數(shù)據(jù)進行冗余。具體的控制上位機的結構如圖1所示:

圖1 上位機控制結構圖

2.上位機的組成

上位機就像是計算機的CPU一樣，它控制著整個管理系統(tǒng)，為了實現(xiàn)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定的安全，一般都會選用工控上位機進行雙熱備份。這樣就能夠一定程度上保證兩臺上位機采集下位機的數(shù)據(jù)，利用上位機向下位機傳達指令。一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，另外一臺上位機自動切換進行接管。這個系統(tǒng)由電腦、校時卡、網卡、局域網和顯示器這幾部分組成，計算機構成結構為:聲卡、電話語音卡、報警系統(tǒng)。上位機的結構配置圖如圖2所示:

圖2 上位機結構配置圖

3.網絡結構

自動化的管理系統(tǒng)的網絡結構為分層、集中管理，兩臺上位機、六臺下位機利用光端發(fā)射機和集線器，可以將數(shù)據(jù)信息送到局域網里，通過這樣的傳輸，就可以讓上位機和下位機之間的數(shù)據(jù)自由交換，通過這樣的方式還可以對本地數(shù)據(jù)進行處理，達到降低通訊支出，保證數(shù)據(jù)安全的目的。網絡結構如圖3所示:

圖3 管理系統(tǒng)的網絡結構圖

4.軟件設置

通過運用軟件，系統(tǒng)可以自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)分散與集中控制的控制，實現(xiàn)系統(tǒng)模塊化設計，實現(xiàn)發(fā)射數(shù)據(jù)能夠得到擴展的目的。許多電視臺下位機選擇西門子旗下的編程軟件，通過運用底層編程模式來實現(xiàn)平臺開發(fā)，利用監(jiān)控程序實現(xiàn)下載、輸出和輸入的功能。同時，設計軟件可配置硬件，合理設置測試、通信及參數(shù)，具有自動化的診斷、編程功能。

系統(tǒng)的主要特點

1.安全性

自動化控制系統(tǒng)利用光電子隔離技術連接發(fā)射機，分離了強電和弱點，確保人身、設備的安全。發(fā)射機控制器是一種獨立工作狀態(tài)，CPU由單片機做成，其內部程序可抵觸病毒侵擾，在控制臺、機柜可防止發(fā)射機控制器，作用I/O模塊進行通信，匯總所采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并傳輸至主控計算機。同時，發(fā)射機控制器能與計算機脫離進行獨立工作，計算機即使被關閉，其故障開備機、定時開機、定時關機等功能也受到影響。控制系統(tǒng)的音頻與主機切換器發(fā)生故障時，或出現(xiàn)停電故障時，音頻切換器可切換至手動模式，使音頻信號直通發(fā)射機，確保信號不被中斷。自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)手動、自動之間的切換，日常使用自動化，故障時切換手動操作，保證系統(tǒng)具有安全的運行環(huán)境。

2.穩(wěn)定性

本系統(tǒng)選擇工控機進行控制，全部線纜、線纜連接口均采用屏蔽線，確保系統(tǒng)完全屏蔽，防止發(fā)射臺受到強電磁干擾，控制系統(tǒng)不會改變發(fā)射機本身保護系統(tǒng)，確保發(fā)射機本身的獨立、完整的運行，使系統(tǒng)復雜性明顯降低，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3.實用性

控制系統(tǒng)選擇模式化設計，具有靈活的配置，用戶按照設備、資金情況，選擇合適的功能模塊，控制系統(tǒng)只需要一部計算機主控，連接多臺發(fā)射機進行控制。若發(fā)射機有所增添，按照新發(fā)射機參數(shù)、型號，增加相應模塊進行擴展，即可實現(xiàn)控制。

廣播電視發(fā)射機房自動化管理系統(tǒng)的主要功能

1.自動控制功能

在發(fā)射機管理系統(tǒng)中，自動控制功能主要包含三種:其一，自動開關機。設置發(fā)射機開關機時間，實現(xiàn)按時開機與關機，每日可以設置三次開機與關機時間。其二，自動倒備用。其三，輸入信號的自動切換?？蓪崿F(xiàn)兩路輸入信號之間的控制切換，若其中一路出現(xiàn)故障，可自動切換至另一路。

