無人值班機房的安全性測評

宋琛暉 朱文川 鄒文婷

今天，很多發射機房采用了遠程遙控系統，變成了無人值班的機房?！鞍踩コ鍪俏覀兊纳€”，所以無人值班機房的安全至關重要。

無人值班機房的設計

設計無人值班機房重點在監控系統設計?，F實中監控系統需要管理的設備有：每套信號源設備包括光纖收發機、衛星接收機、信號切換器等，每臺發射機實施監控采集器、自動控制器，監視監聽的接收機（輸出信號），高低壓配電柜采集控制器，機房安全保衛攝像頭的監視，防火監控系統，監控管理平臺和遠程管理系統。

發射臺自動化監控系統自下而上分為三層結構，即設備層、控制層和管理層。設備層主要是指發射臺內需要實施自動化控制的各種設備，如發射機、節目傳輸調度設備、節目監測設備、電力設備及攝像頭等?？刂茖又饕瓿蓪υO備層設備控制、信號的采集和信號傳輸。信號傳輸不僅將設備層采集的信號進行協議轉換和封裝傳輸到管理層，也可將管理層的運行圖下發到設備層。具體設備有發射機數據采集控制器和電力監測儀。管理層指的是各系統監控通過監控主機、數據庫和應用軟件共同作用，將控制層或設備層采集的信息數據發送至監控主機處理，并對低層設備實時控制和響應的邏輯分層。

監控主機之間與局域網相聯。局域網通過TCP/IP 協議以星形拓撲結構（100Mbps），將各系統監控主機相連接，建立起臺站的數字化監控管理網絡平。運用光纜、微波等通訊網絡，采用服務器和客戶端的C/S 或B/S 軟件架構，實現監控主機和遠程計算機連接，達到主機房和遠程管理機房機構的數據交互。

分步安全評估

一、對發射機監控系統的安全評估。發射機實時監測系統是通過專用的數據采集控制器采集發射機的相關參數，匯總到高速總線，然后通過專用軟件處理，達到實時監控的目的。同時接收計算機下發的指令對發射機進行控制操作，可以實現實時遠程遙控發射機開關機、遙控復位等操作。數據采集控制器內含時鐘系統，可通過預設時間參數對發射機進行自動開關機操作。

目前有兩種方式對發射機數據采集，一種是利用發射機本身自帶的智能控制接口以數據采集控制器來讀取發射機參數實現對發射機的控制操作，其優點是投入成本小，缺點是廠家高筑壁壘不愿提供控制協議；另一種是對不具備智能控制接口的，使用硬件采集器采集各狀態口工作狀態，缺點是大量應用硬件采集器成本較高。

發射機參數采集控制采用“分布式”的控制結構，即每部發射機使用一臺數據采集控制器，通過交換機與監控主機連接，每個交換機最多可以連接24 個數據采集器。數據采集控制器之間相互獨立，單體工作及出現故障時，不會對發射機的正常工作產生任何干擾，也不會影響整個系統。數據采集控制器可以脫離發射機監控主機系統獨立工作，通過監控主機對全部發射機工作狀態進行顯示、報警等統一管理，完成工作狀態監測功能。

二、對信號源系統及自動切換器的安全評估。信號源自動切換系統對于應對非法信號的入侵、處理異常信號、確保電視節目的安全播出至關重要。通過對信源實時監測，一旦發現信源丟失可實現信源的智能切換，確保輸送給發射機的信號源始終是正常信源。707 臺信號源是由衛星和光纖提供，電視節目信源以中星6B 為主信號，中星6A、光纖和測試信號為備用信號；調頻節目信源則以中星6B 為主號信號，光纖信號為備信號。

信號源自動切換系統又分為電視信源切換系統和調頻信源切換系統。電視信源切換系統是由3 臺視音頻智能切換器和3 臺視音頻分配器組成，由它完成3 套電視節目4路信源的智能切換和采集監視，以及提供發射機主備激勵器的信源。該系統具有手動切換和自動切換兩種工作模式。在手動模式下，操作人員可以根據監看監聽到的信源效果選擇相應的按鍵進行切換，也可以通過計算機進行切換。在自動模式下，視音頻智能切換器可同時監測四路節目信號源，系統對每路視音頻信號源的電平值進行評估分析。一旦發現輸出信號電平低于預設值或持續時間超過預設值時，將自動切換到正常備用信號上，最后經視音頻處理器處理后送到發射機，并發出聲光報警。

對于調頻信源切換系統，主要由音頻智能切換器和音頻處理器構成。在節目的播出過程中，如果遇到主路音頻信號中斷，可自動將備路音頻信號播出，同時發出聲光報警，音頻報警時間可調，當主路信號恢復正常時，設備會檢測到信號質量較好的信源信號，并自動切換到該信源信號，在減少播出事故的同時提高播出質量。

信號源自動化切換系統的關鍵設備是視、音頻智能切換系統，它提供手動切換和自動切換兩種工作模式，可以智能識別來自光纖、衛星等傳輸通道的多種無效噪聲，對非法信號的入侵有較好的抵制作用，又可提供聲光報警，并記錄信號源丟失時間和恢復時間。該設備帶有RS232 串行通訊接口，可受控于計算機或外部控制設備等組成自動切換系統，具有斷電狀態記憶、掉電直通功能。

