廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化管理系統(tǒng)的整體架構(gòu)與運(yùn)行環(huán)境分析

劉 霽

(河南廣播電視臺(tái)無(wú)線電臺(tái)管理中心，河南 鄭州 450003)

0 引言

廣播電視發(fā)射臺(tái)一般由房屋建筑、動(dòng)力系統(tǒng)及工藝系統(tǒng)組成。其中，技術(shù)系統(tǒng)是一個(gè)包括發(fā)射機(jī)、傳輸調(diào)度和天饋線系統(tǒng)的綜合設(shè)施系統(tǒng)，系統(tǒng)的維護(hù)管理工作量大，對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的素質(zhì)要求高。全臺(tái)自動(dòng)化管理系統(tǒng)的建立，可將技術(shù)人員從大量重復(fù)、煩瑣的工作中解脫出來(lái)。另外，由于自動(dòng)化管理系統(tǒng)具有操作一致性的特點(diǎn)，可以避免人為因素造成的停播、錯(cuò)播、劣播事故，提高了發(fā)射臺(tái)的工作效率[1]。

1 自動(dòng)化管理系統(tǒng)整體架構(gòu)

自動(dòng)化管理系統(tǒng)由運(yùn)行綜合管理子系統(tǒng)、核心業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理子系統(tǒng)、電力自動(dòng)化子系統(tǒng)、公共業(yè)務(wù)自動(dòng)化子系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化子系統(tǒng)及對(duì)外接口設(shè)備組成。

1.1 運(yùn)行綜合管理子系統(tǒng)

運(yùn)行綜合管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)內(nèi)各自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行和相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理過(guò)程的統(tǒng)一管理和監(jiān)控，完成對(duì)臺(tái)內(nèi)播出發(fā)射業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，主要包括對(duì)核心業(yè)務(wù)自動(dòng)化系統(tǒng)、電力管理自動(dòng)化子系統(tǒng)和公共業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理子系統(tǒng)的管理。運(yùn)行綜合管理子系統(tǒng)可以接收來(lái)自上級(jí)管理機(jī)構(gòu)的調(diào)度令和運(yùn)行圖，并下發(fā)給各自動(dòng)化子系統(tǒng)，同時(shí)，接收各自動(dòng)化子系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，完成對(duì)全臺(tái)各自動(dòng)化子系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。

1.2 核心業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理子系統(tǒng)

核心業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理子系統(tǒng)的主要作用是完成發(fā)射機(jī)管理、節(jié)目傳輸調(diào)度、天線交換調(diào)度和節(jié)目監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化，確保高質(zhì)量、滿功率、滿時(shí)間地完成節(jié)目發(fā)射任務(wù)。

1.3 電力自動(dòng)化子系統(tǒng)

電力自動(dòng)化子系統(tǒng)主要指對(duì)發(fā)射臺(tái)內(nèi)各種電力設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控和管理，對(duì)關(guān)鍵的電氣指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。管理監(jiān)控對(duì)象包括：變壓器、開關(guān)柜、電源凈化保障設(shè)備等，對(duì)不宜控制的設(shè)備只進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1.4 公共業(yè)務(wù)自動(dòng)化子系統(tǒng)

公共業(yè)務(wù)自動(dòng)化子系統(tǒng)指的是發(fā)射臺(tái)內(nèi)各配套設(shè)施系統(tǒng)以及保障發(fā)射臺(tái)內(nèi)安全可靠的運(yùn)行環(huán)境，主要包括消防監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防范管理等。

1.5 辦公自動(dòng)化子系統(tǒng)

辦公自動(dòng)化子系統(tǒng)包括電子郵件、視頻會(huì)議、人事管理、設(shè)備管理、檔案管理、車輛管理、考勤管理、公文流轉(zhuǎn)、庫(kù)房管理等，各臺(tái)站可根據(jù)實(shí)際情況增加或減少內(nèi)容。

