廣播發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化構(gòu)架研究

周海清

摘要：在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平提高的同時(shí)，人們對(duì)電視節(jié)目信號(hào)的持續(xù)性和清晰度也提出了更高的要求。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)廣播電視發(fā)射技術(shù)也有了很大的進(jìn)步。由于自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)采集和處理電視發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)更高效、更安全的電視節(jié)目播放目標(biāo)，廣播電視發(fā)射臺(tái)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)普遍被應(yīng)用于電視臺(tái)。該文就廣播發(fā)射臺(tái)的自動(dòng)化的建設(shè)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：廣播發(fā)射臺(tái)；自動(dòng)化；構(gòu)架；建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）36-8833-02

眾所周知，我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊的大國(guó)，而且人口數(shù)量眾多，這使得全面各地都設(shè)立了許多功率等級(jí)不一樣的廣播和電視發(fā)射臺(tái)，在這些發(fā)射臺(tái)中，有許多還是用的是傳統(tǒng)的廣播電視發(fā)射臺(tái)工作模式，這種模式一般是通過(guò)留守的人員來(lái)手動(dòng)完成發(fā)射臺(tái)信號(hào)的檢測(cè)、控制和保護(hù)工作，仍停留在手工操作水平。在信息化、數(shù)字化高速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的廣播電視發(fā)射臺(tái)工作模式已經(jīng)相當(dāng)樓后，難以滿(mǎn)足電視領(lǐng)域發(fā)展的需要，這也對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化應(yīng)用普及化提出了更高的要求，自動(dòng)化控制系統(tǒng)恰恰彌補(bǔ)人工工作的缺陷，解決了排查工作的難題，機(jī)房人員的工作成效也因此有了質(zhì)的飛躍和提升。

1 電視廣播發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化的定義

廣播電視發(fā)射臺(tái)的自動(dòng)化是在自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代信息化技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射臺(tái)的監(jiān)控和管理目標(biāo)，主要是通過(guò)監(jiān)測(cè)用于廣播、電視節(jié)目的傳輸、發(fā)射的相關(guān)輔助設(shè)備及機(jī)房管理情況。相對(duì)于傳統(tǒng)的工作方式而言，廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化引入了人工智能技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)提高了對(duì)問(wèn)題處理的精確性、及時(shí)性、規(guī)范性、高效性。一般情況下，自動(dòng)控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)思想上采取的是分散控制和集中管理的模式。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是各控制系統(tǒng)相當(dāng)于電路中的并聯(lián)方式，各個(gè)子系統(tǒng)的安全、流暢的工作方式或不干擾。當(dāng)一方面出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響到其他分支的工作，保證了整個(gè)系統(tǒng)的安全性。對(duì)于各個(gè)分路系統(tǒng)職能設(shè)備，又分別設(shè)置電力、播出和附屬設(shè)備來(lái)保障各分路能夠正常的工作。電視發(fā)射臺(tái)的安全性，依托于自動(dòng)控制系統(tǒng)中的自動(dòng)抄表、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)來(lái)保障。

2 電視廣播發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化的意義

在信息技術(shù)話飛速發(fā)展的同時(shí)，地面數(shù)字廣播電視技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，數(shù)字廣播電視設(shè)備等新技術(shù)、新設(shè)備的出現(xiàn)，對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)的設(shè)備提出了更高的要求，廣播電視發(fā)射臺(tái)是國(guó)家的重要宣傳機(jī)構(gòu)，靠傳統(tǒng)的人工操作難以滿(mǎn)足社會(huì)的需求，發(fā)射臺(tái)技術(shù)、設(shè)備更新的重要性不言而喻，這也是電視廣播行業(yè)進(jìn)步的明顯標(biāo)志，電視廣播企業(yè)要想在科技、信息化日新月異的今天把握市場(chǎng)行業(yè)的主動(dòng)權(quán)、提高起核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)行電視廣播發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化尤為重要。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能概述

電視廣播發(fā)射臺(tái)的自動(dòng)化控制，主要體現(xiàn)在自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)遙控、自動(dòng)保護(hù)方面，簡(jiǎn)要來(lái)說(shuō)主要包括以下幾點(diǎn)。第一，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)，并能將其工作狀態(tài)回發(fā)自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)；第二，設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)保存和查詢(xún)功能，主要是對(duì)發(fā)射機(jī)的狀況存儲(chǔ)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，并保留一定的時(shí)長(zhǎng)，便于需要時(shí)進(jìn)行檢查和評(píng)測(cè)。第三，對(duì)音頻的監(jiān)聽(tīng)、分析，視頻的監(jiān)看、分析功能。第四，監(jiān)控功能。對(duì)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行累積保存，保障安全。第五，發(fā)射機(jī)及信號(hào)異常情況預(yù)警功能。第六，發(fā)射數(shù)據(jù)的留存與傳輸功能，保障數(shù)據(jù)的流暢傳輸。第七，值班記錄功能。第八，報(bào)表功能。

