廣播電視發射臺自動化信號監測系統研究

徐國強

摘 要：廣播電視發射臺是無線覆蓋廣播電視信號的重要單位，隨著播出節目數量的增多，過去采取人工監測的方式去進行故障排查工作顯然已無法滿足當前現狀，廣播電視發射臺設置的自動化的信號監測系統，可以確保設備故障時能及時排除故障保證節目的正常播出。基于此，文章對廣播電視發射臺自動化信號監測系統的具體設計與應用效果進行研究。

關鍵詞：廣播電視；發射臺；自動化信號監測系統；設計

隨著數字技術與信息技術的高速發展，現如今的廣播電視發射臺早已發展為一個集協調操控、自動監測以及安全保護于一體的綜合型自動化系統。廣播電視發射臺作為國家的公共基礎設施，主要負責將廣播、電視節目信號傳送給聽眾與觀眾，為了進一步提升發射臺的安全播出能力，則有必要建立完善、合理且有效的自動化信號監測系統，通過對發射臺中各節點信號進行監測，進而實現對機房的全方位監測，及時發現其中安全問題，保證其得到及時排除[1]。

1 廣播電視發射臺自動化信號監測系統的設計原則

為確保信號故障的及時發現，提高節目播出的安全性，廣播電視發射臺的自動化信號監測系統設計需要遵循以下原則：（1）信號監測、故障報警以及設備監測均應采用嵌入式一體化設備，所有模塊均支持熱拔插，保證系統的穩定安全。（2）用戶模式方面要重視部門職能，對業務流程進行簡化，通過目標引導去實現結果輸出，避免配置復雜與重復輸入。（3）強化子系統的維護，支持設備自我診斷與故障報警，而故障的排除只需進行模塊更換即可。（4）系統硬件接口需遵循國家標準進行設計，各層協議也應采取廣電總局的開放式標準。（5）監測前端均采用圈IP模式，保證數字信號、模擬信號以及廣播信號均可輸入。采取分布式監測模式，遵循開放協調確保與其他軟件和設備相連，為后續拓展做準備。

2 廣播電視發射臺自動化信號監測系統的設計研究

2.1 機房監測系統

由上一級信號傳輸機構輸送的信號在接受之后，廣播電視發射臺需要及時進行中間鏈路的處理，再將廣播、電視信號傳送給廣大聽眾與觀眾。而為確保信號能夠穩定安全送達，則需要自動化信號監測系統對所有的信號進行監測，再通過分配器對信號進行分配，使其傳送至對應的監測與切換信系統[2]。

從功能角度去進行劃分，自動化信號監測系統可分為展示層與處理層。其中，處理層作為自動化信號監測系統的內部結構層，通常會采取嵌入式模塊結構，利用系統的硬件設施去實現信號源的連接，并利用數字化傳輸信號將監測數據上傳至網絡，強化信號的傳輸質量；而展示層則主要負責整個系統的人機交互，在具體的信號監測過程中，一旦發生故障則系統會立即發出警報，并且會結合內置的強大故障診斷功能去對故障進行即時分類，以便技術人員獲取更為直接的故障信息，為其故障排除提供依據，同時利用遠程控制來提高信號傳輸的安全性。

對于廣播電視發射臺的自動化信號監測系統設計而言，通常會采用嵌入式ASI信號監測方式，其優勢就在于強大的環境適應能力，能夠在惡劣的工作環境下保持長效、穩定、安全地運行，提升整體監測工作的可靠性。而嵌入式監測信號從結構來看，主要由監測板卡、工業機箱以及直流供電電源組成，其中監測板卡作為整個系統的核心，其構架模式為DSP+FPGA，有著強大的兼容性，對廣播電視發射臺的不同類型設備進行兼容，并且可充分發揮內置處理器的功能。此外，該監測板卡還內置了故障的自動監測與報警系統，在網絡技術的支持下還能實現數據的快速傳輸，確保了數據的準確性與及時性，減少了誤報發生率。嵌入式監測系統采用的是機架式機箱設計，其功能板卡可同時插入且能夠混插。其中，功能模板采用的是后裝載式設計，能夠進行熱拔插。同時，其內部設有可插拔抽取式的風扇模塊，能夠保證機箱內部的空氣流通，具有散熱作用。直流供電電源為電信級，其采用的同樣是機架式設計，能夠輸入三路交流電，同樣可輸出三路直流電，電源模塊具有三組150 W電源，負載均衡完全自動化。其中，電源模塊為后裝載式，同樣可進行熱拔插，并且能夠在網絡電源的指示下對工作溫度進行實時監測，一旦出現溫度過高、電流過大、電壓過大等問題，便會及時報警。

2.2 節目畫面質量監測

廣播電視發射臺自動化信號監測系統中有許多節目畫面的質量監測環節，所以對于節目畫面的質量監測效果則較為不錯。節目畫面質量監測系統在進行遠程控制時，其主要的監測對象為輸入信號源、音視頻分切換單元、發射機輸出等重要節點，不僅實現了實時監測，還可對故障進行自動化報警。該系統采用的是嵌入式前端輸出的TS over IP組碼流，對節目畫面進行監視。具體來講，該系統的功能表現為：系統能夠在獲取組播碼流之后對節目信號實現統一調制，有著強大的靈活性，在監測報警主機的實時監測之下，降低了故障的發生率。