三、對監視監聽系統的安全評估。信號監視監聽系統主要是對發射節目的各路信源、發射前信號、發射耦合信號和開路信號四個節點進行監測。707 臺目前信號監測狀況是，電視節目監測發射前信號和開路信號，調頻信號僅監測開路信號。在對現有信號監視監聽系統改造中，考慮到能夠全面顯示、監聽各發射節點視頻音頻信號、44CH 地面數字電視模數兼容性以及為數字化播出平臺提供支持，因此選用了3 臺多畫面視音頻監測報警系統，并配備8 臺高亮度47 英寸16:9 液晶顯示屏對信號系統進行監測。

利用多畫面視音頻監測報警系統，可以實現一套設備對24 路立體聲音頻信號或者48 路電視多畫面視音頻信號監測。具有實現多點多環節的廣播、電視節目信號的實時監測，完成調頻廣播立體聲音頻信號柱形圖動態監測瀏覽?？啥喈嬅嫱翆崟r監視廣播電視信號源和開路信號，顯示臺名，顯示音柱，直觀地看到顯示信號內容的文字提示、通道信息、信號質量、音量幅度，顯示信號內容的文字提示與顯示的圖像相關聯，各路視頻畫面大小、位置在不調整接線的情況下可以任意調整組合；具備停播監測、閉環監測功能，當異常發生時能進行聲光報警；系統可以根據用戶設定進行循環監聽與選擇監聽，并可根據用戶需求對指定節目進行定時錄音、錄像與人工選擇錄音、錄像，存儲時間可根據客戶需求自由設定；具備日志記錄和查詢功能，包括開關機時間、異常情況的發生和恢復等，并能向PC機傳送日志文檔；接口功能配備RS485 或以太網接口，可以組建分布式監測網絡，實現全網聯動和統一管理，播出畫面能實時回傳至山下。

四、對安全防火防盜系統的安全評估。安全防范監視系統實現對發射機房內外環境進行實時監測、錄像并存盤處理，通過設置于不同位置的攝像機的多路、多視角監視，達到對機房臺區的防火、防盜、防破壞目的。

該系統主要由硬盤錄像機及16 個數字彩色攝像頭組成。值班人員在機房通過電視墻大屏幕可即時觀察到電視機房、調頻機房、高低配電室、控制機房、機房外部的環境，具有多硬盤自動盤滿循環錄像、方便檢索回放，提供網絡傳輸功能，可實現遠程監測，通過通訊網即可實現山下監控。

五、對電力監測控制系統的安全評估。經過近幾年的努力，707 臺更換了陣舊的低壓、高壓配電柜和穩壓電源，完成了電視、調頻配電控制柜的改造。高壓配電柜使用的是庫柏耐吉電氣有限公司生產的KYN28A-12G 型開關設備，該設備留有通信接口可直接通過計算機進行遠程控制監控。低壓設備方面由于不具備通信接口，只能使用電力監測器。通過環境電力監測器可在異地對電力設備進行實時監視，對市電相關參數的采集，對供電系統的故障進行及時發現報警，并采用相應的應對措施。

六、對整個監控系統的安全評估。首先是通信網絡評估。整個系統采用了多級網絡化結構。三層網絡結構采用集中管理分散控制的分布式控制理念，使所有監控設備更加分散，不會因為某一個設備的損壞導致整個系統的故障。各監控主機通過局域網連通，局域網再通過光纜或微波等通訊網與遠程客戶端進行數據交互，實現了廣泛意義上的遠程監視與控制。

其次是整體運行穩定性評估。在播控自動化系統運行時，播出設備可在無人干預的情況下實現自動開、關機，信號切換。在播出過程中通過多畫面電視監視屏，方便值班員對每套節目的播出情況進行評價，包括輸入、輸出的全部視、音頻信號，且可以對每一路信號進行單獨的監看或監聽。同時，從監控主機上可以得到發射功率、激勵器的應用情況、電源電壓等以及市電的各項參數，并自動記錄。出現非正常狀態時，能自動報警，提醒值班員及時檢查。因為采用的是光纜通信，在山下的遠程計算機可以像在本地監控主機上一樣對播出設備實施監控。系統采用模塊化結構，方便進行功能擴展和升級。在抗干擾方面，本系統采用抗干擾能力較強的數字通信方式，并在取樣和控制回路采用電源濾波技術、光電隔離技術，電路板使用高性能穩定的芯片，設備多種接地方式（雙端接地、多點接地方式）保證系統良好接地使系統更加穩定。

總結

無人值守機房的安全性評估決定該系統能否使用，如果通不過安全測評，即使設計者認為是最好的控制系統，也是不能使用，因此，安全性決定該機房控制系統可行性。我們應該遵循“系統的環節越多，故障率上升，安全性下降”的原則，認真考慮設計優化和穩定性，使我們的遠程監控系統能實現真正的機房無人值守。