調頻廣播、電視發射臺自動化監控系統實施方案

0 引言

調頻廣播、電視發射臺自動化監控系統實施方案是以國家廣電總局《無線臺站全臺自動化建設實施指導意見》為標準，以《廣播電視安全播出管理規定》（簡稱62號令）為指導，以自動控制、通信網絡、計算機、傳感器、視頻處理等技術為手段，以“有人留守，無人值班”為目標，建設一個自動化水平高、系統運行安全可靠、滿足分層管理需求的發射臺（站）自動化系統，確保安全播出、提高工作效率和管理水平，為發射臺和各級管理機構提供一個先進的綜合管理平臺。監控系統包括信源自動處理系統、信號監測系統、發射機自動處理系統、環境監測系統、電力監測系統、臺站視頻監測系統、短信報警系統組成。

1 第一部分：信源傳輸與調度

通過智能應急切換器，將來自于光端機、衛星接收機、微波等傳輸路由的信源信號進行統一管理，當主路信源中斷時，自動切換到備路信源；智能應急切換器可設置優先級別，當信號恢復時自動切換到優先級別；通過智能應急切換器AES/EBU輸出接口或模擬輸出接口，將信源信號送至發射機。

數字/模擬智能應急切換器輸入端每路均帶有模擬預監接口，因此，信號監測不需另加分配器及解碼器。所有輸入數字/模擬信源信號通過智能應急切換器預監接口，將信號送至視音頻監測服務器，對每一路信號進行監聽監看錄音。也可通過視音頻網絡設備將信號轉換為IP信號，由交換機通過網絡遠程傳輸到省局機房。

對于模擬電視信源的傳輸調度，采用智能應急切換器，當主路信源中斷時，自動切換到備路信源；可設置信源優先級別；具有旁路直通功能；具有手動/自動及遠程遙控、監測報警功能。

2 第二部分：信號源及信號流程監控子系統

本子系統實現對信號源及開路的播出信號進行監聽監看，可將信號的視音頻數據、報警信息傳送到平臺以供其它子系統進行臺站級別數據備份及報警，并且報警能夠實時傳輸到省中心監控室，呈現在中心監控室的臺站GIS圖上，同時具有聲光提示。能對各路輸入信號源視音頻信號進行記錄保存，并且具有歷史記錄查詢回放功能；信源記錄保存系統出現故障時，不影響臺站本地視音頻監控工作站的實時監聽監看。

本軟件系統主要用于多路視/音頻進行同步監測與報警，主要功能如下：

多畫面實時監測：可同時對多路視/音頻信號以及視頻信號進行實時監測，視/音頻采用多畫面分割顯示，音量柱同步疊加，音頻采用音量顯示；支持FM/TV節目混合配置；支持雙屏不同內容分配顯示，方便用戶進行節目擴展；自定義循環監聽功能；可以針對重點節目實時監測、對普通節目輪巡監測，實時和輪巡的節目畫面顯示互不影響?？梢詫喂澞糠糯蟮饺?，同時監聽同期聲。

故障報警：提供無視頻信號，無音頻信號，靜幀，黑屏、音量過高、音量過低報警功能；提供標題閃爍、語音報警、窗口提示等多種報警方式；提供監測項延時報警設定功能，滿足靈敏度差異與客戶定制需求。

錄音錄像及數據備份：系統可實現全程錄音錄像存儲，保存時間一個月以上；系統可以對指定節目進行時段或觸發錄像；可同時對所有監測節目進行同步觸發報警錄像以及報警預錄和報警恢復錄像功能，并生成數據庫記錄，以備事后查詢，回放；提供報警錄音、錄像拖放回放功能，方便用戶定位節目播放位置；對報警錄像列表和系統日志提供導出（EXCEL文件），打印功能；采用了磁盤預分配、延時寫入等實用技術，提高了存儲的穩定性。錄像文件可以通過數據庫進行檢索，支持遠程訪問并下載。

系統設置：提供自定義畫面切分顯示模式，最大限度滿足客戶畫面分割定制需求；提供切分窗口自由拖動功能，方便用戶調整節目顯示位置，用戶可自由拖放視頻窗口調整播放位置，并且提供全屏播放功能；提供多種組合查詢方式方便用戶檢索錄音文件；支持FLASH時鐘顯示功能，用戶可自定義時鐘風格；提供7x4分時段監測功能，方便用戶自由設定監測時段；提供4：3/16：9自適應分辨率切分顯示功能。

