發(fā)射機(jī)房遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控平臺的設(shè)計(jì)和建設(shè)

陳志宏

（佛山電視臺，廣東 佛山 528315）

0 引 言

廣播電視地面覆蓋已從模擬時(shí)代進(jìn)入數(shù)字時(shí)代，采用的發(fā)射方式也從原來的單點(diǎn)大功率變成了現(xiàn)在的多點(diǎn)單頻網(wǎng)模式，傳統(tǒng)的依靠技術(shù)人員完成現(xiàn)場發(fā)射機(jī)房值班的運(yùn)維模式也面臨改變。隨著信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展以及電視監(jiān)控技術(shù)的不斷進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)智能化的發(fā)射機(jī)房遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控平臺成為可能[1]。依靠這個(gè)平臺，可以實(shí)現(xiàn)對一個(gè)地區(qū)多個(gè)發(fā)射點(diǎn)的集中監(jiān)控，從而全面、安全、高效地完成地面數(shù)字電視播出任務(wù)。

1 平臺設(shè)計(jì)目標(biāo)

佛山電視臺的發(fā)射機(jī)房位于佛山電視塔，現(xiàn)在播出的是中央廣播電視總臺（以下簡稱央視）地面數(shù)字多媒體廣播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）的18頻道和36頻道的節(jié)目。佛山電視塔在2021年底完成升級改造并投入使用，塔內(nèi)發(fā)射機(jī)房的設(shè)計(jì)符合我國最新的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，機(jī)房環(huán)境具備良好的防火、防盜、防塵、防漏、防蟲、保溫等防護(hù)條件，能為發(fā)射設(shè)備提供安全、可靠的封閉工作環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，佛山電視臺希望建設(shè)一個(gè)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控平臺，以期實(shí)現(xiàn)智能化地對發(fā)射機(jī)房物理環(huán)境、消防、安保、電力、設(shè)備及信號的全方位遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而保證節(jié)目的安全播出。

（1）按照設(shè)備機(jī)房與值班人員分離的原則，機(jī)房采取封閉運(yùn)行的形式。發(fā)射機(jī)房內(nèi)配置一體化動環(huán)監(jiān)測設(shè)備和多路監(jiān)控?cái)z像頭，可以遠(yuǎn)程監(jiān)看整個(gè)機(jī)房環(huán)境及重要設(shè)備，對機(jī)房及周邊物理環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測，并能針對異常報(bào)警[2]。

（2）整合監(jiān)測所有外電及不間斷電源（Uninterrupted Power Supply，UPS）的工作狀態(tài)，能自動智能切換外電輸入，并能在無外電的情況下自動開啟發(fā)電機(jī)，保障電力安全。

（3）發(fā)射系統(tǒng)的主要設(shè)備接入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，可以遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制、操作；實(shí)現(xiàn)鏈路內(nèi)所有信號的監(jiān)測及智能化故障報(bào)警，并能在播出信號出現(xiàn)問題時(shí)自動或手動切換，保障安全播出。

2 平臺建設(shè)

2021年底開始，佛山電視臺在新聞中心五樓播控機(jī)房建設(shè)了一套完善的、智能化的發(fā)射機(jī)房遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控平臺，可以基本實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)房的遠(yuǎn)程值班。整個(gè)綜合監(jiān)控平臺從電力、環(huán)境監(jiān)測、發(fā)射設(shè)備、信號接收處理等各環(huán)節(jié)均可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控[3]。監(jiān)控平臺拓?fù)淙鐖D1所示。

圖1 監(jiān)控平臺拓?fù)鋱D

2.1 機(jī)房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

機(jī)房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)具有完善的功能，其系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D2所示，主要由動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)和安防監(jiān)測系統(tǒng)兩部分組成。通過一體化的動環(huán)監(jiān)控主機(jī)，把物理環(huán)境監(jiān)測、消防監(jiān)測、UPS監(jiān)測等參數(shù)全部整合，進(jìn)行數(shù)據(jù)化采集處理，并通過內(nèi)部局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和故障報(bào)警[4]。

