調頻電視發射臺播出機房自動監控系統設計研究

山西廣播電視無線管理中心 楊 敏

調頻電視播出臺的主要作用為保障廣播電視節目播出的穩定性，增強診療設備故障的能力，避免設備故障耽誤演播的時間。現階段，廣播電視數字化覆蓋工程已經獲得階段性的成果，發射臺站的數量呈現幾何倍數的遞增，各種設備的數量也逐漸增加，增加工作人員的壓力。所以應該提高調頻電視發射臺播出機房的自動化水平，構建動態化監控的系統，認真落實研究工作。

1 播出機房自動監控系統的演進過程

在傳統的模式中，要以計算機為基礎開展自動化工作，利用計算機進行邏輯運算并對輸出信號進行控制。如果網絡不穩定或者計算機設備遭到破壞，自動控制系統將無法運轉，系統處于崩潰的狀態，將直接影響節目的正常播出。又采用分布結構模式，把數據采集控制器設置在需要監控的設備旁邊，把監控設備服務器設置在值班室。現階段，應用最頻繁的監控技術就是遠程監控模式。以臺站為基礎進行探討，利用太網把機房內的設備構建聯系，實現互聯的效果。與此同時，可以把利用太網把區域內的所有發射設備建立連接，這樣就能實現遠程管理的目的。借助協議中的錯誤ARP和校驗機制就能提高通信的安全性和穩定性。

2 自動監控系統網絡構架模式

第一，C/S架構，這是一種服務器/客戶機的架構。它主要由兩部分組成，服務器負責對數據進行管理，客戶機負責實現客戶的交互工作。它的安全性較高，存取工作較為穩定，能在最短的時間內進行響應，提高數據的利用率。但是這種構架的通用性不足，需要進行深入設計和開發。第二，B/S架構，這是一種瀏覽器/服務器的架構。它是與網頁同步發展的網絡構架模式，瀏覽器負責實現服務器與用戶的交互工作，服務器負責邏輯運算工作。借助以太網，這樣人們就能打破時間和空間的束縛借助不同的權限對數據庫進行操作，提高數據庫的安全性。第三，把C/S架構和B/S架構進行整合，實施遠程監控的模式。這樣就能整合這兩個架構的優點，遠程采集設備運行的數據，并進行實時監控和查詢。

3 系統設計

3.1 前端信號選擇

信號源借助音頻視頻切換器從三路進行輸出，與視頻音頻監控儀和主體、備份發射機構建聯系。切換器具備輸入信號監測和環通、自動切換以及斷電直通的功能。第一，視頻監測時，監測單元能判斷視頻的狀態，是否進行同步播出，并對黑場進行檢測。如果不存在視頻或者視頻沒有處于同步狀態時，就會立即進行預警。從正程開始進行信號檢測，當其低于閾值的時間超過限定的數值，就會出現黑場。也可以結合用戶的實際情況調整信號檢測的延時時間，避免在正常較暗的畫面出現操作失誤的情況。第二，音頻檢測。一般情況下，音頻信號的閾值電平是－33dB，但是如果輸入的時間晚于限定的時間，就預示著出現音頻信號遺失的問題。用戶可以根據延時的時間進行調整。

3.2 信號監控

信號監控設備主要由矩陣系統、視音頻監控儀、電視墻、多路電視解決調器組成。它能夠進行獨立運行，利用視音頻監控儀對電視播出過程中各個環節節點進行監控，采取分割顯示的模式，對播出的質量進行把控，并實時錄像。如果信號出現異常的情況，就能利用主體、備份發射機進行切換操作，利用Ethernet進行通信，打造統一控制的目的。還能把異常狀態傳遞給主機。

第一，信號監測。1號視音頻監控儀對電視節目的三套信源進行監測；2號視音頻監控儀實施切換輸出操作，獲取經過電視調解器調解的信號并進行監控。首先，進行分割顯示。視音頻監控儀具有64路視頻音進行數據采集工作，獲取的數據以分割的模式進行展現。每一個被分割的窗口中具有一路信號，其中包含節目信息、視音頻等。其次，檢測異常信號。視音頻監控儀根據設定的參數，判斷每一路信號的運行參數是否超過限定值。判斷是否存在視頻信號、是否處于同步的狀態、是否存在靜幀或黑場的問題；結合報警門限值對音頻信號進行判斷。用戶可以結合音頻信號的數據情況在設置窗口對門限值進行檢測。

