中波发射台自动化监控系统的介绍

洪灿标

（广东省广播电视技术中心，广州 510012）

中波发射台自动化监控系统的介绍

洪灿标

（广东省广播电视技术中心，广州 510012）

本文旨在中波发射台自动化播出监控系统技术方案，该自动监控系统包括发射机自动化监控系统、信源切换器监控系统、音频监测慢录系统、环境电力设备监控系统、指标监测系统、短信报警系统、软件管理平台等功能模块。

中波发射台；自动化播出；监控；报警；管理

1 引言

近几年来，随着发射台的硬件设备不断更新，节目播出的质量也得到了很大的提高。然而设备更新了，环境改善了，并不完全意味着广电总局所提出的“安全播出”的指标可以顺利完成。传统的发射台管理模式是靠值机员巡视来发现问题，由于长时间枯燥的工作方式极易使人产生精神疲劳，一旦出现故障，在发现和处理问题上势必会产生这样或那样的人为事故，极有可能把小事故变成大事故，把一般事故变成长时间停播的特大事故。在以往由于人为原因造成停播和错播的事故屡见不鲜。为了加快发射台管理模式现代化的进程，2004年国家广电总局科技委会议明确提出，加大发射台自动化监控程度，以先进的科学技术完善发射台的管理，代替以往的“人管机器”的管理模式，以先进的监测设备为基础，科学的管理理念为平台，有效地提高发射台安全播出的成功率。本台正是在这样一个大环境下审时度势的提出以实现发射台全面自动化为目标的新型管理体系的建设。

2 建设目标

本台此次自动化系统建设的具体目标是：

⊙ 建设（6主6备）发射台的发射机自动化监控系统，实现发射机参数采集控制，实现发射机自动开关机、自动倒备机功能。

⊙ 建设6个频点的信源智能切换、音频处理系统。

⊙ 对发射台环境和供电系统进行监测，包括温度、湿度、烟感参数和市电三相电压采集，并实现短信报警功能。

⊙ 构建发射台音频监测慢录系统，对各套节目的信源及解调信号进行监视监听。

⊙ 构建发射台多级报警系统，可按级别进行报警，一般报警参数进行声光报警，重要参数进行短信报警，为构造一个中波发射台全方位的智能监控系统奠定坚实的基础。

⊙ 通过兼容性良好的网络实现将来系统的扩展和为将来建立全省统一远程监控管理奠定基础。

3 系统设计理念

图1 自动化监控系统结构图

发射台远程监控系统面临的监控任务具有数据传输量大、实时性强、对数据安全性、可靠性及一致性要求高的特点，在整体设计过程中应遵循以下原则：

（1）可靠性：要求采用多种安全性设计技术，重点考虑冗余备份容错和故障恢复等问题，以保证在任何情况下，不至于丢失数据、损坏数据，以及在系统出问题时能够有必要的挽救手段和措施。

（2）先进性：在通用和实用的基础上，充分利用先进的网络，结合各种先进的测试设备以及音视频处理技术，保证系统的技术层次能满足未来的监测任务的要求。

（3）高效性：响应时间是综合监控网络系统的一个重要指标，网络通信容量能方便地随着业务量的增长而同步增长，但又不过多地增加网络延迟时间，使系统达到最佳的响应时间，以适应业务发展的需要。

（4）开放性：采用开放式网络结构及其协议和开放式的浏览器/服务器模式，从而实现充分的资源共享，使系统具有良好的互操作性和可移植性。

（5）安全性：系统具有良好的安全性和保密性，自动删除病毒，对进入网络的用户实施身份验证和入境方式检查，防止“黑客”混入后对系统做破坏活动；为防止合法用户越权访问数据，对合法用户也合理地设置权限。

（6）前瞻性：为了保证系统在可预见的将来也能满足广播电视发射节目的监控任务的需要，并随着技术的发展而发展，系统在设计时必须有相当的前瞻性。

（7）扩充性：系统采用模块化结构，当监控任务增加，网点增加和网络规模扩大时，通过增加相应的系统模块，就能方便地扩大网络规模，灵活配置各监控台站的功能，满足系统功能、网络带宽和通信容量等方面的需求。

（8）升级性：随着网络技术的发展，先进的网络设备及产品不断涌现，要求系统可方便过渡到更先进的网络技术，并能保护现有投资，不造成较大的浪费。

4 系统方案

本台自动化监控系统是由信源切换器监控系统、音频监测慢录系统、发射机自动化监控系统、指标监测系统、环境电力设备监控系统、短信报警系统、软件管理平台等功能模块组成。其结构图如图1所示。