圖2 機(jī)房環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)拓?fù)鋱D

發(fā)射機(jī)房內(nèi)運(yùn)行著大量的精密貴重設(shè)備。這些設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行，對周圍環(huán)境的要求非常高，要求環(huán)境長時(shí)間保持在一個(gè)相對較小的變化范圍內(nèi)，否則會影響設(shè)備壽命或?qū)е略O(shè)備損壞。技術(shù)人員根據(jù)機(jī)房的實(shí)際需求，為機(jī)房配置溫濕度傳感器、消防煙感、水浸探頭等環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，接入動環(huán)監(jiān)測設(shè)備，獲取機(jī)房物理環(huán)境信息；取得UPS廠家通信協(xié)議授權(quán)，并通過對應(yīng)的接口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊接入動環(huán)監(jiān)測設(shè)備，可以獲取UPS的運(yùn)行參數(shù)，包括輸入電壓、輸出電壓、三相電流、電池電量及溫度等主要參數(shù)信息。這些信息通過一體化動環(huán)監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中上傳，在遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控平臺上用Web網(wǎng)頁進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖形化和數(shù)字化的顯示，如圖3所示，異常情況下可以發(fā)出聲光報(bào)警。

圖3 數(shù)據(jù)圖形化顯示

安防監(jiān)測系統(tǒng)主要由機(jī)房攝像監(jiān)測設(shè)備和遠(yuǎn)程N(yùn)VR監(jiān)控錄像機(jī)兩部分組成。機(jī)房監(jiān)測攝像設(shè)備有兩種，一種是具有紅外報(bào)警功能的高清攝像頭，能夠支持移動偵測，在無人機(jī)房發(fā)現(xiàn)移動物體時(shí)能實(shí)時(shí)報(bào)警，具有防盜功能；另一種是普通的高清攝像頭，可以無死角地監(jiān)測機(jī)房所有地方和主要設(shè)備。NVR監(jiān)控錄像機(jī)通過內(nèi)部局域網(wǎng)可以遠(yuǎn)程控制機(jī)房內(nèi)所有監(jiān)控?cái)z像頭，通過調(diào)節(jié)攝像頭光圈、焦距和角度，可以比較清晰地觀察機(jī)房設(shè)備的工作狀態(tài)和機(jī)房大部分區(qū)域的環(huán)境細(xì)節(jié)。所有監(jiān)控視頻在遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控平臺處上電視墻監(jiān)看。NVR監(jiān)控錄像機(jī)還能存儲三個(gè)月的監(jiān)控錄像資料。

2.2 電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測整個(gè)臺站電力系統(tǒng)的工作狀況，顯示當(dāng)前供電方式；能夠遠(yuǎn)程設(shè)置告警門限值，自動或手動切換供電方式。發(fā)射機(jī)房電力系統(tǒng)由兩路不同路由專線外電和發(fā)電機(jī)組成，兩路外電互為主備，當(dāng)電力監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到主路外電故障時(shí)能自動切換到備路供電。所有外電都中斷時(shí)，電力監(jiān)控系統(tǒng)能自動啟動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，并自動切換到發(fā)電機(jī)供電。機(jī)房內(nèi)的UPS能保障機(jī)房重要設(shè)備在無外電情況下正常運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)以上，保障安全播出。

2.3 發(fā)射機(jī)網(wǎng)管系統(tǒng)

發(fā)射機(jī)房的央視DTMB所用的36頻道凱騰發(fā)射機(jī)、18頻道北廣發(fā)射機(jī)均具有網(wǎng)管系統(tǒng)，監(jiān)控界面分別如圖4、圖5所示。發(fā)射機(jī)的控制單元網(wǎng)口接入交換機(jī)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光機(jī)連接新聞中心5樓機(jī)房的綜合監(jiān)控平臺，通過工作站對發(fā)射機(jī)的中控單元進(jìn)行控制。網(wǎng)管系統(tǒng)能夠配置發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)、自動/手動開關(guān)機(jī)、數(shù)據(jù)采集方式以及報(bào)警門限值。系統(tǒng)采用分布式的數(shù)據(jù)處理方式，分布式的自動控制，在系統(tǒng)與發(fā)射機(jī)中控單元脫網(wǎng)時(shí)，仍能保持獨(dú)立運(yùn)行，最大限度地保障節(jié)目的播出安全。系統(tǒng)通過監(jiān)控平臺實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)（包括激勵器/功放功率、電源工作電流電壓、設(shè)備溫度等），并在必要時(shí)遠(yuǎn)程操作，調(diào)整發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)[5]。

