中波發射臺遠程監控系統的組成架構與運行環境

吳雨桐

（作者單位：云南省廣播電視局東川696臺）

1 監控系統的功能特點

1.1 監控系統功能

中波發射臺遠程監控系統包括信號源系統設備、發射機、發射機主備切換設備、信號監聽回傳設備、供配電系統設備、安防視頻監控設備、室內外環境監控設備。

1.2 監控系統特點

1.2.1 可靠性

系統軟件具有完善的備份和保護機制，當意外原因導致設備故障或數據損毀時，系統會自動輸入備份系統，同時預裝的還原系統自動還原故障前的設備狀態和系統數據。

1.2.2 安全性

系統具有完善的、安全的、模塊化的訪問機制。系統設置了身份驗證、分級權限和防“黑客”侵入程序，一方面防止“黑客”對系統進行破壞，另一方面可以防止合法用戶越權訪問。

1.2.3 開放性

系統采用模塊化、開放式網絡協議結構，可以很好地兼容其他軟件，方便與大多數具備通信功能的硬件設備進行對接。目前發射臺普遍使用的數字化調幅（Digital Amplitude Modulation，DAM）發射機和脈沖寬度調制式（Pulse-Duration Modulation，PDM）發射機都自帶通信協議端口。

1.2.4 易維護

系統具備人性化的維護信息顯示功能，維護信息包括當前設備運行狀態、數據異常報警、自身診斷結果。技術人員可根據顯示情況對設備進行維護。

2 組成架構與硬件設備子系統

2.1 監控系統架構

監控系統不僅可以方便本臺工作人員對系統設備、周邊環境進行監控管理，還能同時實現遠程管理。遠程監控又包括兄弟臺協同監控和領導層監控，在本臺工作人員不夠的情況下，可以委托兄弟臺站進行監控管理。領導層指的是本臺領導和上一級業務管理（無線電臺管理）部門。監控系統協同管理與領導層管理架構如圖1所示。圖中中波臺1-4為監控對象，監管臺為兄弟協同監管臺，領導層可以對監管對象和協同監管臺進行監控管理[1]。

圖1 監控系統協同管理與領導層管理架構

2.2 監控設備子系統

中波發射臺監控系統目標設備子系統包括信號源、發射機、天線倒換、監聽回傳、供配電、安防視頻、環境監測系統。設備子系統組成拓撲圖如圖2所示。

圖2 系統設備組成拓撲圖

2.2.1 信號源監控子系統

在信號源監控子系統中，音頻切換矩陣的串行通信接口進行協議轉換并接入監測系統，通過監控前端的操作與顯示單元，實現網絡監測功能。監測監控的內容包括當前正在使用的節目信號的實時狀態、對信號異態進行報警、手動切換或自動到其他路由的信號源等[2]。信號源監控子系統控制示意圖如圖3所示。

圖3 信號源遠程監測控制示意圖

2.2.2 發射機監控

通過發射機專用采集通信設備及監控軟件，對正在運行的發射機的實時狀態、數據及發射機開關機、主備機倒換等操作進行監控，同時完成對異態信息的報警等。發射機采集器可采集的發射機數據：

（1）發射機整機參數：輸出功率、反射功率、天線電壓駐波比、功放溫度、冷卻風機、高低壓電源。

（2）功率放大器整機參數：工作電壓、工作電流、過載、過熱、欠激勵、過激勵、功放關閉等。

（3）激勵器參數：頻率、頻偏、輸入信號、輸出信號。

監控系統對發射機主要參數進行采集，將采集的數據送到監控計算機進行處理，一方面在顯示屏上顯示，另一方面對參數越限進行聲光報警指示、短信發送、報警存儲、降功率和關閉發射機高壓等操作處理[3]。發射機數據采集系統框圖如圖4所示：

圖4 發射機數據采集系統框圖

2.2.3 天線自動倒換控制

為了確保安全播出，中波發射臺發射機大都采用“一主一備（A+B）”的方式工作，當一臺發射機出現故障時，可以切換到另一臺發射機工作。當A發射機出故障時，監控系統給采集控制器發送指令，通過自動切換系統切換天線，A發射機切換到中波專用負載，由技術人員排查發射機故障；B發射機切換到發射天線，保證正常播出。同理，當B發射機出現故障時，A發射機切換到天線，維持正常播出。

主、備采集控制器之間只有一條串行通信線，備用采集器執行從主用控制器過來的命令，并向主用采集器發送實時數據，主用和備用采集器與監控系統進行數據交換，切換指令可以采用自動方式切換，也可以實現遠程切換和人工切換。天線自動倒換控制整套工作機制如圖5所示：

