内蒙古发射台站智慧化转型新布局

郑明红 图 娅

1．2．内蒙古自治区广播电视传输发射中心 内蒙古 呼和浩特市 010050

前 言

实施中央广播电视节目无线化覆盖工程是推进基本公共文化服务标准化、均等化的重要任务；是切实保障有线电视覆盖网外群众听好广播、看好电视的重要举措。随着中央广播电视无线数字化覆盖工程的推进，全国广播电视无线覆盖率稳步提升。2018年，全国广播节目无线覆盖率97.85%、全国电视节目无线覆盖率97.46%［1］。内蒙古自治区总面积118.3万平方公里，辖12个地级行政区。由于自治区幅员辽阔、地广人稀的显著特点，采用无线与有线、卫星与网络、天空与地面相结合的办法，是最适合内蒙古广播合理传输和高效覆盖的手段。目前，内蒙古自治区广播电视局局属台站总计68个，其中中波台54个，短波台2个，调频电视发射台11个，卫星地球站1个，分布在自治区12个盟市、54个旗县区，现有1300余名各台站工作人员，承担着中央、自治区、盟市等总计640多套各级广播电视媒体的传输发射任务。基于这样的特点，内蒙古各发射台站难以建立有效连接。优秀的管理、技术人才呈明显地域性聚集，各台站间发展差异化显著。

国内当前发射台站内部各类业务平台普遍面临着同内蒙古各台站类似的现实处境和发展挑战。广播电视发射台站选址较为偏远，工作条件艰苦，普遍存在建设和运维资金紧张的问题，人才吸引力持续弱化，人才队伍建设面临着极大困难，最终对广播电视发射台站的运维和安全播出都造成负面影响。同时，就发射台站运行维护而言，平台规模愈发庞大、架构愈发复杂，业务数据的规模远超人工处理的极限，增大了平台日常监管的难度，且这些数据中的有价值信息也往往不能被最大化地利用［2］。

目前，国家大力倡导5G和新一代信息技术应用与创新，广播电视行业在宽带移动互联网、云计算、大数据、人工智能、物联网等新信息技术的加持下，形成了技术创新和内容创新相互促进的良好局面，广播电视的传输覆盖逐步向IP化、移动化、互联网化、智能化发展。内蒙古自治区立足于对现有基础设施与区域特征的研判，为提升技术水平、强化业务能力、增强人才吸引力，提出针对自治区发射台站的数字化、智慧化转型方案。

1 智慧化转型方案

内蒙古发射台站智慧化转型方案主要包括对现有无线发射台站基础设施改造以及发射台站智慧运维系统建设。整套方案转型按照数据集约化、数据价值变现、管理手段升级的转型思路。数据集约化，是指主动打破自治区内分散独立的各型发射台站的服务边界，横向打通、纵向链接各级单位，形成数据价值链。通过业务与数据双重向外拓展，引入行业内外的关键业务、运维、管控数据，通过海量的数据所带来的刺激，推动提升内部业务流程的处理效率，提升数据质量，降低业务的管控风险。数据价值链的形成仅仅是智慧化转型的前期手段，其核心价值在于数据本身。数据价值变现即主动发起的向数据索要价值的过程，通过深入挖掘数据体现内蒙古各发射台站的各类业务价值和作用与经验。引入面向非结构化数据进行分析的大数据技术、人工智能中的机器学习、深度学习技术等，使得积极的预测性分析成为可能，将进一步提高对业务状态、告警处理等多方面的预测分析与感知能力。建立智慧运维系统对发射台站海量数据进行智能化的采集、存储、分析、监管、控制与展示，辅助管理人员进行日常控制。推动平台从传统接收告警后的被动管理，向精准式、预防式管理过渡，让平台数据发挥出运维之外的更大价值。

1.1 基础设施改造

基础设施改造完成内蒙古局属广播电视发射机的升级改造。针对内蒙古发射台站大量的发射机设备，采用串口方式对设备进行管理与监测，数据通过专业串口适配设备，将串口适配为RJ45标准接口，能够对接SNMP、HTTP、串口等不同协议，具备与上级智慧台站智慧运维系统互联互通能力。适配发射台站智慧化管理和智慧化监测功能，建立设备设施基础台账管理、故障监测、运行维护等功能于一体的设备设施全生命周期管理系统，实现对设备设施静态、动态全量数据的精准管理。

1.2 对接方案

如图1所示，对于需要对接的设备，系统根据设备类型和类别选择相应的驱动程序，并通过接口采集设备的相关信息进行上报。驱动选择使用异步轮询方式与多个设备交互，不需要等待设备响应即可再次下发，整体系统的响应速度不会被个别指令返回较慢的设备影响，被动查询时间可以控制在400ms之内。当集成新设备时，只需要开发相应的驱动，且业务接口统一，可快捷地集成进入系统。

图1

1.3 智慧运维系统

智慧运维系统设计采用平台化、层次化设计的思路，构建一体化智慧大数据平台。采用模块化设计将平台各功能系统进行有机融合，保障设备接口向下兼容，接口向上统一，依据实际需求对业务模块进行部署，最大程度挖掘系统价值。

