浅析中波发射台监控管理系统的组成原理与应用

史永顺 李晓光

1.2.内蒙古自治区广播电视传输发射中心610台 内蒙古 呼和浩特市 010110

2022 年，610 台引进并建设完成了监控管理系统，该系统采用新的技术和产品，对全台技术工作进行集中监控运维管理。系统最底层的是各类传统探测设备，如摄像头、温湿度传感器、烟感探测器等，组成全方位的智能感知网，对前端发射机、节目信源传输设备、铁塔、天馈、节目、环境、电力、天调等数据进行有效采集。各类采集器的主机将所有的监控数据，实时收集并通过传送设备传送至系统终端。系统终端通过对所采集的数据进行综合分析、融合计算、智能诊断、分析处理，及时报警并定位故障，实现了对播出管理业务全面、直观、即时、准确的综合监测、告警预测和业务调度等功能，有效提高台站工作效率的同时，也减轻了值班人员的劳动强度，从而更好地服务于广播电视安全播出保障工作。

综合管理系统总体上可分为两大部分：发射系统相关部分和环境电力相关部分。发射机相关部分包括：节目信源传输链路监测、音频监测、发射机监测与调幅度监测、音频比对；环境电力相关部分包括：环境监测、电力监测、天调室监测。

1 发射系统相关部分

1.1 节目信源传输链路监测

节目信源传输链路监测，是对设备机柜中前端传输设备进行实时工况监测、动态流水监测、统一监控管理，系统将节目监测、信源调度与设备监控整合在一起，节目监测与设备监控共用数据库，保障节目信源链路传输的联动性。

系统监测页面展现出音频信号的实际链路流程，以不同颜色代表不同的信号源，相应颜色的箭头指向表示当前信号实时走向，当信号通道发生变化时，如切换信号源，信号流水颜色将会发生相应的变化；同时链路上的任意节点，如主备信号源、音频切换器输出、音频处理器输出、空收信号等，都可在链路上进行监听、监看。节目信源链路监测系统还对音频处理器、音频切换器、发射机等设备的工作状态进行实时监测，并支持对音频切换器的远程操作。

节目信源传输链路客户端系统操作：第一步双击启动链路流媒体服务器；第二步双击打开链路客户端。

链路监测客户端远程操作音频切换器时，音频切换器只能从自动切到手动，不能从手动切到自动，需要在音频切换器上手动操作。在切换界面进行切换信号时，点击所选择的信源按钮，该信源上方的指示灯会亮起。

整个系统除了对台内节目信号链路进行监测外，还运用4套解码器，分别对中央卫星、内蒙古卫星、微波、光纤等入台信号进行检测。其中，用北京卫视电视节目信号的有无表示中央卫星信号的通断；用内蒙古蒙古语电视节目信号的有无表示内蒙古卫星信号的通断；用内蒙古汉语电视节目信号的有无表示光纤信号的通断；用中央一套电视节目信号的有无表示微波信号的通断。

图1 音频信号采集路径图

1.2 音频监测

音频监测系统可对多个通道中的无音频信号、音量过高、音量过低等情况进行实时监测、报警，支持本地与远程监听、监看。系统将音频信号量化成可视的动态柱形图，可以同时浏览多路音频信号的工作状态，也可以对音频信号进行定量分析和故障报警，并提供循环监听以及固定频率监听的功能。

音频信号采集监测物理链路：音频切换器4 路信源、音频处理器1 路输出、空收信号1 路输出到监测前端，经模拟编码后，由音频监测主机和音频比对主机的内置音频慢路服务器通过交换机获取相关数据。

音频监测系统客户端操作：双击打开音频监测软件—点击右键—点击循环监听设置—勾选相应的节目音频—点击提交；再次点击右键—勾选循环监听。

音频监听软件有时会出现卡顿现象，此现象发生时远程监控会掉线，重启系统主机即可消除。

1.3 发射机监测与调幅度监测

发射机监测与调幅度监测系统对发射机内部交直流电源、控制电路、放大电路、冷却系统等各项运行参数进行采样，用以监测每部发射机的运行状态并加以直观显示，且对异常状态进行报警。系统按照播出时间表，自动开机、关机。当发射机故障达到倒备级别时，自动启动天线控制模块，实现主备机倒换。系统支持远程手动控制发射机完成各项操作，如手动开关机操作、功率缓升缓降、故障复位操作，支持发射机掉电来电时自动启动。系统具有完善的报警功能，采用声、光、短信等方式报警；系统会自动记录监测参数及报警数据，并生成各类报表。系统支持控制模式选择，如本地手动、本地自动、远程手动、远程自动等，并监测开关机完成或失败状态，监测发射机故障状态、主备机工作状态。监测数据以柱形动态图、动态曲线等实时显现，监测数据包括发射功率、反射功率、驻波比、工作电压、工作电流、外部连锁等。

