广播电视发射台统一监管运维平台系统应用论述

刘 宏

（营口新闻传媒中心广播电视发射台，辽宁 营口 115000）

0 引言

随着数字广播电视技术、计算机技术以及网络技术的快速发展，全国各地的广播电视发射台站都已完成了数字化平移改造，国标地面无线数字广播电视（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）全面开通，发射台站承担起转播发射中央、省市无线数字广播电视节目的任务，各台站都安装了一套广播电视发射台统一监管运维平台系统。该系统可实现对发射台站全方位的实时监控，监控范围包括卫星接收设备、光传输设备、信号源传输链路、广播电视发射机、供配电动力源、机房安防设备、环境动态监控设备以及值班业务应用等。系统呈现全链路、多视角的网络拓扑，维护人员可以清楚地了解到各种设备的实时运行状态，可有效定位故障点并及时报警，提高运维效率。监管运维平台系统可对前端硬件设备采集的实时数据进行判断和处理，实现智能管理与控制，可对监控数据实现画面可视呈现、切换监看和报警控制，支持通过网管系统查询信号监控系统的数据信息，可实现与省局监管中心系统对接和远程实现信号与系统的全方位监测。这套系统具有实用可靠、安全先进、监测全面、操作简洁、开放度高、扩展力强、兼容性好以及自动化的特点，是发射台站建成现代化机房、做到安全优质播出的技术保障。

1 发射台统一监管运维平台系统构成

发射台统一监管运维平台系统是以自动控制技术和计算机网络技术为核心搭建而成的，能够实现监测设备对分布式结构和网络化的需求，具有多级分布各模块相互独立的特点，遵循统一的网络协议和行业标准，实现对台站内节目传输发射关键链路设备指标、动力环境安防信息进行监控和报警；对台站的信源来源（卫星、微波、光纤）、信源处理、入机信源、空收信号等多处节点内容进行全流程指标监控以及环境安防动力源设备指标监控，并将所有数据按照网络通信协议进行整合，通过专网、互联网等网络传输方式上传至省中心管理平台。这样，通过一个中心监管平台可管理多个台站监管平台，经过数据信息的双向传输，实现了信息可视化集中呈现和监管，并在统一监管的基础上实现了台站自动化办公功能。系统由中心统一运维监管平台、台站监管平台、发射机监控系统、信号源链路监控系统、多画面检测报警系统、环安动力源监控系统、值班运维监管系统以及办公辅助系统组成。系统结构如图1 所示。

图1 系统结构图

2 发射台统一监管运维平台系统的功能特点

发射台统一监管运维平台系统的架构采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构模式，通用性好,面向多用户，使用简单灵活；后台数据采集处理采用客户端/服务器（Client/Server，C/S）架构模式，高效稳定、对象固定。

中心平台框架的结构是开放式的多层体系结构，针对具体业务需求搭载对应的模块，做到更精准的权限控制，可方便进行功能业务再开发，根据需要自主设定模块。不用修改软件，即可进行监测设备数量的扩容，从服务器的性能考虑来灵活组合模块达到负载均衡，适应扩展需求。

该平台系统有多种安全机制，如传输加密、数据加密和身份验证等，并采用网页Web 认证机制，保证平台交互的安全性。如果平台系统出现故障，利用完善的故障跟踪功能，可检查到故障的具体环节，使系统快速恢复正常。前端设备采用了全嵌入式平台，可有效防止病毒侵犯，支持断电重启功能，具备耦合性低、独立性强的性能，可以有效保证硬件的稳定和安全。

系统有较好的交互设计，采用用户界面（User Interface，UI）设计，提升用户的使用操作体验，应用先进的客户端页面开发技术和分布式B/S 框架，运用图表、动画等形式来展现内容，体现良好的人机交互效果。

系统具有开放的系统接口，向第三方开放标准简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）和用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）的网管接口，推送监测画面异态信息数据和系统运行状态数据，向第三方开放WEBservice 接口和API 接口，提供监测监看数据和指令控制数据。

该平台系统的硬件具有高集成度和稳定性，嵌入式监测设备供电采用外部直流电源供电，与交流电源模块实现隔离，消除设备发热和电源发热的相互影响，提高了硬件供电的热稳定性和可靠性。所有监测板卡均采用嵌入式设计，均支持热插拔和在线维护、零配置存储模块更换（存储模块可重复使用），板卡自带温度传感器，可监测机箱环境温度，稳定性好。

