廣播電視自動監(jiān)控系統(tǒng)主要技術(shù)研究

◎葉海豐

(上海東方傳媒技術(shù)有限公司，上海 200041)

引言

在各類科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的形勢下，自動化監(jiān)控系統(tǒng)在各行各業(yè)的應(yīng)用中變得廣泛起來，對于廣播電視行業(yè)此類較為依賴信號傳播的領(lǐng)域而言，自動化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建尤為重要，因此，需要對廣播電視自動監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成、技術(shù)要求、常用技術(shù)進(jìn)行全面地分析，并深入挖掘此類技術(shù)在廣播電視中的應(yīng)用。

一、廣播電視監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，廣播電視監(jiān)測技術(shù)主要有兩種形式：第一，無線廣播監(jiān)測。采用了廣播信號采集、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，對廣播發(fā)射機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時的自動監(jiān)測，從而確保廣播播出質(zhì)量效果。第二，模擬數(shù)字電視以及衛(wèi)星電視監(jiān)測。采用不同的設(shè)備進(jìn)行廣播電視信號頻譜、星座圖以及信號電平的監(jiān)測，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)圖像信號的集中監(jiān)測，若測量值超過設(shè)定門限值時，會立即自動報警。被調(diào)節(jié)后的信號有效存儲磁盤陣列中時，能夠最大程度的實現(xiàn)廣播電視節(jié)目的最大容量、長期的保存。由于壓縮碼的流比較小，所以更有助于網(wǎng)絡(luò)傳輸和本地遠(yuǎn)程查詢。當(dāng)前，廣播電視覆蓋范圍愈加廣泛，因而需要建立相關(guān)的高頻率廣播電視的監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)實時的展現(xiàn)廣播電視的播出質(zhì)量與傳輸效果。當(dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障時，能夠立即予以反饋傳輸相關(guān)部門進(jìn)行故障的有效排查，盡量縮短故障的發(fā)生時間，提升廣播電視的播出質(zhì)量[1]。

二、廣播電視自動監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

(一)系統(tǒng)組成

硬件系統(tǒng)主要包括2 臺廣播綜合監(jiān)測儀、1 臺廣播錄音數(shù)據(jù)存儲控制器、廣播電視信號自動監(jiān)測系統(tǒng)以及地區(qū)服務(wù)器。同時硬件系統(tǒng)中主要應(yīng)用到的技術(shù)有音頻處理技術(shù)和設(shè)備測試技術(shù)。而軟件系統(tǒng)主要包括硬盤錄像系統(tǒng)、查詢回放系統(tǒng)以及廣播電視接收系統(tǒng)。查詢回放系統(tǒng)主要由地區(qū)客戶端、地區(qū)服務(wù)器以及異態(tài)監(jiān)測共同組成。網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)為軟件的核心組成部分形成信息資源管理平臺。該系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備全部為自動無人監(jiān)測設(shè)備，可借助互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)督與控制。

(二)設(shè)計原理

該系統(tǒng)主要分為廣播監(jiān)測和電視監(jiān)測，其中，監(jiān)測信號源能夠?qū)σ曇纛l信號處理和分析后，對不同故障進(jìn)行分析后得出相關(guān)結(jié)論。該系統(tǒng)的應(yīng)用與設(shè)計需要以實際監(jiān)測需求為主的基礎(chǔ)上，盡量降低成本投入。電視發(fā)射臺的設(shè)備是電視發(fā)射機(jī)，主要包括功放單元與電視激勵器單元，激勵器擁有視頻信道和射頻信道，而功放單元則僅擁有射頻通道。若激勵器中的視頻通道發(fā)生故障時，發(fā)射機(jī)無法接收視頻信號，導(dǎo)致接收機(jī)頻道出現(xiàn)隨機(jī)雜波問題，若激勵器中的中頻調(diào)制、中頻校正等頻射信道發(fā)射故障而出現(xiàn)信號問題時，發(fā)射機(jī)無射頻信號也無法通過接收機(jī)調(diào)節(jié)正確的視頻信號，依然發(fā)射隨機(jī)雜波問題。所以需要在電視射頻中斷模塊后，進(jìn)行雜波的有效分析，合并檢測兩種不同信號[2]。