4.1 信源切换监控系统

信源的好坏是安全播出非常重要的环节，一旦信源丢失将会出现有载波无调制的停播状态。信源音频质量的大小也有可能导致过调幅欠调幅等问题，从而难以达到“三满”要求。因此，我们不但要对音频的有无做判断，还要对音频的质量进行处理。信源自动切换处理器不但集信源智能切换、应急手动切换、断电直通、音频处理于一体，而且还将各路输入输出信号进行分配环出，提供全面的监测信号。通过音频切换器的RS-422进行参数采集和切换控制，通过转换提高了通信线路的驱动能力和抗干扰性。RS-422直接跟ARM管理器相连，不但能够实时监测当前通道的状态，而且能够通过计算机进行切换操作。它主要由智能判断模块、智能切换模块、环出监测模块、先进的音频处理模块、音频动态显示和远程遥控功能几个模块组成。

4.2 多路音频慢录监测系统

中波监听系统不仅要监听所有节目不同途径来源的音频信号，也要监视监听音频切换后送往发射机的信号，同时还需要监听发射机发射的射频解调信号，射频解调信号的监听是通过具有独立解调功能的循环监听控制器将多个节目的解调信号按预置的间隔时间，以及预选的通道进行循环播放。在特殊的情况下，值班员可以将循环监听控制器强制切换到指定通道上进行固定节目的监听。通过这种方式可以有效避免因为音频处理服务器出现故障时造成不能监听的问题，为音频处理服务器的备用监听方式。

本台监听监视的范围包括每套节目2路信源的音频，切换处理后去往发射机的信号，以及无线解调后的音频信号。每套节目最多要监听监视4路音频信号，6套节目共要监视监听24路音频信号，如果要采用传统的模拟监视监听方式，无论是从设备数量上，还是从彼此之间的交叉连线上都是行不通的，因此，我们采用数字式可视化监视监听模式，首先运用我们2台多路音频编码器（16路音频独立编码）将16路音频信号编码压缩，通过局域网传送至音频处理服务器，经音频处理服务软件包计算处理，我们将中波发射过程中的不同音频信号量化成可视的动态柱形图的方式，这样可以通过视觉同时浏览多路音频信号的工作状态，同时也可以对音频信号进行定量分析和处理故障报警。采用音频信号差动对比监测，系统将输入到发射机的音频信号与射频解调信号进行对比监测，一旦出现故障可一目了然地发现哪个环节的问题。同时根据需求将数字音频信号解压解码送音箱监听，服务软件可根据用户的要求任意组织音频柱图的监视画面，并提供循环监听以及固定频率监听的功能。

4.3 发射机自动化监控系统

发射机参数采集控制采用“分布式”的控制结构，即每一部发射机对应一个采集控制器，采集控制器可以脱离计算机系统独立工作，并且整个发射机监控系统不对发射机的正常工作产生任何干扰。采集控制器之间无任何依赖关系，某一个采集控制器出现故障，不影响整个系统的运转。

采集控制器是监控系统与发射机之间的桥梁，它负责采集发射机的相关工作参数，同时可以接受远程控制指令对发射机进行遥控操作。它内涵时钟系统可根据预设的时间参数对发射机进行自动开关机操作，可以进行自动倒备机和倒天馈操作。中波发射机基本监测参数包括模拟量，状态量和控制量，通过监测模拟量和状态量实现监测报警记录功能，通过控制量实现发射机故障处理、开关机等遥控操作。

4.4 指标监测系统

系统还为中波监测提供了调幅度监测的功能，调幅度监测仪可以将多部发射机的闭环射频信号进行检波处理，通过检波盒可以灵活调节射频信号的大小，并把发射机和监测设备相隔离，通过调幅度监测仪动态指示出发射机的载波功率以及瞬时调幅度值。同时具有独立的评判报警功能，可以根据实际情况分别设置各部发射机的调幅度报警门限、报警延时时间以及报警有效时间。报警输出为无源继电器节点输出，用户可根据实际情况连接蜂鸣器和指示灯等报警器具。调幅度监测仪通过数字接口将参数上传给计算机进行监视。

4.5 环境电力监控系统

中波发射台环境参数的监控是整个发射过程当中比较重要的一个环节，温度、湿度和发射机的工作状态有着密切的关系，由于大功率中波发射机本身就是一个功率性发热设备，且天馈线的接口一旦接触电阻变大也容易发热起火，因此，烟雾的探测就变得尤为重要。

