河南廣播電視發(fā)射臺(tái)新舊自動(dòng)化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)比及其介紹

文/王冉

引言

河南省廣播電視發(fā)射塔發(fā)射機(jī)房肩負(fù)著保障CCTV-1、HNTV-1、HNTV-2、HNTV-4、HNTV-5、五套模擬電視播出的重任。為了不斷加強(qiáng)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，全面推進(jìn)信息化發(fā)展進(jìn)程，確保發(fā)射系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，幫助值機(jī)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決發(fā)射流程中視音頻信號(hào)源、發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)的問題。結(jié)合新機(jī)房新設(shè)備各傳輸環(huán)節(jié)監(jiān)控的特點(diǎn)，從新老發(fā)射機(jī)房音視頻信號(hào)前端設(shè)備、發(fā)射機(jī)設(shè)備、設(shè)備環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)等入手，對(duì)比新老發(fā)射機(jī)房兩套自動(dòng)化監(jiān)測監(jiān)控報(bào)警控制系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)診斷、定位、提示、報(bào)警、記錄、統(tǒng)計(jì)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，提醒值機(jī)人員及時(shí)進(jìn)行處理等流程的分析，有效減少人為事故的發(fā)生，縮短事故發(fā)生時(shí)長，提高了發(fā)射臺(tái)安全播出效能，實(shí)現(xiàn)廣播、電視播出網(wǎng)絡(luò)的集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理，將以往人眼監(jiān)測和人工巡機(jī)傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控模式，減輕了值機(jī)人員的工作壓力和負(fù)擔(dān)，提高了發(fā)射臺(tái)的綜合管理能力。

1.新老發(fā)射發(fā)射機(jī)房自動(dòng)化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求對(duì)比

1.1 新發(fā)射機(jī)房自動(dòng)化控制監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備

主要設(shè)備：5臺(tái)數(shù)字全固態(tài)發(fā)射機(jī)（其中CCTV-1、HNTV-4、HNTV-5為10KW進(jìn)口水冷發(fā)射機(jī)；HNTV-1、HNTV-2為5KW國產(chǎn)風(fēng)冷發(fā)射機(jī)）。采用北京環(huán)路網(wǎng)生產(chǎn)的信號(hào)源前端，SDH網(wǎng)絡(luò)適配器TL303，ASI切換矩陣SS100，解碼器DE100，碼流分配器AS150以及北京博匯的開路接收系統(tǒng)、多畫面視音頻處理系統(tǒng)（數(shù)字），模擬視音頻切換器、8通道模擬電視解調(diào)器，其他還有日本佳耐美24路視頻跳線盤，北京研華發(fā)射機(jī)參數(shù)采集下位工控機(jī)、6寸智能高速球攝像機(jī)、模擬視音頻分配器一進(jìn)八出、嵌入式硬盤錄像機(jī)以太交換機(jī)、溫濕度變送器、電源使用艾默生UPS電源等。

1.2 新發(fā)射機(jī)房自動(dòng)化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)功能介紹及對(duì)比

1.2.1 信號(hào)源監(jiān)測報(bào)警及智能切換系統(tǒng)

目前，新機(jī)房信號(hào)源為四路信號(hào)源(中一光纖、省臺(tái)光纖、中一微波、省臺(tái)微波)輸入，四路信號(hào)輸出，光纖和微波信號(hào)均為SDH數(shù)字信號(hào)，采用相同的打包方式，均需經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適配器將DS3轉(zhuǎn)換成ASI信號(hào)，再經(jīng)過ASI分配網(wǎng)絡(luò)分送給各套節(jié)目專用的ASI解碼器，解出模擬視音頻信號(hào)。鑒于老發(fā)射機(jī)房曾發(fā)生過信號(hào)源前端在將光信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)再轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的過程中，由于前端傳輸設(shè)備的故障或傳輸碼流錯(cuò)誤而導(dǎo)致播出畫面靜幀或黑屏的現(xiàn)象，且故障不易排查。因此，在省臺(tái)光纖微波兩組適配器之間增加ASI碼流監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)ASI內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測。該ASI碼流監(jiān)測系統(tǒng)為獨(dú)立子系統(tǒng)，不影響信號(hào)的下級(jí)傳輸。

