發(fā)射臺中心機房自動化監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造

王應(yīng)穩(wěn)

（濟寧市廣播電視傳輸保障中心，山東 濟寧 272000）

0 引 言

濟寧市廣播電視傳輸保障中心主要承擔著中央及山東省級政令性節(jié)目發(fā)射的重要任務(wù)。發(fā)射臺站現(xiàn)已建設(shè)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)是安徽匯鑫電子有限公司于2018年建成的，當時完成了節(jié)傳鏈路數(shù)字化改造和節(jié)傳鏈路全景監(jiān)測、節(jié)目監(jiān)測。發(fā)射臺站擬升級現(xiàn)有自動化監(jiān)控系統(tǒng)，在原有節(jié)傳鏈路全景監(jiān)測的基礎(chǔ)上完成發(fā)射機監(jiān)控，并將發(fā)射機監(jiān)控與鏈路監(jiān)控系統(tǒng)融合，完善鏈路監(jiān)控流程節(jié)點，做到全節(jié)點無遺漏管控，為臺站安全播出、提升節(jié)目播出質(zhì)量提供有力保障。

1 升級需求和方案

臺站現(xiàn)有5個頻點，10臺發(fā)射機，包括7臺北廣科技有限公司的10 kW發(fā)射機、兩臺陜西如意廣播電視設(shè)備有限公司的10 kW發(fā)射機和1臺哈爾濱正泰廣播設(shè)備有限公司的10 kW發(fā)射機。現(xiàn)將1 557 kHz頻點并入臺站原有的檢測系統(tǒng)，增加1 557 kHz頻率信號采集，加入節(jié)目監(jiān)測與鏈路顯示。臺站前期未進行發(fā)射機監(jiān)控建設(shè)，所以發(fā)射機數(shù)據(jù)未在鏈路上展示，本次系統(tǒng)升級將發(fā)射機監(jiān)控數(shù)據(jù)融入節(jié)傳鏈路監(jiān)測系統(tǒng)中。另外建設(shè)可視化界面，將臺站重點關(guān)注信息集中展示。

2 升級項目的實施

2.1 發(fā)射機監(jiān)控

原發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)功能簡單，穩(wěn)定性不高，與音頻前端的監(jiān)控不成系統(tǒng)。本次升級采用嵌入式設(shè)備MD9961發(fā)射機智能控制器、MD9931發(fā)射機數(shù)據(jù)采集器，脫離計算機獨立控制發(fā)射機，每一個頻點發(fā)射機對應(yīng)一套采集控制器。通過采集控制器實現(xiàn)對發(fā)射機的數(shù)據(jù)采集、自動開關(guān)機、自動倒備機以及監(jiān)測報警。采用調(diào)幅度監(jiān)測儀對發(fā)射機的載波功率以及平均調(diào)幅度值進行監(jiān)測。

MD9961發(fā)射機智能控制器是一款面向廣播電視發(fā)射臺的發(fā)射機狀態(tài)采集和控制的綜合管理設(shè)備，采用工業(yè)級控制芯片，功耗低，運行穩(wěn)定，且設(shè)備操作簡單，使用方便。設(shè)備可用于兩臺有主備關(guān)系的發(fā)射機（包括對主備發(fā)射機天線倒換控制）數(shù)據(jù)的采集和控制。

在有主備關(guān)系兩部發(fā)射機上部安裝一臺MD9961發(fā)射機智能控制器，通過MD9931發(fā)射機數(shù)據(jù)采集器把數(shù)據(jù)送到交換機，這樣，MD9661控制器實現(xiàn)了對有主備關(guān)系的兩部發(fā)射機進行控制，還需要對設(shè)備的IP地址、設(shè)備MAC地址、目標IP地址、目標端口號、設(shè)備的手動/自動工作模式、發(fā)射機的開關(guān)機門限、倒備機門限及天線控制參數(shù)等進行設(shè)置。發(fā)射機監(jiān)控放棄了原來的發(fā)射機集中控制系統(tǒng)，把對發(fā)射機的監(jiān)控接入了綜合監(jiān)控運維管理平臺。

2.2 綜合監(jiān)控運維管理平臺

綜合監(jiān)控運維管理平臺是專門針對廣播電視發(fā)射機機房、廣播電視監(jiān)管監(jiān)控站點以及省、市級監(jiān)控中心等應(yīng)用場合設(shè)計開發(fā)的一款監(jiān)、管、控、維一體化系統(tǒng)集成產(chǎn)品。該產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計充分融入了集散控制（Distributed Control，DSC）與面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）理念，廣泛結(jié)合IT、電子、網(wǎng)絡(luò)、移動互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用技術(shù)手段，對用戶核心基礎(chǔ)需求、彈性擴展需求、個性定制需求進行全方位抽象和分類整合[1-3]。平臺同時具備了架構(gòu)優(yōu)雅健壯、運行穩(wěn)定可靠、交互自然多樣等鮮明特性。

平臺服務(wù)軟件采用跨平臺設(shè)計和原生語言（C/C++）打造，可無縫部署在基于X86、ARM等衍生硬件運行環(huán)境，核心代碼采用高效的I/O復(fù)用技術(shù)與組態(tài)模型設(shè)計，可以輕松駕馭信號監(jiān)測、發(fā)射鏈路、機房安全、動力環(huán)境及綜合運維等業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的監(jiān)測和控制需求。

