基于各機型通用的發射機房運行監控系統建設

國家新聞出版廣電總局八七一臺 張光禮

1 引言

在無線電臺管理局全局信息化建設中，安全傳輸發射機房運行監控平臺是其重要組成部分，作為連接臺運行管理系統與發射機自動化系統的中轉樞紐，機房運行監控平臺的穩定、可靠是發射機自動化運行的前提保障，是局運行監控系統實時了解臺站發射機房內發射機實時播音狀態的底層核心系統。目前發射機房運行監控系統主要存在缺少公用性、數據傳輸不規范、數據安全性低、告警手段不足、存在機房監控盲點、人工代播不便、沒有離線數據緩存等等諸多大大小小問題。

2 系統基本組成

機房運行監控系統的基本組成包括：調度管理子系統，運行監測子系統，數據處理子系統。

2.1 調度管理子系統

接收臺運行管理系統發來的運行圖，并反饋確認信息；可以人工錄入運行圖；完成運行時間表的編輯、校驗、分發；運行時間表的生成和保存；向臺運行管理系統反饋調度命令可操作性情況；若調度令可操作，向發射機自動化系統和天線自動交換系統下發帶周期信息的運行時間表；故障報警提示。

2.2 運行監測子系統

監測機房內各自動化系統的實時運行數據和運行狀態；故障報警功能。

2.3 數據處理子系統

當機房運行監控系統離線時，對分鐘數據進行本地存儲；系統在線后，把存儲的分鐘數據上傳給臺運行管理系統；接收發射機自動化系統的數據，并存儲故障前60秒數據、故障信息和日志信息；接收機房內天線自動交換系統的數據，并存儲故障信息和日志信息；向臺運行管理系統發送發射機和天線交換系統的運行數據。

3 系統建設成果

3.1 統一規范，全機型通用

機房運行監控系統與發射機自動化系統、天線交換開關系統、臺運行管理系統之間的上下行數據格式嚴格按照局規范規定的通訊協議開發，進行模塊化設計開發，針對不同發射機型分別處理，在規范要求下靈活配置不同機型的開關量、模擬量，并在此基礎上自由使用所有開關量、模擬量進行系統告警，使系統滿足各個機型的需求，實現全機型通用。

3.2 通信規范化

機房運行監控系統與發射機自動化系統、天線交換開關系統、臺運行管理系統之間的上下行數據存在不規范的，將不規范數據格式轉換成規范數據格式，對不規范數據格式、內容進行調整、重組，生成規范化的數據包，并按照局規范要求的數據格式協議進行通信。當數據內容不規范時，通過設置不規范數據和規范數據的一一對應關系，達到轉換功能，實現規范化對接，按照無線電臺管理局要求的數據格式上傳

3.3 運行圖智能比對技術

運行圖智能比對通過接收單機自動化系統和天控系統的秒數據的狀態，每秒一次實時比對機房監控系統的運行圖，發現單機自動化系統或者天控系統數據沒有按照運行圖運行，立刻發出告警，及時提醒值班人員干預。發射機內所有開關量、模擬量均可在播音中、空閑時設置對應的告警閾值，不同階段不同告警，并可在處理臨調、連續播音倒頻時對各個告警值進行相應的延遲，防止機器處理階段的非正常值誤報

運行狀態比對：根據發射機單機自動化系統和天控系統發送過來的秒數據，解析機房平臺運行圖進行對比，判斷發射機開機狀態、燈絲狀態、頻率、對應天線、天線角度、高壓狀態、高前狀態、解除封鎖、功率、駐波比等發射機和天線相關運行狀態是否符合運行圖中該時間點的應有狀態。

錯誤告警：當單機自動化系統和天控系統的數據與機房平臺運行圖應有狀態不一致，即行狀態現出現錯誤時，及時發出告警，提醒值班人員干預。同時利用TTS文語轉換技術，將文字消息提醒轉變為語音告警，結合文字消息告警，進行雙重告警，將疏忽概率降至最低。

異常日志：當機房內發射機、天線狀態出現異常后記錄日志，記錄每一次出現錯誤的發射機、天線、時間、異常點等相關信息，形成完整的運行異常記錄，有助于后期排查原因和預防再次發生。

3.4 第三方告警

本次系統開發了一套通用第三方告警模塊，用于和第三方系統對接并在本系統對相關數據進行監測預警。第三方系統包括局端應用于機房相關數據系統、機房內各附屬設備系統、臺站和機房相關數據系統等，系統收到信息后進行消息和語音告警，并記錄日志。

3.5 機房附屬設備數據統一接口

能統一對接機房附屬設備數據采集系統，進行數據采集。適用無線局下所有發射機型。

該接口用于和發射機房附屬設備數據采集系統對接并在本系統對相關數據進行監測。發射機房附屬設備數據采集系統包括機房內冷凝、電力、空調、溫測、安全等一系列系統，主要設置內容為系統編號、系統名稱、數據名稱等。

3.6 知識庫系統

設置和管理發射機、頻率、天線組合的可用性、契合度、穩定性，在機房平臺運行圖接受下發時，判斷運行圖內發射機、頻率、天線是否有過不達標狀態，如在知識庫內存在記錄，則收到運行圖的同時消息和語音通知值班人員，人工干預是否需要代播。

3.7 一鍵代播技術

當發射機檢修、故障或因其他原因無法完成播音任務時，就需要空閑發射機進行代播，完成該播音任務。在本系統中，加入了一鍵代播功能，當需要代播時，只需要點擊故障機的一鍵代播，提供所有可選代播方案并按照優先級排列。代播方案自動發送至臺運行管理系統達到一鍵代播的目的。