三、廣播電視自動監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要求

(一)滿足系統(tǒng)需求

廣播電視臺中的發(fā)射臺通常處于24 小時運(yùn)行狀態(tài)中，廣播發(fā)射臺多放置在機(jī)房中，因而一些廣播電視臺擁有較多的發(fā)射機(jī)房，不同的機(jī)房中也安裝了多臺發(fā)射機(jī)。因此，機(jī)房的自動監(jiān)測系統(tǒng)需要滿足以下要求：第一，高效。在進(jìn)行廣播電視發(fā)射臺機(jī)房自動監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)過程中，由于監(jiān)測對象的穩(wěn)定性和實時性存在差異性，所以需要對不同的采集頻率進(jìn)行合理、科學(xué)的配置，確保系統(tǒng)能夠高效運(yùn)行。第二，擴(kuò)展性強(qiáng)。實際的運(yùn)行中會依據(jù)具體情況增加發(fā)射機(jī)，監(jiān)控參數(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的改變，所以需要掌握新增發(fā)射機(jī)通信協(xié)議的同時，對外圍硬件設(shè)備進(jìn)行適量的增加，從而提升設(shè)備的監(jiān)督和控制功能。第三，實用性。在實際的應(yīng)用中，應(yīng)最大程度降低操作的復(fù)雜程度，提升系統(tǒng)的實用性。

(二)實現(xiàn)系統(tǒng)功能

廣播電視發(fā)射臺的自動監(jiān)控系統(tǒng)需要具有以下功能：第一，控制功能。確保系統(tǒng)能夠提供相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制功能，例如，激勵器、功率放大器以及冷卻系統(tǒng)等。第二，報警功能。系統(tǒng)所采集到的運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)需要依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行閾值的設(shè)置，當(dāng)信息超過閾值時，能夠及時報警。第三，存儲功能。由于系統(tǒng)在實際運(yùn)行中會產(chǎn)生較多的數(shù)據(jù)，因此，需要監(jiān)控系統(tǒng)擁有較大的數(shù)據(jù)存儲能力，通過建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫的方式，為后期的查詢等工作提供便利[3]。

四、廣播電視自動監(jiān)控系統(tǒng)中的常用技術(shù)

(一)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù)

以往廣播電視通常使用現(xiàn)場值班的模式對發(fā)射臺、發(fā)射站、機(jī)房進(jìn)行監(jiān)控，為了簡化監(jiān)控工作，提高監(jiān)控效率，廣播電視采用監(jiān)控系統(tǒng)取代技術(shù)人員的人工值班，而是利用系統(tǒng)監(jiān)控廣播電視的各項設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起使網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)被逐漸運(yùn)用于廣播電視之中。網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù)需要將廣播電視本地監(jiān)控系統(tǒng)連接遠(yuǎn)程管理中心，使其構(gòu)成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，最終形成整體監(jiān)管系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù)逐漸成為了現(xiàn)代監(jiān)控技術(shù)中重要的發(fā)展趨勢。網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩種形式，一種為客戶機(jī)和服務(wù)器構(gòu)成的模式，另一種為瀏覽器和服務(wù)器構(gòu)成的模式。其中，客戶機(jī)和服務(wù)器構(gòu)成的模式是主導(dǎo)性的模式，其被當(dāng)作監(jiān)控系統(tǒng)的理想模式，能夠進(jìn)行故障的遠(yuǎn)程診斷。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新?lián)Q代，瀏覽器和服務(wù)器構(gòu)成的模式也逐漸顯露了優(yōu)點(diǎn)，在監(jiān)控系統(tǒng)中的比重也越來越大。除了單獨(dú)運(yùn)用此兩種模式之外，還可以將兩種模式進(jìn)行混合應(yīng)用，混合應(yīng)用之后的服務(wù)器擁有強(qiáng)大的功能，能夠起到更強(qiáng)的處理作用，無論是測控、通信還是任務(wù)調(diào)度、數(shù)據(jù)存儲維護(hù)，都可以通過此類服務(wù)器完成。此類功能的出現(xiàn)需要依靠系統(tǒng)軟件的作用。服務(wù)器端應(yīng)用的軟件具備諸多功能，其能夠?qū)V播電視現(xiàn)場的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行控制，進(jìn)而采集到監(jiān)控對象的相關(guān)信息，并對監(jiān)控對象進(jìn)行科學(xué)的判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控對象處于異常狀態(tài)時，系統(tǒng)能夠及時報警，并對其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控，將異常信息傳輸?shù)接脩舳耍?wù)器還能夠妥善保存采集到的數(shù)據(jù)，將其安全儲存至數(shù)據(jù)庫之中，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問，其還能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器之間的快速通信，進(jìn)行信息共享。