平臺采用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）+客戶端/服務(wù)器（Client/Server，C/S）基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計，B/S端實現(xiàn)了各子系統(tǒng)統(tǒng)一配置、管理、查詢、部署及權(quán)限認證，C/S端實現(xiàn)了各子系統(tǒng)展示、操作，系統(tǒng)采用組件化模塊設(shè)計思想，能夠依據(jù)臺站規(guī)模、客戶需求、硬件配置對各子系統(tǒng)任意裁剪組合，滿足定制化需求，在現(xiàn)場設(shè)備仿真、實時數(shù)據(jù)采集、多屏集中管理、網(wǎng)絡(luò)安全防范、監(jiān)測場景數(shù)據(jù)可視化上更具優(yōu)勢。采用組態(tài)化UI設(shè)計，可以通過對圖元、元素的調(diào)整、拖拽、配置達到快速設(shè)計監(jiān)控軟件界面，滿足個性化、差異化、定制化界面需求。

2.3 完善原有鏈路監(jiān)測系統(tǒng)

廣播發(fā)射臺的節(jié)目傳輸系統(tǒng)（以下簡稱節(jié)傳系統(tǒng)）是指各發(fā)射臺使用衛(wèi)星接收設(shè)備接收衛(wèi)星節(jié)目，通過衛(wèi)星接收機解調(diào)出需要的廣播節(jié)目并傳輸給廣播發(fā)射機的鏈路[4-5]。這套節(jié)傳系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分包括衛(wèi)星接收設(shè)備、音頻處理器、音頻切換器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。軟件部分通過軟件控制各個節(jié)傳系統(tǒng)的硬件設(shè)備，可實現(xiàn)設(shè)備信號實時監(jiān)測、設(shè)備遠程計算機控制、節(jié)目自動調(diào)度、所有設(shè)備操作日志查詢和數(shù)據(jù)維護、安全性及功能管理等功能。節(jié)傳鏈路全景檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了對設(shè)備機柜中眾多繁雜的前端節(jié)傳設(shè)備實時工況監(jiān)測、統(tǒng)一監(jiān)控管理、動態(tài)流水監(jiān)測音頻信號播出狀況，是集鏈路流程監(jiān)看、信號流水監(jiān)測、節(jié)點音頻監(jiān)測、發(fā)射機狀態(tài)監(jiān)控于一體的綜合性監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)將節(jié)目監(jiān)測、信號調(diào)度與節(jié)傳鏈路設(shè)備監(jiān)控整合在一起，節(jié)目監(jiān)測和設(shè)備監(jiān)控共數(shù)據(jù)庫，做到了節(jié)傳鏈路的聯(lián)動。

本次升級改造對現(xiàn)有節(jié)傳鏈路系統(tǒng)和節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)進行完善，增加1 557 kHz頻率信號采集，增加節(jié)目監(jiān)測與鏈路顯示。臺站前期未進行發(fā)射機監(jiān)控建設(shè)，所以發(fā)射機數(shù)據(jù)未在鏈路上顯示。本次系統(tǒng)升級將發(fā)射機監(jiān)控數(shù)據(jù)融入節(jié)傳鏈路監(jiān)控系統(tǒng)，可在一個界面上以仿真形式實時展示鏈路流程+信號流水+節(jié)點音頻+發(fā)射機狀態(tài)，實現(xiàn)全鏈路、全節(jié)點、無死角、無遺漏綜合監(jiān)測。

2.4 新增設(shè)備在線故障診斷系統(tǒng)

設(shè)備在線故障診斷系統(tǒng)是專門針對廣播電視發(fā)射臺設(shè)計開發(fā)的一款智慧運維保障系統(tǒng)。系統(tǒng)可針對發(fā)射機運行期指標動態(tài)進行全方位監(jiān)測和在線診斷，可及時、直觀、準確發(fā)現(xiàn)故障點位置，大大減少了故障人工處理時間，提高排查效率。系統(tǒng)內(nèi)建開放式診斷算法模型與可擴展專家?guī)炷K，可對多個廠家的新舊發(fā)射機進行診斷算法量身建模與專家?guī)靾D文定制。系統(tǒng)同時具備故障統(tǒng)計分析與自學(xué)習能力，可直觀呈現(xiàn)可視化診斷場景。

發(fā)射機生命周期內(nèi)因器件老化、誤操作、適配差異等導(dǎo)致的故障定位困難，排除故障不及時，設(shè)備帶病運行等安全隱患一直困擾發(fā)射臺運維技術(shù)人員。設(shè)備在線故障診斷系統(tǒng)就是針對以上問題提供的一套集指標監(jiān)測、故障分析、預(yù)告警提醒于一體的智慧化解決方案。

2.5 可視化平臺

智能數(shù)據(jù)處理平臺采用可視化界面將臺站重點關(guān)注信息集中展示，實現(xiàn)靜態(tài)數(shù)據(jù)與實時數(shù)據(jù)的可視化分析展示。系統(tǒng)可展示系統(tǒng)信息、設(shè)備狀態(tài)、節(jié)目狀態(tài)、停播統(tǒng)計、發(fā)射機指標、報警數(shù)據(jù)以及三滿指標數(shù)據(jù)等重要信息、數(shù)據(jù)，支持展示方式、展示內(nèi)容、展示指標專屬定制。

自動化監(jiān)控系統(tǒng)升級后的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 自動化監(jiān)控系統(tǒng)升級結(jié)構(gòu)簡圖

3 結(jié) 語

本次升級改造，加強了對自動化控制系統(tǒng)的建設(shè)，完成了全臺監(jiān)控系統(tǒng)的整合，保證了廣播電視無線發(fā)射臺能夠得到高效管理，提升了運行穩(wěn)定性，不僅促進了工作效率和質(zhì)量的提升，也大大降低了工作人員的工作強度。升級改造采用先進的科學(xué)技術(shù)，為發(fā)射臺帶來了全新的管理理念，有效地提高了發(fā)射臺安全播出的管理效率和播出質(zhì)量。