圖5 天線自動倒換控制整套工作機制示意圖

2.2.4 播出節目監聽回傳

節目監聽回傳屬于無人值守臺站建設的一部分。按照廣播電視相關細則要求，各中波臺站開路監聽設備的音頻信號應遠程回傳至領導層監測中心（無線電管理中心或監測管理中心），實現遠程網絡的音頻監聽功能。通過對中波臺開路監聽的音頻信號進行網絡編碼，將生成的數字音頻信號送入監測網絡，方便領導層遠程監聽和監管[4]。

2.2.5 配電監控子系統

中波發射臺供配電系統為發射設備提供能源。統計表明，由于供電故障造成的停播事故占有很大的比例，因此有必要對供配電系統的工作狀態進行監控。電力采集設備通過對穩壓器的監測實現供電系統的監測，包括穩壓器的輸入三相電壓、電流（市電），輸出的三相電壓、電流，穩壓器設備具有串口，通過電力采集器實現對穩壓器數據的監測，當出現電壓偏低或偏高時（報警上限、下限可根據用戶需要進行設置），以及出現電流偏大（報警門限可根據客戶需要進行設置）時，在監控軟件上進行聲光報警提示。

2.2.6 安防音視頻監控子系統

安防視頻監控系統是一個獨立的系統，較早之前，各中波臺已經完成了視頻監控系統的安裝，遠程監控系統是通過硬盤錄像機數據接口與協議，對各中波臺硬盤錄像機內的監控數據進行解析，解析的數據傳輸到監管層系統服務器，監管層對各臺安防音視頻信息進行處理并在顯示系統中予以展示。安防音視頻回傳示意圖如圖6所示。

圖6 安防音視頻回傳示意圖

3 監控系統軟件

監控軟件是監控系統的管理程序，其作用是對監控目標數據進行處理，并根據數據狀態作出相應的操作控制處理。監控軟件主要實現用戶管理、值班管理、報警管理、自動抄表、操作記錄、報表統計、歷史曲線和系統設置等功能。

3.1 用戶管理

用戶管理是對用戶信息的統一管理，包括添加新用戶、修改用戶資料、刪除用戶等功能。用戶管理列表中顯示的是當前系統中所有的用戶信息，其中包括用戶名、電話、姓名、角色、地點等信息。

3.2 值班管理

值班管理是根據當前的工作情況而設定的一個交接班模式，一般情況下核心機房或某些特定崗位需要24小時留人值守，這樣會出現員工換崗交接班的情況，接班人通過指紋驗證后，系統會產生一條記錄，該記錄會記載交班人、接班人姓名，交班人對接班人的交代，即交班意見及交班時間。

3.3 報警管理

報警管理包括報警查詢和報警信息。報警查詢主要是查看某個中波臺某臺設備在某個時間段內的報警情況，列表中會羅列出報警設備、報警字段、報警值、報警時間等信息。根據列表中的報警信息可以查看該時間段的報警條數，可對頻繁報警字段的設備進行檢修，以免給后期的工作埋下隱患[5]。報警信息包括指標名稱、報警門限、報警延時、告警次數、告警級別、抄表數據、彈窗報警、聲光報警、短信報警、微信報警、告警號碼、操作等信息。

3.4 自動抄表

自動抄表功能支持每天自動抄表五次，并自動上報設備運行數據，抄表內容包括發射機運行的主要參數值、參數越限或故障報警信息等。

3.5 操作記錄

監控系統可以建立本級用戶賬戶并設置管理權限。操作記錄頁面包含可選的用戶名及角色，點選用戶名可以顯示該用戶的操作詳細記錄。用戶的詳細信息包括用戶名、姓名、角色、地點、電話、發送短信、遠程遙控、參數設置、用戶管理，用戶的操作詳細記錄包括用戶名、時間、操作詳情。

3.6 報表統計

監控系統可以按日、周、月、季、年和自定義時段分別生成中波臺的統計報表以及維護、維修、搶修、故障修復統計報表，可按臺站、類別、時間段等多種形式進行報表統計，支持導入Excel功能。

3.7 歷史曲線

歷史曲線主要是查看某臺發射機的某個參數在某段時間內參數值的變化折線圖，通過觀察折線圖可分析這段時間內參數值是否在預定范圍內。

4 結語

中波發射臺自動化管理系統的應用，提高了發射臺的管理效率，降低了工作人員的勞動強度，為發射臺安全播出提供了強有力的保障，是現代科技應用到發射臺的必然趨勢。但從另外一方面來講，人的因素同樣具有重要影響，先進的設備系統仍需要專業技術人員按規程操作和精心維護，否則設備系統也不一定能很好地發揮作用。