1.4 总体架构

如图2所示，设备层包含各种业务设备，包括相关设备和系统，如发射台站的中波发射机、调频发射机、动环监测系统等。

图2

接口层完成系统基本业务，包括各类数据、信息的接入与采集，以及用户配置的参数与指令的下发功能。

计算层根据各类数据的智能处理与计算形成系统的信息支撑，负责向上级平台传输加工后的数据或结论。

功能层用于用户进行操作，用户可以通过智能管控系统的平台层，实现对所有模块进行配置以及工作状态的监看，通过展现层将所有系统的配置数据和设备运行状态统一展示。

通过以上设计，实现功能的分离与解耦合，各服务模块独立运行，减少故障集中点，提高系统安全性。

2 智慧台站大数据平台

2.1 控制管理系统

控制管理系统具备扫描标签自发现、拓扑视图展示、设备管理、系统备份还原、设备备份还原等功能。

系统能够通过扫描标签的方式，自动发现，节省系统组建初期大量录入时间，同时也为后续设备的增添、删除、系统的扩容等操作提供了良好的基础；拓扑视图可以展现内蒙古自治区行政地图，并对发射台站进行标记，便于全局查看系统的工作状态。同时展现区域下管理的设备，根据业务需要进行组网配置连线、排序、搜索等拓扑编辑，并支持设备实时报警；设备管理功能实现与各种类型设备的对接，对外提供与设备无关的基本业务控制接口，从而实现各设备的统一接口，以及设备的统一管理。对设备访问系统进行模块化设计，使得扩展新功能和接口变得更加容易。用户可通过网管系统实现对设备参数、端口配置以及IP划分等进行具体操作，方便设备的统一管理与相应资源的合理利用。

内蒙古自治区发射台站综合管控系统负责管理的发射台站众多、设备种类丰富、系统复杂性高，如果因为配置错误等原因造成系统崩溃或者出现异常情况，难以在第一时间分析故障点，系统备份及设备备份功能可方便用户通过选择某个时间节点的备份系统文件快速还原系统至该时间点，从而用最快的速度恢复正常业务。

2.2 数据中心系统

数据中心系统作为一个独立的数据服务模块，主要提供数据给不同的业务系统，保障数据安全和独立。数据中心系统支持的数据主要包含三类数据：mysql数据库数据，HBase数据库数据和ftp文件式数据。具备数据传输、存储、销毁、备份、还原、导入导出、系统备份功能。

数据中心通过hotcopy（即热备服务）做双机热备，主备数据中心之间通过心跳机制监测彼此的状态，同时数据或文件之间进行同步。业务系统增、删、改、查数据时，需要通过指令（http或其他）去操作数据中心来操作数据。

2.3 数据采集系统

该系统支持多种数据的采集，包括设备告警、设备运行状态数据、加入探针采集信号指标数据、电力等环境数据并支持多种展示方案。台站值班人员能够直观看到目前某个业务的状态，系统在主界面使用高对比度的展现方式，各指标颜色清楚直观，并可直接设置合理阈值，进行告警展示。绿色表示指标在正常范围内，红色表示超出范围，灰色表示指标离线。

2.4 运维管理系统

本系统能够支持设置值班管理，帮助各台站合理分配运维人员，用户管理模块实现对网管系统的权限分级、用户监管、登录控制。日志管理模块将所有服务器产生的系统日志、操作日志及设备运行日志信息进行统一存储，可以极大程度的方便用户管理员实时查看整个系统的运行状态信息。

3 智能事件管理平台

3.1 数据分析

发射台站管理人员可选择查看历史监测，在监测配置里选择查询时间，选择统计方式并进行可视化预览。

平台可支持根据数据的逻辑关系判断故障，对故障处理后，将处理结果记录到知识库中，后续再次出现类似故障时，可从知识库中快速给出故障处理办法，协助运维人员解决问题，进一步提高故障处理效率，进而提升台站的整体运维能力水平。另外，可根据数据状态准确判断出硬件故障，并与资产管理系统中的备件进行关联，完成故障定位、处理办法、备件调度、更换等一系列运维业务操作。

3.2 报表管理

整套系统具备对不同区域、各设备告警信息、统计报表导出功能。按照周期生成各周期的系统运行情况报表，同时在系统自动巡检时也将产生自动报表。

4 远程指挥调度平台

内蒙古各发射台站运营较为碎片化且结构复杂。因此需要集中建立数据展示功能，基于全自治区台站的运营状态进行展示。展示内容包括前端组网设备状态拓扑展示、告警预警等内容。帮助管理人员清晰直观的掌握台站业务运营与台站监控运营中的有效信息，实现可视化管理与有效决策。

5 总结及未来展望

智慧运维的实施，可实现自治区台站进行统一管理、故障预测、实时报警、自动解决故障等功能，减轻运维人员工作任务。在采集整套台站运维数据的基础上，深度挖掘，提升运行维护能力，为后续系统运维、升级的策略制定提供有利依据。

对于各类发射台站，使用智慧运维系统将解决台站运维人员数量及能力有限问题，并且可以对部分台站故障进行预估。一方面，在台站内部，基于同系统网络下其他台站的故障分析，对平台情况类似的台站提前进行故障告警，基于系统内大数据系统中专家预案模块，提供合理化处置建议，辅助机房人员解决故障。另一方面，在横向上通过远程管理模块，合理分配不同台站运维人员，配合各平台控制权限的自由转移，方便高水平的运维人员远程支援其他平台的运维工作；在纵向上通过中心节点远程监控台站机房运行情况，台站机房状况也会进行实时更新，对供电、防雷等系统老化程度结合设备生命周期评估，为台站设备更新提供参考。

对于广电系统而言，业务平台的安全可控是重中之重，智慧运维系统通过提升平台故障反馈敏捷度。完善的设备及通信状态监控功能，将提供更加精确、细致的故障监测并清晰地进行呈现，所有数据日志将被妥善安全地进行存储，便于日后故障排查及历史状态重现。平台还具备获得权限分级机制，将整体系统配置及监控按照不同权限级别精确分离，确保系统管理安全。系统故障无法工作时，系统提供数据备份以及导入导出的多种功能，有效保存优化数据、配置数据和监控数据，迅速完成切换并恢复正常业务。