支持本地/遠程監測、監看、監聽的功能；報警能夠及時傳輸到中心監控室，呈現在中心監控室的臺站GIS圖上，同時具有聲光提示；能對各路輸入信號源視音頻信號進行記錄保存，并且具有歷史記錄查詢回放功能；信源記錄保存系統出現故障時，不影響臺站本地視音頻監控工作站的實時監聽監看。

配備多路廣播電視接收機，可對開路信號進行監聽監看，并實時監測場強。

預留數字接口：配合各種監測板卡，可完成對IP、ASI、DVB-T、DTMB、AES/EBU等信號的監測。

3 第三部分：發射機監控子系統

廣播電視發射臺監控系統主要功能如下：

發射機系統狀態的監測。自動監測發射機系統運行狀態，實時監測、記錄各參數量值（包括模擬量和開關量值）。

本地/遠程自動開/關機。按各頻率每周播出時間表，定時（或隨時）開機、關機。

手動/自動倒備機（預留接口）。當發射機故障達到倒備級別時，啟動天線控制模塊，實現主備倒換。

根據不同用戶的權限實時控制發射機各種操作。系統可分多個不同等級分別給以不同權限，每人可以自己設定密碼。

報警。系統具有比較完善的報警功能，本地采用聲、光報警方式。系統通過GSM手機模塊，自動根據技術人員值班表給當班技術人員和預設名單發送中文短信息，提示機器發生故障的情況。

數據統計及報表生成。自動生成各類報表，自動進行故障記錄、維修記錄、檢修記錄、指標記錄、交接班記錄等。報表可根據需要打印。

遠程訪問及控制。各級領導、主管部門或用戶可遠程登陸查詢數據、了解設備運行情況、分析判斷故障原因。

3.1 軟件架構

本系統軟件采用多層C/S+B/S混合結構設計，實時監控軟件采用C/S+B/S混合結構，實現各項數據采集，發射機控制，多客戶端監測，并將采集的數據及其他工作數據上傳到管理中心；遠程管理系統軟件采用C/S+B/S混合結構，在這種結構下，用戶不僅能瀏覽發射機各種數據，還能實現遠程通訊，發射機遠程控制等功能。這是一種全新的軟件系統構造技術，成為當今應用軟件的首選體系結構，數據安全性和數據的一致性都比較好。

3.2 軟件功能

3.2.1 系統參數設置

設置前要運行用戶驗證，只有授權的系統管理員才有權限進行設置。

在系統運行之前，必須對所監控的發射機進行配置與管理，設置發射機對應通訊端口，描述發射機名稱、節目名稱、IP地址等情況。設定發射機各種參數名稱、參數度量單位、校正參數、顯示量程參數、報警參數與報警延時參數、開關機時間、檢修日開關機時間、倒備機延時參數、發射機遠程遙控開關、升降功率等，根據不同發射機實際情況完成設置。每臺發射機最多可監控30項指標。

3.2.2 發射機工作狀態監測

（1）監測開機、關機完成或失敗狀態。

（2）監測發射機控制模式：本地手動、本地自動、遠程等。

（3）監測發射機故障狀態。

（4）主備機工作狀態。

（5）發射機功率監測。

3.2.3 發射機運行參數實時監測

監測指標顯示：表格動態顯示、柱形圖動態顯示、實時動態曲線顯示等。超過參數門限值，以聲、光、圖形、顏色變化等方式報警。主要監測參數可自由選擇組合。光標移動至節目標題處時，可顯示發射機廠家、聯系人、電話等信息。調頻默認顯示參數為每個發射機的發射功率計頻偏；電視默認顯示參數為發射功率及同步信號。

以下是發射機監測的基本參數，具體以發射機提供的通訊協議為準。

（1）監測發射機整機狀態及參數：頻率、輸出功率、反射功率、駐波比、運行時間統計、發射機射頻輸出切換開關狀態、調制度、主電源過壓、外部連鎖、門連鎖、工作電壓、工作電流等。

