中波发射台数字化监控系统的设计_杨华.pdf

237237中波发射台数字化监控系统的设计杨 华（作者单位：贵州省广播电视局七 0 六台）摘 要：为建设规范化、标准化、数字化、智慧化台站，全面加强台站软硬件建设，提升台站建设管理水平，更好满足人民群众听好广播的需求和愿望。本文对中波发射台数字化监控系统的设计进行分析，希望通过统一搭建监控平台，实现智能管理平台与通用监控平台、各主管部门之间的联动，实现资源共享和远程监控，完成应用部署自动化、智能化、兼容共享、远程设备监控、智能管理等设计目标。关键词：广播电视；智慧台站；智能管理；系统建设应用无线网络技术对无线发射台进行智能化的控制与监测，是国内广播电台发展的必然趋势和需求1-2。将物联网技术、5G 移动通信技术、智能感知设备相结合，能够有效实现台站的智能化，利用“信息大脑”对台站进行智能化管理，能使台站工作更高效，更好地适应信息化工作的要求。中波发射台数字化监控系统完全符合广播电视产业的有关技术和要求规范，采用科学、先进、实用的全数字化监控体系，实现安全播出、远程监控等功能。中波发射台数字化监控系统采用“分布式”的系统结构，它的核心思想是管理高度集中，控制回路相对分散，基于这种思想建立的监测体系能够全面提高系统的可靠性3，同时还体现了现代化的扁平化管理的思想，将现场串口和工业以太网技术的数据传送链条的优点有机结合在一起，具备更加强大的设备兼容能力和接口规范。并且它的开放性很强，便于新系统、新功能的添加和整合，能够适应技术的持续更新和应用要求的阶段性调整。此外，该平台本着“分布式”控制、“归一”化管理、“同源”监控、“管控”分离的设计思想，通过网络汇聚各个系统和不同环节设备的相关参数，将监管平台分为前端与后台两个层面。前端控制计算机专频专用，在整个监控回路中具备最高的处理权限，后台管理服务器主要用于日常技术与行政管理，同时为上级监管平台提供监管数据4。中波发射台数字化监控系统的总体设计方案如下：1 发射台自动化监控系统中波发射台监测系统是由具有一定功能的智能监测装置组成的，这些监测装置组成了一个模块式的监测网络，系统据此可根据需要进行任意调整。同时，发射台监控系统采用数字化编码技术，实现了基于统一的数字监测系统的 MP3 格式，为今后的统一监控、管理、通信、浏览打下了良好的基础。关于发送和发送装置的有关参数，采用模拟量和数字采集方式，统一在同一通信协议中，如图 1 所示5。2 节传系统节传系统的作用是接收中星 6B 卫星、中星 9 号图 1 监控系统示意图238THE TRANSMISSION传 输卫星信号，卫星接收机采用数字音频信号输出，给节目提供信源。3 卫星接收系统卫星接收系统共有2个频率，分别设置1座直径3.0米 C 波段天线和 1 座直径 1.2 米 Ku 波段天线卫星天线，分别接收中星 6B 和中星 9 号卫星上的广播节目。卫星的信号通过被动功分器进行分配，然后由卫星接收端进行译码，再由音频工程师协会（AudioEngineeringSociety，AES）/欧 洲 广 播 联 盟（EuropeanBroadcastUnion，EBU）的数字信号输出，之后通过 DVDM/DAU数据传输，分别接入每台发射机的四选一的智能切换器内，实现每台发射机的信源智能选择。卫星信号在被动功分器的分配下，分别送入卫星接收器进行译码，卫星接收器的输出是 AES/EBU 的数字信号，通过DAES/EBU 的信号由 DVDM 分发器进行分配，每个发送器都可以进行智能选择。4 广播节目错播插播系统4.1 信源切换系统系统的信道连接由两个部分组成：跳线面板和自动元件（智能切换），能够在不同环境下解决相关问题，并能利用装置的后备资源。智能音频转换装置具有关键作用，能够实现智能切换、音频对比、音频时序同步、标准信号输出、音频流输出等，不但适合“节传”系统，而且还具有自台音频质量监测系统、发射机自动监控系统6。