(二)信號處理技術(shù)

自動化監(jiān)控系統(tǒng)離不開信號處理技術(shù)，此類技術(shù)除了需要對模擬技術(shù)進(jìn)行處理之外，還需要對數(shù)字信號、開關(guān)信號進(jìn)行處理。模擬信號指的是能夠跟隨時間進(jìn)行連續(xù)變化的信號，在固定時段之內(nèi)，此類信號的增幅呈現(xiàn)連續(xù)狀態(tài)，在一定的時間段內(nèi)，信號的幅值是連續(xù)的。數(shù)字信號需要在離散的時間上進(jìn)行取值，不僅其時間離散，其幅值也處于離散狀態(tài)。開關(guān)信號指的是各類開關(guān)器件發(fā)出的控制類型的信號。在廣播電視的自動監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)用的信號處理技術(shù)主要處理數(shù)字信號，其需要進(jìn)行信號的采樣，采樣過程是對廣播信號進(jìn)行模擬然后將該信號傳遞出去，整個過程之中以指令對信號發(fā)生的波形變化進(jìn)行捕捉，捕捉后利用內(nèi)部運(yùn)算對其進(jìn)行計算，獲得音頻信號的信息以及在各不相同的信號之下出現(xiàn)的聲音頻率。還需要進(jìn)行信號量化，采樣之后的信號能夠通過量化的形式獲得轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的過程中能夠?qū)⑦B續(xù)取值變更為離散取值，其取值結(jié)果更加可靠。通過信號的量化處理，信號發(fā)生丟失的概率大大降低，同時其獲得的電視音頻質(zhì)量有效提高，主要體現(xiàn)在電視廣播音頻的清晰度上。之后還需要處理信號濾波，進(jìn)行信號的編碼與變換。該環(huán)節(jié)的主要工作為將廣播電視中產(chǎn)生的傳輸信號進(jìn)行分解，再利用信號處理器實現(xiàn)信號的識別轉(zhuǎn)化，使其能夠被快速識別。編碼的過程中需要對采樣和量化的參數(shù)進(jìn)行非常精準(zhǔn)地計算，確保參數(shù)的完整性，才能獲得較好的編碼效果[4]。

(三)播控技術(shù)

