廣播電視高山轉(zhuǎn)播臺站智慧運(yùn)維系統(tǒng)設(shè)計(jì)與典型應(yīng)用

王 星

（山西廣播電視無線管理中心，山西 太原 030001）

0 引 言

廣播電視高山轉(zhuǎn)播臺站是我國廣播電視系統(tǒng)的重要組成部分，具有傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠有效保障廣播電視安全播出。隨著“智能化”時(shí)代的到來，各種高新技術(shù)已應(yīng)用于廣播電視的諸多領(lǐng)域，但轉(zhuǎn)播臺站的智能化建設(shè)還相對滯后，系統(tǒng)運(yùn)維能力與安全播出的目標(biāo)不夠匹配，急需在“智慧廣電”建設(shè)目標(biāo)的指引下，將物聯(lián)網(wǎng)思維、大數(shù)據(jù)技術(shù)等引入轉(zhuǎn)播臺站智慧運(yùn)維系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，從傳播平臺、安全監(jiān)管等方面重構(gòu)運(yùn)維體系。國家廣播電視總局印發(fā)了《智慧廣電技術(shù)體系及實(shí)施指南（2022年版）》，明確了智慧廣電發(fā)展的總體目標(biāo)，并設(shè)定了智慧臺站建設(shè)的路線圖、時(shí)間軸。因此，對于廣播電視高山轉(zhuǎn)播臺站而言，建設(shè)一套穩(wěn)定、高效的智慧化運(yùn)維系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測與智能管理控制，切實(shí)提高臺站安全播出能力，具有重要的推廣意義。

1 智慧運(yùn)維系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 基礎(chǔ)架構(gòu)

廣播電視轉(zhuǎn)播臺站智慧運(yùn)維系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要以實(shí)現(xiàn)“有人值守，無人值班”為目標(biāo)，通過運(yùn)維系統(tǒng)對臺站運(yùn)行的全流程、全場景進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和運(yùn)維。系統(tǒng)的總體架構(gòu)[1]主要包括運(yùn)維監(jiān)管平臺（包括綜合運(yùn)維、監(jiān)控配置）、狀態(tài)監(jiān)測平臺（包括信源監(jiān)測、動力與環(huán)境監(jiān)測）以及智能專家?guī)煜到y(tǒng)。

1.2 系統(tǒng)組成

1.2.1 運(yùn)維監(jiān)管平臺

1.2.1.1 綜合運(yùn)維

綜合運(yùn)維模塊主要完成對轉(zhuǎn)播臺站運(yùn)維工作的統(tǒng)一管理，主要涉及故障處置、安全播出、技術(shù)服務(wù)等內(nèi)容。綜合運(yùn)維模塊提供轉(zhuǎn)播臺站運(yùn)行時(shí)的故障處置流程和標(biāo)準(zhǔn)，通過診斷工具自動分析、判斷故障類型，按照預(yù)案進(jìn)行快速處置；完成對臺站運(yùn)行的軟硬件設(shè)備進(jìn)行定期的升級維護(hù)，并根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行效率調(diào)整優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)做好安全防護(hù)與備份等工作；對技術(shù)服務(wù)提出明確要求，包括服務(wù)開通的時(shí)限與標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)執(zhí)行的過程監(jiān)控以及對服務(wù)的反饋評估等。

1.2.1.2 監(jiān)控配置

監(jiān)控配置模塊主要完成對廣播電視轉(zhuǎn)播臺站監(jiān)測設(shè)備的配置與管理，是智慧運(yùn)維系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的重要環(huán)節(jié)。通過對監(jiān)測設(shè)備的合理配置，智慧運(yùn)維系統(tǒng)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)范圍、運(yùn)行情況實(shí)時(shí)抽檢各節(jié)點(diǎn)信號，并對工作狀態(tài)進(jìn)行判斷。運(yùn)維系統(tǒng)適時(shí)介入，進(jìn)行調(diào)控或預(yù)警，降低出現(xiàn)故障的可能性。

