高山发射台站统一监测运维模式简述

赵久晶

赤峰广电发射台经棚台 内蒙古 赤峰市 025350

1 概述

赤峰广电发射台经棚台，所辖C115、C116、802 三个高山发射台，工作环境十分艰苦，海拔高，位置偏，冬季大雪封山，对所属设备进行维护、维修十分不便。发射台长期以来一直承担着辖区范围广播电视播出覆盖职责。安全优质播出，是工作的重中之重，广大受众对节目播出质量的要求越来越高。赤峰广电发射台经棚台需建设一套智能、先进、可靠的监测监控运维平台，实现“有人留守，无人值班”的运营模式，依托现有的微波通道，将所有采集的监测数据、控制信号汇集起来，再由光缆传送到经棚发射台监控机房统一监控平台上，对所属三个发射台设备进行全方位监测，以提高节目播出质量，实现广播电视节目从传输到发射台各个环节的自动监测、自动控制、自动播出。

2 经棚发射台所属发射系统监测监控组成

将各发射台采集的各类数据，利用现有的微波通道汇集在C116 站，再经光缆传输到经棚台监管平台，进行远程控制，监测监控主回路图如图1所示。

图1 监测监控主回路图

主要原则：实用性、可靠性；全面性、安全性；开放性、扩展兼容性；简洁化、自动化。

各发射单位系统监测架构及配置如图2 所示。

图2 系统结构图

3 数据采集前端

3.1 发射机状态监控

发射机是发射台最主要的设备，对发射机的指标数据采集、监控是系统远程控制的关键，采集设备需为发射机准备多类型接口，既要有网口、串口采集，又要有模拟量、数字量、开关量等物理量采集，要通过不同的接口实现整机入射功率、反射功率、总电流、总电压等工作状态采集，还要对机内模块、功放、电压、功放电流、功放温度、激励器电流、激励器温度等状态进行全方位采集。目的是对发射机的开关机、主备机倒换、升降功率、频率设定、温度保护（机房温度、湿度）等工作模式进行远程控制，经棚台发射系统监测配置图如图3 所示。

图3 经棚台发射系统监测配置图

监测点1：配置1 块ASI 监测板卡、1 块模拟音频监测板卡、1 台24 口千兆以太网交换机，对主备各3 路ASI 电视信源和主备各7 路模拟音频信号进行采集监测。

监测点2：配置1 块DTMB监测板卡、1 块FM 监测板卡及配套全频段接收天线，对末端空收的3 个频点DTMB 电视信号和7 个频点FM 广播信号进行采集监测；配置1 块监测转码卡，对采集的视音频节目进行视音频异态监测和转码压缩；配置1块监测主控卡，与中心软件平台通信，实现监测数据的汇聚回传。

信号监测流程图如图4所示。

图4 信号监测流程图

监测点3：配置10 台发射机多接口采集监测终端，采集7 组调频广播发射机和3 组地面数字电视发射机运作状态指标数据，用光缆实时回传至中心软件平台。

发射机监控图如图5 所示。

图5 发射机监控图

监测点4：配置10 套同轴开关控制设备，采集7 组调频广播发射机和3 组地面数字电视发射机同轴开关状态，支持通过软件平台远程控制发射机主备自动动环，当发射机故障时实现自动倒换（目前除31、33 频道外均无备机，为预留功能）。

发射机监控倒换流程图如图6 所示。

图6 发射机监控倒换流程图

监测点5：配置2 套ASI 三选一切换开关，具备支持3 路ASI 信源的自动切换功能，当主路信号丢失时，能够自动跳转到备路信号进行播出（目前仅设计了31/33 频道信源信号的切换功能）。

发射机状态监控通过在台站前端部署BHET103 多接口采集监测终端，监测调频及地面数字发射机工作状态，包括发射机的发射功率、反射功率、温度、电压、电流等指标采集。

3.2 信号监测及告警

3.2.1 电视节目源监测

配置1 块BHA31 多通道ASI码流监测打包卡，完成电视节目ASI 信源的采集监测。BHA31是TrinityAres-CI 系列产品的升级版本，用于ASI 信号码流监测。1 块板卡可以完成2 组各8路ASI 信号接收、码流分析、TS over IP 输出功能，板卡对输入的TS 流进行TR101 290 三级错误监测及告警，并将输入的8路TS 流打包，在1 个千兆网口输出。

