广播电视自动化监测监管系统浅析

2023-02-04陈雄伟

电视技术 2023年11期

陈雄伟

（甘肃省广播电视局东山电视调频转播台，甘肃定西 748400）

0 引言

为顺应时代技术发展，响应上级要求，东山电视调频转播台于2018 年积极主动实施了高山台站调频广播电视发射自动化监测监管系统建设项目。项目实施前期，台站技术人员首先对台站发射机、信源设备和供电、监控、环境及动力等设备信息进行了详细采集；后期，通过对监测监管系统的安装调试和对系统软件的不断优化完善，于2020 年1月圆满完成了东山电视调频转播台中国之声、甘肃综合广播两套调频广播节目的自动化监测监管和地面数字多媒体广播（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）电视自动化监测，切实提高了台站工作效率，降低了值班人员的工作强度，避免了人为责任事故的发生，为台站安全播出奠定了坚实基础。

1 自动化监测监管系统整体介绍

自动化监测监管系统支持7×24 h 不间断监测管理，是一套综合性的监测监管和发射机管理系统，为广播电视播出前端提供了完整的监测解决方案。通过嵌入式硬件方式，系统同时提供多格式信号流的多画面监测、发射机管理控制、设备集中管理、电力环境综合监测、错误记录和报警、传输流录制和存储以及用户管理等多项服务[1]。该系统支持DTMB、中国移动多媒体广播（China Mobile Multimedia Broadcasting，CMMB）、数字视频广播（Digital Video Broadcast，DVB）和美国高级电视业务顾问委员会（Advanced Television Systems Committee，ATSC）广播电视标准，支持H.265、H.264、MPEG-2 等视频压缩格式和通用音频格式，包括MP3、AAC、AAC+、AC3 等，也支持不同的OTT（Over The Top，OTT）视频流协议，包括基于HTTP 的自适应码率流媒体传输（HTTP Live Streaming，HLS）、实时消息传输协议（Real Time Messaging Protocol，RTMP）、实时流传输协议（Real Time Streaming Protocol，RTSP）等。该系统具有多画面监测、发射机管理控制、电力环境综合监测、设备集中管理、台站管理以及超级管理员6 大功能模块。

2 自动化监测监管系统重要功能模块介绍

2.1 1+1 发射机倒换模块

2.1.1 主体设备

1+1 发射机倒换模块的主体设备包括发射机数据采集器、天线控制器以及发射机数据采集及倒换逻辑控制服务器。发射机数据采集器主要用于对接不同发射机的控制协议，解析和实现远程控制，将各种不同品牌不同类型的发射机数据通过对应的协议处理之后，转换为标准的数据流传输给逻辑单元处理。天线控制器主要用于对接不同厂家、不同接口的同轴开关，将不同厂家的设备接入该控制器。通过控制器内部逻辑控制单元及数据接口，完成发射天线位置的获取和远程控制。发射机数据采集及倒换逻辑控制服务器处理发射机数据，实时监控发射机的发射状态，通过用户设置功率门限和倒换方式来实现对发射机的主备机倒换及天线的切换[2]。

2.1.2 发射机倒换控制逻辑流程

以主机倒换备机为例，发射机倒换控制逻辑流程[2]是：检测到主机功率低于倒换下限→延时等待→备发射机状态正常→关主机→等待主机功率为0 →将天线倒换至备机→同轴开关就绪→等待备机检测天线连锁→开备机→等待备机功率恢复→正常播出。

2.1.3 发射机倒换控制软件介绍

发射机倒换控制软件界面设置项可对主备发射机额定功率、倒换下限、告警下限及发射机重复开机次数、发射机功率恢复超时时间、发射机功率消失超时时间、等待天线就绪超时时间、倒机锁定时间以及滞后倒换延时时间进行设置，提供全自动、只执行主倒备、只执行备倒主、关闭倒换4 种倒换方式，方便灵活控制，另外可实现软件开关机和对发射机发射功率实时采集，形成功率曲线图。

2.2 自动化监测监管系统功能

2.2.1 1 +1 发射机采集模块功能

在广播电视传输过程中，由于信号传输距离远、环境复杂，往往会遭受到多种干扰，如频段干扰和电磁波干扰等。为了保证广播电视节目顺利播出，必须采用高效的采集模块对信号进行筛选和处理，确保传输质量。1+1 发射机采集模块的作用就在于此。它可以对接收到的广播电视信号进行采样、滤波、放大及变换等处理，从而消除或降低干扰，并提高传输的稳定性和可靠性，还可以实现多路输入信号的切换和备份，确保在一路信号出现故障时能够快速切换到备用信号，保证节目的正常播出。总体来说，1+1 发射机采集模块具有发射机发射功率、反射功率、驻波比和激励器、功放数据参数的实时采集，报警设置、报警查询、历史数据、播出计划及巡检设置等功能，在电脑端可直观、方便地查看发射机各项运行参数，并提供语音报警和短信报警功能，实现了发射机实时监测监管[3]。