1.6 對(duì)外接口設(shè)備

作為全臺(tái)對(duì)上級(jí)管理機(jī)構(gòu)的接口，發(fā)射臺(tái)站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具備遠(yuǎn)程管理接口，上級(jí)機(jī)構(gòu)通過(guò)專用網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)發(fā)射臺(tái)的管理，并根據(jù)需要完成控制功能，實(shí)現(xiàn)全局范圍內(nèi)的調(diào)度和管理。

2 自動(dòng)化管理系統(tǒng)的分層模型

按照臺(tái)站自動(dòng)化系統(tǒng)的邏輯層次來(lái)分，可將發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)劃分設(shè)備層、控制層和管理層。

2.1 設(shè)備層

設(shè)備層主要是指自動(dòng)化系統(tǒng)的各個(gè)被控對(duì)象，包括發(fā)射臺(tái)內(nèi)需要實(shí)施自動(dòng)化控制的各種設(shè)備，如：電視、調(diào)頻、中波及短波發(fā)射機(jī)；接收機(jī)、節(jié)目切換矩陣、信號(hào)分配器等節(jié)目傳輸調(diào)度設(shè)備；信號(hào)采集器等節(jié)目監(jiān)測(cè)設(shè)備；天線交換開關(guān)；饋線測(cè)溫光纖；變壓器、高壓開關(guān)柜、低壓配電柜、穩(wěn)壓電源、UPS和柴油發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備；攝像頭、入侵報(bào)警器、巡更設(shè)備、門禁等安防監(jiān)控設(shè)備；溫濕度傳感器、水浸傳感器等環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備。

2.2 控制層

控制層主要包括各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、邏輯控制設(shè)備和嵌入式計(jì)算機(jī)等智能控制設(shè)備，直接完成對(duì)各被控設(shè)備的管理和控制，主要包括對(duì)設(shè)備層進(jìn)行信號(hào)采集、控制以及傳輸信號(hào)的設(shè)備，主要實(shí)現(xiàn)：(1)信號(hào)采集。完成對(duì)設(shè)備層信號(hào)的采集。(2)設(shè)備控制。完成對(duì)設(shè)備層設(shè)備的控制功能。(3)信號(hào)傳輸。將采集的設(shè)備層信號(hào)傳輸?shù)焦芾韺印?/p>

2.3 管理層

管理層包括運(yùn)行綜合管理子系統(tǒng)以及對(duì)設(shè)備管理的各類管理主機(jī)。

3 發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 核心業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

核心業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理子系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)管理、節(jié)目傳輸調(diào)度、節(jié)目監(jiān)測(cè)和天線交換4大模塊[2]。

3.1.1 發(fā)射機(jī)管理

發(fā)射機(jī)管理主要包括發(fā)射機(jī)管理主機(jī)和發(fā)射機(jī)控制器等。對(duì)具備智能通信接口的發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)管理主機(jī)通過(guò)智能通信接口管理發(fā)射機(jī)；對(duì)不具備智能通信接口的發(fā)射機(jī)，通過(guò)發(fā)射機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的管理。

管理主機(jī)通過(guò)智能控制器采集、儲(chǔ)存發(fā)射機(jī)的各種實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)，完成發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表生成、故障分析和綜合信息管理。智能控制器可實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的各種控制功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)異態(tài)報(bào)警功能。

3.1.2 節(jié)目傳輸調(diào)度

節(jié)目傳輸調(diào)度模塊主要包括節(jié)目傳輸管理主機(jī)、節(jié)目傳輸設(shè)備和節(jié)目調(diào)度設(shè)備等。節(jié)目傳輸管理主機(jī)通過(guò)智能通信接口控制節(jié)目傳輸設(shè)備、節(jié)目調(diào)度設(shè)備，管理節(jié)目的選擇和調(diào)度[3]。

3.1.3 節(jié)目監(jiān)測(cè)

節(jié)目監(jiān)測(cè)模塊主要包括節(jié)目監(jiān)測(cè)主機(jī)、各信號(hào)采集點(diǎn)分配設(shè)備等，主要監(jiān)測(cè)節(jié)目源信號(hào)、發(fā)射前信號(hào)和開路信號(hào)。節(jié)目傳輸和監(jiān)測(cè)管理流程，如圖1所示。

