自动化监测系统在发射台站的应用

山西广播电视无线管理中心 朱 庆

1.前言

山西广播电视无线管理中心承担全省广播电视发射及传输的安全播出保障任务，下设九个发射传输台站。按照总局62号要求，自动监测系统建设是必不可少的。老军营电视发射中心位于太原市区，为山西省直属发射一级台站，本台自动监测系统的功能主要有：播出信号监测系统能实时监测模拟电视节目、DTMB节目重要节点信号源信号和开路信号，设备运行监控系统能实时监控关键设备实时状态，故障报警；电力环境监测系统能实时对机房电力系统及温湿度、浸水进行实时监测。自动化管理系统主要实现监控管理、数据存储，监听监看调度等功能，监听监看显示屏置于台站控制室。

2.自动化监测系统

2.1 播出信号监测系统

播出信号监测系统主要包括信号源信号监测和开路信号的监测，根据要求信号监测分为三段监测，第一段为信号源接收信号，第二段为信号源处理信号，第三段为开路接收信号。监测信号传送至监测信号采集设备，监听监看调度服务器通过监控交换机对采集的信号进行记录、存储、管理、调度，若监测信号参数指标异常，自动声光报警。并对自台播出节目的信号源和发射信号质量、效果进行记录，异态信息应保存一年以上。

图1 播出节目信号监测及节传设备监测系统图

2.2 设备运行监测系统

设备运行监测对发射机、节传系统的关键设备进行网络化监测，若出错发出声光报警，并存储故障报警数据。主要包含发射机监测系统、节传设备监测系统以及监听监看系统。

（1）发射机监测系统

由管理服务器和发射机采集控制器构成。具有分布式计算机管理系统特点，宜采用点对多点的拓扑结构。通信链路的中断不影响本机控制单元的工作。

管理服务器主要负责收集、存储发射机采集控制器上传的发射机的各种状态和实时参数数据，完成发射机的系统控制和管理以及数据统计报表、故障分析、综合信息管理等功能。发射机管理服务器安装在监控机房内。

发射机采集控制器主要负责完成对单体发射机的各种控制功能，采集发射机的运行参数，监测、调整发射机的工作状态及故障报警。

针对带通信接口的发射机，监测系统以发射机自动化设备通信接口提供的数据、参数为准，发射机采集控制器安装在发射机内部，并对外提供IP接口，与交换机采用6类屏蔽线相连。

1）发射机控制功能

● 根据操作时间表，自动开/关发射机；

● 根据操作需要，发射机即时开、关机；

● 发射机主机、备机自动切换；

● 发射机升降功率；

● 校准发射机系统时间。

2）发射机工作状态监测

● 监测开机、关机完成或失败状态；

● 监测发射机控制模式（本地手动、本地自动、远程等）；

● 监测发射机故障状态（详见“发射机故障报警、自动记录”部分）。

3）发射机运行参数实时监测

● 监测发射机整机状态及参数；

● 监测发射机冷却系统；

● 监测激励器的状态及参数；

● 监测功率放大器的各级、各模块的状态及参数；

● 供电状态及参数。

4）发射机故障报警、自动记录

● 整机报警和记录；

● 激励器报警和记录；

● 功放报警和记录；

● 功放电源报警和记录。

（2）节传设备监测系统

发射台节目源有主备通道，信号是以不同方式传送到发射台，对于数字信号应进行解复用、解码及格式转换；对于模拟信号，尤其是广播信号，通过不同方式和路由送到发射台时，在指标上会存在一定差异。因此，需对接收到的节目信号进行适当处理，以满足发射机输入的要求。节传相关设备主要有：光传输设备、微波设备、卫星接收设备、信号处理设备（解复用器、解码器、音频处理器）及分配放大器、切换矩阵和切换开关等。

（3）监听监看系统

本系统主要由监听监看调度服务器、监听/报警音箱、声光报警器、语音报警监听系统及相应软件组成，其中监听监看调度服务器通过监控交换机对采集的信号进行记录、存储、管理、调度，若监测信号参数指标异常，自动声光报警。该系统实现监测和监控信号的音视频展示。

2.3 电力环境监测系统

（1）电力监测系统

电力设备在发射台技术系统中是基本的保障，是保证播出安全的重要系统，因此将此部分作为专门的系统建设。电力监测系统主要实现：对发射台内各种带智能接口的变配电设备状态数据的采集并进行集中显示；当设备出现故障时，实时显示设备的故障类型，并发出报警信号；对发射台内各种变配电设备的工作状态和操作进行分类统计，生成日报、月报和年报等统计报表。