1.2.2 狀態(tài)監(jiān)測平臺

狀態(tài)監(jiān)測平臺是對廣播電視轉(zhuǎn)播臺站智慧監(jiān)測系統(tǒng)主體功能的補(bǔ)充，是智慧運(yùn)維系統(tǒng)與智慧監(jiān)測系統(tǒng)之間互聯(lián)互通的紐帶，主要完成在“有人值守，無人值班”狀態(tài)下轉(zhuǎn)播臺站運(yùn)行過程中出現(xiàn)新問題的補(bǔ)充監(jiān)測，可有效完善轉(zhuǎn)播臺站智慧安全與管理體系，主要包括主、備信源監(jiān)測和動力環(huán)境監(jiān)測兩部分。

（1）主、備信源監(jiān)測。主、備信源監(jiān)測根據(jù)系統(tǒng)預(yù)案設(shè)置的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，自動檢測主用的信源信號狀態(tài)，確保發(fā)射端的完好狀態(tài)，依據(jù)信號監(jiān)測模塊的分析判斷結(jié)論，適時(shí)調(diào)整備用信源數(shù)量和配置。

（2）動力環(huán)境監(jiān)測。動力環(huán)境監(jiān)測實(shí)現(xiàn)對機(jī)房、配電房內(nèi)的動力設(shè)備裝置進(jìn)行自主監(jiān)測，如對電流、電壓的異態(tài)檢查，對電源自動切換裝置的工作狀態(tài)檢查；對轉(zhuǎn)播臺站環(huán)境信息進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，如溫濕度實(shí)時(shí)顯示，火情、浸水探測以及安防設(shè)備監(jiān)控等。

1.2.3 智能專家?guī)煜到y(tǒng)

專家?guī)煜到y(tǒng)（Expert Database System，EDS）主要由知識庫、推理機(jī)、用戶接口及解釋器等幾個(gè)部分構(gòu)成。該系統(tǒng)可視為一種基于人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)的智能應(yīng)用，通過AI技術(shù)來模擬人類專家的經(jīng)驗(yàn)和知識，在一定條件下解決現(xiàn)階段廣播電視轉(zhuǎn)播臺站運(yùn)行的特定問題[2]。智能專家?guī)煜到y(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制如圖1所示，主要環(huán)節(jié)如下。

圖1 智能專家?guī)煜到y(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制

（1）自動采集、整理并歸檔各類故障情況。專家?guī)煜到y(tǒng)通過系統(tǒng)建設(shè)時(shí)錄入的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，針對性地展開對轉(zhuǎn)播臺站工作狀態(tài)的分析，并形成業(yè)務(wù)報(bào)表，主要記錄日常維護(hù)、狀態(tài)檢查以及情況處置等信息。

（2）智能化處置各類故障。系統(tǒng)通過對信號、設(shè)備的監(jiān)測反饋，自動診斷故障，在推理機(jī)、知識庫的支持下得到診斷結(jié)果以及結(jié)果解釋，并以知識表示的形式得到故障樹模型，生成動態(tài)黑板，將全部處置辦法進(jìn)行動態(tài)排序。

（3）自動更新迭代各類新情況處置辦法，由智能專家?guī)煜到y(tǒng)按關(guān)聯(lián)度、匹配性等因素給出最佳解決方案，并同步至局域網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)專家?guī)熘小?/p>