（2）監測發射機冷卻系統：監測冷卻風機狀態、監測液冷發射機出/入液體溫度等。

（3）監測激勵器的狀態及參數

模擬電視及調頻廣播：監測激勵器工作狀態、監測輸入信號狀態、監測激勵器輸出功率。數字電視：監測激勵器工作狀態、監測監測ASI輸入碼流狀態、監測單頻網適配器狀態及參數、監測激勵器輸出功率等。

（4）監測功率放大器的各級、各模塊的電壓、電流等狀態及參數。

3.2.4 發射機控制功能

1）自動/手動開關發射機

用戶可自行設定時間表，實現發射機自動開/關機功能；也可視操作需要，發射機即時開/關機、手動開/關機。

不同發射臺的發射機配置是不一樣的，本系統的發射機配置軟件可以很方便地實現發射機增加或參數修改，根據向導提示依次填寫相應的內容即可。

2）發射機主機、備機自動倒換

軟件可設定發射機自動主備機倒換條件，達到倒備條級別時，發射機采集控制器啟動天線控制模塊，實現發射機自動主備倒換；系統也可以手動啟動發射機主備倒換操作。

本次投標系統已預留自動倒備機接口，用戶需要時，只需配備天線倒換器，即可實現主備自動倒換。

3）發射機升降功率

系統支持遙控升降功率。值班人員可通過授權在發射機虛擬控制面板上點擊按鈕實施操作。

4）發射機故障復位

系統可通過發射機虛擬控制面板，遙控實施發射機故障復位操作。

5）發射機分級開機

系統可通過發射機虛擬控制面板，遙控實施發射機高、中、低功率開機操作。

6）校準發射機系統時間

由于硬件的差異，每臺計算機的時鐘各不相同，如果不進行校時，將會導致整個軟件的時間不準確。在監控中心安裝GPS網絡校時系統，通過TCP/IP計算機網絡對發射臺的每一個設備進行精確校時，使發射臺內各個設備不因電子晶振誤差導致開關機時間和數據記錄時間等出現誤差。

考慮到經濟性、便利性和安全性，讓每臺計算機獨立授時是不切實際的。較為合理的做法是：在組成TCP/IP的計算機網絡中利用GPS專用接收機建立時間服務器，網內的其他計算機與時間服務器保持同步。

3.2.5 報警處理

發射機各參數超過門限值，系統立即進行報警，同時顯示下位機的日、時、分、秒等信息。當發生較為嚴重報警時，軟件會主動向監控中心同時進行遠程報警。軟件提供多種報警方式：短信、加入報警事件記錄列表、監控畫面相關圖元的變色與閃爍、聲光、警鈴警燈、語音等。短信報警系統需要一個串口來完成短信報警任務。短信報警是將報警內容通過短信方式發送給相關人員，根據報警的級別，用戶可以預設接受人的手機號碼，最多可設置十個，用戶可以預設報警信息的文字內容，也可隨時編輯報警信息。一旦有報警信息，報警器將按預設的手機號碼順序逐個發送，同時服務器自動將報警信息記錄在報警信息歷史記錄里，供管理人員隨時查詢。軟件將對以下故障產生報警：

（1）整機報警和記錄：各參數門限值越界、整機過載及保護、輸出功率超限等；

（2）激勵器報警和記錄：輸入信號有/無（模擬電視）、ASI輸入碼流中斷（數字電視）、MIP丟失（數字電視）、ASI-SPI時鐘失鎖（數字電視）、時鐘參考源失鎖（數字電視）、RF失鎖（數字電視）、本振失鎖、主備互鎖等；

（3）功放報警和記錄：功放過載、功放過激勵、功放過熱等；

（4）冷卻系統的風機故障、溫度、液位等參數越限報警及記錄等。

3.2.6 數據查詢

按時間段、按發射臺查詢發射機參數歷史數據，畫出曲線圖，查詢結果可以導出pdf和word格式文件。根據指定的格式進行統計分析和打印報表，可靈活設置各種選項?？蛇M行日報、周報、月報、季報、年報。報表包括指定時段、指定頻道或兩者組合條件下的停播次數，停播時間，劣播次數，劣播時間等統計信息。