廣播電視中傳統(tǒng)監(jiān)控的目的在于監(jiān)視設(shè)備與信號，其主要采取人工巡檢的方式進(jìn)行信號的監(jiān)察，缺乏監(jiān)控中心，也沒有建立預(yù)警機(jī)制與報警機(jī)制。當(dāng)廣播電視逐漸向數(shù)字化發(fā)展時，數(shù)字化監(jiān)控中心的建設(shè)越來越受重視，監(jiān)控系統(tǒng)之中增加了更多功能，例如，自動化備份故障數(shù)據(jù)，自動報警、故障預(yù)警等。在數(shù)字化的大趨勢下，廣播電視的自動化系統(tǒng)需要積極利用播控技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，在監(jiān)控系統(tǒng)的支撐下，構(gòu)建一體化智能平臺。應(yīng)用播控技術(shù)構(gòu)建的智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠做到統(tǒng)一管理系統(tǒng)設(shè)備并對其進(jìn)行合理配置，科學(xué)地調(diào)度資源，實現(xiàn)故障的預(yù)警、診斷。播控技術(shù)系統(tǒng)共有三層，底層為設(shè)備驅(qū)動，需要直接和硬件接觸，中間層是管理設(shè)備的監(jiān)控平臺，可以將設(shè)備與任務(wù)關(guān)聯(lián)起來，中間層需要確保任務(wù)和底層設(shè)備無關(guān)，上層主要有兩個平臺，其一為監(jiān)控系統(tǒng)任務(wù)平臺，其二為資源管理平臺。此類分層結(jié)構(gòu)能夠?qū)?fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行分解，更方便設(shè)計自動化監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。在該技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)之中，監(jiān)控對象主要為廣播電視的設(shè)備與信號。由于播控設(shè)備的功能越來越多，其設(shè)備的構(gòu)造日益復(fù)雜，因此，數(shù)字播控系統(tǒng)的播控設(shè)備日益復(fù)雜，自動化監(jiān)控系統(tǒng)需要提供更多種監(jiān)控模式，對于播控技術(shù)而言，其已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)檢測功能、控制功能此類必要的保證廣播電視正常播出的功能，除此之外，還可以擴(kuò)充其構(gòu)成的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，使其監(jiān)控系統(tǒng)功能更加全面。

五、廣播電視自動監(jiān)控系統(tǒng)中主要技術(shù)的應(yīng)用

(一)保證信號傳輸安全

廣播電視傳遞的內(nèi)容大多是國家頒布的相關(guān)政策、基礎(chǔ)的民生民意、新潮的社會公共信息以及各類典型事例等等，其蘊(yùn)含的社會價值較高。由于我國已經(jīng)步入了信息化社會的時代，各種信息傳輸方式的特征豐富多樣，但其安全性不高。而廣播電視自動監(jiān)控的系統(tǒng)中運(yùn)用的技術(shù)能夠保證信號傳輸?shù)陌踩?，?dāng)前廣播電視數(shù)字中運(yùn)用的數(shù)字微波信號傳輸技術(shù)較為先進(jìn)，其能夠利用數(shù)字收發(fā)器來實現(xiàn)信號的接收和傳輸，和光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)的區(qū)別是該技術(shù)通信利用的介質(zhì)是波長位于0.1mm—1m 范圍之內(nèi)的電磁波，同時并不依賴其他種類的固體介質(zhì)共同參與，對于各種通信網(wǎng)都很適用，在進(jìn)行信號傳播時通常會以SDH 線路為主，嚴(yán)格遵循波道的相符性以及規(guī)范性等準(zhǔn)則，于干線上做好環(huán)路形式波道的設(shè)置。在廣播電視的自動化監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)用的信號處理技術(shù)支持下，數(shù)字微博信號的傳輸支線也得到了完善，其還能夠幫助數(shù)字微博傳輸構(gòu)建數(shù)字傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過自動監(jiān)控系統(tǒng)對微波信號的傳輸進(jìn)行安全保障，保證信號的傳輸具有較高的穩(wěn)定性和較好的保密性，同時其具有較高的安全性，有效解決在傳輸過程中可能會出現(xiàn)的各類安全問題[5]。

