區(qū)縣廣播電視發(fā)射臺升級遠程自臺監(jiān)控方案

重慶廣播電視技術(shù)中心：譚棟明

1.概述

重慶市巴南區(qū)融媒體中心下轄有天星寺、石馬兩個區(qū)縣級廣播電視發(fā)射臺。電視業(yè)務有中央臺地面數(shù)字電視節(jié)目21CH、24CH兩個頻道共12套節(jié)目，重慶市級和巴南區(qū)級地面數(shù)字電視節(jié)目32CH共三套節(jié)目；廣播業(yè)務有中國之聲FM106.6MHz，巴南之聲FM94.4MHz、FM96.6MHz。

2015年，兩個臺站完成了中央臺數(shù)字地面電視21CH、24CH兩個頻道的自臺監(jiān)控建設(shè)，實現(xiàn)了本地信號、設(shè)備、電力、環(huán)境等環(huán)節(jié)的監(jiān)控和操作。隨著業(yè)務的增加以及安全播出工作形勢的變化，也給高山臺的自臺監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求。特別是在國家廣電總局組織的“迎接中國共產(chǎn)黨建黨100周年安全播出大檢查”中，針對區(qū)縣廣播電視發(fā)射臺地理位置較為偏遠、值班人員較少、自臺監(jiān)控系統(tǒng)不完善等現(xiàn)象，巴南區(qū)融媒體中心結(jié)合本區(qū)發(fā)射臺運行維護情況，在現(xiàn)有自臺監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上升級改造，以有人留守、無人值班為設(shè)計理念，實現(xiàn)了高山臺自臺監(jiān)控系統(tǒng)本地、遠程協(xié)調(diào)工作的新型運維管理模式。

2.原有自臺監(jiān)控系統(tǒng)介紹

天星寺、石馬兩個發(fā)射臺目前各有一套由重慶新廣視廣播電視技術(shù)開發(fā)有限公司定制的自臺監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括三個部分：第一是自臺監(jiān)控平臺系統(tǒng)，該平臺能對21CH、24CH主備發(fā)射機、衛(wèi)星接收機等播出系統(tǒng)設(shè)備進行實時數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控，并能實現(xiàn)一鍵主備機倒換操作；采用智能供電箱實時監(jiān)測供電參數(shù)并可通過設(shè)備的供電邏輯實現(xiàn)設(shè)備強制重啟及開關(guān)機操作；配置了溫濕度傳感器，監(jiān)測環(huán)境溫度、濕度實現(xiàn)異態(tài)告警。第二是信號監(jiān)測多畫面系統(tǒng)，通過衛(wèi)星接收機以及數(shù)字地面電視調(diào)諧器對21CH、24CH兩個頻道的衛(wèi)星信源及發(fā)射后的空收信號進行處理，實現(xiàn)電視節(jié)目大屏幕多畫面顯示和信號的290碼流分析，若有異常還能立即將告警內(nèi)容推送至自臺監(jiān)控平臺。第三是安防監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)攝像頭IPC和硬盤錄像機NVR組成，實現(xiàn)對設(shè)備機房、監(jiān)控室、臺區(qū)周界等重點區(qū)域的視頻監(jiān)控。

3.自臺監(jiān)控升級需求分析

天星寺、石馬發(fā)射臺前期的自臺監(jiān)控系統(tǒng)，只完成了中央數(shù)字地面電視21CH、24CH兩個頻道的監(jiān)測，未涵蓋本地數(shù)字地面電視節(jié)目32CH以及廣播節(jié)目中國之聲FM106.6MHz，巴南之聲FM94.4MHz、FM96.6MHz。需在自臺監(jiān)控平臺完善，包括自臺監(jiān)控平臺端對設(shè)備的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控、多畫面系統(tǒng)的可視化顯示及告警信息推送。

天星寺、石馬發(fā)射臺值班人員為單人單崗，不能滿足24小時都有人在崗的安全播出要求，且值班人員技術(shù)水平普遍不高，這也是大多數(shù)區(qū)縣級廣播電視高山發(fā)射臺面臨的困難。因此，需要在融媒體中心監(jiān)控大廳新建一套遠程監(jiān)控系統(tǒng)，能通過遠程操作實現(xiàn)對兩個機房的播出狀態(tài)實時監(jiān)控和設(shè)備操作。

