廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究

徐國(guó)強(qiáng)

摘 要：廣播電視發(fā)射臺(tái)是無線覆蓋廣播電視信號(hào)的重要單位，隨著播出節(jié)目數(shù)量的增多，過去采取人工監(jiān)測(cè)的方式去進(jìn)行故障排查工作顯然已無法滿足當(dāng)前現(xiàn)狀，廣播電視發(fā)射臺(tái)設(shè)置的自動(dòng)化的信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以確保設(shè)備故障時(shí)能及時(shí)排除故障保證節(jié)目的正常播出?；诖耍恼聦?duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與應(yīng)用效果進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：廣播電視；發(fā)射臺(tái)；自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

隨著數(shù)字技術(shù)與信息技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)如今的廣播電視發(fā)射臺(tái)早已發(fā)展為一個(gè)集協(xié)調(diào)操控、自動(dòng)監(jiān)測(cè)以及安全保護(hù)于一體的綜合型自動(dòng)化系統(tǒng)。廣播電視發(fā)射臺(tái)作為國(guó)家的公共基礎(chǔ)設(shè)施，主要負(fù)責(zé)將廣播、電視節(jié)目信號(hào)傳送給聽眾與觀眾，為了進(jìn)一步提升發(fā)射臺(tái)的安全播出能力，則有必要建立完善、合理且有效的自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)發(fā)射臺(tái)中各節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房的全方位監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中安全問題，保證其得到及時(shí)排除[1]。

1 廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

為確保信號(hào)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，提高節(jié)目播出的安全性，廣播電視發(fā)射臺(tái)的自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：（1）信號(hào)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警以及設(shè)備監(jiān)測(cè)均應(yīng)采用嵌入式一體化設(shè)備，所有模塊均支持熱拔插，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定安全。（2）用戶模式方面要重視部門職能，對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，通過目標(biāo)引導(dǎo)去實(shí)現(xiàn)結(jié)果輸出，避免配置復(fù)雜與重復(fù)輸入。（3）強(qiáng)化子系統(tǒng)的維護(hù)，支持設(shè)備自我診斷與故障報(bào)警，而故障的排除只需進(jìn)行模塊更換即可。（4）系統(tǒng)硬件接口需遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，各層協(xié)議也應(yīng)采取廣電總局的開放式標(biāo)準(zhǔn)。（5）監(jiān)測(cè)前端均采用圈IP模式，保證數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)以及廣播信號(hào)均可輸入。采取分布式監(jiān)測(cè)模式，遵循開放協(xié)調(diào)確保與其他軟件和設(shè)備相連，為后續(xù)拓展做準(zhǔn)備。

2 廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

2.1 機(jī)房監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

由上一級(jí)信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)輸送的信號(hào)在接受之后，廣播電視發(fā)射臺(tái)需要及時(shí)進(jìn)行中間鏈路的處理，再將廣播、電視信號(hào)傳送給廣大聽眾與觀眾。而為確保信號(hào)能夠穩(wěn)定安全送達(dá)，則需要自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)所有的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再通過分配器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配，使其傳送至對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)與切換信系統(tǒng)[2]。

從功能角度去進(jìn)行劃分，自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可分為展示層與處理層。其中，處理層作為自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)層，通常會(huì)采取嵌入式模塊結(jié)構(gòu)，利用系統(tǒng)的硬件設(shè)施去實(shí)現(xiàn)信號(hào)源的連接，并利用數(shù)字化傳輸信號(hào)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)化信號(hào)的傳輸質(zhì)量；而展示層則主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的人機(jī)交互，在具體的信號(hào)監(jiān)測(cè)過程中，一旦發(fā)生故障則系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，并且會(huì)結(jié)合內(nèi)置的強(qiáng)大故障診斷功能去對(duì)故障進(jìn)行即時(shí)分類，以便技術(shù)人員獲取更為直接的故障信息，為其故障排除提供依據(jù)，同時(shí)利用遠(yuǎn)程控制來提高信號(hào)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