变配电设备主要包括变压器、低压开关柜、低压配电柜、稳压电源、UPS和柴油发电机组等，其中对有智能接口的变压器和低压开关柜只做监测。

1）UPS监测功能

实现对UPS的输入、输出电压，电池工作参数，频率，负载

等电源信息的实时监测。

实现即时显示UPS工作信息，记录电源事件。

2）低压开关柜监测功能

● 监测进出线回路的电流和电压。

● 监测有功（无功）功率。

● 监测开关状态及合闸状态等。

3）低压配电柜监控功能

● 监测低压配电柜进线的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数频率等。

● 监测低压配电柜分配回路的熔断器、断路器、接触器、热继电器等状态。

● 根据台站需要完成各开关和接触器的控制。

根据需求，柴油发电机需要实现断电自启动功能。其他电力设备（变压器、低压开关柜、配电柜、稳压器），只对具备智能接口的设备进行监测。电力监测采集器布置在配电室内，管理服务器布置在控制室内进行统一管理。

（2）环境监测系统

环境监测系统包括环境监测采集器和各种传感器等。

1）温湿度监测

在发射台站各主要技术用房布置温湿度传感器，监测各技术用房的温度和湿度，保证各技术系统正常运行环境。

在发射机房、配电室、发电机房设置4个温湿度传感器。传感器选择带通讯接口的智能传感器，对射频干扰较大的房间在安装时加装金属屏蔽罩，安装的位置选择能够反映整个房间情况的开阔区域，避免安装在局部通风不良的位置。

2）漏水检测

在发射机房、配电室、发电机房设置4个漏水报警器。环境监测采集器布置在发射机房的机柜内，管理服务器布置在控制室内。

3）感烟监测

在发射机房、配电室、发电机房设置4个烟感报警器，发射台站安装感烟报警器来检测机房烟雾的情况。

3.自动化管理系统

自动化管理系统由管理服务器、数据库服务器、监听监看调度服务器、客户端组成，主要实现监控管理、数据存储，监听监看调度等功能。自动化管理设备位于发射台站控制室内。

4.大屏显示系统

大屏显示系统由大屏显示墙、图像拼接控制器、控制计算机、交换机和控制软件组成。大屏幕显示墙由12块（4*3排列）46寸高清液晶屏和1块LED条屏组成的屏幕墙，作为全台工作状况和视频图像的显示系统。大屏显示系统分别显示播出信号监测系统、设备运行监控系统、电力环境监测系统的相关工作软件控制界面以及各类其他信息，采用图像拼接控制器和各系统管理终端连接，实现各子系统的画面显示和切换。主要功能如下：

1）大屏管理

支持多个屏幕同时工作，控制相互独立；通过简单的路径、图标或模板实现窗口的打开、关闭、移动、缩放等应用操作。可对大屏幕显示墙的整体进行开/关与指标调整等操作；并通过自动检测程序，了解系统的运行状态。显示当前大屏幕上显示的窗口和应用列表，对窗口进行操作。对所有需要在大屏幕显示墙上显示的应用进行全面管理，安排各类应用显示的区域和时间表。画面分割、合成、切换及任意开窗。

系统可整屏、分区或分屏显示相关文字、表格、图形和图像信息。可将整屏进行多画面的分割或合成，任意1路信号可全屏显示，并可在其上以开窗口的方式，叠加显示其它信号。显示画面能够自由缩放、移动、漫游，不受物理拼缝的限制，采用软件控制显示窗口的拼接与分割，屏与屏之间的拼缝不影响文字和表格、图形和图像的正确显示。

2）用户管理

系统通过管理客户端实现设备管理、用户管理、权限管理、状态管理、系统维护等功能，保障系统正常运行；提供多级安全保障管理功能，可设置多种操作等级或权限。

5.设备布置与管线敷设

发射机房、控制室内各布置自动化机柜1个，自动化采集设备布置在发射机房的机柜内，自动化管理设备布置在控制室机柜内。发射机房水平线槽主要采用200×100mm金属线槽敷设在地沟内。在墙内或墙上安装的系统末端模块和点位均通过线槽引JDG钢管敷设。所有线缆除电源线外均采用屏蔽线缆敷设。

6.电源

由老军营发射中心内已有配电柜给自动化机柜内各服务器、网络交换机、采集器等设备供电。

7.接地

采用工作、防雷、保安联合接地方式，接地电阻不大于1Ω，用镀锌扁钢将自动化机柜及电气绝缘的金属支架等相接后，再和机房中已有的接地端子牢固相接。所有室外进入楼内的电缆安装防雷浪涌保护器。

8.结束语

广播电视发射台站要圆满完成安全播出任务，不仅取决于台站技术队伍的素质，更重要的是取决于技术手段是否先进。采用自动化技术，以先进的监测设备和科学管理为平台，实现广播电视节目从传输到发射各个环节的自动控制、自动监测和自动播出管理，能够确保广播电视发射台站安全播出工作万无一失。