天星寺、石馬發(fā)射臺原有視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測區(qū)域不完善。未實現(xiàn)全臺區(qū)無死角盲區(qū)監(jiān)控；存在部分攝像頭老化，夜間監(jiān)控畫面不清晰等現(xiàn)象；硬盤錄像機不支持移動偵測及告警等功能。需要對現(xiàn)有設(shè)備進行升級，同時將視頻傳回融媒體中心監(jiān)控大廳。

考慮到每個發(fā)射臺站日常狀態(tài)的單人單崗現(xiàn)象，若遇到應急突發(fā)事件無法撥打電話等因素。還需要新建一套應急呼叫系統(tǒng)，客戶端分別安裝在高山臺監(jiān)控室以及值班員宿舍，服務端總機安裝在融媒體中心監(jiān)控大廳。確保高山臺值班員任何時間都能一鍵尋呼到中心監(jiān)控大廳。

4.升級改造方案設(shè)計

4.1 總體傳輸架構(gòu)設(shè)計

天星寺、石馬發(fā)射臺分布于巴南區(qū)不同的街道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，目前僅通過重慶有線光纖網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)天星寺發(fā)射臺、石馬發(fā)射臺、融媒體中心機房三者之間互聯(lián)互通。因此，可利用重慶有線光纖網(wǎng)絡(luò)資源，通過IP化方式搭建統(tǒng)一的自臺監(jiān)控平臺。

天星寺發(fā)射臺、石馬發(fā)射臺、融媒體中心監(jiān)控大廳各配置一臺核心交換機，通過光纖將天星寺、石馬發(fā)射臺連接到融媒體中心監(jiān)控大廳，考慮到系統(tǒng)設(shè)備復雜性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄻有?，交換機需選用三層核心網(wǎng)管交換機并預留足夠端口便于今后擴容，本方案最后采用的是華為S5720EI系列企業(yè)級交換機，該交換機具有其穩(wěn)定的性能和強大的數(shù)據(jù)處理能力，兩個發(fā)射臺分別通過重慶有線專用裸纖接入交換機的萬兆SFP+端口，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃浴?/p>

天星寺、石馬發(fā)射臺保留原視頻監(jiān)控安防交換機仍作為視頻安防專用，配置級聯(lián)端口接入華為S5720EI核心交換機供遠程監(jiān)控和管理。其余自臺監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)和碼流推送數(shù)據(jù)均直接接入華為S5720EI核心交換機。通過以上配置，實現(xiàn)了三地的數(shù)據(jù)傳輸互聯(lián)互通功能。

4.2 自臺監(jiān)控平臺軟件升級

天星寺、石馬發(fā)射臺原有自臺監(jiān)控系統(tǒng)運行模式為單機客戶端模式，無法實現(xiàn)多客戶端同時運行。因此，需要對平臺軟件運行模式進行升級，協(xié)同軟件開發(fā)公司將各發(fā)射臺自臺監(jiān)控數(shù)據(jù)采集設(shè)置為服務器模式，并定制融媒體中心監(jiān)控大廳專用客戶端。升級后的監(jiān)控平臺在操作上與原平臺保持一致，只是通過后臺數(shù)據(jù)庫等參數(shù)進行調(diào)整，便于值班員快速掌握和使用。在融媒體中心監(jiān)控大廳新增一臺客戶端計算機并登陸專用客戶端，用于同時監(jiān)看兩個發(fā)射臺的設(shè)備運行狀態(tài)以及各種參數(shù)修改和切換操作。

