广播电视发射台自台监控系统技术研究

苏利军

内蒙古自治区广播电视传输发射中心781台 内蒙古 呼和浩特市 010050

1 系统建设背景

建设智慧广电是国家在“十四五”时期的重要决策，是贯彻落实习近平总书记关于“推动媒体融合发展，打造智慧广电媒体，发展智慧广电网络”的重要指示精神，落实党中央国务院智慧广电重大战略的重要举措。近年来，党中央、国务院、各部委及内蒙古自治区相继出台相关文件，为智慧广电工程的建设指明了政策方向。

为了加快台站高质量发展，全面提升安全播出保障能力，夯实广播电视事业“强基固本”工程，内蒙古自治区广播电视传输发射中心781 台在充分总结台站标准化1.0 版建设经验的基础上，进一步提升精细化、数字化、集中化管理水平，构建智慧化运维管理体系，根据《广播电视安全播出管理规定》及《无线发射台实施细则》《内蒙古智慧广电建设方案》和《台站标准化2.0 版实施方案》，结合台站实际，与安徽汇鑫电子有限公司合作设计完成781 台自台监控系统，构建了一套技术先进、功能齐全、反应快捷、数字化、网络化、自动化、智能化为一体的广播电视监管运维系统，为提高台站技术管理水平，降低工作人员劳动强度和台站安全播出、提升节目播出质量提供有力保障。

2 系统主要功能

本系统以全台站安全播出为目标，按照前期框架搭建、后期模块增加的模式进行分期建设，从台站全域采集、多维监控、日常运维、办公管理、态势感知、数据中心建设、保障安全等几方面对系统进行划分，建设操作管理、过程管理、保障管理、设备管理、人员管理、应急管理、全链路监测监控、信源质量监测、覆盖效果监测、台站环境监控、供电系统监测、可视化展示、发射机故障诊断、数字孪生监测、音频比对、设备生命周期、资产管理、移动客户端监测等，构成一套先进的台站智慧化监控系统。依托最新大数据、物联网和人工智能技术，通过对运行数据的综合分析、共享运算、智能查找，建立规范采集运维数据格式、智能定位故障、分析诊断问题、预测预警和处置修复风险的智慧运维能力，形成“数据互通、能力共建、知识共享、资源协同”的智慧运维体系，更好地服务广播电视安全保障工作。具体包括如下功能：

2.1 发射机监控

采用“分布式”系统结构，即脱离计算机通信控制管理的1 对1 发射机监测控制，一台发射机配备一套数据采集控制器，实现管理高度集中，控制回路相对分散，并且不对发射机的正常工作产生任何干扰。支持对发射机输出功率、发射功率、驻波比、各级交直流电源电压、电流等各项参数进行采样监测和异态告警，并按照各模块逻辑结构开发界面，对每部发射机内部各系统运行状态和参数进行图形化直观显示；系统按各频率每周播出时间表，定时（或随时）手动/自动开关机。支持遥控升降功率、故障复位操作，支持遥控实施发射机高、中、低功率开机操作，支持缓升缓降功能，支持发射机掉电来电状态自启。同时用户可根据设定的角色权限实时控制发射机进行各种操作。系统采用声、光、短信等多种报警方式，对监测参数及报警数据自动记录，自动生成各类报表，根据需要进行打印。

2.2 天馈线监测

天馈线监测对发射机房室内馈管温度进行实时监测，同时对天调室环境状态、打火拉弧状态、匹配网络红外热成像状态进行监测，确保实时监测天调室设备运行状态。同时为减少天调室内电磁干扰，配备了在线式UPS 独立供电并采用光纤进行数据传输。

2.3 节目集中监测与音视频比对

节目多画面监测系统支持FM/AM/DTMB/TV 等节目类型组合实时监测需求，采用多画面分割显示方式，提供视频丢失、静帧、黑场、静音、音频过高、音频过低、TR101-290 等监测告警类型，各监测告警类型可自定义设置告警与恢复时延。系统可以按录制运行图进行节目循环慢录，支持节目录制文件远程发布与本地回放，支持按任意录制时间点进行节目点播回放，支持实时告警记录存储与检索查询、分页显示、Excel 模板导出功能。提供异态跃限报警、循环监听、记录查询等功能，长时间存储各种报警信息。