第二，控制前端設備。視音頻監控儀要想控制主備切換器就需要使用通信接口進行操作，切換器具有自動和手動這兩種模式。首先，手動模式。視音頻監控儀配置遠程切換板，使用鼠標點擊控制面板，這樣就能實現遠程遙控，它的使用模式與其他面板相同。其次，自動模式。如果信號處于異常狀態，視音頻監控儀發出報警信號的時候能對實際的報警情況進行評估，判斷是否需要向切換器下達控制的要求，實現通道切換的效果。三種可能出現的報警情況以及對應的措施為：（1）存在著不同步或者無信號狀態，比如，出現靜音、黑場或者靜幀等。這時只會報警不會對前端進行處理。（2）如果選擇的信號源前端沒有處于正常情況時，應該按照由主體到備選的順序對信號源進行檢索，視音頻監控儀會下達切換指令，確保回到正常信號源處。（3）三路信源都不存在異常情況，但是主備切換設備無法正常地運行，這個時候視音頻監控儀會下達斷電直通的要求，這樣主備切換設備就能處于直通的狀態并且內部沒有電流通過，電視節目能夠安全地播出。

第三，錄像和回放。視音頻監控儀采用70～4096kbps的碼率對每一路的信號進行錄像，能連續140h對8路信號進行錄像。如果磁盤中容量不足，系統就能自動清除早期的視頻。

3.3 發射機監控

發射機監控主要囊括對系統的開關機情況進行監控，監測工作的狀態、自動化切換以及控制等。監控主機能對發射臺監控設備進行輔助，實現自動化控制的目的。

第一，探究發射機工作情況。狀態監測儀器能對設備工作狀態進行把控，明確其是處于工作狀態還是報警狀態。

第二，倒換控制和自動切換。當整機或者激勵器出現故障的時候，系統就能進行切換和控制工作。主機設備出現切換時候會把發射天線倒換到備用的設備上。（1）激勵器切換。它由主控制機組向狀態切換設備向激勵器下達切換指令，而狀態監控設備利用串口就能實現切換工作。（2）主備機自動倒換。發射機狀態監控設對發射機開關進行控制，發射機對控制器開關進行倒換，兩個設備進行協同配合。借助硬切開關發射機的自動倒換控制器就可以根據需求有效切換自動或者手動模式，如果處于應急狀態就能轉換到手動模式，確保系統處于安全狀態。自動倒換運行圖1所示。

圖1 自動倒換原理

3.4 溫度監測

進行溫度監測的主要目的為避免發生設備短路情況，如果線路過熱可能導致安全問題。在測試發射機溫度時，利用串口就能掌握出風口和進風口溫度，把測量結果發送給主機，進行信息采集工作，如果存在異常情況，系統就會報警。

3.5 報警

報警主要由三部分組成，即發射機監測報警、信號監測報警、溫度報警。第一，發射機監測報警。主要是對發射機的反射功率、功放輸出功率、系統駐波比以及輸出功率進行監控，當監控的數值超過限定的范圍時就會發出對應等級的警報。工作人員能在第一時間掌握異常情況，采取對話框和信息等報警模式，結合影響程度分為三個級別，其中一級最為嚴重。比如，黃色、橙色和紅色這三個信號燈分別代表三種報警，管理人員可以結合實際情況采取對應的解決措施，確保電視節目安全播出。第二，信號監測。一級報警為三路信源或者經過解調器的視頻、音頻信號超過限定值。二級警報為兩路信源或者主信源的視、音頻信號超過限定值。三級為備用信源超過限定值。

結論：綜上所述，信息化時代已經來臨，應該在利用智能手段對調頻電視發射臺播出機房進行把控，采取自動化的監控模式，并逐步拓展到電視節目領域，確保電視節目能安全播出，增強其可持續發展能力。