安全播出過程化管理的一次成功實踐

+ 關(guān)麗霞 國家廣播電影電視總局監(jiān)管中心

一、業(yè)務(wù)分析

安全播出日常管理和應(yīng)急處置是總局對全國實施安全播出管理的重要工作內(nèi)容，而地球站運行管理是總局安全播出管理的重中之重。在發(fā)生突發(fā)事件時，往往需要總局直接指揮相關(guān)地球站進行相應(yīng)處置，而只有掌握各地球站技術(shù)系統(tǒng)配置，實時了解技術(shù)系統(tǒng)運行狀態(tài)，才能及時制定工作決策，第一時間應(yīng)對突發(fā)事件，確保播出安全。

各省衛(wèi)視節(jié)目一般采用scpc方式由本省衛(wèi)星地球站上行，一般3至4個省衛(wèi)視節(jié)目共用一個轉(zhuǎn)發(fā)器，共處一個轉(zhuǎn)發(fā)器的地球站運行安全息息相關(guān)，往往某個地球站的播出異態(tài)會導(dǎo)致同轉(zhuǎn)發(fā)器所有地球站的播出異態(tài)，因此，掌握同轉(zhuǎn)發(fā)器各地球站運行狀態(tài)是各地球站的現(xiàn)實需求。而監(jiān)測平臺建設(shè)之前，各地球站往往是在發(fā)生事故后，手動調(diào)整頻譜儀來觀察同轉(zhuǎn)發(fā)器地球站下行頻譜，既不及時又不直觀，能夠掌握的信息很少。監(jiān)測平臺的建設(shè)將很好地解決各地球站需求，它不僅能以圖形化的方式實時展現(xiàn)地將轉(zhuǎn)發(fā)器及各地球站上行系統(tǒng)狀態(tài)、下行接收狀態(tài)，還能進行事后查詢，更好地為各地球站安全播出服務(wù)。

各省安全播出管理部門對本省地球站的運行狀態(tài)缺乏了解，往往是發(fā)生事故后，人工電話報告，對事故的處置非常不利。監(jiān)測平臺根據(jù)用戶身份，自動將本省地球站及同轉(zhuǎn)發(fā)器各地球站的運行狀態(tài)實時展現(xiàn)給各省安全播出管理部門，各省安全播出管理部門隨時可查看本省地球站運行狀態(tài)，使得安全播出管理過程化成為可能。

全國各地球站均部署了運行控制系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)，為采集本站上行系統(tǒng)各設(shè)備運行參數(shù)提供了技術(shù)支撐。同時，總局建設(shè)開發(fā)的安全播出指揮調(diào)度平臺網(wǎng)絡(luò)已連通至各地球站，且在各地球站部署了指揮平臺終端，該終端可實現(xiàn)與指揮平臺總局核心節(jié)點的互聯(lián)互通，使得各地球站運行狀態(tài)數(shù)據(jù)回傳至總局成為可能。

二.系統(tǒng)設(shè)計

1.總體設(shè)計

（1）設(shè)計原則

監(jiān)測平臺僅接收各地球站技術(shù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出，而不應(yīng)向地球站技術(shù)系統(tǒng)輸出任何數(shù)據(jù)，以避免干擾地球站技術(shù)系統(tǒng)正常運行；

各地球站技術(shù)系統(tǒng)運行參數(shù)的采集應(yīng)保證一定的頻度，以確保總局掌握相關(guān)數(shù)據(jù)的及時性；

全系統(tǒng)應(yīng)具備一定的校時機制，以保證數(shù)據(jù)的有效性；

地球站數(shù)據(jù)上傳應(yīng)采用一定的壓縮和鑒別機制，既保證有效數(shù)據(jù)及時上傳，又不占用太大帶寬。

（2）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

總局核心節(jié)點與各地球站互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如圖1所示。

地球站網(wǎng)管系統(tǒng)和運行控制系統(tǒng)實時采集本站上行系統(tǒng)相關(guān)運行參數(shù)，并通過串口連接至本站指揮平臺終端，在指揮平臺終端上部署采集器軟件，采集器對所采集數(shù)據(jù)進行初步處理后，通過指揮平臺網(wǎng)絡(luò)上傳至總局核心節(jié)點，部署在總局核心節(jié)點的服務(wù)器對接收的數(shù)據(jù)進行對比、分類、存儲等處理，并通過圖形化軟件進行顯示。

圖1 監(jiān)測平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

圖2 監(jiān)測平臺軟件功能模塊圖

2.功能設(shè)計

監(jiān)測平臺從功能上分為采集子系統(tǒng)、繪圖子系統(tǒng)和展現(xiàn)子系統(tǒng)。主要內(nèi)容見圖2.

采集子系統(tǒng)實現(xiàn)地球站運行參數(shù)的實時采集，包括地球站端的采集代理客戶端和總局核心節(jié)點的服務(wù)器端，其中地球站端的采集代理客戶端部署在地球站指揮平臺終端計算機上，負責(zé)收集各地球站網(wǎng)管系統(tǒng)和運行控制系統(tǒng)推送的數(shù)據(jù)，通過指揮平臺網(wǎng)絡(luò)傳送至總局核心節(jié)點應(yīng)用服務(wù)器；應(yīng)用服務(wù)器部署中心服務(wù)端軟件，負責(zé)接收各采集代理客戶端傳送的數(shù)據(jù)，并存儲，實現(xiàn)與繪圖子系統(tǒng)和展現(xiàn)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞。