音视频一致性异态比对系统采用跨平台计算机视觉软件库，利用图像处理、图像识别、音频识别和计算机视觉算法对多路不同源相同节目的音视频流进行信息比较，针对错播、插播、停播、劣播可快速识别并报警和上传。支持固定比对与轮询比对，支持对当前主流的视音频编码格式的解码，如视频格式MPV2、DRA、H264 和H265 以及音频格式MPGA、AAC、MP3 等。

2.4 台站电力环境监测

电力监测模块将市电、UPS、柴油发电机等电力设备的运行情况以简明直观的形式展现在监控系统中，集中展示市电、UPS、柴油发电机的核心数据，包括三相电线电压、线电流、相电压、相电流、各相负载率、UPS 备电剩余时间等。当电力监测数据出现异常或者超过安全范围的波动时，及时产生弹窗告警。

外围环境监测通过在信源室、发射机房、发电机房、天调室等重点区域敏感位置部署温湿度传感器、烟雾传感器、水浸传感器，根据传感器不同类型采用TCP/IP 或ZigBee、lora、BLE、WIFI、NBIoT、Sigfox协议，利用室外光纤与值班机房实现远程通信，实时监测各技术用房的环境状态。

2.5 智慧运维管理平台

智慧运维管理平台通过对采集数据的综合分析和交互，实现台站各安全播出系统日常运维的数字化管理，为重保期全面检查及日常定期检查管理提供参考。系统具备日常维护、故障维修管理功能，对于台站周检、月检、季检、年检中需要检查的项目进行可视化展示，采用数据可视化形式直观对安播运维状态进行总体概览和分类展示，同时可在检查到期前进行定期提醒，避免遗漏，确保各项检修维护工作按计划进行。

2.6 统一校时

利用NTP 校时服务器，以GPS/北斗卫星信号作为标准时钟源，通过授时系统提供的通讯接口，对监控室和自台监控前端的相关设备包括各种台式电脑和服务器、发射机开关机时间控制等系统时钟，以及LED 显示板等设备进行同步精确校时。

3 系统特点

目前市面上的台站自动化监控厂家对于智慧台站的理解大都停留在自动化和信息化的层面，要么是在现有系统的基础上增加一些其他的监测模块，要么是采用可视化的形式对现有系统数据换种形式展示，这些远远算不上是一套完整的智慧台站系统。

智慧台站的最终目标是实现全台智慧运维、降低工作人员劳动强度、提高台站人员技术水平，按照国家广播电视总局的《广播电视技术迭代实施方案（2020—2022 年） 》 要求，实现对运维过程、运维技术、运维操作和运维人员的体系化管理，在运维层面形成计划、执行、检查、处理的闭环能力提升机制。

3.1 标准化建设

标准化建设要求采用开放的统一标准，遵循总体的开发规范和接口标准，系统和数据标准能够和上级信息平台进行交换，数据格式符合相关国标/行标，满足系统持续发展的需要。本次方案的设计按照国家广播电视总局《广播电视系统运维数据传输交换接口规范》和区局《内蒙古自治区广播电视传输发射运维数据格式规范》的要求，进行各系统数据传输标准化设计，满足未来模块升级、平台对接、数据上报、系统拓展的相关需求。

3.2 规范化建设

规范化建设要求是按照统一的系统架构进行平台与各子系统的规范化设计，结合安全播出系统实时监控需求与运维管理的个性化设计需求，采用统一平台管理、分散式客户端控制的B/S+C/S 模式建设智慧台站系统，低耦合的模块化设计兼容已有设备，避免重复投资，便于不同厂家系统融合与扩展。

3.3 智能化建设

智能化建设要求是通过先进大数据算法技术对运行数据的综合分析、共享运算、智能查找，建立规范采集运维数据格式、智能定位故障、分析诊断问题、预测预警和处置修复风险的智慧运维能力。同时将设备、空间、经验、资料、流程、管理数字化，形成“数据互通、能力共建、知识共享、资源协同”的智慧运维体系，实现智能化综合性监测、办公和运维管理。

4 未来发展改进方向

未来的发射台自台监控系统将不断升级和完善。预计未来将出现更为人性化、自适应和智能化的监控系统，在应用上也将会更加广泛和灵活。尤其是在大数据、云计算和人工智能技术的发展下，发射台监控系统将会实现人—机交互，远程无人值守，利用大数据更准确地进行预测分析，从而更有效地预防和诊断设备故障。

总体来说，发射台自台监控系统技术的不断升级和完善，不仅为广播电视的普及提供了保障，也加速了发射设备数字化、智能化、自动化的进程，为广电事业的发展带来更多的机遇。