可查詢每個頻道的故障類型、開始時間、恢復時間、故障持續時間等。報表顯示內容含臺名、機號、頻率/頻道、異態類型、異態開始時間、異態結束時間、異態持續時間等。故障類型、起止時間、頻道或節目名稱等進行組合條件查詢，可自動播放查詢出來的各時段音視頻節目或各個節目循環播放。

以圖形、曲線、柱狀圖等直觀形式表示數據、參數、狀態的變化情況。

報表生成：系統根據用戶的需求，按照資料的類別，自動生成各種類型的報表，可對報表進行預覽、編輯、打印?？梢詫σ欢螘r間以來監測參數進行統計并形成報表，以便進行工作總結匯報。支持定時報表生成，支持EXCEL和WORD格式生成報表。

3.2.7 播出統計管理

發射機播出記錄數據是在監控系統的采樣過程的過程中自動生成的，播出統計則是對播出記錄數據的計算。發射臺可依據本臺的要求，輸入待統計的節目標識和統計時間段（可任意組合的有效時段），系統將對發射機播出記錄作統計工作。例如：所有發射機的播出月統計、所有發射機的播出季統計，這些統計自動形成統計記錄，與播出記錄數據一樣，存檔并可查詢和打印。

4 第四部分：電力監控子系統

電力監控子系統主要實現發射臺內各種變配電設備狀態數據的采集并進行集中顯示；當設備出現故障時，實時顯示設備的故障類型，并發出報警信號；對發射臺內各種變配電設備的工作狀態和操作進行分類統計，生成日報、月報和年報等統計報表。變配電設備主要包括變壓器、高壓開關柜、低壓配電柜、穩壓電源、UPS和柴油發電機組等。本次方案主要實現對穩壓器、發電機的監控。今后如果用戶需要，隨時可方便快捷的、低成本的進行系統擴展，實現本子系統其他設備的監測及UPS、低壓配電柜、柴油發電機等設備的控制，以及供電鏈路的全方位監測。

4.1 設備監控

4.1.1 UPS監控

1）實現對UPS的輸入、輸出電壓、電池工作參數、頻率，負載等電源信息的實時監測。

2）實現即時顯示UPS工作信息，記錄電源事件。

3）實現UPS的定時開關機。

4.1.2 變壓器監測

實現對變壓器電壓、電流、溫度或瓦斯等的監測。

4.1.3 高壓開關柜監測

1）監測進出線回路的電流和電壓。

2）監測有功（無功）功率。

3）監測開關狀態及合閘彈簧狀態等。

4.1.4 低壓配電柜監控

1）監測低壓配電柜進線的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數頻率等。

2）監測低壓配電柜分配回路的熔斷器、斷路器、接觸器、熱繼電器等狀態。

3）根據需要完成各開關和接觸器的控制。

4.2 系統特點

結構合理：分層分布式智能結構，整個系統層次清晰、結構靈活、實用性強、擴展方便、性價比高。

組態和調試軟件：用戶可以通過軟件方便地實現硬件配置、數據庫生成和修改、流程編制、參數設置、報警定義等組態工作。

開放式系統：便于功能和硬件的擴充，能充分保護用戶的投資。分布式數據庫及軟件模塊化、結構化的設計，使系統能適應功能的增加和規模的擴充。

擴展靈活：系統的軟硬件均采用模塊化設計，可依據用戶配電系統實際規模、電力監控類型等實際需求靈活配置，并留有充足的備用和可擴充容量，該系統還能與調度系統聯網通訊，實現更高層次上的擴展。

4.3 系統功能

1）系統設備運行過程的運行參數的采集、處理；

2）系統設備運行過程的安全監視和實時報警；

3）主設備運行狀態的監視和主要設備遙控控制；

4）電力系統運行參數測量、顯示：相電壓、線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、總有功電量、頻率等；

5）UPS系統檢測：電池組總充放電壓、充放電流等，UPS系統主機工作運行狀態檢測等；

6）運行日志、電能量、故障次數、操作次數的統計和報表；

7）主設備參數設置及修正；

8）系統故障在線診斷。

5 第五部分：環境監控子系統

發射臺是個環境特殊的場所，由于氣流及設備分布的影響，溫度值會有較大的區別，應根據機房的實際面積，加裝溫度測量儀，監測機房內的溫度。離子型煙霧探測設備，適用于安裝在少煙、禁煙場所，用來探測煙霧有無，當一定量煙霧進入煙霧傳感器的反應腔，煙霧測量儀發出聲光警報，并向采集器輸出告警信號，通過能夠準確地檢測到煙霧，為火災預防和早期發現提供幫助。