(二)強(qiáng)化信號傳輸效率

自動監(jiān)控系統(tǒng)中的主要技術(shù)在強(qiáng)化信號傳播效率上獲得了較好的應(yīng)用，電視廣播早期運(yùn)用的數(shù)字音頻傳輸技術(shù)，擁有相對復(fù)雜的傳輸形式，同時音質(zhì)上存在一定問題，造價也偏高，難以在廣播電視中獲得廣泛的應(yīng)用，為了更好地利用此類技術(shù)，技術(shù)人員利用無壓縮的手段簡化傳輸?shù)男问?，使傳輸信號獲得更優(yōu)質(zhì)的音質(zhì)，也對信號的傳輸效率提出了更高的要求，需要通過自動監(jiān)控監(jiān)控中的信號處理技術(shù)保障信號的傳輸效率。自動化的監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過監(jiān)測電視信號的具體碼流以及相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)，實時關(guān)注數(shù)字音頻的傳輸狀態(tài)。為了將數(shù)字音頻系統(tǒng)運(yùn)行的效率進(jìn)行進(jìn)一步提高，需要建立具備較高性能的自動化監(jiān)控系統(tǒng)自動對其進(jìn)行監(jiān)控。由于廣播電視蘊(yùn)含的音頻信息量比較大，僅僅依靠人工的監(jiān)控和管理非常容易出現(xiàn)工作失誤，導(dǎo)致發(fā)生意外事故。為了盡量避免此類現(xiàn)象，需要配置好自動化監(jiān)控系統(tǒng)，實時嚴(yán)格地監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行過程中的各項參數(shù)、機(jī)房的溫度以及濕度等，保證發(fā)現(xiàn)問題之后能夠在第一時間對其進(jìn)行處理。同時監(jiān)控系統(tǒng)中還需要具備自動報警的功能，在監(jiān)控發(fā)現(xiàn)問題后，需要通過自動報警的功能向工作人員發(fā)出警告，將檢測出的異常信息傳輸給工作人員。

(三)保障信號傳輸質(zhì)量

廣播電視當(dāng)前運(yùn)用的微波傳輸技術(shù)存在一定局限性，其波束能夠被地球曲面影響且傳輸?shù)倪^程中很容易發(fā)生損耗，導(dǎo)致信號衰弱，因此需要徹底落實好傳輸系統(tǒng)的維護(hù)。為了更好地應(yīng)對此類情況，需要充分發(fā)揮自動監(jiān)控系統(tǒng)中各項技術(shù)的作用對信號發(fā)生衰弱現(xiàn)象的具體情況進(jìn)行實地了解，合理安排中繼站的布局，盡量維持微波信號的傳輸。微波線路的建設(shè)過程較為復(fù)雜，具有較強(qiáng)的專業(yè)性，因此，在建設(shè)線路時需要依靠自動化監(jiān)控系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)以及監(jiān)控中心的集中化管理技術(shù)避免同一電路上信號傳輸?shù)念l率不一致的情況發(fā)生，防止信號的傳輸質(zhì)量受到威脅。廣播電視信號傳輸系統(tǒng)里存在較多精密的設(shè)備，因此，傳輸系統(tǒng)的運(yùn)行較為繁瑣，更需要利用監(jiān)控中心把握信號的質(zhì)量，確保在信號傳輸?shù)耐ǖ乐锌梢约皶r排除干擾信號的因素，合理檢測廣播電視的信號以及噪聲現(xiàn)象，保證信號能夠高質(zhì)量地傳輸。

六、結(jié)語

總而言之，科技的更新?lián)Q代促使廣播電視行業(yè)獲得了較大的發(fā)展，自動化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成需要滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需求、實現(xiàn)系統(tǒng)的功能的技術(shù)要求。整個自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控技術(shù)、信號處理技術(shù)以及播控技術(shù)較為常用技術(shù)，其在保證信號傳播安全、強(qiáng)化信號傳播效率以及保障信號傳播質(zhì)量上應(yīng)用良好，為了使廣播電視行業(yè)更好、更快地發(fā)展，需要積極利用自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的主要技術(shù)徹底落實自動化監(jiān)控的功能。