系统可实现精准的视音频异态监测。对于视频故障，可以精确到帧监测，可指定监测区域，能有效避免误报漏报，可针对重要节目设置报警灵敏度，提升报警的有效性；支持音频立体声、5.1 声道、左右声道等多种监测方式，可识别音频丢失后的杂音，具有对音频丢失故障的准确判断能力，能够根据波动门限和电平门限判断音频丢失和PID 码中断故障。

系统采用实用的报警管理机制，具有故障循环语音报警、故障确认机制、手动暂停监测以及强大的运行图管理功能，可自定义按节目和故障设置不同的运行图和故障画面放大显示机制。

系统具有高效的信息存储管理功能，采用磁盘预分配的录像技术，可有效减少磁盘碎片，提高访问速度。

系统依托IP 网络架构，采用TS Over IP 技术，构建节目信号统一监测平台，将各种监测板卡安装在一个机箱中，统一采集各种节目信号数据，将节目TS 码流打包成IP 包进行组播，采用千兆以太网组播技术，可以灵活地调度与控制，方便以后广播电视业务的扩展和维护。

控制数据和节目码流数据采用物理隔断，所有嵌入式硬件设备在系统中采用双网卡，千兆交换机和百兆交换机同时使用，或在一台千兆交换机中划分不同的虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN），将两种组播数据物理隔离，达到系统的高度稳定与精准检测[1]。

3 统一监管运维平台各系统工作原理

3.1 中心统一监管运维平台与发射台统一监管运维平台

中心监控运维平台通过分布式B/S 架构，支持多级部署，具备开放、通用的接口和良好的兼容性，方便系统扩展。中心监控运维平台能对子级平台进行远程管理，包括监测数据展示、报警发布、业务配置下发、远程设备管理以及信息调度等，能综合查询全辖区台站业务开展和播出信息，统计分析全区安全播出态势，输出运维监测报告，支持信息综合调度管理，包含业务屏幕调度、预警信息发布等，支持系统用户统一认证、系统安全管理以及值班运维管理等。发射台站统一运维监控平台采用平台化、模块化、远程化、智能化方案设计，满足台站的日常值班管理需求，如全链路设备监控、发射机监控、节目信号监控、动力环境及安防一体化监控。监控设备采用嵌入式硬件架构，性能稳定，具备较高的集成度，满足多种设备多个接口需要，支持远程监控管理、远程升级配置以及电源管理功能，具备系统统一认证、系统安全值班管理、报警发布、数据存储查询以及上级平台互联互通等功能。

3.2 发射机监控系统

指标采集器是发射机监控系统的主要设备，采用BHET103 系列多接口指标采集器，具有串行接口和网口采集功能，能够对开关量、模拟量、数字量等物理量采集，可对发射机的整机工作指标（如入射功率、反射功率、总电流、总电压等）、模块工作指标（如功放电压、功放电流、功放温度、激励器电流、激励器电压、激励器温度等）的数据进行采集监控，还可对发射机的工作模式进行远程控制。

3.3 信号源链路可视化监控系统

信号源链路包括卫星接收机、微波接收机、光接收机、切换器、交换机、编码器以及信号解调器等设备。监控系统根据统一的协议，对信源设备的运行参数、工作状态、信号的输入输出状态、接收信号的锁定情况、传输的信号标准程度、故障报警信息等数据，通过多接口采集器的串行接口或网口进行采集并推送到系统平台，具备监控效果可视化呈现效果。一旦出现故障，维护人员可直观、及时发现并及时定位处理，确保信号源的安全。

3.4 播出信号监控报警系统

系统采用数字化技术监测手段代替人工监测方式，提高播出系统监控的及时性和准确性。系统采用IP 技术传输，应用TS over IP 技术转换，具备强大的信号解码能力、精准的视音频内容监测能力、灵活的多画面显示方式、实用可靠的报警管理机制、高效的录像存储和云计算支持提升等功能，使用Ares系列各种嵌入式监测采集板卡，可对网络信号、数字和模拟音视频信号、射频的数字和模拟等信号进行采集监测；允许混合插入，支持热插拔，可以使用冗余热备份电源直流供电，通过物理隔离具有较高的热稳定性，支持远程网络对电源工作状态指示和工作温度监测及报警，支持画面云技术，可以云化平台在虚拟平台上自由设置，可以对节目的异常监测按需要接入，自由设定系统规模并动态扩展[2]。