发射台的供电系统是发射台发射机工作的前提条件，因此，一个全面的监控系统必须对电力系统进行实时监测。我们通过电压电流变送装置对配电柜的三相电压进行采集，从而实时的监测发射台电力系统。对电源系统的停电、缺相等故障现象进行报警。开关量输出主要是对烟感进行复位和有报警信息时进行输出，输出的开关量报警可以通过外接蜂鸣器进行报警。一旦有数据报警时将启动一连串的报警措施，如台内的警铃报警、短信报警、声光报警和联动报警。

4.6 报警功能

台内报警分为两种形式，第一种以警铃的形式，一旦有报警信息则警铃鸣叫五分钟；第二种为短信报警方式，用户可以预设接受人的手机号码，最多可设置10个，用户可以设置报警信息的文字内容。一旦有报警信息，报警器将按预设的手机号码顺序逐个发送。报警的内容包括：发射机故障报警、信源故障报警、烟雾报警、浸水报警、停电报警等。为了增进人性化使用的原则，短信报警器不但具有短信报警的功能，而且可以将常用短信编辑存储在计算机上，向任意一个短信号码发送即时短信（功能同手机），通过选择号码可以进行群发或单发，还能够通过计算机直接输入短信和手机号码发送短信。

报警联动录像的功能：发射台内一个摄像机都可以通过系统组台的方式与任何一个报警开关量（如红外报警器、烟感报警器、门磁报警器等）进行绑定，一旦报警开关量出发，摄像机自动进行1分钟的录像。

4.7 远程浏览功能（预留远程接口）

系统支持Internet远程浏览功能，远程客户端不但通过公网可以浏览每部发射机的相关数据，每套节目信源的情况和各路视频监视的图像，还可以查询发射台相关的统计数据等。

5 软件管理平台

管理中心软件系统采用BS架构：B/S（Browser/ Server）结构即浏览器和服务器结构，它是随着Internet技术的兴起，对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过浏览器来实现，主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，这样就大大简化了客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量。此外，B/S架构的应用为在不同操作系统间无障碍的进行数据浏览与共享奠定了基础。局域网100M的带宽足以应付管理中心各类服务的要求，因此，采用BS架构非常合适，这样每个工作站无需安装任何应用软件，只要通过IE浏览器对服务器的访问就可完成各项管理工作。

5.1 服务软件包的组成

⊙ Web服务：为客户端提供监控网页界面，完成客户端与数据库的信息交互。

⊙ 数据处理服务：汇总传送的各类数据，完成数据计算、数据判别、数据存储等功能。

⊙ 组态信息解析服务：以表达式解析的方式完成对发射台不同设备的参数定义，以及参数之间的运算。

⊙ 报警服务：支持GSM，CDMA短信报警，支持CMPP协议专线报警方式。

⊙ 数据库维护服务：提供对数据库的日常维护。

⊙ 自动报表服务：支持定时报表生成，支持EXCEL格式生成报表。

5.2 主要特点

⊙ 采用灵活的组态方式：可以兼容任何厂家发射机类型及第三方外接设备。遇到系统扩容、发射台新增设备等情况只需将服务器端的组态文本文件进行修改即可完成升级换代。

⊙ 运用AUTOMATION脚本解析引擎技术，彻底解决设备之间参数关联运算的问题。它是通过在组态文本文件中对相关参数运算进行程序语言描述，服务软件包通过解析组态文件，自动编译描述程序，嵌入到服务软件包中。

⊙ 运用网页制作技术构建监控平台的界面，使监控平台更加个性化、典型化，可以发射台、发射机的特点绘制网页界面，避免了CS架构程序界面死板，修改工作量大的缺点。

⊙ 服务程序使用C++语言编写，内部采样了高效的STL技术、COM组件技术、多线程技术。

⊙ 分级、分类、分模式的报警处理，支持GSM，CDMA，CMPP短信报警模式。

⊙ 多种媒体形式、多种类型数据同平台处理。

6 结束语

中波发射台自动化监控系统的投入使用，不仅能大大提高安全播出管理系数、解放生产力，还能为台站全面实现数字化、自动化和现代化，全面建设成为一个新型的现代化台站奠定基础。■

Automatic Monitoring System of MW Transmission Station

Hong Canbiao
(Radio and Television Center of Guangdong Province, Guangzhou, 510012)

Abstract: This paper introduced the technical proposal of automatic monitoring system of MW transmission station. The automatic monitoring system contained transmitter automation monitoring system, The source switch monitoring system, Audio monitoring and recording system, Environmental and electric power equipment monitoring system , Amplitude modulation Index monitoring system, SMS alarm system，Software management platform ,etc.

MW transmission station; automatic monitoring; alarm; management

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.11.006

TN931.3，TN943 文献标示码：A

1672-7274（2015）11-0023-05