信源交换机采用分布式的方法，每一台发射机上都装有四路信源交换机，它把各种路由的语音讯号经由声频跳线传输至对应的四路信源交换机，再把四路讯号发送至对应的主要通道信源，使其能够自动辨识出各信源的状况，并能够进行遥测及自动/人工转换。信源转换器具有数字和模拟两种类型的自动辨识能力，当数字音频信号是数字声音时，利用双重判决标准来辨识数字声频的帧格特征，同时对锁相状态、奇偶效验、循环冗余校验（CyclicRedundancyCheck，CRC）等进行检测，以确保能够在较短时间内发现并解决“断流”问题，同时对帧的信息作出判断和鉴别。4.2 防错播/插播监测系统在发射台播出的每个节目都有四个信号源信号、一路切换信号、一路空收解调信号，并能自动循环、强制监听，对音频信号进行定量的分析和处理，且可利用音频信号的差动对比监控，将每一组节目的音频信号与射频（RadioFrequency，RF）解调信号进行对比监控，根据信号频谱信息进行比对，如果出现错误、插播、故障等情况，就可以一目了然。防错播/插播监测系统具有多路模拟、数字音频信号分析处理、音频信号质量判别报警、异态和自定义录制功能，可以监控、监听和存储音频信号（以MP3 格式存储音频信号）等，并且能把所有的语音信号发送给远端的客户端，用于监控和监控网络。该系统可还能将全部语音信号传输至远端，用于网络监控和监控，并可针对每个语音信号分别设定报警门限、报警时间，且各声讯均具有报警设定、报警内容遗失、音量调节的功能。在发射台中，每一节目的信号源、切换信号、入站信号、空收解调信号的实时状况都需要当班人员的全面掌握，在多节目、多源的情况下，常规的监视方式难以发挥作用，所以有必要制定一种实用的监视系统，并对其进行实时监测。4.3 发射机监控终端在技术方案中，发射台采用自主研发、设计的MC-01P 发射机监控终端，该设备是为配合发射台自动化监控系统而设计的专业化设备，具有根据数字接口发射机实现信号采集、功率控制、开关控制、运行图管理、天馈控制等功能。MC-01P 发射机监控终端既可以融入台站自动化监控系统，根据监测系统的整体需求，对发射设备的日常发射工作进行管理，也能独立地进行发射设备的运行管理，是发射台自动站监测的基本和关键控制环节。该发射器监测终端具有三个串口，可以在发射器监测终端中设置任何类型的物理接口。为了保证仿真数据的实时监测，该系统设计了 11 条模拟量采集信道、16 个状态数据采集信道、8个继电器接触式开关量，且内置高速处理器、断电存储系统、独立时钟系统，能够独立运行，具有数字接口采集、模拟接口采集、天馈线控制、时间控制和条件控制等功能。4.4 发射机调幅度监测系统中波发射机包括一个 RF 监测端口，可以对发射机的闭环 RF 信号进行检测，可以自由调整 RF 信号的幅值，使发射器与监测装置分离，还可以动态地显示发射器的载波功率和瞬时调幅值。并且其具有独立的判断报警功能，可以根据具体的情况，对各个发射器的调幅报警阈限、报警延时和报警有效时间进行调整，将监测发射参数上传至监控系统，进行监视7。该系统能对中波进行幅度的调整，能够检测闭环RF，并任意调整 RF 的幅度，使发射装置与监控装置分离。同时能够即时地显示起动发射机载波的能量和幅度调整值，具备独立的判断和警报功能，可以针对不同的情况，单独设置每个发送端的振幅报警阈限、报警延时、报警有效时刻，根据需要与蜂鸣器、指示灯等报警设备相连接。2392394.5 GPS 校时系统发射机监控是一种具有高时效性的实时监控设备，由于目前使用的设备都存在着一定的误差，如果不进行长时间的校正，会造成时间误差，所以发送站使用全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）对全部监测进行统一校时。