发射机房运行监控系统的设计与实现

陈泽番

（国家广播电视总局731台，福建龙岩，364000）

0 引言

随着科技的发展，安全播出工作也朝着信息化、自动化和智能化方向发展，我机房原监控系统开发老旧，已经无法满足当前无线电台管理局运行监控系统的范围和相关业务功能的基本要求。根据当前安全播出实际情况，机房接受临时调度频繁，要求时效性强、准确度高，同时接收多部发射机临时任务可能性大，人工执行造成疲于应对、发生失误的可能性。为提高传输发射任务的效率和安全性，提高整体稳定性，根据国家广播电视总局无线电台管理局制定的《发射台站安全传输发射自动控制技术平台技术规范》，开发了发射台机房运行监控系统。实现机房调度执行的全自动化，实时监控机房设备的运行状态和设备异常信息等。在机房运行一年多时间，效果良好，能达到预期的需求与目标。

1 机房运行监控系统设计

1.1 系统整体框架

机房运行监控系统包括调度管理系统、运行监测系统、数据处理系统、系统管理等。整个系统在无线局内部网络环境下使用，与外界互联网有效隔绝，可避免非法入侵和数据更改，保证了系统执行的安全性。各个系统之间采用SOCET通信技术，即服务器端与客户端之间的数据信息交互，服务器端和客户端之间通过TCP方式进行通讯，服务器端进行侦听，客户端主动发起连接。当机房运行监控系统与发射机房内各子系统进行数据信息交互时，作为服务端；当机房运行监控系统与台平台进行数据交换时，作为客户端。

机房内各子系统将设备运行数据通过TCP端口实时传输给机房运行监控系统，机房运行监控系统完成数据的接收、处理，同时将自动化运行数据等发送至台平台；台平台将调度令通知下发至机房运行监控系统，再由机房运行监控系统将调度令分发至机房各子系统，发射机房内各子系统收到运行图后，进行解析存储，并自动执行当前最新运行图，完成播音任务。

1.2 系统的性能和目标

根据无线电台管理局发射机运行监控系统的设计规范，从机房实际情况出发，我们设计开发新的运行监控系统，该系统具备的功能和实现目标如下。

图1 系统整体框架图

(1)兼容性强

运行监控系统基于.Net框架使用C#语言开发设计，系免安装，兼容Winxp、Win7 32位、Win7 64位等各种操作系统，系统还配置了微软SQL Server数据库，用于存放台平台下发的运行数据和单机自动化上传的工作数据和日志数据；其与无线局501台SW-TUC通用单机自动控制系统、天控系统等完全兼容，数据格式及传输规范基于无线局自动化技术规范2.0版本，并且与台平台对接良好。

(2)显示直观，实时数据取样

运行监控系统接收实时发送来的数据，通过系统界面进行显示和浏览。包括发射机的模拟量数据，发射机的开关量数据，发射机故障信息，发射机操作日志，天控系统实时数据和其他系统数据等。

图2 发射机数据实时显示

2 运行监控系统主要功能

2.1 调度管理功能

运行监控系统的调度管理功能包括自动和手动两种模式。使用自动模式时，运行监控系统收到台平台下发的运行图后，直接下发给发射机单机自动化和天控系统执行，并同时将确认接收指令上传至台平台。为今后整合全台系统，构建“有人留守，无人值班”的现代化发射机房做好准备。手动模式，接收台平台发来的运行图，手动确认，并反馈确认信息；还包括运行图显示、运行图录入、运行图确认、运行图发送和运行图查询等功能。

运行图显示是将发射机上最新的运行图信息同步显示在系统界面；运行图录入是机房根据实际需要，在运行监控系统手动录入运行图信息；运行图确认和发送功能是日常值机中使用最为频繁的功能，台平台将运行图数据下发至机房运行监控系统后，值班人员复核后再将其下发至发射机单机自动化系统和天控系统执行并反馈。如图所示（运行图接收、显示和浏览），系统界面可对当前运行图进行显示和浏览。

2.2 运行监测、数据处理与系统管理

运行监控系统的数据处理功能是基于微软SQL Server数据库实现，与调度管理、运行监测和系统管理都紧密协作。SQL Server是微软推出的大型网络数据库系统，为开发者提供了有效的安全性，既注重数据访问的安全又兼顾了在读取数据对速度的要求。它具有良好的稳定性、可靠性，而且易于操作。

数据处理功能按照一定的格式和时间间隔将有关数据打包上传并实时显示，上传数据的序号、名称、顺序、单位等内容符合无线局自动化规范2.0要求，可以对两年内数据进行保存，方便实时检索查看。通过系统界面进行实时显示，包括发射机的模拟量、开关量数据，发射机故障信息，发射机操作日志，天控系统等相关数据。

