■文/王 飛

廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

■文/王 飛

隨著群眾對(duì)文化生活的需求逐步增大，廣播電視節(jié)目的播出頻道不斷增多，這也使得位于播出系統(tǒng)終端部分的發(fā)射臺(tái)播出任務(wù)量越來(lái)越大，傳統(tǒng)以人工方式進(jìn)行故障排除的工作難度也不斷加大，故障一旦未及時(shí)排除，便可能會(huì)導(dǎo)致停播事故發(fā)生。為此就有必要建立自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以及時(shí)排除故障，保證節(jié)目的正常播出。文章就廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、具體設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行了論述。

廣播電視；發(fā)射臺(tái)；自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

隨著數(shù)字化技術(shù)和電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)廣播電視發(fā)射臺(tái)已成為了一個(gè)集協(xié)調(diào)操控、自動(dòng)監(jiān)測(cè)及安全保護(hù)為一體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。廣播電視發(fā)射臺(tái)是我國(guó)的公共基礎(chǔ)設(shè)施之一，其作用主要是將廣播、電視節(jié)目的電磁波信號(hào)傳送給廣大聽眾和觀眾。為保證廣播電視節(jié)目播出的可靠性和安全性，就需要有一套科學(xué)、有效的自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1.廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立主要在于對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)化的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)故障，保證節(jié)目播出的安全性。為此，在設(shè)計(jì)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)的過程當(dāng)中應(yīng)遵循以下原則：

第一，穩(wěn)定安全。不論是信號(hào)監(jiān)測(cè)，還是故障報(bào)警，亦或是設(shè)備監(jiān)測(cè)，均采取嵌入式，所有模塊均使用熱插拔方式，以保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

第二，業(yè)務(wù)流程。針對(duì)用戶模式，要重視部門職能，簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)流程，以目標(biāo)為指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)結(jié)果輸出。另要盡量簡(jiǎn)化配置，避免重復(fù)輸入。

第三，維護(hù)簡(jiǎn)便。加強(qiáng)維護(hù)子系統(tǒng)，使系統(tǒng)能進(jìn)行自我診斷并報(bào)警，便于維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，在進(jìn)行故障的排除時(shí)只需更換相應(yīng)模塊，而不需要重新配置系統(tǒng)。

第四，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)所有硬件接口的設(shè)計(jì)均應(yīng)遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)議也應(yīng)與廣電總局標(biāo)準(zhǔn)相符。

第五，具有可擴(kuò)展性。系統(tǒng)前端架構(gòu)采取全I(xiàn)P模式，以保證所有信號(hào)均能輸入，監(jiān)測(cè)模式采取分布式，并遵循開放協(xié)議，以便系統(tǒng)能與其他軟件或設(shè)備對(duì)接，便于后期的拓展。

2.廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)房檢測(cè)系統(tǒng)

廣播電視發(fā)射臺(tái)在接收到上一級(jí)信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)的廣播電視信號(hào)之后，經(jīng)由發(fā)射臺(tái)進(jìn)行中間鏈路環(huán)節(jié)處理后，將電視、廣播信號(hào)傳至廣大觀眾和聽眾。為保證信號(hào)的安全、有效傳輸，自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需對(duì)所接收到的所有信號(hào)源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后再利用專用分配器對(duì)信號(hào)進(jìn)行分配，之后才能傳遞給相應(yīng)的監(jiān)測(cè)和切換系統(tǒng)。