使用一鍵代播后，避免了在代播時需要人工判定代播發射機和代播天線的步驟，并且通過軟件自動控制發射機硬件和天線控制實現自動代播播音，并且只需要熟悉軟件的操作人員即可簡單實現一鍵代播，而不需要發射機相關技術人員進行發射機的相關繁瑣操作，以及天線控制系統的操作，極大地降低了停播、錯播的風險。

3.8 程序穩定——基于網絡負載均衡的軟件雙機熱備

本次機房平臺服務端系統采用雙機熱備技術，通過見證服務器，在主服務器異常時，備用服務器自動接管，當主服務器恢復后主服務器再次接管，備服務器進入等待狀態。在原有一臺服務器的基礎上，宕機幾率成幾何倍數降低，即原來宕機幾率為P1（P1小于1）,則在雙機熱備技術下，該幾率降低為P12（假設P1=0.1%,則雙機熱備當即概率為P12=0.0001%）。

3.9 數據安全——帶見證的數據庫鏡像

本次數據庫采用了帶見證服務器實例的數據庫鏡像技術，配合軟件的雙機熱備技術，實現在當前使用的服務器宕機時，在見證服務器的支撐下，軟件和數據庫均可實時轉移至備份服務器，保證在某一服務器宕機時軟件運行的穩定性、可靠性。

3.10 語音提醒

為保證告警信息、重要提醒等相關信息及時被值班人員接收，在文字消息提醒的同時，提供語音播報。保證信息第一時間播報。語音播報系統采用TTS技術（文語轉換技術），結合語音庫，播放出自然、流暢的語音，在實現語音提醒的同時，不形成噪聲污染。

3.11 數據緩存

保證離線數據不丟失，機房運行監控系統運行過程中實時數據存儲于內存中，使用時實時調用內存數據，在機房運行監控系統與臺運行管理系統斷開連接時，每分鐘將數據存入數據庫，恢復連接后將該部分數據重新上傳至臺運行管理系統，保障上傳數據的完整性。

4 系統整體架構

圖1 系統整體架構圖

系統整體作為客戶端與臺運行管理系統通訊，作為服務端與發射機自動化系統、天線自動化系統、其他機房附屬設備系統、第三方預警系統進行數據對接，實現上下數據互通、機房全面監測、異常及時告警。

機房運行監控系統服務端程序，采用windows服務及dos窗口開發，無界面化、穩定可靠，所有數據對接、處理均在此進行。機房運行監控系統服務端的基本組成包括：調度管理子系統，運行監測子系統，數據處理子系統。

機房運行監控系統客戶端程序，可視化界面，直接供系統使用人員操作，操作簡潔、方便，不進行復雜的邏輯運算、數據處理。主要用于實現服務端功能的前臺界面化、相關操作、報警等人機交互工作。

5 系統運行平臺

應用系統采用C/S架構，開發語言為C#，子系統間通訊采用Socket通訊（TCP協議的套接字通訊），各系統間通訊出現斷開后自動重連。

客戶端運行于Window 7操作系統，服務器運行于Windows Server2008 R2操作系統。

系統數據存儲在數據庫中，數據庫為SqlServer2008，實時數據鏡像且每日進行數據自動備份；系統采用模塊化開發并為后期的應用開發預留接口；系統開發過程中不影響現有業務系統的正常運行。

系統中所涉及非運行中變化參數可在數據庫和配置文件進行管理，允許用戶通過界面進行靈活調整變化。

通用模塊兼容全無線局現有所有發射機型和天線型號，通過簡單配置（圖形拖拉、勾選設置等方式）即可自由配置。

6 系統性能

系統可計入客戶端數不少于200個，正確響應請求且響應時間優于行業標準。集群服務器（雙機熱備）失聯接管時間低于3秒（單臺服務器故障后其他服務器3秒內響應接管）；設備秒數據到終端表現時間低于1秒；表單響應速度低于1.5秒；報表響應速度低于2秒；操作響應速度低于1秒；系統為*24小時不間斷運行。當某一功能模塊出現故障時，不影響其他功能模塊的正常運行；具備數據的在線、離線備份和恢復功能，出現異常時提示用戶進行系統恢復。數據能恢復到故障前5秒以內（包含數據庫數據、日志數據）。windows服務有守護程序，在服務端主程序意外關閉時可在1秒內自動啟動。

系統操作簡單、方便、快捷、實用，具有個性化定制功能。系統提供離線幫助文檔，并與系統功能保持一致。

7 結論

本次機房運行監控系統的建設，提高了系統的穩定性、可靠性，提升了業務處理能力和處理效率，加強了機房監控范圍和數據安全，多樣化機房告警信息和手段，實現了規范化、通用性、監控全覆蓋。

結合“不間斷、高質量、講效益、重安全”的維護總綱要求，通過統一化建設機房運行監控系統，機房值班管理工作得到很大提高，同時提升、完善機房自動化控制功能，在此基礎上進行延續和拓展，便于新建與各類與安全播出相關的保障系統，以提高安全發射的穩定度。為“無人值班、有人留守”的值守模式打下基礎。

[1]姚銀江.廣播電視發射機房管理探究[J].西部廣播電視,2017(7):241-241.

[2]閆景芝,吳百樂.廣播電視機房發射智能控制管理一體化分析[J].]數字技術與應用,2012(9):12-12.

[3]孫宇英.無線發射臺站如何做好安全播出[J].科技創新與應用,2012(31):36-36.

[4]歐蓮惠.淺析基于ASP.NET和MSSQL2008的廣播電視無線發射臺站安全播出數據自動管理系統[J].視聽,2015(4):34-36.