圖4 18頻道北廣發(fā)射機(jī)監(jiān)看界面

圖5 36頻道凱騰發(fā)射機(jī)監(jiān)控界面

2.4 信號監(jiān)控系統(tǒng)

信號監(jiān)控系統(tǒng)包括多畫面監(jiān)測系統(tǒng)和信號切換系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖6所示。

圖6 信號監(jiān)測及切換系統(tǒng)圖

在發(fā)射機(jī)房采集衛(wèi)星接收機(jī)輸出的節(jié)目源ASI碼流，利用無線監(jiān)測儀接收DTMB空中信號并輸出組播碼流。節(jié)目源ASI碼流和DTMB組播碼流通過光傳輸設(shè)備傳輸?shù)脚_本部播控機(jī)房的綜合監(jiān)控平臺，接入平臺的多畫面監(jiān)控系統(tǒng)。多畫面監(jiān)測試系統(tǒng)功能強(qiáng)大，能夠?qū)ρ胍曋行?A主備信號源、中星6B信號源共36套節(jié)目及36頻道和18頻道無線發(fā)射的12套節(jié)目共48套節(jié)目上屏監(jiān)看，進(jìn)行實(shí)時(shí)視音頻監(jiān)測、錄像，具備黑場、靜幀、靜音、彩條報(bào)警功能，具備全程錄像和故障觸發(fā)錄像功能，能夠?qū)崿F(xiàn)90天錄像儲存，具備日志報(bào)表、異態(tài)記錄功能，方便查詢播出記錄。

央視DTMB的18和36頻道的節(jié)目源均來自中星6A和中星6B兩個(gè)衛(wèi)星。中星6A配置主、備衛(wèi)星接收，輸出主、備兩路節(jié)目信號源，中星6B衛(wèi)星接收機(jī)碼流經(jīng)本地轉(zhuǎn)碼作為2備信號源。三路信號均為獨(dú)立信號源。36頻道和18頻道發(fā)射機(jī)各配置一個(gè)三路切換器，三路信號源經(jīng)碼流切換器3選1后送至發(fā)射機(jī)。碼流切換器在播控機(jī)房配置了遠(yuǎn)程控制面板，可以實(shí)現(xiàn)自動切換和遠(yuǎn)程手動切換功能。遠(yuǎn)程值班人員可以根據(jù)信號監(jiān)測情況，自動或者手動切換一路信號作為DTMB發(fā)射機(jī)的信號源。

3 結(jié) 語

佛山電視臺發(fā)射機(jī)房已經(jīng)完成遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控平臺的建設(shè)并投入使用，目前系統(tǒng)運(yùn)行良好。機(jī)房值班人員通過這個(gè)平臺，可以遠(yuǎn)程在線監(jiān)控發(fā)射機(jī)房環(huán)境、設(shè)備使用狀態(tài)及無線播出狀況，能及早發(fā)現(xiàn)故障、排除故障，具有高效率、智能化、自動化的監(jiān)控效果。相對于傳統(tǒng)人工值班模式，更能簡單、快速、精準(zhǔn)地把握機(jī)房的實(shí)際情況。

在廣電大數(shù)據(jù)化、智能化的背景下，佛山電視臺發(fā)射機(jī)房融合了傳統(tǒng)廣電技術(shù)和新時(shí)代信息技術(shù)，提高無線發(fā)射的管控水平和運(yùn)維效率，也為其他廣電機(jī)房的信息化改造提供了新的探索思路和技術(shù)方案。