4.3 自臺監(jiān)控系統(tǒng)擴容

將本地數(shù)字地面電視節(jié)目32CH以及廣播節(jié)目中國之聲FM106.6MHz，巴南之聲FM94.4MHz、FM96.6MHz發(fā)射機納入自臺監(jiān)控系統(tǒng)。首先，需要對以上節(jié)目對應的發(fā)射機電源進行改造，將發(fā)射機供電接入智能供電箱，在監(jiān)控平臺軟件上實現(xiàn)電源數(shù)據(jù)監(jiān)測及強制斷電、重啟操作。其次，以上節(jié)目對應的發(fā)射機為江蘇全波、成都成廣等不同品牌或不同批次型號的設(shè)備且無法匹配原自臺監(jiān)控數(shù)據(jù)庫文件，需要對設(shè)備通訊協(xié)議進行解析完成數(shù)據(jù)采集。最后，還需要在平臺軟件上添加上述設(shè)備，實現(xiàn)可視化監(jiān)管監(jiān)控。

4.4 信號監(jiān)測多畫面系統(tǒng)升級

將本地數(shù)字地面電視節(jié)目32CH以及廣播節(jié)目中國之聲FM106.6MHz，巴南之聲FM94.4MHz、FM96.6MHz信號源及空收信號納入多畫面系統(tǒng)顯示并將以上節(jié)目碼流告警信息推送至自臺監(jiān)控平臺。天星寺、石馬發(fā)射臺原各由一套重慶洪聲現(xiàn)代視聲公司研發(fā)的基于IP碼流監(jiān)測的多畫面系統(tǒng)，因此，需要將上述信號碼流統(tǒng)一為IP格式。

本地數(shù)字地面電視節(jié)目32CH包括重慶衛(wèi)視、重慶新聞、巴南綜合三個電視節(jié)目，分別從衛(wèi)星、有線電視、光纖等方式將三套節(jié)目的SDI信號送至主站天星寺發(fā)射臺，由天星寺發(fā)射臺一臺數(shù)碼視訊AVS+多功能編碼器完成編碼復用形成ASI流和IP流，分別給天星寺32CH發(fā)射機，或通過重慶有線光纖網(wǎng)絡(luò)送給石馬發(fā)射臺32CH發(fā)射機。綜上，在不增加設(shè)備前提下32CH信源碼流可通過數(shù)碼視訊IP碼流推送至多畫面系統(tǒng)。在天星寺、石馬發(fā)射臺各增加一臺數(shù)字電視調(diào)諧器用于空收信號監(jiān)測，本方案采用了重慶洪聲現(xiàn)代視聲公司HS8920數(shù)字電視調(diào)諧器，該調(diào)諧器能解調(diào)兩路數(shù)字地面電視信號，并形成IP碼流推送至多畫面系統(tǒng)。

在天星寺、石馬發(fā)射臺各新增一臺多路音頻編碼器，將廣播節(jié)目信源及空收信號編碼成IP碼流推送至多畫面系統(tǒng)，本方案采用了重慶洪聲現(xiàn)代視聲公司HS8302-AES/EBU數(shù)字音頻編碼器。中國之聲FM106.6MHz信源為模擬信號，需配置一臺A/D轉(zhuǎn)換器將模擬音頻轉(zhuǎn)換成AES/EBU數(shù)字音頻。新增三臺廣播調(diào)諧器用于解調(diào)三套廣播節(jié)目的空收信號，本方案采用了支持AES音頻輸出的杭州眾傳數(shù)字公司的ZHC358D數(shù)字廣播調(diào)諧器。

升級多畫面系統(tǒng)告警推送程序，將增加的電視節(jié)目及廣播節(jié)目碼流告警信息納入多畫面系統(tǒng)，推送給自臺監(jiān)控平臺。

4.5 融媒體中心監(jiān)控大廳多畫面

考慮到多畫面所需要傳輸?shù)拇a流較大，且多畫面告警內(nèi)容已經(jīng)同步傳輸?shù)阶耘_監(jiān)控平臺等因素。此次改造選用了將天星寺、石馬發(fā)射臺多畫面主機的輸出畫面進行編碼后，形成網(wǎng)絡(luò)視頻傳回融媒體監(jiān)控大廳在電視墻顯示。