在監測系統當中，能夠對畫面靜幀、黑場、視頻伴音等故障予以實時報警，保證所有節目能夠順利播出，而其報警方式也較為多元，一旦出現播出故障，自動化信號監測系統能夠通過信號燈、圖像邊框以及語音等方式同一時間發出警報，進而讓值班人員能夠及時發現并展開維護。該系統不僅支持數字信號、模擬信號以及廣播，并且還具備錄像查詢與存儲功能。此外，廣播電視發射臺自動化信號監測系統在嵌入式網絡中，可對節目錄像實現全程監控，一旦發生故障則會快速反應且作出分析。由于該系統采取的是磁盤預分配方案，如果系統中硬件發生故障，則會通過讀寫去拓展空間，避免軟件對磁盤的重復讀寫。同時，該系統還能夠還能夠對各節目錄像數據進行緩存，并可結合時間與空間去預先設置磁盤的空間，從而實現錄像文件按照既定順序逐步寫入，緩解了磁盤讀寫壓力，提高了廣播電視發射臺的工作效率。

2.3 綜合報警與系統管理

由于現如今的廣播電視發射臺是一項綜合性極高的自動化傳播系統，對其運行效果造成直接影響的主要有數據格式與編碼。其中自動化信號監測系統作為該傳播系統的關鍵組成，同時也是安全運行的保障，并且還肩負著對系統內部故障的排查工作。鑒于其重要性，廣播電視發射臺需將自動化信號監測系統設為重點保護，設置相應控制權限去避免越級操作。同時，為避免自動化信號監測系統受到外部因素的干擾，還應進一步強化身份驗證、防火墻安裝，并且制定安全隔離保障策略，從內部到外部去綜合構建報警系統。

廣播電視發射臺的自動化信號監測系統是典型的人機交互系統，能夠及時發現并確定故障發生點，在高效的故障排除工作下保證節目的順利播出。在自動化監測的過程中，綜合報警系統有著多元化的報警方式，如語音、指示燈、圖像邊框顏色變化等。同時，該系統能夠在邏輯處理后結合報警信息進行分析，對其故障進行科學分類，再利用音頻混合器對節目伴音予以集中輸出，從而強化伴音效果[3]。

數據庫管理：該系統能夠對監測故障與數據進行詳細記錄，并且可通過網絡進行查詢。其中數據庫中詳細記載了故障起始日期與終止日此、故障類型、故障發生頻道。

用戶權限管理：可分為超級用戶與普通用戶兩種，其中前者能夠對系統用戶進行自由刪減與正增加，但后者則無法實現該操作。

3 廣播電視發射臺自動化信號監測系統的應用效果

廣播電視發射臺的自動化信號監測系統能夠對發射臺信號故障實施監測，從而能夠及時發現并排除，確保節目的順利播出。將上述設計應用到實際工作當中，能夠收到非常顯著的應用效果，具體有以下兩點。

3.1 提高發射臺工作效率

由于發射臺結構相當復雜，主要由發射機、基礎建筑以及動力系統組成，對其進行監測不僅需要投入大量的人力、物力與財力，而且對于監測人員的技術水平要求非常高。而自動化信號監測系統的投入應用能夠減輕維護人員的壓力，并且在故障排查的精準性和及時性方面更為高效，提高了廣播電視發射臺的工作效率。

3.2 提升節目播出的安全性

現如今廣播電視發射臺所需要的傳輸頻道非常多，并且信號、發射機、天饋系統場地分布比較分散，人工進行巡檢顯得極為疲累，容易造成疏漏。而自動化信號監測系統的投入使用，便能夠有效避免疏漏導致的誤報警、停播事件，保證了節目播出的安全性。

4 結語

綜上所述，隨著社會時代的不斷發展進步，我們能夠預見到未來的廣播電視行業發展更多會趨向于無線廣播電視發射臺，而自動化信號監測系統也會在未來有更為廣闊的發展空間。自動化信號監測系統實現了對機房信號故障的“自動”發現，不但能夠提升廣播電視發射臺的工作效率，也能夠保證節目播出的安全性。通過文章中對廣播電視發射臺自動化信號監測系統的設計進行研究，我們有理由相信在未來的發展中，該系統的功能將會不斷完善優化，勢必會更進一步推動我國廣播電視行業的發展。

[參考文獻]

[1]張利娟.無線廣播電視發射臺自動化信號監測系統研究[J].黑龍江科技信息，2015（26）：46.

[2]何蘭平.無線廣播電視發射臺自動化信號監測系統[J].廣播與電視技術，2012（3）：116-118.

[3]董浩.無線廣播電視發射臺站自動化信號檢測系統設計研究[J].黑龍江科技信息，2017（14）：44-45.