2.自動管理功能

2.1 故障記錄

對運行過程中出現(xiàn)的故障進行及時報警，并自動做好記錄，以利于維修人員掌握運行狀況，解決隱患。

2.2 停播記錄

發(fā)射機若發(fā)生無音頻和無載波故障，系統(tǒng)可立即報警，同時記錄停播時間。

2.3 查詢記錄

自動化系統(tǒng)可詳細記錄歷史數(shù)據(jù)，方便工作人員查詢發(fā)射機的工作狀態(tài)變化、報警記錄。

2.4 報表

根據(jù)用戶所要求的格式，進行表樣設計，自動生成周、月、季和年報表。

2.5 監(jiān)聽、監(jiān)看發(fā)射機的錄音功能

利用網絡進行遠程監(jiān)看，監(jiān)聽的輸入、輸出切換，及時對音頻信號自動錄音。

廣播電視發(fā)射機房自動化系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

1.發(fā)射臺前段

各個發(fā)射臺的前端值守均采用無人模式設計，系統(tǒng)可自動切換信號源，實現(xiàn)發(fā)射機的自動控制，自動報警、檢測信號，自動監(jiān)控、報警發(fā)射機環(huán)境，各個模塊之間是相互獨立的，同時又能無縫融入管理系統(tǒng)平臺，達到統(tǒng)一監(jiān)控、聯(lián)動報警和協(xié)調調度等功能，管理系統(tǒng)主要分為兩個部分。監(jiān)測部分、控制部分。

1.1 監(jiān)測部分

具體的監(jiān)測過程主要分為光線、切換器、發(fā)射機、發(fā)射天線、監(jiān)控主機、監(jiān)測錄像機、監(jiān)測接收天線構成。具體如圖4所示:

圖4 發(fā)射機房自動化監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測過程

同時，工作人員也可以手動確定采用信號源。待信號源傳輸至發(fā)射機后，發(fā)射天線送出節(jié)目，一路監(jiān)測信號將返回至末級，發(fā)射機節(jié)目送回至監(jiān)測錄像機，確保節(jié)目存儲。監(jiān)測錄像機通過監(jiān)測主機、網絡連接切換器，使監(jiān)測主機通過軟件實現(xiàn)實時查看信源技術指標，監(jiān)測接收天線、末級接收的場強值和畫面質量。

1.2 控制部分

發(fā)射機憑借采樣模塊實現(xiàn)采樣，發(fā)射機控制接口通過采樣模塊連接監(jiān)測主機，實時采集顯示返回數(shù)，利用回數(shù)監(jiān)測主機進行功率曲線繪制，我們可以看到該發(fā)射機的調制度、入射功率和發(fā)射功率，進而判斷該發(fā)動機是否滿“功率、調制度和時間”。按照發(fā)射機返回指標，通過遠程控制技術實現(xiàn)發(fā)射機控制，利用控制模塊、發(fā)射機協(xié)議，控制機可使發(fā)射機和監(jiān)測主機進行對話。通過遠程控制終端，可對監(jiān)測主機進行遠程控制，利用軟件設置當?shù)乇豢匕l(fā)射機的調制度、運行參數(shù)、信號源切換、開關機、輸出功率等操作。

2.安全播出調度指揮中心

安全播出調度指揮中心可采用地圖式的網絡管理模式，直觀了解發(fā)射機工作狀態(tài)、分布的情況，結構為模塊化、分層化結構，以利于升級擴容，利用瀏覽器技術，具有界面良好、維護方便、操作簡單等優(yōu)點，形成一個人機界面，有利于用戶的操作管理。所有發(fā)射機的音頻信號源、前端發(fā)射機、UPS和激勵器均可提供圖形、列表等實時數(shù)據(jù)。

總結

廣播電視發(fā)射機房計算機自動化管理系統(tǒng)具備穩(wěn)定可靠優(yōu)點、同時它還具備可擴展性、通用性、先進性、實時性、易操作性、自動化性以及安全性等特性，這些特性都在正常的工作中發(fā)揮重要的作用。有利于確保數(shù)據(jù)輸入時和輸出時的安全；有利于在系統(tǒng)的出現(xiàn)故障的時候提供報警信號；有利于數(shù)據(jù)更好的保存和查詢。綜上所述，實現(xiàn)我國廣播電視發(fā)射機房計算機管理系統(tǒng)自動化，是科技進步的產物，是每個廣播電視臺創(chuàng)新發(fā)展的必然趨勢。廣播電視發(fā)射機房管理系統(tǒng)自動化，勢必在整個行業(yè)內，廣泛地推廣開來?！?/p>