2.2.2 节目源信号检测模块功能

节目源信号检测模块可以对广播电视节目源信号的质量进行监测，能够实时获取节目源信号，并通过技术手段对信号的清晰度、稳定性、色彩还原度等关键指标进行评估。如果检测到信号质量存在问题，系统会立即发出警报并记录相关信息，以便后续的处理和改进。该模块还能够检测广播电视节目源信号是否符合相关法律法规和规定，可以对节目源信号进行内容审核，识别是否存在违规、敏感或不合适的内容，比如色情、暴力、政治敏感等。如果发现违规内容，系统会自动报警并生成相应的报告，以便监管部门能够及时采取措施。此外，节目源信号检测模块还具有对广播电视节目源信号进行多维度分析的能力，可以对节目源信号的音频、视频、字幕等方面进行分析和评估，帮助广播电视运营商了解节目质量情况。通过对节目源信号的分析，系统可以提供数据支持和参考，为广播电视节目的改进和优化提供依据。

2.2.3 动力环境检测模块功能

动力环境检测模块可以监测广播电视设备的供电情况，通过实时监测电源电压、电流和频率等参数，以确保设备获得稳定可靠的电力供应。如果检测到供电异常，比如电压异常、电流过大或过小等问题，系统会立即发出警报，并记录相关信息，以便工作人员及时采取措施进行修复或切换备用电源。该模块还能够监测广播电视设备周围的温度和湿度等环境参数，可以实时获取设备所处环境的温湿度情况，并与设定的阈值进行比较。如果环境温度过高或过低、湿度过大或过小，系统会发出警报，提醒工作人员及时调整设备的运行状态或采取相应的环境控制措施，以避免设备因环境问题而受损或发生故障。动力环境检测模块还可以监测广播电视设备的噪声和电磁干扰情况，可以实时检测设备产生的噪声水平和周围电磁辐射强度，并与设定的标准进行比较。如果噪声超过限定范围或电磁辐射超过安全标准，系统会立即发出警报，提醒工作人员进行相应的调整和处理，以保证设备的正常运行，维护操作员的健康安全[3]。

2.2.4 多画面显示模块功能

多画面显示模块主要通过广播电视多画面监测监管服务器、监测主机和大屏矩阵等设备相互协调完成。其中，多画面监测监管服务器基于TS over IP 技术，能提供对调频广播、数字电视节目的内容监测、多画面组合显示；采用画面分割方式对电视节目信号进行多画面监控，对广播音频信号进行图形化监视，具有图像图形监视、音频监听、信号质量监测、录像、自动报警及集中控制等功能，有效地提高播出质量、降低值班人员的劳动强度[4]。同时，集中的大屏显示改变了以前分散的显示器显示的方式，使机房更加整洁和美观，为以后实现机房的扩容、升级创造了条件。

2.2.5 其他功能模块介绍

其他功能模块包括台站管理、超级管理员、修改密码、交接班、运维、报表生成、节目配置、日志（用户日志和交接班日志）查询、设备编辑添加和帮助系统等功能模块，操作简便易上手，极大地节省了设备财力支出和人力资源，大大降低了台站停播率，确保了广播电视节目的安全播出。

3 自动化监测监管系统软件操作方法

广播电视自动化监管系统是一种关键的工具，用于确保广播电视行业的正常运营和监管。为了保证系统的稳定性和可靠性，正确的操作和维护方法至关重要。以下是关于广播电视自动化监管系统软件的正确操作与维护方法的建议。

第一，系统登录和权限管理。系统操作人员应使用唯一的个人账号登录系统，并进行权限管理，以确保每个人只能访问其职责范围内的功能和数据。需定期对系统账号进行审查和更新，及时注销离职人员的账号，防止未经授权的访问。

第二，数据备份和灾难恢复。定期进行系统和数据库的数据备份工作，确保在系统故障或数据丢失时能够快速恢复。存储备份数据的介质应放置在安全可靠的地方，远离潜在的损坏因素。应定期测试备份数据的可用性，并制定相应的灾难恢复计划，以便在必要时能够快速有效地进行系统恢复。