圖1 節(jié)目傳輸和監(jiān)測(cè)管理流程

3.1.4 天線交換

天線交換模塊主要包括天線交換主機(jī)、交換開關(guān)控制器和交換開關(guān)等。天線交換主機(jī)根據(jù)運(yùn)行圖，通過(guò)交換開關(guān)控制器控制交換開關(guān)的倒換，實(shí)現(xiàn)與發(fā)射機(jī)的互鎖。

在廣播發(fā)射臺(tái)中，由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的大功率射頻信號(hào)在通過(guò)饋管傳送到發(fā)射天線的路由中，發(fā)射機(jī)與饋管的連接、饋管彎頭、功分器和電纜接頭等部分均存在接點(diǎn)。在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行中，這些接點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生接觸不良的情況，在大功率射頻信號(hào)傳輸過(guò)程時(shí)，這些接觸不良的接點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生溫度過(guò)熱的現(xiàn)象，輕者造成信號(hào)中斷，重者引發(fā)火災(zāi)，嚴(yán)重影響發(fā)射系統(tǒng)的安全運(yùn)行。天線交換模塊在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換的同時(shí)，還要對(duì)傳輸饋線主要節(jié)點(diǎn)上的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)溫度異常時(shí)，該模塊能自動(dòng)切換或報(bào)警。

3.2 公共業(yè)務(wù)自動(dòng)化子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

公共業(yè)務(wù)自動(dòng)化子系統(tǒng)指的是臺(tái)內(nèi)各配套設(shè)施系統(tǒng)的自動(dòng)化管理，主要包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、消防監(jiān)測(cè)和安全防范管理。

3.2.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)主機(jī)和各種傳感器。在發(fā)射臺(tái)主要技術(shù)用房布置溫度和濕度傳感器，監(jiān)測(cè)各技術(shù)用房的溫度和濕度，保證各技術(shù)系統(tǒng)正常運(yùn)行環(huán)境。溫濕度傳感器宜布置在發(fā)射機(jī)房、交換開關(guān)室、弱電設(shè)備間、柴油發(fā)電機(jī)室、電力變壓器室、電力開關(guān)室及其他需要溫濕度監(jiān)測(cè)的房間。對(duì)于南方多雨地區(qū)的發(fā)射臺(tái)或某些高山臺(tái)可安裝水浸傳感器來(lái)檢測(cè)機(jī)房進(jìn)水情況。對(duì)于水冷的發(fā)射機(jī)可在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b漏水檢測(cè)電纜或傳感器，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理漏水情況[2]。

3.2.2 安防監(jiān)控模塊

安防監(jiān)控模塊主要包括安防監(jiān)控管理主機(jī)、巡更、出入口控制、電視監(jiān)控、入侵報(bào)警和相關(guān)前端設(shè)備等。根據(jù)管理模式實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間聯(lián)動(dòng)，完成安全防范功能。

3.2.3 空調(diào)系統(tǒng)接口

根據(jù)各發(fā)射臺(tái)工藝系統(tǒng)采用的空調(diào)系統(tǒng)形式的不同，應(yīng)要求各空調(diào)設(shè)備具備通信控制接口和相應(yīng)控制功能。對(duì)于無(wú)人臺(tái)站應(yīng)根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的情況自動(dòng)完成對(duì)各種設(shè)備的控制，主要包括通風(fēng)機(jī)啟停、溫度調(diào)節(jié)、空調(diào)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控等。對(duì)于有人臺(tái)站可以人為控制各空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行，亦可自動(dòng)控制運(yùn)行。

3.2.4 消防報(bào)警的接口

消防報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具備開放的接口協(xié)議，可接入綜合管理系統(tǒng)，完成與其他系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

