基于各机型通用的发射机房运行监控系统建设

2018-07-04国家新闻出版广电总局八七一台张光礼

电子世界 2018年12期

国家新闻出版广电总局八七一台张光礼

1 引言

在无线电台管理局全局信息化建设中，安全传输发射机房运行监控平台是其重要组成部分，作为连接台运行管理系统与发射机自动化系统的中转枢纽，机房运行监控平台的稳定、可靠是发射机自动化运行的前提保障，是局运行监控系统实时了解台站发射机房内发射机实时播音状态的底层核心系统。目前发射机房运行监控系统主要存在缺少公用性、数据传输不规范、数据安全性低、告警手段不足、存在机房监控盲点、人工代播不便、没有离线数据缓存等等诸多大大小小问题。

2 系统基本组成

机房运行监控系统的基本组成包括：调度管理子系统，运行监测子系统，数据处理子系统。

2.1 调度管理子系统

接收台运行管理系统发来的运行图，并反馈确认信息；可以人工录入运行图；完成运行时间表的编辑、校验、分发；运行时间表的生成和保存；向台运行管理系统反馈调度命令可操作性情况；若调度令可操作，向发射机自动化系统和天线自动交换系统下发带周期信息的运行时间表；故障报警提示。

2.2 运行监测子系统

监测机房内各自动化系统的实时运行数据和运行状态；故障报警功能。

2.3 数据处理子系统

当机房运行监控系统离线时，对分钟数据进行本地存储；系统在线后，把存储的分钟数据上传给台运行管理系统；接收发射机自动化系统的数据，并存储故障前60秒数据、故障信息和日志信息；接收机房内天线自动交换系统的数据，并存储故障信息和日志信息；向台运行管理系统发送发射机和天线交换系统的运行数据。

3 系统建设成果

3.1 统一规范，全机型通用

机房运行监控系统与发射机自动化系统、天线交换开关系统、台运行管理系统之间的上下行数据格式严格按照局规范规定的通讯协议开发，进行模块化设计开发，针对不同发射机型分别处理，在规范要求下灵活配置不同机型的开关量、模拟量，并在此基础上自由使用所有开关量、模拟量进行系统告警，使系统满足各个机型的需求，实现全机型通用。

3.2 通信规范化

机房运行监控系统与发射机自动化系统、天线交换开关系统、台运行管理系统之间的上下行数据存在不规范的，将不规范数据格式转换成规范数据格式，对不规范数据格式、内容进行调整、重组，生成规范化的数据包，并按照局规范要求的数据格式协议进行通信。当数据内容不规范时，通过设置不规范数据和规范数据的一一对应关系，达到转换功能，实现规范化对接，按照无线电台管理局要求的数据格式上传

3.3 运行图智能比对技术

运行图智能比对通过接收单机自动化系统和天控系统的秒数据的状态，每秒一次实时比对机房监控系统的运行图，发现单机自动化系统或者天控系统数据没有按照运行图运行，立刻发出告警，及时提醒值班人员干预。发射机内所有开关量、模拟量均可在播音中、空闲时设置对应的告警阈值，不同阶段不同告警，并可在处理临调、连续播音倒频时对各个告警值进行相应的延迟，防止机器处理阶段的非正常值误报

运行状态比对：根据发射机单机自动化系统和天控系统发送过来的秒数据，解析机房平台运行图进行对比，判断发射机开机状态、灯丝状态、频率、对应天线、天线角度、高压状态、高前状态、解除封锁、功率、驻波比等发射机和天线相关运行状态是否符合运行图中该时间点的应有状态。

错误告警：当单机自动化系统和天控系统的数据与机房平台运行图应有状态不一致，即行状态现出现错误时，及时发出告警，提醒值班人员干预。同时利用TTS文语转换技术，将文字消息提醒转变为语音告警，结合文字消息告警，进行双重告警，将疏忽概率降至最低。

异常日志：当机房内发射机、天线状态出现异常后记录日志，记录每一次出现错误的发射机、天线、时间、异常点等相关信息，形成完整的运行异常记录，有助于后期排查原因和预防再次发生。

3.4 第三方告警

本次系统开发了一套通用第三方告警模块，用于和第三方系统对接并在本系统对相关数据进行监测预警。第三方系统包括局端应用于机房相关数据系统、机房内各附属设备系统、台站和机房相关数据系统等，系统收到信息后进行消息和语音告警，并记录日志。

3.5 机房附属设备数据统一接口

能统一对接机房附属设备数据采集系统，进行数据采集。适用无线局下所有发射机型。

该接口用于和发射机房附属设备数据采集系统对接并在本系统对相关数据进行监测。发射机房附属设备数据采集系统包括机房内冷凝、电力、空调、温测、安全等一系列系统，主要设置内容为系统编号、系统名称、数据名称等。