對(duì)于廣播電視發(fā)射臺(tái)的自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，通常會(huì)采用嵌入式ASI信號(hào)監(jiān)測(cè)方式，其優(yōu)勢(shì)就在于強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力，能夠在惡劣的工作環(huán)境下保持長(zhǎng)效、穩(wěn)定、安全地運(yùn)行，提升整體監(jiān)測(cè)工作的可靠性。而嵌入式監(jiān)測(cè)信號(hào)從結(jié)構(gòu)來看，主要由監(jiān)測(cè)板卡、工業(yè)機(jī)箱以及直流供電電源組成，其中監(jiān)測(cè)板卡作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，其構(gòu)架模式為DSP+FPGA，有著強(qiáng)大的兼容性，對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)的不同類型設(shè)備進(jìn)行兼容，并且可充分發(fā)揮內(nèi)置處理器的功能。此外，該監(jiān)測(cè)板卡還內(nèi)置了故障的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與及時(shí)性，減少了誤報(bào)發(fā)生率。嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的是機(jī)架式機(jī)箱設(shè)計(jì)，其功能板卡可同時(shí)插入且能夠混插。其中，功能模板采用的是后裝載式設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)行熱拔插。同時(shí)，其內(nèi)部設(shè)有可插拔抽取式的風(fēng)扇模塊，能夠保證機(jī)箱內(nèi)部的空氣流通，具有散熱作用。直流供電電源為電信級(jí)，其采用的同樣是機(jī)架式設(shè)計(jì)，能夠輸入三路交流電，同樣可輸出三路直流電，電源模塊具有三組150 W電源，負(fù)載均衡完全自動(dòng)化。其中，電源模塊為后裝載式，同樣可進(jìn)行熱拔插，并且能夠在網(wǎng)絡(luò)電源的指示下對(duì)工作溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)溫度過高、電流過大、電壓過大等問題，便會(huì)及時(shí)報(bào)警。

2.2 節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測(cè)

廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有許多節(jié)目畫面的質(zhì)量監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，所以對(duì)于節(jié)目畫面的質(zhì)量監(jiān)測(cè)效果則較為不錯(cuò)。節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在進(jìn)行遠(yuǎn)程控制時(shí)，其主要的監(jiān)測(cè)對(duì)象為輸入信號(hào)源、音視頻分切換單元、發(fā)射機(jī)輸出等重要節(jié)點(diǎn)，不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還可對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)化報(bào)警。該系統(tǒng)采用的是嵌入式前端輸出的TS over IP組碼流，對(duì)節(jié)目畫面進(jìn)行監(jiān)視。具體來講，該系統(tǒng)的功能表現(xiàn)為：系統(tǒng)能夠在獲取組播碼流之后對(duì)節(jié)目信號(hào)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)制，有著強(qiáng)大的靈活性，在監(jiān)測(cè)報(bào)警主機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)之下，降低了故障的發(fā)生率。

在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)Ξ嬅骒o幀、黑場(chǎng)、視頻伴音等故障予以實(shí)時(shí)報(bào)警，保證所有節(jié)目能夠順利播出，而其報(bào)警方式也較為多元，一旦出現(xiàn)播出故障，自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠通過信號(hào)燈、圖像邊框以及語(yǔ)音等方式同一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，進(jìn)而讓值班人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并展開維護(hù)。該系統(tǒng)不僅支持?jǐn)?shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)以及廣播，并且還具備錄像查詢與存儲(chǔ)功能。此外，廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在嵌入式網(wǎng)絡(luò)中，可對(duì)節(jié)目錄像實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控，一旦發(fā)生故障則會(huì)快速反應(yīng)且作出分析。由于該系統(tǒng)采取的是磁盤預(yù)分配方案，如果系統(tǒng)中硬件發(fā)生故障，則會(huì)通過讀寫去拓展空間，避免軟件對(duì)磁盤的重復(fù)讀寫。同時(shí)，該系統(tǒng)還能夠還能夠?qū)Ω鞴?jié)目錄像數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并可結(jié)合時(shí)間與空間去預(yù)先設(shè)置磁盤的空間，從而實(shí)現(xiàn)錄像文件按照既定順序逐步寫入，緩解了磁盤讀寫壓力，提高了廣播電視發(fā)射臺(tái)的工作效率。