在機房設置溫度、煙霧測量儀及水浸傳感器，在中控機房可通過網絡顯示出發射機房環境各項參數的實時監測。將無人值守站點的溫度、煙霧測量儀及水浸傳感器聯接到環境參數監測儀上，通過統一的接口與平臺進行數據交換，同時可以隨意設定各類傳感器的報警門限，在中控機房可通過網絡顯示出機房的實時溫度、煙霧、水浸等情況，當指標越界時報警。這些功能都在監控軟件中實現。用戶還可以通過軟件方便地實現硬件配置、數據庫生成和修改、流程編制、參數設置、報警定義等組態工作。

中控機房計算機可通過網絡對異地的空調與照明設備進行開關，能把機房內的環境溫度和空調設定溫度傳輸給中控機房計算機并調整空調溫度，超出預設告警溫度，進行緊急報警顯示，停電來電自動啟動；

6 第六部分：安防視頻監控子系統

視頻監控平臺具備豐富的管理功能、穩定性和安全性，系統采用集中監控軟件平臺進行管理中心的構建。視頻監控軟件是一套分布式監控系統，系統可對本項目所有類型的前端設備進行集中式管理。集中監控軟件主要采用分布式的分級管理的模式對前端的監控點進行統一監管，以控制單元為單位。

臺站能夠實現如下功能：

結構配置功能：根據需要進行控制單元和區域的配置，并將資源在此進行合理分配；

用戶管理功能：用戶組和用戶的添加、用戶組相關權限的分配；

報警聯動管理：對各種報警事件進行布防時間、聯動動作的配置；

錄像計劃管理：對需要錄像的監控點進行錄像計劃的配置；

設備狀態查詢功能：可對當前所有前端設備的在線狀態和工作狀態進行查看；

日志維護、校時時間設置：對日志的維護時間、定時校時時間進行配置；

預覽功能：對其監控點圖像進行實時預覽?？蛇M行預覽抓圖、云臺控制、視頻參數調節、即時錄像、違規日志記錄、即時回放、電子放大操作；

回放功能：包括前端設備錄像回放和集中存儲服務器錄像回放；

電視墻控制功能：對電視墻進行圖像上墻或者圖像輪循的控制；

報警聯動控制功能：包括報警聯動彈圖像、報警聯動語音對講、報警聯動聲音、報警聯動報警輸出控制、報警聯動電子地圖熱點閃爍等方面；

分組輪循功能：在控制客戶端可進行監控點分組配置，并可根據監控點分組進行圖像分組輪循預覽；

云臺控制功能：對云臺圖像可進行方向調節，云臺攝像頭的相關參數調節等。

7 第七部分：報警管理

本平臺報警管理子系統可根據不同報警源提供分級告警能力，用戶可根據監控需求針對不同告警源設置告警等級，從而為用戶差別決策提供支持，提供多種報警方式，如：機房聲光告警、短信通知，彈出窗口，語音，界面元素閃爍等多種展示方式。

7.1 信號源告警

針對信源切換提供了數字音頻信號電平過小、信號失鎖、CRC校驗錯誤、奇偶校驗錯誤報警。

針對信號源監測需求我們提供了無音頻信號，音量過高、音量過低、二路音頻不相同等故障進行實時監測報警。同時對異態信號進行觸發錄音/錄像并且支持前后15秒預錄功能；信源告警軟件設置界面如下。

7.2 發射機故障報警

整機報警和記錄：各參數門限值越界、整機過載及保護、輸出功率超限；激勵器報警和記錄：輸入信號有/無、本振失鎖、主備互鎖；功放報警和記錄：功放過載、功放過激勵、功放過熱；冷卻系統的風機故障、溫度、液位等參數越限報警及記錄。