4 廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化控制系統(tǒng)構(gòu)成要素簡(jiǎn)述

廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能分支主要分為三個(gè)部分：工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)、廣播電視監(jiān)測(cè)平臺(tái)和發(fā)射機(jī)的自動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)。其中，發(fā)射機(jī)的自動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心功能，而信息管理平臺(tái)和工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)分別屬于服務(wù)性職能和安全性職能。

4.1 工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路是，傳感器中司職報(bào)警功能和司職輸入功能的DI進(jìn)行分別連入回路。報(bào)警DI連入輸入端子，輸入DI以直連報(bào)警狀態(tài)，報(bào)警返回（0）否則返回（1） 。傳感器的報(bào)警節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于控制開(kāi)關(guān)，由回路中的繼電器控制。DI輸出傳感器根據(jù)其功能可定義為：微波紅外雙鑒傳感器、紅外對(duì)射傳感器、玻璃破碎傳感器。各傳感器與水侵傳感器原理相通。各種功能的回路互不干擾，分別工作。對(duì)環(huán)境的各個(gè)方面（低壓配電環(huán)節(jié)、空調(diào)數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)、發(fā)電機(jī)環(huán)節(jié)、斷電UPS數(shù)據(jù)）進(jìn)行監(jiān)測(cè)，形成各自的防區(qū)。工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，除了對(duì)環(huán)境變量的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理之外；同時(shí)，司職系統(tǒng)的安防工作。對(duì)于系統(tǒng)工作環(huán)境中的異態(tài)信號(hào)能起到過(guò)濾、消除和自動(dòng)處理的功能。

4.2 廣播電視監(jiān)測(cè)平臺(tái)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路為：調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由直交流轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過(guò)對(duì)流媒體格式的壓縮（廣播電視主體傳播格式是高壓縮比的MPEG-4格式）進(jìn)入存儲(chǔ)模塊，由存儲(chǔ)控制器，將信號(hào)傳輸至電視監(jiān)測(cè)模型。信號(hào)各種狀態(tài)通過(guò)硬碟機(jī)CPU，上報(bào)至上位機(jī)軟件。由上位機(jī)軟件來(lái)完成圖像回傳、音頻鑒別、位圖對(duì)比。調(diào)諧器對(duì)輸入的RF信號(hào)進(jìn)行模擬，模擬AUDIO信號(hào)經(jīng)過(guò)CPU處理壓縮送入存儲(chǔ)單元進(jìn)行保存，廣播卡軟件的主要任務(wù)是將音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮和強(qiáng)度分析，直接由上位機(jī)軟件實(shí)施音頻回傳，并對(duì)WAV或者M(jìn)P3格式音頻直接調(diào)用。

4.3 發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制平臺(tái)

目前我國(guó)發(fā)射機(jī)的通訊接口主要為RS232、RS422、RS485等，通過(guò)這些協(xié)議傳輸?shù)男盘?hào)是不能直接用于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?。必須通過(guò)一定技術(shù)手段，將信號(hào)采集轉(zhuǎn)變?yōu)榛ヂ?lián)網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議，經(jīng)由交換極和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，以達(dá)到通訊目的。發(fā)射機(jī)回傳的數(shù)據(jù)通過(guò)邏輯控制解析，并經(jīng)由上位機(jī)軟件進(jìn)行調(diào)制。整個(gè)的過(guò)程可以理解為，收集數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)傳輸——傳輸后數(shù)據(jù)解析——解析后上報(bào)下發(fā)——顯示。當(dāng)前，發(fā)射機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，運(yùn)用了國(guó)產(chǎn)嵌入式的操作系統(tǒng)LINUX，以及工業(yè)級(jí)集成電路。對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)協(xié)議傳輸?shù)男盘?hào)、開(kāi)關(guān)量、模擬量等信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)男盘?hào)，并內(nèi)建虛擬主機(jī)，存儲(chǔ)、監(jiān)測(cè)、或者進(jìn)行輸出控制，從而使遠(yuǎn)程調(diào)試發(fā)射機(jī)狀態(tài)成為可能。發(fā)射機(jī)的采集控制器，目前多采用嵌入式ARM9作為核心控制單元。endprint