因此，在天星寺、石馬發(fā)射臺各新增一臺帶環(huán)出接口且支持ONVIF協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器，用于將多畫面主機輸出的HDMI信號編碼成網(wǎng)絡(luò)視頻流接入核心交換機傳回融媒體監(jiān)控大廳。在融媒體中心監(jiān)控大廳新增兩臺NVR硬盤錄像機，分別將兩個發(fā)射臺的多畫面顯示到電視墻上兩塊顯示屏上，同時NVR還完成對多畫面的循環(huán)錄制工作。

4.6 安防監(jiān)控系統(tǒng)升級

一是重新規(guī)劃天星寺、石馬發(fā)射臺安防監(jiān)控點位，確保全臺區(qū)無死角盲區(qū)監(jiān)控；二是優(yōu)化室外攝像頭安裝位置，增加監(jiān)控立桿；三是更換部分老舊攝像頭，統(tǒng)一采用具有移動偵測功能的1080P高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭，室外攝像頭還增加夜間紅外補光燈并安裝路燈照明設(shè)施確保夜間監(jiān)控效果；四是更換兩個發(fā)射臺安防監(jiān)控硬盤錄像機，新設(shè)備具有移動偵測功能更智能、性能更優(yōu)越等特點；五是將兩個發(fā)射臺的安防監(jiān)控傳回融媒體中心監(jiān)控大廳，再送至融媒體中心安保部門集中監(jiān)控。

4.7 一鍵尋呼系統(tǒng)

新建一套IP網(wǎng)絡(luò)語音對講系統(tǒng)，在融媒體中心監(jiān)控大廳配置一臺SIP語音主機，一鍵緊急報警面板終端設(shè)備則安裝在天星寺、石馬發(fā)射臺值班監(jiān)控室和每一個值班員宿舍床頭位置。緊急情況下，高山臺值班員僅需按下緊急按鈕就能立即與監(jiān)控大廳進行通話而無需任何撥號或確認操作；監(jiān)控中心主機設(shè)置若干快捷按鍵，也能一鍵尋呼到任意終端。大大提高了安全播出應急協(xié)調(diào)和其他緊急突發(fā)事件的反應速度。

5.項目實施過程的難點

5.1 監(jiān)控平臺軟件調(diào)試

新納入監(jiān)控平臺的發(fā)射機設(shè)備，出廠年限較久，通訊協(xié)議不完善且數(shù)據(jù)處理能低，丟包現(xiàn)象特別嚴重，在調(diào)試過程中需要反復調(diào)整設(shè)備訪問時延等參數(shù)，確保數(shù)據(jù)采集正常且穩(wěn)定。新開發(fā)的融媒體中心專用客戶端為試運行版本，也需要在運行過程中不斷完善。

5.2 網(wǎng)絡(luò)IP規(guī)劃

升級后的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)較為復雜，為保證網(wǎng)絡(luò)通暢且便于管理需合理規(guī)劃不能功能板塊的IP及網(wǎng)關(guān)等地址。通過劃分VLAN、設(shè)置路由等方式，將自臺監(jiān)控平臺管理的硬件設(shè)備、信號組播碼流、視頻安防監(jiān)控、一鍵尋呼系統(tǒng)等有效區(qū)分隔離，最大限度減少網(wǎng)絡(luò)異常影響。

5.3 線路整理

升級改造前，天星寺、石馬發(fā)射臺機房線路較為凌亂。利用此次升級，對兩個發(fā)射臺的布線工藝進行了改造，調(diào)整了設(shè)備安裝布局并重新整理了線路，繪制了完整的系統(tǒng)圖紙。

巴南區(qū)融媒體中心通過此次升級改造，實現(xiàn)了中心監(jiān)控大廳對天星寺、石馬發(fā)射臺的全面遠程管理。此次升級解決了廣播電視高山發(fā)射臺值班人員較少、技術(shù)力量較弱等問題，將節(jié)目監(jiān)控和應急操作接入中心監(jiān)控大廳，初步實現(xiàn)了高山發(fā)射臺“有人留守、無人值班”。本方案為提高廣播電視高山發(fā)射臺安全播出保障能力和建設(shè)智慧型廣播電視高山發(fā)射臺提供參考。