3.2.2 电视节目末端信号监测

配置1 块BHDT56 多通道DTMB 国标地面数字电视监测卡，完成末端空收DTMB 信号采集监测。BHDT56 多通道监测卡，用于国标地面数字电视信号监测。板卡主要完成国标地面数字电视信号接收、信道指标监测、码流分析、TS over IP 输出功能。

板卡可监测的信道指标有：信号锁定状态、信号功率、信号强度百分比、信噪比、误码率；为方便系统调试及故障定位，系统还可以指示当前信号的调制参数：载波模式（单载波、多载波）、帧头模式（可变、固定）、PN 序列模式、前向纠错码率、符号映射方式、时域交织类型。

3.2.3 数字音频信源监测

配置1 块BHDA54 多通道AES/EBU 数字音频监测编码卡，完成数字音频信源信号监测。BHDA54 是针对AES/EBU 信号进行监测、编码的专用嵌入式板卡，该板卡主要实现对AES/EBU信号监测、编码、音频数据解析、打包及UDP 组播或单播的功能。BHDA54 板卡每块可完成1～16 路音频数据的采集，并对数据进行监测、编码、解析及打包。

3.2.4 数字调频广播末端空收监测

配置1 块BHAF33 多通道AM/FM 广播监测编码卡，完成末端调频广播空收信号监测。BHAF33 是用于开路广播监测的专用嵌入式板卡，该板卡支持1～8 路AM/FM 信号的接收、解调和编码，完成信号功率、SNR、调制度、调幅度等参数测量，具有噪声抑制、音频采集、音频监测及音频压缩编码等功能。

3.2.5 视音频监测转码

配置1 块BHIP295 多通道高标清监测转码卡，用于完成台站本地监测节目信号的视音频异态实时监测和转码。BHIP295内置8 个监测转码模块，可同时完成多达48 路高清或64 路标清或8 路4K 节目的视音频异态监测和视音频的实时转码输出、实时OSD 字符叠加。音频支持MP2/AAC/AC3/DRA 到AAC/MP2/AC3 的实时转码，视频支持MPEG2/H.264/H.265/AVS +/AVS2到H.264/H.265 的实时转码。

监测模块可完成高标清节目的视音频异态监测，包括：视频丢失、黑场、静帧、彩条、彩场、音频丢失、无伴音、音量过高或过低、解码异常等故障。

3.2.6 数据汇聚回传

配置1 块BHX36 嵌入式监测主控板，用于与中心平台通信，实现台站本地监测数据的汇聚回传。BHX36 是一款支持数字、模拟、CMMB 以及广播等信号监测报警的嵌入式平台，完全支持总局监管平台协议，可以实现信号指标测量获取、指标与码流报警，支持7×24 小时自动录像及录像查看下载，支持实时流媒体查看，支持多节目的轮巡轮播，采用Linux 嵌入式操作系统。

3.2.7 板卡运行环境

（1）BHC2000 嵌入式机箱。配备2 台BHC2000 嵌入式机箱，用于安装各类监测板卡。机箱满配时可插入4 块板卡，所有的板卡均采用后装载方式，支持热插拔，每块板卡配有各自独立的接口背板，这种方式不仅方便系统的安装、维护和升级，而且适用于不同接口类型的各种板卡功能模块在同一机箱中任意混插。机箱采用外部电源直流供电，实现与交流电源模块的隔离，同时有效防止电源发热和设备发热的相互影响，提高了设备供电可靠性和稳定性。

（2）BHP1000 冗余热备份电源。配备1 台BHP1000/2+1冗余热备份电源，用于给2 台BHC2000 机箱供直流电。BHP1000 冗余热备份电源，采用1U 独立机箱结构，支持3 路交流输入，提供3 路完全并联的12V 直流输出。该电源配备3 个电源模块，与采用直流电源输入接口的BHC2000/BHC3000 嵌入式机箱配合使用，提高了电源使用的可靠性。

3.3 主备信号智能切换

配置3 套BHA08 TS301 智能型三选一传输流切换设备，具备完成3 个频点地面数字电视主备路信源切换功能。

配备5 套DAS-5103 数字音频3×1 自动报警应急切换模块，具备完成5 个频点调频广播主备路信源切换功能。

3.4 AR（增强现实技术）智能巡检

利用光缆、微波、网络传输的特点，在前端配置1 台AR眼镜，wifi、光猫等设备实时获得前端站点机房实景画面，回传至软件平台，使用定点巡检、快速巡察等功能，指导人员能够观看到检修人员看到的全部机房画面，监控平台能够将维护指导信息推送到机房检修人员的AR 眼镜上，实现故障现场运维人员在线实景排查，提高整体机房运维管理效率。AR 智能巡检业务流程图如图7所示。