在適配器與解碼器之間增加3x1ASI自動(dòng)切換器，在此增加切換器的目的是監(jiān)測PID的上限和下限、上下限范圍內(nèi)PID的碼率下限。通過設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ASI系統(tǒng)碼率、有效碼率、單個(gè)PID碼率，以及信號(hào)丟失、同步丟失、PID丟失、節(jié)目解擾失敗進(jìn)行監(jiān)測。自動(dòng)模式下，當(dāng)碼流主路出現(xiàn)斷流或主路流異常，包括信號(hào)丟失、同步丟失、PID丟失、節(jié)目解擾失敗、長時(shí)間空包PSI/SI信息表改變，提供日志告警，消息告警和聲音告警監(jiān)控PID上下限范圍內(nèi)的碼率低于設(shè)置的碼率下限狀況時(shí)由主路信號(hào)切換至備路信號(hào)。當(dāng)主路信號(hào)正常后自動(dòng)由備路信號(hào)切回主路信號(hào)。主備路信號(hào)的切換在手動(dòng)模式下可強(qiáng)制切換，切換器具有主路斷電直通功能。

碼流分配器可對(duì)輸入的一路ASI/SDI數(shù)字信號(hào)進(jìn)行碼流分配，分配成多路和輸入相同的碼流，應(yīng)用于EPG分配、碼流備份、監(jiān)控監(jiān)測等數(shù)字電視領(lǐng)域，可進(jìn)行8路碼流分配，具備對(duì)信號(hào)的調(diào)整及均衡放大功能。

1.2.2 發(fā)射機(jī)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)

為了避免出現(xiàn)單點(diǎn)故障，影響整套發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，發(fā)射機(jī)采用上位機(jī)和下位機(jī)的分散控制原則，上位機(jī)采用高端性能的數(shù)據(jù)服務(wù)器，下位機(jī)采用成熟、應(yīng)用廣泛的通用型電子設(shè)備。下位機(jī)要求高穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性以及環(huán)保性。下位機(jī)可以靈活安裝和卸載任何軟件，一旦被更新?lián)Q代可以資源再利用，要求可重用性高。發(fā)射機(jī)提供RS232或RS485通信接口，下位機(jī)對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析、狀態(tài)顯示和控制，服務(wù)器作為本地遠(yuǎn)程控制終端，當(dāng)服務(wù)器故障、脫離局域網(wǎng)之后，下位機(jī)也能對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，整套控制系統(tǒng)可以正常工作。 當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，能在發(fā)射臺(tái)塔樓機(jī)房、塔樓控制室以聲光發(fā)出告警。如：整機(jī)故障：缺相保護(hù)、溫度監(jiān)測告警、電源過熱、過壓欠壓。功放故障：過激勵(lì)、過載、過熱。激勵(lì)器故障：無視頻、高駐波、本振失鎖、小功放電流不正常等。天線、假負(fù)載控制。對(duì)同軸開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)切換。假負(fù)載可以遠(yuǎn)程遙控開啟和關(guān)閉，并監(jiān)測工作狀態(tài)，缺水告警等。運(yùn)行記錄。

1.2.3 電視多畫面實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)

新機(jī)房與老機(jī)房的多畫面實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)相比有很大變化。老機(jī)房唯一一套開路信號(hào)監(jiān)測的多畫面監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，由于設(shè)計(jì)較早僅能對(duì)畫面黑屏、視音頻丟失等故障進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測方式還不全面；而新機(jī)房電視多畫面實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)對(duì)本臺(tái)所發(fā)5套節(jié)目的解碼器主備路信號(hào)、視音頻信分配器、發(fā)射后射頻信號(hào)以及開路信號(hào)的25路信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視監(jiān)聽、故障報(bào)警及記錄。信號(hào)的記錄及查詢重放等功能，以高速高性能工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心，采用B/S架構(gòu)服務(wù)模式，具有本地監(jiān)視監(jiān)聽，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視監(jiān)聽的功能。采用高速視音頻采集編碼技術(shù)，支持H.264壓縮制式，最多可支持36路視音頻（AV信號(hào)）輸入，目前系統(tǒng)支持AV、ASI和模擬RF信號(hào)的輸入和畫面混合顯示，將來可平滑升級(jí)擴(kuò)展輸入SDI、HDSDI、IP、DVB-C、DVB-S、DVB-S2、CTTB/DTMB、CMMB、ABS-S、AM/FM、模擬單聲道或立體聲音頻、AES/EBU等各種接口，支持MPEG-2、H.264、AVS等高標(biāo)清視頻解碼；支持MP2、MP3、AC3、AAC、杜比5.1聲道的音頻解碼，能區(qū)分雙聲道與立體聲監(jiān)測；支持色彩格式顯示、色彩格式異常報(bào)警、特定圖像報(bào)警、投標(biāo)監(jiān)測、黒場、靜幀（靜幀可結(jié)合伴音判斷）、音頻丟失、音量過高過低等監(jiān)測；標(biāo)配支持雙屏、可擴(kuò)展支持三屏或更多屏幕顯示；將來支持IP、ASI、DVB-C、DVB-S、DVB-S2、CTTB/DTMB、CMMB、ABS-S各種加密信號(hào)解擾顯示；多畫面和轉(zhuǎn)碼錄像支持各種OSD字符疊加，如節(jié)目名稱、信號(hào)來源、時(shí)間等，支持節(jié)目原始碼流錄制和轉(zhuǎn)碼錄制，便于事后故障分析處理。