2 智慧運(yùn)維系統(tǒng)的典型應(yīng)用

2.1 統(tǒng)計(jì)分析與智能預(yù)警

智慧運(yùn)維系統(tǒng)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求自動統(tǒng)計(jì)各類數(shù)據(jù)，并分析、整理、歸檔，滿足系統(tǒng)智能的數(shù)據(jù)分析要求，降低人工介入的程度。系統(tǒng)基于設(shè)備運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)自主發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的問題，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析、人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高轉(zhuǎn)播臺站設(shè)備、業(yè)務(wù)與運(yùn)維間的關(guān)聯(lián)度，強(qiáng)化系統(tǒng)運(yùn)維的智慧性[3]，如利用設(shè)備間業(yè)務(wù)交叉性完成關(guān)聯(lián)預(yù)警，利用業(yè)務(wù)特性完成智能預(yù)警等。遇到突發(fā)的緊急情況，尤其是技術(shù)人員/管理人員需要掌握細(xì)節(jié)時(shí)，可視化界面以彈窗形式展示主要的情況說明，智能提示預(yù)警信息，明確處置流程。

2.2 機(jī)器學(xué)習(xí)與智能監(jiān)測

機(jī)器學(xué)習(xí)與智能監(jiān)測主要集中在設(shè)備使用、內(nèi)容生產(chǎn)以及安防監(jiān)控等領(lǐng)域，利用標(biāo)簽技術(shù)對采集樣本進(jìn)行分類，利用模糊集等算法完成訓(xùn)練，并對部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)分和挖掘，為智能關(guān)聯(lián)奠定基礎(chǔ)。通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法，將智慧運(yùn)維系統(tǒng)向深度學(xué)習(xí)的領(lǐng)域演進(jìn)，重點(diǎn)解決小規(guī)模的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，并支持在特定場景下自主處置業(yè)務(wù)問題的能力。例如，智慧運(yùn)維系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一旦監(jiān)測機(jī)制發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)先推送至故障處置流程，如當(dāng)監(jiān)測到設(shè)備故障、突發(fā)事故或超出閾值告警等，由智能專家?guī)煜到y(tǒng)介入，通過查詢知識庫中的已有方案，自動匹配處置辦法，并給出處理建議，故障排除后反饋處置結(jié)果[4]。條件不匹配時(shí)，可啟動專家在線問詢機(jī)制提供線上支持，否則可以以推理機(jī)、知識庫中的學(xué)習(xí)算法啟動自學(xué)習(xí)處理機(jī)制，形成局部最優(yōu)解決方案，并推送至技術(shù)人員，診斷與處置流程如圖2所示。

圖2 智能專家?guī)煜到y(tǒng)的診斷與處置流程

2.3 信息可視化

信息可視化主要包括定點(diǎn)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警提示以及信息報(bào)表等[5]。

（1）定點(diǎn)監(jiān)測。技術(shù)人員需要掌握當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，并隨時(shí)將信號質(zhì)量和設(shè)備狀態(tài)等信息搜集、整理、上報(bào)。

（2）數(shù)據(jù)分析。技術(shù)人員能夠查閱系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行深度分析與比對，尋找可能存在的隱患和故障，以提前干預(yù)的方式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

（3）預(yù)警提示。發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)及時(shí)發(fā)出預(yù)警指令，并提示處置方法，故障處置完畢后自動生成處置情況報(bào)告發(fā)送至綜合運(yùn)維模塊。

（4）信息報(bào)表。系統(tǒng)對系統(tǒng)運(yùn)行的情況進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)設(shè)置的模板生成信息報(bào)表，提供至智慧運(yùn)維系統(tǒng)的管理人員，便于其了解、掌握系統(tǒng)狀態(tài)。

3 結(jié) 語

廣播電視轉(zhuǎn)播臺站智慧運(yùn)維系統(tǒng)的構(gòu)建，進(jìn)一步完善了臺站在安全播出方面的控制與防護(hù)，加強(qiáng)了運(yùn)維監(jiān)管、狀態(tài)監(jiān)測以及專家?guī)煜到y(tǒng)建設(shè)，有效支撐“有人值守，無人值班”的建設(shè)目標(biāo)，并助力廣播電視轉(zhuǎn)播臺站全方位、全流程、全覆蓋的“智慧廣電”體系建設(shè)，提升對設(shè)備運(yùn)行和服務(wù)保障的管理水平。