依照自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能，可將其分為展示層和處理層。其中處理層為自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)層，多采用嵌入式模塊化板上結(jié)構(gòu)，信號(hào)源的連接主要是利用系統(tǒng)所帶硬件設(shè)施，并利用數(shù)字化傳輸系統(tǒng)將所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳輸至網(wǎng)絡(luò)，從而加強(qiáng)信號(hào)的傳輸質(zhì)量。展示層是自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)交互系統(tǒng)，在信號(hào)的監(jiān)測(cè)過程當(dāng)中，若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警，同時(shí)還可利用系統(tǒng)所帶故障診斷系統(tǒng)將故障實(shí)施簡(jiǎn)單分類，為維護(hù)人員提供初步故障信息，而維護(hù)人員可根據(jù)報(bào)警對(duì)故障部分進(jìn)行判斷，并利用遠(yuǎn)程控制來(lái)加強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采取的是嵌入式ASI信號(hào)監(jiān)測(cè)方式，該系統(tǒng)不但可勝任環(huán)境相對(duì)惡劣的機(jī)房監(jiān)測(cè)工作，而且還可保證長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行，提高了監(jiān)測(cè)工作的穩(wěn)定性和可靠性。嵌入式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)板卡、工業(yè)機(jī)箱和電信級(jí)直流供電電源共同組成，其核心監(jiān)測(cè)板卡所采取的架構(gòu)模式為DSP+FPGA，可兼容廣播電視發(fā)射臺(tái)的各類電子設(shè)備，同時(shí)也極大地發(fā)揮了內(nèi)置處理器的功能效果。另外，該板卡內(nèi)置了自動(dòng)檢測(cè)故障和報(bào)警系統(tǒng)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)組播技術(shù)可快速傳輸數(shù)據(jù)，并保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也很少出現(xiàn)虛警的現(xiàn)象。此系統(tǒng)的機(jī)箱設(shè)計(jì)為機(jī)架式，且為前裝載辦板卡設(shè)計(jì)。機(jī)箱前端安裝了可插拔抽取式風(fēng)扇，利于機(jī)箱內(nèi)的空氣流通，幫助機(jī)箱冷卻散熱。電信級(jí)直流供電電源的設(shè)計(jì)同樣也是機(jī)架式，不僅支持直流電輸入，而且支持交流電輸入，擁有自動(dòng)負(fù)載均衡功能。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程當(dāng)中具有過溫、過流、過壓、斷路保護(hù)等功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)控廣播電視發(fā)射臺(tái)的前端輸入信號(hào)碼流。

2.2 節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測(cè)

自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)擁有很多節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，因此節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測(cè)的效果相對(duì)較好。節(jié)目畫面質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的過程當(dāng)中質(zhì)量監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象有輸入信號(hào)源、視音分切換單元、發(fā)射機(jī)輸出等相關(guān)節(jié)點(diǎn)，在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的過程當(dāng)中可自動(dòng)報(bào)警。系統(tǒng)采取的是嵌入式前端輸出，我臺(tái)因目前電視播出信號(hào)仍為模擬信號(hào)，因此多畫面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)采樣信號(hào)為模擬信號(hào)，在系統(tǒng)內(nèi)部再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，在三路輸入信號(hào)、視音分切換單元以及發(fā)射機(jī)輸出等重要節(jié)點(diǎn)均留出采樣信號(hào)輸入至多畫面檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)工作流程為系統(tǒng)在獲取嵌入式信號(hào)輸出的碼流之后，統(tǒng)一監(jiān)測(cè)檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中的畫面信號(hào)，這種前置式的檢測(cè)方式最大化地減少了信號(hào)傳輸故障的出現(xiàn)，信號(hào)故障隱患基本可在此環(huán)節(jié)被監(jiān)測(cè)到。據(jù)分析，自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障攔截率高達(dá)98%，可有效保證畫面節(jié)目的安全播出。

自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)圖像黑場(chǎng)、靜幀、視頻伴音，同時(shí)兼?zhèn)鋱?bào)警功能，且報(bào)警方式多樣，如語(yǔ)音、圖像邊框等，可及時(shí)提醒值班人員進(jìn)行系統(tǒng)故障排除和維護(hù)。系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)字電視節(jié)目、模擬電視節(jié)目和廣播，同時(shí)還可進(jìn)行錄像的存儲(chǔ)和查詢操作。該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為嵌入式，可對(duì)節(jié)目畫面錄像進(jìn)行全程監(jiān)控，有助于故障的快速判斷和分析，另該系統(tǒng)采取磁盤預(yù)分配的存儲(chǔ)方案，若出現(xiàn)硬件故障，可通過讀寫來(lái)擴(kuò)展計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間，使計(jì)算機(jī)磁盤重寫率大大降低。同時(shí)系統(tǒng)還可依照設(shè)計(jì)順序依次寫入錄像文件，設(shè)置專用索引之后可快速查詢并展示相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，有效提高了廣播電視發(fā)射臺(tái)的工作效率。

2.3 綜合報(bào)警和系統(tǒng)管理

廣播電視發(fā)射臺(tái)是一項(xiàng)具有強(qiáng)綜合性的自動(dòng)化傳播系統(tǒng)，其運(yùn)行效果取決于數(shù)據(jù)格式和編碼。自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是廣播電視發(fā)射臺(tái)的重要組成部分，也是其安全、有效運(yùn)行的保障系統(tǒng)，同時(shí)還承擔(dān)著廣播電視發(fā)射臺(tái)的內(nèi)部故障檢測(cè)工作。另因自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)及控制權(quán)限較高，使得其成為了廣播電視發(fā)射臺(tái)的重點(diǎn)保護(hù)系統(tǒng)，極大地影響了廣播電視發(fā)射臺(tái)的運(yùn)行。但同時(shí)，自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身也受外部因素的影響，因此必須保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸鏈路的可靠性，加強(qiáng)身份驗(yàn)證，安裝防火墻，同時(shí)做好安全隔離保障措施，建立起包含內(nèi)部及外部影響因素的綜合性報(bào)警系統(tǒng)。

