智慧台站设备监控数字化系统建设与应用

李永红

（贵州省广播电视局八九六台，贵州 六盘水 553300）

0 引言

贵州省广播电视局八九六台自2010 年搬迁至新台址，迄今已逾13 年。台站初建的自动控制系统设备使用年限过长，线路老化、故障频发，迫切需要解决因发射机失联而不能定时自动开关机甚至误开关机的安全播出隐患，还要改善主备发射机切换时长达50 s 的现状。项目实现了发射机与主控计算机稳定联播、主备发射切换时间缩短为5 s，多个系统监测控制功能提高了发射台的安全播出保障能力。本文就系统建设方案及功能进行分享，希望能为广播电视发射智慧化台站建设提供参考。

1 发射机组及附属设备参数采集控制倒备系统

发射机组及附属设备参数采集控制倒备系统如图1 所示，建设设备主要有数据采集控制器、发射机倒备控制器、真空继电器、调幅度监测仪、检波盒、数据服务、浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构传输发射远程监管平台服务系统软件、交换机，主要实现如下功能。发射台765 kHz、981 kHz 两个频率共6 台发射机，每个频率一主两备发射机组倒换程序均为循环倒换，任一台发射机故障，都会自动倒换到下一台发射机；增加了故障发射机恢复确认功能，确保维修过程人机安全；主备发射机倒换开关为真空继电器，发射机自动倒换时间不大于5 s；发射机能自动开关机、自动倒机、能自主把其中一台发射机剥离循环倒换系统；倒备控制器储存命令的功能使得网络数据安全、系统稳定，不会失联、误开关倒机；对一主两备共6 部发射机的载波功率、调幅度进行数字和波形实时监测，有文字、声音、弹窗等报警记录；发射机面板上所有监测参数均自行采集、显示到服务器及监测大屏；控制链路可视化、工作状态为醒目流水图[1]。

图1 发射机组及附属设备参数采集控制倒备系统

2 信源监测、防错播/插播监测报警系统

信源监测、防错播/插播监测报警系统建设设备主要有多功能音频智能切换器、多路解调编码器、数据服务以及音频漫录比对系统，实现如下功能。信源全链路通过动态流水图实时监测关键节点音频信号，整体信号源监测同步显示在大屏上，在用信号源和备用信号源用不同颜色显示，以动态流水图的形式显示台站实际链路流程；对发射台信源信号（中星6E C 波段、中星9 号KU 波段、网络光纤信号）及入机信号、空收解调信号共3 路节目信号进行实时监听报警，对信号内容错播/插播进行监测报警；信号丢失和恢复情况都有记录、提示，链路设备有多路信源的自动切换系统、断电直通功能[2]。这些功能填补了台站之前只有简单的发射前后信号监听的空白，不但可以进行关键节点的音频、流水图动态监测，还可以对信号错播/插播内容进行监测报警。

3 播出设备视频监测系统

播出设备视频监测系统建设设备主要有全彩全景枪球智能一体机、硬盘录像机及显示器、千兆交换机、光纤、收发器及机架箱等，实现如下功能。使用19 个800 万全彩变焦超高清球机摄像头对台站机房各设备房间的设备、天线调配室、卫星接收天线进行高清视频监测，能看清设备面板参数，55 个画面可保留30 d 以上；能非常直观地掌握重要设备的工作状态，高清画质的录像回放便于各类播出故障的查找分析，大幅加快故障设备的维护检修速度。

4 发射机性能指标实时监测系统

发射机性能指标实时监测系统建设设备主要有中波发射机指标测量仪、测量系统及测量主机，实现如下功能：对发射机“音频电平”“调幅度值”“调幅不对称”“谐波失真”“信噪比”“频响”“载波跌落”“频率容限”等指标实时在线监测，让值班员对发射机的工作状态了然于心；在非播出时段可自输出测试信号，一键自动测试发射机指标，较之前的外接设备测试指标更为精准地反映发射机的真实性能。

5 天调网络阻抗匹配及馈管温度监测系统

天调网络阻抗匹配及馈管温度监测系统建设设备主要有中波阻抗匹配测量仪、阻抗测量监测系统、阻抗测量监测主机、分布式光纤线型感温火灾探测器、感温光纤、壁挂式熔纤箱尾纤、终端盒以及专用壁挂电源，实现如下功能：765 kHz、981 kHz 双频共塔两套天调网络阻抗变化（50±j0）±5 Ω 时显示并报警，可在史密斯圆图中实时观察到当前阻抗匹配的情况[3]；对两套天调网络的元器件、馈管及馈管接点共计77 个点进行温度采集实时监测超温报警（报警限值35 ℃）。这套系统弥补了旧天馈系统属于监测盲区的不足。之前，除非发生故障，否则不可能提前知晓天馈系统的工作状态。

6 智能安播数字化管理系统

智能安播数字化管理系统建设设备主要有日常检修模块、报表统计模块、专家库模块以及日常办公模块。系统结合贵州省广播电视局下发的技术巡查制度和台站等检修维护工作进行智能数字化管理，可监测参数、历史数据查询、报警查询、自动抄表功能、报表统计及值机管理，监测图像保留半年以上[4]；对台站整个播出环节提供故障报警及智能诊断并提供解决方案；可对台站日常管理工作提供支持，所含内容丰富、用途宽广且后期可自行扩展。

7 其他系统

其他系统建设设备主要有环境采集器、温湿度变送器、烟雾传感器、浸水变送器、发光二极管（Light Emitting Diode，LED）滚屏电子标牌。发射机顶部安装LED 滚屏电子标牌，同步显示发射机的天线、播音、待播及故障状态。电力监测系统通过通信协议进行数据融合，同步实现声光报警监测。环境监测系统含烟雾、温湿度、地沟浸水、门禁等实时声光报警监测、异态信息记录等功能。全球定位系统（Global Positioning System，GPS）卫星校时系统可对多台设备进行统一校时。在监测时段内，765 kHz、981 kHz 两频率任一播后信号中断，值班机房无线便携电铃报警。这些系统配置使得台站的安全播出工作更快捷、更有保障[5]。

8 拼接屏电视墙

贵州省广播电视局八九六台安全播出监测控制系统主要由8 块55 英寸拼接显示单元、拼接屏专用液压支架、高清信号处理器、LED 走字条屏及预警系统接收终端组成，如图2 所示。电视墙拼接屏幕上实现所有监测数据的实时同步显示。大屏显示系统拼接缝隙为0.88 mm，屏幕分辨率4K 以上，使用液压前维护系统。电视墙除了具有常规的监测功能，还可用于现场投屏教学、各类视频作品的录制背景设计，大幅提升台站工作品质。

图2 安全播出监测控制系统

9 结语

发射台站设备监控数字化系统的建设聚焦台站发射机监控、信源监控及动环监控等核心业务，通过各类前端采集设备，完成发射机运行状态数据、核心环节数据、重点区域动力环境数据的统一采集、呈现、告警及收录，辅以综合值班管理、历史回溯等功能，将台站运维工作从人防为主转变为技防为主，完成台站运维的数字化转变，使得技术管理维护工作向智慧广电、智能安播更进一步。