3.5 环安动力源监控系统

环安动力源监控系统由供配电动力源监控、机房环境监控以及机房及周边安全监控3 部分组成。

（1）供配电动力源监控系统。对台站供电的专线、民线、发电机自备电源、UPS 电源以及各级输配电柜的运行指标参数，采用串行接口或者物理耦合接口进行数据采集，并将数据和报警信息实时推送到平台，对设备运行状态实时监控，对故障点能及时发现并快速判断处理，支持远程控制。

（2）机房环境监控。包括机房的温湿度控制、火灾报警监控、漏水浸水监控以及有害气体侵入的监控，通过传感器实时监测环境的变化，通过数据采集设备把信息推送给平台，对警情可及时报警快速处置。

（3）机房及周边安全监控。包括视频监控、电子围栏以及红外门禁等措施，通过传感器、摄像头，经过有线或无线网络把采集数据传输到监测平台，对视频图像进行显示和存储。出现异常现象，系统可以及时报警，有效提醒值班人员，从而实现对发射台站各处重要场所以及周边环境进行监控[3]。

3.6 值班运维监管系统

值班运维监管系统包括播出信号质量的监测、值班报警管理、自定义值班平台监看、运维知识库、历史监控回溯以及统一报表等几部分，可对发射机的运行指标信息进行集中显示，方便值班人员对监控设备报警的管理和观察；具有报警信息回溯的筛选功能，通过对各设备类型进行筛选，完成对某个设备发生故障报警的检索；实现故障报警直接处理，可同时将故障报警和处理意见存入运维库，便于以后发生同类型报警时的信息回溯；通过自定义值班平台，可设定多项重点设备的指标状态和报警状态综合监看，如发射机状态参数、供电参数、环境温湿度参数以及安全防护信息等状态信息统一显示，可设定多种模板并可循环播放模板，模板播放时间根据监测内容的重要性设置。运维知识库便于台站对故障报警信息的记录，对各项报警类型进行分类归纳和故障处理意见结果一起入库，可供管理维护人员针对报警故障记录进行查阅。通过统一抄表系统，实现了记录抄表功能电子自动化，并可导出电子化指标报表，满足抄表工作需求[4]。

3.7 办公辅助系统

办公辅助系统是为发射台站资产管理、文件管理、考勤管理及值班监管人员实现办公自动化而设置，能有效进行各类业务流程的全要素记录，极大地减少纸质文件分类整理存储的空间和人力消耗，提升了业务处理效率，确保数据安全可靠，业务流程全程追溯。系统界面简洁、划分清晰，操作简便易学、数据自动保护，能自动整理备份并支持多个用户同时在线[5]。

4 统一运维监控平台系统的应用与维护

营口市广播电视发射台于2021 年3 月份完全完成数字化平移后，承担转播中央十二套、省八套及市级本地两套共二十套电视节目，中央两套、省一套、市级本地三套共六套调频广播节目以及三套数字广播CDR 的转播发射任务。全省开通了数字微波，为信源数据传输提供了保障。随着广播电视技术数字化的发展，统一运维监管平台系统应运而生，通过平台系统将发射机、信源数据、播出节目信号、环境安防信息等都整合到平台上进行统一监控。营口发射台综合监管运维值班平台如图2所示。该系统从根本上改变了发射台站节目发射播出值机工作方式，极大地提高了节目安全优质播出的保障能力，提高了工作效率，减轻了值机工作强度，杜绝了人为事故的发生，引领发射台播出工作进入了现代化管理阶段。

图2 营口发射台综合统一运维监管平台

平台系统工作运行过程中，需要对系统硬件进行定期除尘清理，检查冷却风机有无损坏，连接插件有无松动，对系统软件要定期进行垃圾清理，定期进行系统更新重启，提高系统运行速度。定期的维护可以延长系统的使用寿命，保证系统长期稳定运行，精准发挥监管作用。

5 结语

发射播出系统的安全优质播出，是广播电视发射台站工作的根本要求。广播电视发射播出系统的运维必须建立健全的监管机制，保证设备安全运行、节目安全播出。随着数字技术的成熟，广播电视技术已全面进入数字化时代，为广播电视的发展带来有力的技术支撑。广播电视发射台统一监管运维平台系统是基于数字广播电视技术、网络技术及自动控制技术相结合研制开发出来的，用于广播电视发射台站节目发射播出的运行维护监管，具有安全可靠、性能优越、实用性强的特点，改变了传统的监管方式，实现了发射台站发射播出运维工作的现代化建设，为广播电视节目的安全优质播出提供了技术保障。