自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)也是人機(jī)交互系統(tǒng)，可提醒值守人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決系統(tǒng)故障，保證節(jié)目播出的安全性。在自動(dòng)化監(jiān)測(cè)過程當(dāng)中，綜合報(bào)警系統(tǒng)支持多種報(bào)警方式，包括語(yǔ)音報(bào)警、指示燈提示、圖像邊框顏色變化等。報(bào)警內(nèi)容主要有系統(tǒng)故障、信號(hào)質(zhì)量故障、故障分類和故障分布位置等。在語(yǔ)音監(jiān)測(cè)當(dāng)中，系統(tǒng)可在進(jìn)行邏輯處理之后依照?qǐng)?bào)警信息及報(bào)警規(guī)則對(duì)故障進(jìn)行分類，然后再利用音頻混合器集中輸出節(jié)目伴音，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)節(jié)目的監(jiān)聽，進(jìn)而加強(qiáng)伴音效果。在系統(tǒng)管理方面，主要是利用數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)合無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以對(duì)節(jié)目進(jìn)行有目的的選擇。此外，還可通過用戶權(quán)限的增加以保證系統(tǒng)的安全性。

3.廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)具有強(qiáng)綜合性的集成體，其擁很多延伸環(huán)節(jié)，且多為分布式控制，環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障都會(huì)對(duì)其他環(huán)節(jié)及整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。而自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是為及時(shí)發(fā)現(xiàn)廣播電視發(fā)射臺(tái)信號(hào)故障，保障節(jié)目安全播出的重要系統(tǒng)。通過上述分析可發(fā)現(xiàn)，廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩方面：

第一，提高發(fā)射臺(tái)的工作效率。發(fā)射臺(tái)包括發(fā)射機(jī)、基礎(chǔ)建筑、動(dòng)力系統(tǒng)等，構(gòu)成相對(duì)復(fù)雜，且耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，信號(hào)的監(jiān)測(cè)通常都是由擁有較高技術(shù)水平的人員執(zhí)行。自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用在很大程度上減輕了維護(hù)人員的工作，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修改系統(tǒng)問題，并具有強(qiáng)實(shí)時(shí)性，有效提高了廣播電視發(fā)射臺(tái)的工作效率。

第二，提高節(jié)目播出的安全性。廣播電視發(fā)射臺(tái)的傳輸環(huán)節(jié)較多，而且信號(hào)、發(fā)射機(jī)、天饋系統(tǒng)場(chǎng)地較為分散，需要反復(fù)巡檢，工作人員極易疲勞，導(dǎo)致工作失誤。自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用則接替了這一工作，有效減少了故障的出現(xiàn)，從而盡量避免了誤播、停播等事件，提高了發(fā)射臺(tái)播出的安全性。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，廣播電視行業(yè)未來(lái)的發(fā)展將趨于無(wú)線廣播電視發(fā)射臺(tái)，可以預(yù)見，自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中將有著廣闊的前景，其應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅可提高發(fā)射臺(tái)的工作效率，而且還可提高節(jié)目播出的安全性，但系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)離不開自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)、節(jié)目畫面質(zhì)量檢測(cè)和綜合報(bào)警與系統(tǒng)管理，這些子系統(tǒng)的建設(shè)直接關(guān)系著整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建與運(yùn)行。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將會(huì)不斷完善，并促進(jìn)廣播電視行業(yè)的向前發(fā)展。

[1]何蘭平．無(wú)線廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]．廣播與電視技術(shù)，2012，39(3)：116-118．

[2]張利娟．無(wú)線廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J]．黑龍江科技信息，2015(26)：46．

[3]李瑞．對(duì)無(wú)線廣播電視發(fā)射臺(tái)自動(dòng)化信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)探究[J]．科技傳播，2016，8(7)：58-59．

[4]吾麥爾·麥麥提．無(wú)線廣播電視發(fā)射臺(tái)站自動(dòng)化信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．電子制作，2015(4)：146．

（作者單位：河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)）

TN941．1

A

1671-0134（2016）12-053-02

10．19483/j．cnki．11-4653/n．2016．12．019