图7 AR 智能巡检业务流程图

3.5 动力环境监控

发射台的动力供电是一切设备的能源保障，机房温湿度、浸水、烟感、空调等设备是发射机正常工作的前提，有效的对台站配电柜、稳压器、UPS、柴油发电机组等有关动力设备进行全方位监控，对主机房和附属设备机房温湿度、烟感、浸水、空调等设备进行指标取样，统一汇总到平台中，针对每项指标、数据做门限设定，对指标报警信息通过光、声、短信系统提示方式进行多级报警，实现远程控制供电系统的开、关状态，提醒值班人员第一时间进行核实处置，防止事故蔓延、扩大。

3.6 安防监视

安防系统主要是利用视频安防监测、入侵报警、输入口控制等手段实现安全保障工作，对安防视频画面入侵报警信息、出入口控制日志等数据进行统一显现，集中报警，综合记录。将安防摄像机的视频画面实时传送到平台，画面支持自定义组合监看，可以分为单组放大或多组监看，简化监管人员工作流程，提高工作人员监管监看工作效率，对实发的情况可以做到及时处理。

3.7 播出信号质量检测

发射机播出的信号质量，主要以音视频信号、电平、信噪比、调制/幅度等指标曲线来进行展现，单页面可以实现对台站内播出信号的指标、曲线幅度鉴别，同时可快速直观检出异态信息和异态频道，通过日志信息进行提示，直观而准确。

3.8 值班检修

（1）值班打卡：在前端各配置1 台巡检指纹机和交接班指纹机，工作人员打卡后打卡数据实时上报至中心台统一运维平台的值班检修模块进行收录，可以对所有打卡值班记录进行查询、导出。值班打卡业务流程如图8 所示。

图8 值班打卡业务流程

（2）检修打卡：通过在前端机房配置1 套二维码打印工具（含二维码打印机、手持扫描终端等），对机房各类设备进行二维码管理，每个设备均标注对应的二维码，检修人员在进行设备检修时，通过扫描设备上的二维码，可实时填报各类检修信息，包括检修人员、检修时间、安全防护工具佩戴情况、检修结果等，检修数据可通过平台进行查询导出。检修打卡业务流程如图9 所示。

图9 检修打卡业务流程

3.9 历史监控回溯

通过对采集到的指标数据进行收录，平台实现指标查询和故障查询等功能，有效查询收录的每条准确数字，实现对数据的回溯，查询结果可导出到Excel，并打印。

4 中心监控平台

中心平台作为统一的监控平台，主要对前端台站采集的各类信号、动力环境、实时检修视频数据等进行综合呈现、展示预警。

4.1 发射台统一运维平台

配置1 套发射台统一运维平台和1 台配套硬件服务器，用于实现动力环境、发射机指标、AR 智能巡检、值班打卡等业务的可视化展示。平台采用模块化设备，将各个业务功能模块化，主要包括发射机监控模块、动环监控模块、AR 智能巡检模块、历史数据回溯模块、综合运维模块、信息可视化模块、监控配置管理模块和移动发布模块。

（1）发射机监控模块。可以通过页面上信号播出，查看发射机发射信号的质量，便于值班人员对发射机发射信号的质量查看。通过系统页面可以远程控制发射机的开关机、升降功能等运行参数，操作简单、切换迅速。

（2）动环监控模块。采用仿真模型图对电力、温湿度、烟感、浸水、空调等设备指标实时展示，以声、光、系统提示形式对指标报警信息进行多级报警，提醒值班员第一时间进行核实处置，防止事故扩大、蔓延。

（3）AR 智能巡检模块。通过前端检修人员佩戴的AR 眼镜回传的现场检修画面，实时获取前端站点机房实景，为运维人员提供AR 巡检、定点巡检、快速巡检等功能，实现故障现场运维人员在线实景排查，提升整体机房运维管理效率。

（4）历史数据回溯模块。将所收集的发射机运行参数、动力环境情况，以不大于10 秒的颗粒度进行收录，并可通过时间、设备、频道等词条进行搜索查询，以报表或者图像化的形式展示，支持查询历史故障记录，支持多条件组合查询，查询结果可打印或导出到Excel。