2.3 綜合報(bào)警與系統(tǒng)管理

由于現(xiàn)如今的廣播電視發(fā)射臺(tái)是一項(xiàng)綜合性極高的自動(dòng)化傳播系統(tǒng)，對(duì)其運(yùn)行效果造成直接影響的主要有數(shù)據(jù)格式與編碼。其中自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為該傳播系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，同時(shí)也是安全運(yùn)行的保障，并且還肩負(fù)著對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部故障的排查工作。鑒于其重要性，廣播電視發(fā)射臺(tái)需將自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)為重點(diǎn)保護(hù)，設(shè)置相應(yīng)控制權(quán)限去避免越級(jí)操作。同時(shí)，為避免自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)受到外部因素的干擾，還應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化身份驗(yàn)證、防火墻安裝，并且制定安全隔離保障策略，從內(nèi)部到外部去綜合構(gòu)建報(bào)警系統(tǒng)。

廣播電視發(fā)射臺(tái)的自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是典型的人機(jī)交互系統(tǒng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并確定故障發(fā)生點(diǎn)，在高效的故障排除工作下保證節(jié)目的順利播出。在自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的過程中，綜合報(bào)警系統(tǒng)有著多元化的報(bào)警方式，如語(yǔ)音、指示燈、圖像邊框顏色變化等。同時(shí)，該系統(tǒng)能夠在邏輯處理后結(jié)合報(bào)警信息進(jìn)行分析，對(duì)其故障進(jìn)行科學(xué)分類，再利用音頻混合器對(duì)節(jié)目伴音予以集中輸出，從而強(qiáng)化伴音效果[3]。

數(shù)據(jù)庫(kù)管理：該系統(tǒng)能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)故障與數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，并且可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢。其中數(shù)據(jù)庫(kù)中詳細(xì)記載了故障起始日期與終止日此、故障類型、故障發(fā)生頻道。

用戶權(quán)限管理：可分為超級(jí)用戶與普通用戶兩種，其中前者能夠?qū)ο到y(tǒng)用戶進(jìn)行自由刪減與正增加，但后者則無法實(shí)現(xiàn)該操作。

3 廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用效果

廣播電視發(fā)射臺(tái)的自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)射臺(tái)信號(hào)故障實(shí)施監(jiān)測(cè)，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除，確保節(jié)目的順利播出。將上述設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際工作當(dāng)中，能夠收到非常顯著的應(yīng)用效果，具體有以下兩點(diǎn)。

3.1 提高發(fā)射臺(tái)工作效率

由于發(fā)射臺(tái)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，主要由發(fā)射機(jī)、基礎(chǔ)建筑以及動(dòng)力系統(tǒng)組成，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)不僅需要投入大量的人力、物力與財(cái)力，而且對(duì)于監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)水平要求非常高。而自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的投入應(yīng)用能夠減輕維護(hù)人員的壓力，并且在故障排查的精準(zhǔn)性和及時(shí)性方面更為高效，提高了廣播電視發(fā)射臺(tái)的工作效率。

3.2 提升節(jié)目播出的安全性

現(xiàn)如今廣播電視發(fā)射臺(tái)所需要的傳輸頻道非常多，并且信號(hào)、發(fā)射機(jī)、天饋系統(tǒng)場(chǎng)地分布比較分散，人工進(jìn)行巡檢顯得極為疲累，容易造成疏漏。而自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的投入使用，便能夠有效避免疏漏導(dǎo)致的誤報(bào)警、停播事件，保證了節(jié)目播出的安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)時(shí)代的不斷發(fā)展進(jìn)步，我們能夠預(yù)見到未來的廣播電視行業(yè)發(fā)展更多會(huì)趨向于無線廣播電視發(fā)射臺(tái)，而自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也會(huì)在未來有更為廣闊的發(fā)展空間。自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)房信號(hào)故障的“自動(dòng)”發(fā)現(xiàn)，不但能夠提升廣播電視發(fā)射臺(tái)的工作效率，也能夠保證節(jié)目播出的安全性。通過文章中對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，我們有理由相信在未來的發(fā)展中，該系統(tǒng)的功能將會(huì)不斷完善優(yōu)化，勢(shì)必會(huì)更進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)廣播電視行業(yè)的發(fā)展。

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