校时系统支持 GPS/北斗的双模形式，可实现 GPS、北斗以及 GPS/北斗双模三种工作模式。5 发射机指标在线预警测试系统对于发射台来说，“失真”“信噪比”“频响”是主要技术指标，而传统的测量方法是将测试仪置于发射机旁边，等发射机不工作时，进行相应的插拔线缆，该方法能够在某种意义上实现发送指标的测试和调整，但是测试过程相对烦琐，而且无法预测发送指标的变动，发射机的指标在线预警监测系统的应用可以解决这个问题，能够在发送器的正常播放的同时对发送指标进行监控。发射机的指标在线预警监测系统是数字化监控系统的重要组成部分，能够对三个主要参数如“失真”“信噪比”“频响”进行实时预警，其数据能够自动存储、远程监测，并且可以对发射机指标的变化进行提前预判。采用在线方式时，可同时对所有发射机进行监测，也可通过图形、数字、曲线观察发射机指标的变化。6 发射机房环境监测系统对发射机房、电力机房的温湿度、烟雾、浸水进行实时监控，当温度、湿度过高、产生烟雾、浸水时，监控软件能够进行声光报警7。中波发射台的环境参数监测是发射系统的一个关键部分，发射机房和电力机房的温度、湿度、烟雾与发射机的运行状况之间关联紧密。在发射机房的高温区域安装烟雾探测仪非常必要8。为了解决中波发射台的电磁干扰（ElectromagneticInterference，EMI）问题，将烟雾感应器的触发信号直接转化为 485（485 信号通过差分电路发送，具有很好的抗干扰性），有效地避免了误报。7 发射机馈管温度监测器为了实现对发射机的温度监测，发射台使用了一种具有 4 个探针（即取样点）的表贴式温度传感器，该传感器通过 485 总线将数据传输至环境采集装置，在上位机进行直观的显示，设置了报警阈值后，如果温度过高，可在监控软件中实现实时报警和显示。8 电力监测系统发射台的供电方式是发射机运行的先决条件，需要综合性的监控系统对电网进行实时监测9。电力监测系统也是数字化监控系统中一个很重要的组成部分，供电系统的正常运行能够保证发射机的正常运行，对它的监测预警可以提前预判供电的正常与否，保证其安全播出。同时，中波机房可安装一个电源稳压器，主要对稳压器的运行情况进行实时的监测，电源采集装置通过稳压器的输出串口进行作用，当出现停电、缺相等故障时，可以自动报警，并形成报警记录10。9 供电系统发射台现有的两路高压线路对台内几台发射机供电，供电系统还并不够完善。系统中的其他设备，如服务器、客户端、显示器等也同样具有防雷措施，为保证这些公共设备的供电安全，需要在监测系统的供电前端增加安装一套独立的在线式 UPS 不间断电源，该电源同时具有良好的滤波和稳压功能，可充分保证整个监测系统供电部分的稳定与安全11。1 0 移动终端应用程序监测整个系统除了实现在发射机房监控室内的实时监测外，还可以通过专门的手机应用程序（Application，App）实现手机远程监测，软件采用客户注册和审核机制，审核通过后，可以通过手机 App 对监控设备进行实时监控12。手机 App 监测支持多台站、跨区域、跨设备、无缝接入台站监测信息。作为智能移动的监测平台，可快速便捷地实现对台站监测，如对设备状况、实时数据和历史数据的查看，并且手机可以通过网络接入台站的数据，随时了解发射台的状态，在发生故障的时候可以得到及时的警报13。1 1 结语本文重点研究中波发射台站的数字化设计与智能控制。中波发射台站的数字化设计可实现电视发射机的自动切换，能对发射机的工作状况和各个模块的内部操作参数进行监控，对多个信号源进行实时监控与切换，监测和监控电源，可查询历史数据和分析数据。多个系统的采用有利于实现电视台智能化运营播出的目标，通过对台站的管理，能够使其运行效率和控制水平得到改善，维修费用逐渐降低，工作人员的工作量得到缓解，指挥和调度能力得到改善，同时也能降低人为事故的发生率，减少停电频率，确保台站安全，提高广播的稳定性。参考文献：1 陈绍华.