5 廣播發(fā)射臺(tái)自動(dòng)控制系統(tǒng)功能

5.1 實(shí)現(xiàn)臺(tái)站端各系統(tǒng)的自我管理

采用人性化的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的主備機(jī)自動(dòng)倒換和自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)Ⅳ+1系統(tǒng)的多次自動(dòng)倒換；信號(hào)源系統(tǒng)的信號(hào)具有自動(dòng)切換，還可擴(kuò)展到錯(cuò)播、插播的自動(dòng)識(shí)別；電力系統(tǒng)外電與油機(jī)的自動(dòng)倒換；環(huán)境系統(tǒng)對(duì)偷盜、煙火等異常情況的自動(dòng)報(bào)警與聯(lián)動(dòng)攝像記錄；智能化的數(shù)據(jù)傳送方式。臺(tái)站與外部的光纜中斷時(shí)，不會(huì)影響臺(tái)站各系統(tǒng)的運(yùn)行，其各種參數(shù)仍保存在臺(tái)站端，光纜恢復(fù)通信后，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)傳回分中心和省中心，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。

5.2 實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的各種遠(yuǎn)程控制功能

總中心和分中心可以實(shí)時(shí)遙控發(fā)射機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)、主備機(jī)倒換；實(shí)時(shí)遙控信號(hào)源的切換、調(diào)制度的調(diào)整及各種設(shè)置項(xiàng)的設(shè)置；遙控機(jī)房空調(diào)、照明的開(kāi)關(guān)及環(huán)境系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)置；遙控柴油發(fā)電機(jī)組的開(kāi)關(guān)，并對(duì)臺(tái)站電力系統(tǒng)的參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)瀏覽各臺(tái)發(fā)射機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控各類(lèi)發(fā)射機(jī)（中波、電視、調(diào)頻）的播出效果。即遠(yuǎn)程監(jiān)控臺(tái)內(nèi)信號(hào)源和發(fā)射的音視頻，并可循環(huán)監(jiān)聽(tīng)、監(jiān)視各種信號(hào)；遠(yuǎn)程遙控調(diào)諧和設(shè)置臺(tái)站端的多路調(diào)頻、調(diào)幅、電視調(diào)諧器，使監(jiān)聽(tīng)、監(jiān)視更加方便靈活；實(shí)時(shí)瀏覽臺(tái)站的環(huán)境視頻情況和環(huán)境溫濕度、明火、煙霧、浸水、紅外等參數(shù)；也可回放視頻錄像；可對(duì)臺(tái)站端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位和軟件升級(jí)。

5.3 多級(jí)完善的報(bào)警功能

臺(tái)站各子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到故障或異常，系統(tǒng)根據(jù)事故級(jí)別迅速反饋到相應(yīng)地點(diǎn)和人員（臺(tái)站端、分中心端、省中心端人員）。報(bào)警方式分為3種形式：短信報(bào)警，通過(guò)GSM短信模塊向預(yù)設(shè)的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送報(bào)警信息；電話語(yǔ)音報(bào)警，通過(guò)撥打預(yù)設(shè)的手機(jī)或座機(jī)號(hào)碼進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警；界面報(bào)警，用客戶(hù)端監(jiān)控時(shí)，界面自動(dòng)跳到相應(yīng)的子系統(tǒng)，并加上語(yǔ)音、文字報(bào)警信息。

5.4 完善的數(shù)據(jù)管理統(tǒng)計(jì)功能

總中心和分中心可以統(tǒng)計(jì)所轄區(qū)域內(nèi)發(fā)射機(jī)的工作情況參數(shù)，以報(bào)表形式存儲(chǔ)，存儲(chǔ)容量大于3年。省中心和分中心可以查詢(xún)?yōu)g覽臺(tái)站端已發(fā)射的音視頻和臺(tái)內(nèi)環(huán)境報(bào)警的場(chǎng)地視頻，音視頻存儲(chǔ)容量為1個(gè)月。自動(dòng)生成播出情況的天、月、季、年形式的報(bào)表，統(tǒng)計(jì)臺(tái)站短信息量、油機(jī)耗油量、臺(tái)站用電量等有關(guān)信息。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，廣播發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)配套設(shè)備的運(yùn)行狀況以及發(fā)射臺(tái)的環(huán)境情況監(jiān)測(cè)目標(biāo)，極大的降低了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了廣播發(fā)射臺(tái)的傳輸、調(diào)度等工作的正常運(yùn)行，提高了安全播出率和工作效率。

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