7.3 環境、電力等告警

針對環境溫度、煙感、入侵，市電異常等提供報警，對機房監控設備提供模擬量躍限與狀態量報警，用戶可任意選擇所關心的監測量進行告警啟用與門限設置。

7.4 報警信息管理

平臺告警信息全部保存在本平臺數據庫中集中管理，以備用戶進行后期數據分析與查閱，子平臺的告警數據實時上傳到上級管理平臺并存儲，從而實現平臺數據級聯共享。

8 第八部分：安全保障及干擾、雷擊

為有效保障遠程監控系統安全性、容錯性等，針對系統可能出現的電腦死機、報警模塊軟件死掉、網路斷路、聲光報警顯示設備故障等網絡系統軟、硬件問題，以及計算機、網絡設備使用環境的狀況，我們采取以下措施來保障系統安全正常運行：

1）電腦死機時通過服務器硬件支持實現自動恢復功能；

2）平臺軟件本身無應答，平臺通過看門狗軟件能夠自動恢復；

3）利用系統軟件對網路進行通路故障檢測功能，網路連接不正常，系統會通過多媒體手段進行提示工作人員；

4）對受控設備進行自檢功能：

采集終端的嵌入式系統軟件采用相關的處理算法及抗干擾措施，通過軟件濾波、剔除野值等算法來提高系統的抗干擾能力，使得采集的數據能準確反映發射機運行狀態。

使用防電磁干擾、抗雷擊產品。我公司生產的產品，全部具有光電隔離、防浪涌等保護措施；通過使用電源防雷器、天線防雷器、網絡防雷器、防雷接地等技術手段，使我們使用的網絡設備、計算機、服務器、視頻監控設備、信號接收設備等免遭感應雷擊。

規范的防電磁干擾設計、施工工藝、措施：發射機房工作環境十分惡劣，各種電磁干擾的存在，給計算機網絡系統設備、控制系統的正常工作造成了許多問題，干擾可能影響系統信號，致使控制精度降低、丟失現場監控終端設備內部數據、機器誤動作，嚴重時甚至會使系統失去對過程的控制，造成損失和破壞。因此，在系統設計、施工開始時，就必須將各種可能的干擾考慮到，采取相應的抗干擾措施，即對系統采取電磁兼容性設計，以消除或減少干擾，使其能在其所處的電磁環境中正常工作。

9 第九部分：設備管理子系統

平臺具備完善、安全、高度可定制的設備管理功能，系統將設備的所有信息，包括存儲的相關故障信息封裝成組件，供使用人員隨時調用。

組態化軟件支持用戶角色定制，當設備升級、更換或者添加時，只需更換相應的設備組件并進行簡單配置即可使之進入軟件平臺正常工作。

平臺數據管理中心為用戶進行設備參數配置、報警門限設置、用戶權限管理、服務授權管理等一系列配置操作提供了便捷的可視化日常管理接口，同時針對客戶端UI（用戶界面）的定制需求提供專屬的組態設計工具軟件，從而為客戶提供美觀、專業、個性化、藝術級HMI（人機界面）程序。

10 第十部分：信息發布子系統

安全播出預警發布系統是接收和反饋省局調度指令和預警信息的重要信息終端，可對重要通知、緊急信息進行發布和實時顯示。

LED信息發布系統能夠實現對LED顯示屏的本地和遠程控制，發布信息能夠呈現于LED顯示屏顯示。功能主要實現從信息編排，審批，中心服務程序自動生成每天的信息播放列表，通過中心下發到對應的分組終端設備，并由控制系統在有效時段內于LED顯示屏循環滾動播出。

LED預警信息發布系統，所有的數據來源可與省廣電局的數據庫對接，系統實時采集并傳輸到屏實時顯示，當前時間，預警信息，實時的滾動文字信息，發布最新的重要的信息、通知、歡迎詞等圖文信息。

信息接收終端通過遙控器操作，主要功能：

（1）支持移動、聯通、電信GSM網絡，能夠通過短信網關實現對手機終端的信息發布。

（2）通過號碼或地址設置可實現中心平臺對預警信息接收終端接收范圍的限制，確保僅接收確定的對象發來的信息和指令。

（3）支持通過短信代碼、網絡接口或串口對預警信號接收終端進行運行參數設置。

[責任編輯：陳雙芹]