1.2.4 機(jī)房環(huán)境設(shè)備報(bào)警系統(tǒng)

環(huán)境設(shè)備監(jiān)測主要是監(jiān)測發(fā)射機(jī)房的溫度、濕度、煙霧等信息，通過環(huán)境參數(shù)采集設(shè)備將發(fā)射機(jī)房的環(huán)境參數(shù)融入監(jiān)控系統(tǒng)，直觀地從監(jiān)測畫面觀察是什么報(bào)警，能全天候視頻錄像，并可回放。老機(jī)房對(duì)于機(jī)房溫度、濕度的監(jiān)測全憑值班人員的巡機(jī)去查看，一旦進(jìn)入夏季，機(jī)房的空調(diào)就要24小時(shí)運(yùn)行，對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行環(huán)境沒有保障，增加發(fā)生事故隱患的幾率。

2.集中網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)采用簡體中文界面，拓?fù)鋱D繪制。系統(tǒng)軟件對(duì)所有被監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)鏈路拓?fù)鋱D繪制，在鏈路傳輸過程中提供流動(dòng)屬性，直觀體現(xiàn)出當(dāng)前使用的主或備用線路情況。鏈路拓?fù)鋱D繪制軟件操作簡單易學(xué)，設(shè)備與相應(yīng)參數(shù)之間的綁定操作便于實(shí)現(xiàn)，并在系統(tǒng)連接方式出現(xiàn)調(diào)整、增刪設(shè)備時(shí)易于調(diào)整。統(tǒng)軟件可以設(shè)定每一套節(jié)目的播出時(shí)間段，具備自動(dòng)開關(guān)機(jī)功能。遇到臨時(shí)播出任務(wù)，可以延長或者縮短播出時(shí)間，不受正常的開關(guān)機(jī)時(shí)間限制，全天支持多次播出任務(wù)調(diào)度設(shè)置。 用戶瀏覽界面友好，發(fā)射機(jī)、激勵(lì)器、音頻信號(hào)源等所有受控設(shè)備的操作使用圖形界面點(diǎn)擊即可進(jìn)入。能同時(shí)提供列表和圖形方式顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。既可以集中顯示核心設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，還可以顯示經(jīng)過每臺(tái)核心設(shè)備的節(jié)目圖像和伴音等。系統(tǒng)能夠靈活修改告警等級(jí)。具備故障智能歸并功能，可準(zhǔn)確判斷故障所在位置。對(duì)故障進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)部、監(jiān)測點(diǎn)之間的邏輯比對(duì)、歸并，并結(jié)合設(shè)備狀態(tài)，生成智能報(bào)警，同時(shí)濾除干擾項(xiàng)。監(jiān)控系統(tǒng)軟件可屏蔽遠(yuǎn)程操作終端遙控操作發(fā)射機(jī)工作的功能。

結(jié)語

發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在我新機(jī)房已經(jīng)運(yùn)行五年有余，與老機(jī)房相比工作環(huán)境大大改善，將日常工作納入了自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程。把值班員從繁重的值班巡機(jī)工作中解放出來，專心于技術(shù)維護(hù)和其他研究工作，從而提高了發(fā)射機(jī)房的運(yùn)行水平，徹底解決了發(fā)射臺(tái)只知播出，不知效果的狀態(tài)，有效地減少了人為事故的發(fā)生，縮短了事故發(fā)生時(shí)長，提高了安全播出效能，同時(shí)也使得發(fā)射臺(tái)的管理工作更加規(guī)范。當(dāng)前，各種發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)發(fā)展還未成熟，各廠家甚至同一個(gè)廠家的不同型號(hào)發(fā)射機(jī)硬軟件還不能完全兼容，還未能形成一個(gè)較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，還不能離開工作人員獨(dú)自運(yùn)行。但是，新技術(shù)的引進(jìn)預(yù)示著無線發(fā)射技術(shù)的良好發(fā)展前景，具備通用性的新一代發(fā)射機(jī)及遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)已為時(shí)不遠(yuǎn)。