第三，定期系统检查和更新。定期进行系统安全性检查，包括漏洞扫描、安全日志分析等，及时修复系统存在的安全漏洞。及时安装系统供应商提供的补丁和更新，确保系统处于最新的安全状态。定期进行系统性能评估，优化系统配置和资源分配，以提高系统的响应速度和稳定性。

第四，异常监测与报警。配置系统监控和报警机制，监测系统运行状态、网络流量、数据库负载等关键指标，及时发现并处理异常情况。设定合理的报警阈值，并确保报警信息能够及时送达相关人员，以便迅速响应和解决问题。

第五，培训与技术支持。为系统操作人员提供必要的培训和技术支持，使其熟悉系统的功能和操作流程。建立专门的技术支持团队或合作伙伴，及时解答系统操作人员的问题，并提供技术支持和维护服务。

4 自动化监测监管系统常见故障及处置措施

自动化监测监管系统24 h 全天候不间断运行，曾出现过一些不可避免的故障。现将运行至今出现的一些常见故障和应急处置措施梳理总结如下。

4.1 接收空收信号丢失报警

发现系统空收信号丢失报警时，首先通过大屏显示准确判断是发射前信号源丢失造成还是回收信号丢失造成报警。如果信号源幅度显示正常，继续查看发射机各项运行指标是否正常。如不正常，就需要做好应急倒机工作；如正常，可以用收音机进行收听，收听正常后排查节传系统。东山电视调频转播台出现空收信号丢失报警，多次因系统调谐器[5]接收天线不灵敏造成。拨动调谐器接收天线后报警消失，播出恢复正常。

4.2 发射信号丢失报警

监测监管系统出现发射信号丢失报警时，如果判断发射机工作正常只是发射信号丢失，就需要排查节传系统具体哪个环节出现问题。首先，为了保障安全播出，应将其中一路信号源输出线挑接到发射机输入处，保证安全播出后再逐一排查节传系统。节传系统包括信号源（卫星接收机、卫星接收天线、高频头等）、切换器、音频处理器及分配器等设备。先检查切换器是否输入信号、绿灯是否长亮、输出指示灯是否常亮、是否选择有信号的通道、切换输出是否有信号，可以用一个短线直接切换器输出2 口，并接入音频幅度监测仪看是否有信号或者接入音响收听。切换器排查完后检查处理器。处理器输出口2 接入音频幅度监测仪或者音响检查是否有信号。排查完处理器后检查分配器，处理方法与处理器排查方法一样。通过以上方法，可以准确地判断出节传系统设备故障点，然后检查各接线是否良好。在各接线良好的情况下，更换相应故障设备，故障排除。

4.3 音频幅度过调幅故障报警

当系统多画面显示音频幅度过调幅时，首先判断信号源是否正常，如正常，继续排查音频编码器与交换机之间接触是否良好，如接触不良，及时通过一定措施解决相关问题，则故障消失。东山电视调频转播台出现音频幅度过调幅故障，一般是由于音频编码器与交换机之间的一根网线接触不良造成，重新接入一根新的网线后故障消失。系统软件出现无法登录问题时，首先对软件界面进行刷新处理，若故障依旧，查看计算机C 盘存储空间，一般都是因为C 盘存储空间不足导致软件无法运行，这时合理处理C 盘文件，让C 盘留有一定的存储空间，软件登录即可恢复正常。

4.4 发射机无法正常开关机故障

当系统无法对发射机正常开关机，首先仔细核对系统播出计划设置是否正确，如不正确，修改正确后查看故障是否消失。根据值班经验，东山电视调频转播台发射系统是1+1 系统，开机时需要将工作发射机提前备用发射机开机播出，才能确保让工作发射机正常开机工作。对于关机时间，需要将工作发射机和备用发射机的关机时间设置一致，才能让系统正常执行关机操作。其次，在系统播出计划设置正常的情况下，用ping 命令查看网络是否连接正常。如不正常，需要查看各采集模块、服务器等网络设备是否运行正常。

4.5 地面数字电视多画面显示异常

当系统多画面显示地面数字电视音频丢失和视频丢失，首先查看地面数字电视发射机是否正常，如不正常，及时切换至备用发射机安全播出，若故障排除则判断为主发射机故障；若故障依旧，则说明发射机正常，判断为节传部分出现问题。判断为节传部分问题后，为了应急播出，可先将信号直接从卫星接收机输出接到发射机激励器输入口播出，再逐一排查节传部分。