繪圖子系統(tǒng)實現(xiàn)各地球站上行系統(tǒng)鏈路圖的上傳、更新和審核，包括繪圖代理客戶端、繪圖中心客戶端和繪圖中心服務(wù)端，其中各地球站在繪圖代理客戶端繪制本站系統(tǒng)鏈路圖，完成后上傳至核心節(jié)點應(yīng)用服務(wù)器，相關(guān)人員通過中心客戶端審核后，通過中心服務(wù)端進行存儲、記錄等。

展現(xiàn)子系統(tǒng)通過瀏覽器頁面以多種形式實現(xiàn)相關(guān)信息的展現(xiàn)：一是通過中國地圖的形式形象顯示各站運行狀態(tài)；二是全景展現(xiàn),以一副頁面的形式，將所有地球站上行系統(tǒng)的上行功率等關(guān)鍵參數(shù)進行展現(xiàn)；三是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器展現(xiàn),以轉(zhuǎn)發(fā)器為單位，將該轉(zhuǎn)發(fā)器上相關(guān)地球站的上行功率、下行接收載噪比等參數(shù)進行展現(xiàn)；四是系統(tǒng)鏈路圖展現(xiàn),顯示某站的上行系統(tǒng)鏈路圖。

三.系統(tǒng)實現(xiàn)

1.采用可靠的系統(tǒng)架構(gòu)，確保監(jiān)測平臺運行穩(wěn)定

監(jiān)測平臺服務(wù)器端，采用web層、應(yīng)用層、存儲層三層架構(gòu)設(shè)計，且應(yīng)用服務(wù)器、web服務(wù)器、磁盤陣列均配置了主備冗余，應(yīng)用服務(wù)器主備兩臺服務(wù)器采用HA雙機軟件實現(xiàn)主備切換，web服務(wù)器通過負載均衡設(shè)備F5實現(xiàn)訪問的均衡分配，存儲層采用雙主控，雙電源、雙盤箱的全冗余結(jié)構(gòu)，確保數(shù)據(jù)存儲安全。系統(tǒng)拓撲圖見圖3。

圖3 監(jiān)測平臺核心節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

2.通過串口采集數(shù)據(jù)，確保地球站技術(shù)系統(tǒng)運行安全

地球站代理客戶端與地球站網(wǎng)管系統(tǒng)及運行控制系統(tǒng)通信采用串口方式，且在焊接串口接頭時，僅焊接了地線和接收線，沒有焊接發(fā)送線，從物理上確保了雙方通信的單向性，保證了監(jiān)測平臺不給上行系統(tǒng)帶來任何安全風(fēng)險。

3.C/S與B/S技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)系統(tǒng)各項功能

為確保數(shù)據(jù)通信的可靠性，采集客戶端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)推送，采用了C/S架構(gòu)，并建立了TCP長連接，中斷后可自行恢復(fù)。

監(jiān)測平臺用戶包括總局用戶、各省科技處、調(diào)度中心及地球站，各省接入計算機終端配置不盡相同，因此在系統(tǒng)展現(xiàn)環(huán)節(jié)采用了B/S架構(gòu)，降低了對客戶端計算機的配置要求，也提高了系統(tǒng)的通用性。

4.采用數(shù)據(jù)過濾功能，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬有效利用

由于各地球站代理計算機與總局服務(wù)器之間的帶寬有限，不能夠?qū)⒋碛嬎銠C串口接收到的所有數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，因此系統(tǒng)設(shè)計了根據(jù)數(shù)據(jù)變化量進行過濾后上傳的功能。數(shù)據(jù)過濾定義是，界定各個傳輸參數(shù)的變化量范圍，對于過濾以內(nèi)的值不進行上傳，只有功率變化量超出過濾值時才進行過濾，數(shù)據(jù)過濾配置在采集中心服務(wù)端進行設(shè)定，過濾包括所有上傳設(shè)備的所有參數(shù)信息。

5.設(shè)置自動校時功能，確保系統(tǒng)時間的統(tǒng)一性

服務(wù)器定時向各地球站代理客戶端發(fā)送校時指令，校時指令中包括服務(wù)器的當前時間，各客戶端收到校時指令后，自動修改本機時間，以保證本機時間與服務(wù)器時間一致，從而確保了整個系統(tǒng)時間的統(tǒng)一性。

6.采用圖片、FLASH技術(shù)，實現(xiàn)各頁面的美觀展現(xiàn)

為實現(xiàn)美觀、易用的目的，系統(tǒng)采用了大量圖片及flash技術(shù)，將枯燥的數(shù)據(jù)形象化，將復(fù)雜的業(yè)務(wù)抽象化，即直觀展現(xiàn)了各地球站運行狀態(tài)，又將日常安全播出管理中需要關(guān)注的數(shù)據(jù)形象展示，保證了總局隨時掌握全國各地球站運行狀態(tài)，提高了工作效率。圖4、圖5分別是以地圖形式和模擬載波形式展現(xiàn)各地球站運行狀態(tài)。

監(jiān)測平臺的建設(shè)，為總局實時或事后了解各地球站運行參數(shù)提供了依據(jù)，使得各省局了解本省地球站和同轉(zhuǎn)發(fā)器地球站實時運行狀態(tài)成為可能，同時促進了各地球站網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)和完善。監(jiān)測平臺上線至今，多次在總局處置地球站突發(fā)事件和播出事故中發(fā)揮了重要作用，已成為總局安全播出指揮調(diào)度的重要技術(shù)支撐手段，是安全播出從結(jié)果化管理向過程化管理的成功實踐。

圖4 監(jiān)測平臺地圖展現(xiàn)形式

圖5 模擬載波形式展現(xiàn)各站運行狀態(tài)