故障报警功能，当发射机或相关附属设备出现故障信息时，运行监控系统会提示声光报警，提示机房人员对故障进行处理。

图3 故障报警红色边框

系统设置管理则包括用户管理、登录，IP地址设置，是否全自动接收下发运行图等。

图4 系统设置

2.3 节目源信号一键切换功能

实现节目源信号一键切换功能，核心是由运行监控系统控制数字音频矩阵切换器的输入输出。音频矩阵切换器专门用于对音频信号进行切换和分配，可将多路信号中的任一路信号输送至输出通道中的任一通道上，且彼此各音频通路相互独立。

我机房使用的是由大连捷成生产的X-PLUS系列数字音频矩阵，采用ADM-16切换模块，其输入通道、输出通道采用DB25-F信号接口，为避免线缆接线过于复杂，使用转接板将DB25接口转换为8个3pin接口；数字音频矩阵通过LAN1接口进行TCP/IP网络通讯与台内网连接，以实现计算机通过网络对矩阵切换的管理和控制。

图5 矩阵音频的物理连接

机房一共有4路节目源音频信号，其中1—3路为主用发射机使用，正常工作期间一一对应，第4路为备用线路，4路音频节目信号经由4台9400音频处理器处理后经转接板送至数字音频矩阵，再送至4台D/A转换器，完成物理连接。启用第几路音频节目信号均由中控机房根据无线局调度令下发至机房运行监控管理系统。

图6 DB-25F转3pin转接板示意图

运行监控系统作为上位机控制下位机矩阵，使用大连捷成简单通讯协议，协议框架可包括控制层和数据层，采用TCP控制，其协议层次结构如图7所示。

图7 协议层次结构

其主要实现代码如下：

初始化矩阵，获取并设置矩阵状态：

private static byte[]server_ip={192,168,1,1};

“节目源信号一键切换功能”，实现了音频信号的快速切换，值班期间不再需要繁琐的手动操作。大大降低了发射机房由于音频中断造成的停播。

2.4 “一键代播”功能

为保障安全播出工作，能够充分发挥备机的代播功能，迅速、准确完成机房内部代播工作，在开发运行监控系统时，对“一键代播”功能进行了重点研发。该功能只需通过点击运行监控系统“机房内部代播”按键，即可迅速自动完成天线转化、备机代播操作，完全由软件控制实现，无需再进行人工干预。

如对我机房A01#发射机当启用“一键代播”时，机房运行监控系统立即将A01#发射机当前运行图自动下发至备机单机自动化系统，同时对A01#发射机单机自动化系统下发空运行图；并且对天控系统下发新运行图，确保发射机天线及时到位；备机也自动切换使用A01#发射机的当前音频节目信号（即备机节目源被切换为“1”路节目源信号）；A01#发射机执行当前运行图，关机落高压；备机执行当前运行图，开机上高压。

A01#发射机在未取消“一键代播”之前，将不再收到运行图，机房运行监控系统下发至A01#发射机的运行图将全部转发给备机，期间备机工作数据作为A01#发射机数据按照规定格式传给机房运行监控系统，完全替代A01#发射机工作。代播结束后，点击“取消一键代播”按键，即可迅速恢复播出。

图8 机房“一键代播”流程图

图9 机房取消“一键代播”流程图

调度令性质,开始播音时间,结束播音时间,开始执行日期,截止执行日期,周期,频率,天线编号,天线方向,天线程式,节目代码,播出功率,调制方式,调度任务类型,调度命令文号,发射机代码,下发时间,下发条数from运行图主表,运行图明细表where运行图主表.ID=运行图明细表.主表ID and运行图主表.状态=3 and运行图主表.发射机代码 =‘”+DataParse.TransmID[n]+”’”;

if (reader.HasRows)//如被代机有运行图内容，将被代机运行图剪切至备机

“一键代播”功能在机房运行一年多来，基于机房安全传输发射业务的实际情况，以及国家广电总局无线电台管理局制定的《发射台站安全传输发射自动控制技术平台技术规范》，进行了多次改版，对控制逻辑做了数次改变，现在运行稳定高效，大大提高了发射机故障期间启用代播的速度。

3 结束语

发射机运行监控系统升级改造项目采用了多项新技术，实现了发射机和其附属设备的统一管理，实现了机房内所有自动化设备的自动监测，自动报警。作为机房调度枢纽平台，很好的完成了发射机播出的自动化控制。运行稳定，易安装、操作，数据备份方便，从实际使用情况看，已经达到了无人化智能化的运行维护要求。