广播电视智慧台站建设实践与智能管理 J.电声技术,2021(9):34-36.2 李劼,和群辉.广播电视智慧台站建设实践与240THE TRANSMISSION传 输智能运管策略探析 J.中国有线电视,2021(8):860-862.3 聂海锋.基于空管智慧台站建设中智能化供配电系统的研究 J.通讯世界,2021(4):200-201.4 韩荣华.基于自台监控系统的智慧台站建设及平台搭建 J.广播与电视技术,2020(7):143-148.5 白永军,包腾拉嘎,李宁宇.全面解析内蒙古自治区广播电视局台站标准化建设 2.0 版工程：“智慧台站”建设 J.广播电视网络,2020(8):38-41.6 郭萃.远程智慧机房系统在远端无人台站的应用思考 J.软件,2021(9):104-106.7 陈艳慧.广播电视发射台“智慧”监测管理系统设计 J.中国宽带,2022(1):71-72.8 金东星,丁鹏.远程综合监控系统在无人值守台站的应用 J.数字传媒研究,2021(7):54-58.9 巴桑.西藏电视发射台智慧运维监控系统的实现 J.电视技术,2021(11):140-143.10 栗遐.基于 5G 技术的广播电视信息数据流转应用 J.新一代信息技术,2022(1):84-86.11 翟宝璐.现代建筑电气设计问题浅析 J.山西建筑,2019(6):95-96.12 陈碧铭.关于建筑智能化系统的设计探讨 J.建筑工程技术与设计,2017(20):1017-1017.13 杨绍胤,杨广,杨庆.建筑物自动化系统的发展和展望 J.电工技术杂志,2003(9):1-5.平台新闻奖进行公开展示。另外，还设计了一个案例库。总体目的是树立榜样、正面引导，以利于优秀作品脱颖而出。5.6 专题协作该模块是一套在全省范围内，对突发事件、重大活动报道进行约稿、上传的新闻报道协作机制。5.7 指令通告指令通告模块是各级宣传部门进行宣传管理的信息系统。其分为指令、通告、上报三种基本方式。5.8 内容监控内容监控模块实现重要信息一键发布、有关要求一键传达、违规内容一键删除，从而实现全平台发布内容的可管可控，确保县级融媒体中心导向正确。5.9 统计排行自主研发了信息搜集模块，下发给各区县融媒体中心进行技术改造。在这样的机制下，搜集的统计数据是从每个 App 前端群众用户手机上传的，从而最大限度保证了统计数据的真实性，避免各融媒体中心谎报夸大宣传数据。“熊猫云”一期建设能够统计的数据有“启动次数”“启动用户数”“新用户数”“发稿量”“每篇稿件的浏览量”“点赞量”“评论量”“分享量”等。在此基础上，可以进行自由组合的各种统计口径的排名。今后全省宣传指导工作将做到精准施策，依据平台各种分析维度的统计数据排名，进行正对性的绩效奖励。可以想见，这将有力地促进全省宣传工作迈上新台阶。省级技术平台要努力做好的就是保证数据的真实性、及时性、权威性。6 结语县级融媒体中心省级技术平台，作为县级融媒体中心互联互通的系统支撑，全省宣传发布渠道“减量提效”的重要抓手，既是权威的统一指挥调度平台、统一内容发布平台、统一监测监管平台，也是辅助区县协同运营、人才培训的重要机构。从更高层面来讲，是习近平总书记提出的“扎实抓好县级融媒体中心建设”的必然需求和自然延伸，在四川省宣传思想工作方面具有重大战略意义，是一项十分必要和紧迫的项目。参考文献：1 传媒头条.国家广电总局县级融媒体中心建设规范等 2 国标重磅发布！EB/OL.(2019-01-15)2023-01-20.http:/ 县级融媒体中心建设五项标准规范全部发布实施 N.人民日报,2019-04-14(4).3 四川省广播电视局.四川省广播电视局关于印发四川广播电视媒体深度融合发展行动计划（20212023年）的通知EB/OL.(2021-06-16)2023-01-20.http:/ 227 页）