3.3 電力自動(dòng)化子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

電力管理子系統(tǒng)主要包括電力管理主機(jī)、電力控制采集設(shè)備等。發(fā)射臺(tái)有電力綜保系統(tǒng)時(shí)，電力管理主機(jī)與其通信，采集電力系統(tǒng)狀態(tài)及參數(shù)；發(fā)射臺(tái)沒(méi)有電力綜保系統(tǒng)時(shí)，電力管理主機(jī)通過(guò)電力控制采集設(shè)備采集變壓器、高壓開關(guān)柜、低壓配電柜、穩(wěn)壓電源、UPS電源和柴油發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，控制低壓配電柜、穩(wěn)壓電源、UPS電源和柴油發(fā)電機(jī)。

3.4 辦公業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理子系統(tǒng)

辦公業(yè)務(wù)自動(dòng)化管理子系統(tǒng)與核心業(yè)務(wù)的自動(dòng)化網(wǎng)物理隔離，沒(méi)有條件的地方也可通過(guò)防火墻、網(wǎng)關(guān)進(jìn)行隔離。各臺(tái)站可根據(jù)實(shí)際情況增加或減少內(nèi)容。在具備一個(gè)上級(jí)管理中心、多個(gè)臺(tái)站的發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中，發(fā)射臺(tái)內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)防火墻、路由器等接口設(shè)備，采用專用線路、租用的透明電路等有線通信方式，與上級(jí)管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行通信(采用其他通信方式時(shí)，必須確保通信鏈路的安全)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。上級(jí)管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)管理、維護(hù)下級(jí)無(wú)人或有人留守發(fā)射臺(tái)站，下達(dá)運(yùn)行圖和各種監(jiān)控命令，通信協(xié)議宜采用TCP/IP協(xié)議[3]。

3.5 運(yùn)行綜合管理子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

運(yùn)行綜合管理子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、客戶端和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間授時(shí)設(shè)備等，其中應(yīng)用服務(wù)器和客戶端之間可采用C/S，B/S等軟件架構(gòu)。采用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間授時(shí)設(shè)備對(duì)發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一校時(shí)。

運(yùn)行綜合管理子系統(tǒng)對(duì)發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)各部分的運(yùn)行和業(yè)務(wù)處理過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分之間信息資源的共享與管理、系統(tǒng)各部分的互操作和快速響應(yīng)與聯(lián)動(dòng)控制。管理主機(jī)根據(jù)不同的管理功能分為：發(fā)射機(jī)管理主機(jī)、節(jié)目傳輸調(diào)度主機(jī)、節(jié)目監(jiān)測(cè)主機(jī)、天線交換主機(jī)、電力監(jiān)測(cè)主機(jī)、安防監(jiān)控主機(jī)、環(huán)境監(jiān)測(cè)主機(jī)等。實(shí)現(xiàn)以下功能：(1)管理本模塊的控制層設(shè)備或設(shè)備層設(shè)備。(2)存儲(chǔ)本模塊的管理數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、運(yùn)行圖和應(yīng)急預(yù)案。(3)報(bào)表功能。(4)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行圖或應(yīng)急預(yù)案完成控制功能，接受運(yùn)行綜合管理系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。(5)根據(jù)需要將自動(dòng)化管理數(shù)據(jù)回傳至上一級(jí)管理系統(tǒng)。

3.6 系統(tǒng)服務(wù)功能

Web服務(wù)為客戶端提供監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)界面，完成客戶端與數(shù)據(jù)庫(kù)的信息交互；數(shù)據(jù)處理服務(wù)可匯總各發(fā)射臺(tái)傳送的各類數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)判別、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能；報(bào)警服務(wù)支持GSM，CDMA短信報(bào)警；數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)服務(wù)功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的日常維護(hù)；自動(dòng)報(bào)表服務(wù)功能可定時(shí)生成報(bào)表。

4 結(jié)語(yǔ)

發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)安全播出、提高管理效率、確保覆蓋效果的重要手段，是現(xiàn)代科技應(yīng)用到發(fā)射臺(tái)的必然趨勢(shì)。但是，人的因素是決定一切的因素，再先進(jìn)的設(shè)備系統(tǒng)也不能取代一切，仍需要專業(yè)技術(shù)人員按規(guī)程操作和精心維護(hù)，否則，設(shè)備系統(tǒng)也不一定能很好地發(fā)揮作用。