发射机房远程综合监控平台的设计和建设

陈志宏

（佛山电视台，广东 佛山 528315）

0 引 言

广播电视地面覆盖已从模拟时代进入数字时代，采用的发射方式也从原来的单点大功率变成了现在的多点单频网模式，传统的依靠技术人员完成现场发射机房值班的运维模式也面临改变。随着信息技术、互联网及物联网技术的快速发展以及电视监控技术的不断进步，实现智能化的发射机房远程综合监控平台成为可能[1]。依靠这个平台，可以实现对一个地区多个发射点的集中监控，从而全面、安全、高效地完成地面数字电视播出任务。

1 平台设计目标

佛山电视台的发射机房位于佛山电视塔，现在播出的是中央广播电视总台（以下简称央视）地面数字多媒体广播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）的18频道和36频道的节目。佛山电视塔在2021年底完成升级改造并投入使用，塔内发射机房的设计符合我国最新的建筑设计规范，机房环境具备良好的防火、防盗、防尘、防漏、防虫、保温等防护条件，能为发射设备提供安全、可靠的封闭工作环境。在此基础上，佛山电视台希望建设一个远程综合监控平台，以期实现智能化地对发射机房物理环境、消防、安保、电力、设备及信号的全方位远程监控，从而保证节目的安全播出。

（1）按照设备机房与值班人员分离的原则，机房采取封闭运行的形式。发射机房内配置一体化动环监测设备和多路监控摄像头，可以远程监看整个机房环境及重要设备，对机房及周边物理环境实时监测，并能针对异常报警[2]。

（2）整合监测所有外电及不间断电源（Uninterrupted Power Supply，UPS）的工作状态，能自动智能切换外电输入，并能在无外电的情况下自动开启发电机，保障电力安全。

（3）发射系统的主要设备接入内部网络，可以远程监测、控制、操作；实现链路内所有信号的监测及智能化故障报警，并能在播出信号出现问题时自动或手动切换，保障安全播出。

2 平台建设

2021年底开始，佛山电视台在新闻中心五楼播控机房建设了一套完善的、智能化的发射机房远程综合监控平台，可以基本实现发射机房的远程值班。整个综合监控平台从电力、环境监测、发射设备、信号接收处理等各环节均可实现远程监控[3]。监控平台拓扑如图1所示。

图1 监控平台拓扑图

2.1 机房环境监测系统

机房环境监测系统具有完善的功能，其系统拓扑如图2所示，主要由动环监测系统和安防监测系统两部分组成。通过一体化的动环监控主机，把物理环境监测、消防监测、UPS监测等参数全部整合，进行数据化采集处理，并通过内部局域网实现远程监测和故障报警[4]。

图2 机房环境监测子系统拓扑图

发射机房内运行着大量的精密贵重设备。这些设备的正常稳定运行，对周围环境的要求非常高，要求环境长时间保持在一个相对较小的变化范围内，否则会影响设备寿命或导致设备损坏。技术人员根据机房的实际需求，为机房配置温湿度传感器、消防烟感、水浸探头等环境监测设备，接入动环监测设备，获取机房物理环境信息；取得UPS厂家通信协议授权，并通过对应的接口协议转换模块接入动环监测设备，可以获取UPS的运行参数，包括输入电压、输出电压、三相电流、电池电量及温度等主要参数信息。这些信息通过一体化动环监控主机实现数据集中上传，在远程综合监控平台上用Web网页进行实时的图形化和数字化的显示，如图3所示，异常情况下可以发出声光报警。

图3 数据图形化显示

安防监测系统主要由机房摄像监测设备和远程NVR监控录像机两部分组成。机房监测摄像设备有两种，一种是具有红外报警功能的高清摄像头，能够支持移动侦测，在无人机房发现移动物体时能实时报警，具有防盗功能；另一种是普通的高清摄像头，可以无死角地监测机房所有地方和主要设备。NVR监控录像机通过内部局域网可以远程控制机房内所有监控摄像头，通过调节摄像头光圈、焦距和角度，可以比较清晰地观察机房设备的工作状态和机房大部分区域的环境细节。所有监控视频在远程综合监控平台处上电视墙监看。NVR监控录像机还能存储三个月的监控录像资料。

2.2 电力监控系统

电力监控系统能够远程监测整个台站电力系统的工作状况，显示当前供电方式；能够远程设置告警门限值，自动或手动切换供电方式。发射机房电力系统由两路不同路由专线外电和发电机组成，两路外电互为主备，当电力监控系统监测到主路外电故障时能自动切换到备路供电。所有外电都中断时，电力监控系统能自动启动发电机进行发电，并自动切换到发电机供电。机房内的UPS能保障机房重要设备在无外电情况下正常运行两个小时以上，保障安全播出。

2.3 发射机网管系统

发射机房的央视DTMB所用的36频道凯腾发射机、18频道北广发射机均具有网管系统，监控界面分别如图4、图5所示。发射机的控制单元网口接入交换机，经网络光机连接新闻中心5楼机房的综合监控平台，通过工作站对发射机的中控单元进行控制。网管系统能够配置发射机的系统参数、自动/手动开关机、数据采集方式以及报警门限值。系统采用分布式的数据处理方式，分布式的自动控制，在系统与发射机中控单元脱网时，仍能保持独立运行，最大限度地保障节目的播出安全。系统通过监控平台实时监测发射机运行状态（包括激励器/功放功率、电源工作电流电压、设备温度等），并在必要时远程操作，调整发射机的工作状态[5]。

图4 18频道北广发射机监看界面

图5 36频道凯腾发射机监控界面

2.4 信号监控系统

信号监控系统包括多画面监测系统和信号切换系统，系统架构如图6所示。

图6 信号监测及切换系统图

在发射机房采集卫星接收机输出的节目源ASI码流，利用无线监测仪接收DTMB空中信号并输出组播码流。节目源ASI码流和DTMB组播码流通过光传输设备传输到台本部播控机房的综合监控平台，接入平台的多画面监控系统。多画面监测试系统功能强大，能够对央视中星6A主备信号源、中星6B信号源共36套节目及36频道和18频道无线发射的12套节目共48套节目上屏监看，进行实时视音频监测、录像，具备黑场、静帧、静音、彩条报警功能，具备全程录像和故障触发录像功能，能够实现90天录像储存，具备日志报表、异态记录功能，方便查询播出记录。

央视DTMB的18和36频道的节目源均来自中星6A和中星6B两个卫星。中星6A配置主、备卫星接收，输出主、备两路节目信号源，中星6B卫星接收机码流经本地转码作为2备信号源。三路信号均为独立信号源。36频道和18频道发射机各配置一个三路切换器，三路信号源经码流切换器3选1后送至发射机。码流切换器在播控机房配置了远程控制面板，可以实现自动切换和远程手动切换功能。远程值班人员可以根据信号监测情况，自动或者手动切换一路信号作为DTMB发射机的信号源。

3 结 语

佛山电视台发射机房已经完成远程综合监控平台的建设并投入使用，目前系统运行良好。机房值班人员通过这个平台，可以远程在线监控发射机房环境、设备使用状态及无线播出状况，能及早发现故障、排除故障，具有高效率、智能化、自动化的监控效果。相对于传统人工值班模式，更能简单、快速、精准地把握机房的实际情况。

在广电大数据化、智能化的背景下，佛山电视台发射机房融合了传统广电技术和新时代信息技术，提高无线发射的管控水平和运维效率，也为其他广电机房的信息化改造提供了新的探索思路和技术方案。