3.6 知识库系统

设置和管理发射机、频率、天线组合的可用性、契合度、稳定性，在机房平台运行图接受下发时，判断运行图内发射机、频率、天线是否有过不达标状态，如在知识库内存在记录，则收到运行图的同时消息和语音通知值班人员，人工干预是否需要代播。

3.7 一键代播技术

当发射机检修、故障或因其他原因无法完成播音任务时，就需要空闲发射机进行代播，完成该播音任务。在本系统中，加入了一键代播功能，当需要代播时，只需要点击故障机的一键代播，提供所有可选代播方案并按照优先级排列。代播方案自动发送至台运行管理系统达到一键代播的目的。

使用一键代播后，避免了在代播时需要人工判定代播发射机和代播天线的步骤，并且通过软件自动控制发射机硬件和天线控制实现自动代播播音，并且只需要熟悉软件的操作人员即可简单实现一键代播，而不需要发射机相关技术人员进行发射机的相关繁琐操作，以及天线控制系统的操作，极大地降低了停播、错播的风险。

3.8 程序稳定——基于网络负载均衡的软件双机热备

本次机房平台服务端系统采用双机热备技术，通过见证服务器，在主服务器异常时，备用服务器自动接管，当主服务器恢复后主服务器再次接管，备服务器进入等待状态。在原有一台服务器的基础上，宕机几率成几何倍数降低，即原来宕机几率为P1（P1小于1）,则在双机热备技术下，该几率降低为P12（假设P1=0.1%,则双机热备当即概率为P12=0.0001%）。

3.9 数据安全——带见证的数据库镜像

本次数据库采用了带见证服务器实例的数据库镜像技术，配合软件的双机热备技术，实现在当前使用的服务器宕机时，在见证服务器的支撑下，软件和数据库均可实时转移至备份服务器，保证在某一服务器宕机时软件运行的稳定性、可靠性。

3.10 语音提醒

为保证告警信息、重要提醒等相关信息及时被值班人员接收，在文字消息提醒的同时，提供语音播报。保证信息第一时间播报。语音播报系统采用TTS技术（文语转换技术），结合语音库，播放出自然、流畅的语音，在实现语音提醒的同时，不形成噪声污染。

3.11 数据缓存

保证离线数据不丢失，机房运行监控系统运行过程中实时数据存储于内存中，使用时实时调用内存数据，在机房运行监控系统与台运行管理系统断开连接时，每分钟将数据存入数据库，恢复连接后将该部分数据重新上传至台运行管理系统，保障上传数据的完整性。

4 系统整体架构

图1 系统整体架构图

系统整体作为客户端与台运行管理系统通讯，作为服务端与发射机自动化系统、天线自动化系统、其他机房附属设备系统、第三方预警系统进行数据对接，实现上下数据互通、机房全面监测、异常及时告警。

机房运行监控系统服务端程序，采用windows服务及dos窗口开发，无界面化、稳定可靠，所有数据对接、处理均在此进行。机房运行监控系统服务端的基本组成包括：调度管理子系统，运行监测子系统，数据处理子系统。

机房运行监控系统客户端程序，可视化界面，直接供系统使用人员操作，操作简洁、方便，不进行复杂的逻辑运算、数据处理。主要用于实现服务端功能的前台界面化、相关操作、报警等人机交互工作。

5 系统运行平台

应用系统采用C/S架构，开发语言为C#，子系统间通讯采用Socket通讯（TCP协议的套接字通讯），各系统间通讯出现断开后自动重连。

客户端运行于Window 7操作系统，服务器运行于Windows Server2008 R2操作系统。

系统数据存储在数据库中，数据库为SqlServer2008，实时数据镜像且每日进行数据自动备份；系统采用模块化开发并为后期的应用开发预留接口；系统开发过程中不影响现有业务系统的正常运行。

系统中所涉及非运行中变化参数可在数据库和配置文件进行管理，允许用户通过界面进行灵活调整变化。

通用模块兼容全无线局现有所有发射机型和天线型号，通过简单配置（图形拖拉、勾选设置等方式）即可自由配置。

6 系统性能

系统可计入客户端数不少于200个，正确响应请求且响应时间优于行业标准。集群服务器（双机热备）失联接管时间低于3秒（单台服务器故障后其他服务器3秒内响应接管）；设备秒数据到终端表现时间低于1秒；表单响应速度低于1.5秒；报表响应速度低于2秒；操作响应速度低于1秒；系统为*24小时不间断运行。当某一功能模块出现故障时，不影响其他功能模块的正常运行；具备数据的在线、离线备份和恢复功能，出现异常时提示用户进行系统恢复。数据能恢复到故障前5秒以内（包含数据库数据、日志数据）。windows服务有守护程序，在服务端主程序意外关闭时可在1秒内自动启动。

系统操作简单、方便、快捷、实用，具有个性化定制功能。系统提供离线帮助文档，并与系统功能保持一致。