（5）综合运维模块。可根据监管人员、监管职能等进行定制化的呈现，如发射系统状态参数、动力环境、安防等设备指标状态的统一呈现。可以展示前端台站值班巡检人员的打卡记录详情，具备数据导出功能。

（6）信息可视化模块。支持以GIS 地图方式展示管辖区内的所有发射台实时状态，发射机异常时，可以按照故障严重等级以不同颜色标识，清晰展示发射台覆盖效果和工作状态。实现对台站内各设备工作状态数据的统计分析，以饼图、曲线图、条形图等直观方式进行集中展示；可对发射台不同设备类型进行数量统计和状态统计；实现发射台地理位置、人员组成等信息的展示。

（7）监控配置管理模块。支持前端配置管理，用于完成台站内采集前端信息的配置，包括IP 地址、端口号、ID 号等信息；支持门限开关配置管理，用于完成台站内监测设备指标上限和下限的配置，同时支持报警时间的配置；支持运行图管理，使台站内发射节目的发射机按照设定时间控制播出；发射机出现故障时，支持根据设定时间实现自动倒备。

（8）移动发布模块。建立台站微信公众号，通过微信关注的方式，基于权限控制，浏览台站内所有设备数据信息和设备报警信息，便于观察设备数据变动，支持向特定人员发送异态报警、指标参数等工作状态信息。

4.2 码流应急智能切换系统

中心平台配置1 套码流应急智能切换系统，实现对前端ASI二选一切换器的远程控制，提供可视化的软件切换控制面板，展示各个切换器工作状态、切换路由状态，提供便捷化的智能切换手段。

4.3 多画面显示监测系统

中心配置1 套多画面智能监测系统，实现前端回传的广播电视节目的视音频异态监测、多画面显示监看和转码录像。设备含1 块8T 硬盘，用于所有监测节目录制存储，存储时间不少于30 天。系统采用CPU 与GPU 运算相结合的技术，支持AVS+、H.264、MPEG-2、H.265的高标清视频解码，支持MP2、AC3、AAC 的音频解码。每套系统可以并行处理多路高标清电视节目与音频广播节目的混合显示；系统支持黑场、静帧、视频丢失、视频解码异常、彩场、彩条、视频卡顿等视频故障监测，音频丢失、音量过高、音量过低、音频卡顿等音频故障监测；系统可以对指定节目进行时段或触发录制，录像格式支持转码为H.264，还可以录制原始码流单节目或原始码流可选，录像参数支持自定义。

4.4 交换机

中心配置1 台24 口千兆以太网交换机，用于监测系统内部网络连接。

4.5 客户端

中心配置5 台监控客户端，其中4 台分别用于展示发射机监测界面、动力环境监测界面、AR 智能巡检展示界面和前端摄像头监控画面，1 台用于展示码流应急智能切换系统控制界面。

4.6 硬盘录像机

中心配置1 台64 路硬盘录像机，用于接收前端4 个台站回传的各16 路IPC 摄像头监控信号，并通过监控客户端实现实时监看。

4.7 监听音箱

中心配置1 对监听音箱，用于节目伴音和报警语音的实时监听。

4.8 大屏显示

中心配置9 块55 英寸3.5 拼缝液晶显示单元，用于展示各类监测画面、业务系统界面；配置3×3 电视墙，用于安装9 块液晶显示单元；配置四联操作台，用于值班人员日常运维管理；配置定制LED 条屏，用于展示应急消息和欢迎标语。

4.9 此监控运维系统的主要优势

系统架构符合高山台站的工作要求；可靠的安全性和稳定性；具备开放的系统接口；高集成度，高成熟性；精准的音、视频异态监测；实用的报警机制；板卡“零配置”更换；节目码流与控制数据采用物理隔离断；广播电视信号源统一监测平台；易管理、易维护、易扩展。

结 语

高山发射台站统一监测运维模式结合自动化模式、自动化技术和网络信息技术，以设备自动化为基础、以先进的监测设备与管理平台为支撑，实现对发射设备所传输的广播电视节目信号源、运营指标进行实时监测，传送到运维平台，尽而实现各个环节的远程监测、远程监控，提高了工作效率，减轻了维护、维修压力，降低了事故率和停播率，提高了高山发射台站节目的播出质量与播出安全。