发射机监测系统采用的是“嵌入式免维护前端设备”，除中央一套、呼和浩特市综合广播外，每个频点配备一台智能控制器MD9961，对发射机实现完全脱离计算机的1 对1 监控。MD9961 是发射机状态采集和控制的核心设备，用来对发射机进行参数采集监测、开关机控制、倒备机控制、监测异态报警、实时监测数据存储上传及报警信息推送，远程手/自动控制等功能。MD9961 的特点是运行不对发射机产生任何干扰，从根本上避免了因计算机系统缺陷、人为操作故障及系统崩溃等外在因素对发射机的工作造成不良影响。MD9961 的另一个优点是将控制功能前移，使计算机不再承担发射机监测及开关机、倒备机的控制任务，计算机只负责数据管理及存储、日志管理、统计报表等任务。因此，智能控制器的配备极大地提高了安全播出的稳定性与可靠性。根据610 台发射机新、旧的不同，中央一套、呼和浩特市综合广播主备机的采集信号取自各自加装的采集器MD9931，天线倒换采用的是MD981a 型天线控制器。其他频率主备机的采集信号取自发射机自带的微机监测控制板。

调幅度监测采用的是MD9022 调幅度监测仪，该设备单台可以同时对6 部调幅发射机的载波信号和调幅度进行连续动态监测并实时显示出来，为保证发射机达到既定的播出功率、调幅度，减少播出事故提供了有力保障。调幅度监测仪具有独立报警功能，并可将报警外接输出。

发射机监测的链路有两种：

（1）微机监测控制板→串口转换模块→智能控制器（天线倒换开关）→光纤收发器→光纤收发器→24 口交换机→核心交换机→发射机监测客户端。

（2）备机对外接口板→备机采集器9931MD981 天线控制器主机对外接口板→主机采集器9931→光纤收发器→光纤收发器→24 口交换机→核心交换机→发射机监测客户端。

调幅度监测链路：

输出监测板→调幅度监测仪MD9022→24 口交换机→核心交换机→控制室技术交换机→发射机监测客户端。

发射机监测与调幅度监测系统客户端操作：

（1）启动设备服务器—查看服务器是否运行正常—双击打开发射机监测客户端。

（2）值班人员可在发射机虚拟控制面板上点击按钮实施操作，如查看发射机详情、倒换天线、开关主备机、升降功率等。客户端的高、中、低按键均指向发射机的高功率开机按键。

1.4 音频比对

音频比对是对多路信号进行一致性比对，音频比对系统每个频率比对两路音频：开路与光纤信号、微波与卫星信号。比对的目的是对播出中信号源的非法干扰、插播、停播、空播和传输链路的意外中断、音频质量等问题进行实时监测，生成的报表可以为解决上述问题提供数据依据。音频比对系统还可以对音频处理器等信号传输设备故障后的噪声信号进行有效识别。系统通过特殊的音频比对算法提取音频相似度特征值，处理变速播放、均衡、背景噪声、模/数转换编码等带来的声音失真，具有高精确性和实时性，自动识别播音间隙与故障静音，自动识别不同信号间的传输延迟、数据抖动等特殊情况，确保报警准确无误。

音频比对系统客户端操作：

（1）音频比对客户端运行前，需要先开运行音频监测主机。比对的项目可以通过比对管理软件进行设置。

（2） 比对项目设置完成后，双击打开音频监测软件即可。

2 环境电力相关部分

2.1 环境监测

根据监测需要在发射机房、信源机房、配电室、发电机室、天调室等重要区域布置了20 个温湿度传感器、42 个烟雾探测器、12 个水浸探测器，各类环境探测设备通过无线技术或有线网络与值班室实现通信，用以监测各技术用房的环境状态，从而保障发射系统正常、可靠、安全运行。监测数据以表格、数字、实时动态曲线等多种显示方式展现。系统可以任意设定各类传感器的报警门限，当环境参数越界时便会报警。

环境监测数据采集路径：

温湿度传感器→温湿度主机→光纤收发器→光纤收发器→环境交换机→控制室非技术交换机→环境主机→环境监测客户端（二楼机房：温湿度主机→控制室非技术交换机）。

烟感探测器→烟感（消防）主机→光纤收发器→光纤收发器→环境交换机→控制室非技术交换机→环境主机→环境监测客户端（二楼机房：烟感主机→控制室非技术交换机）。

水浸探测器→水浸主机→光纤收发器→光纤收发器→环境交换机→控制室非技术交换机→环境主机→环境监测客户端。

2.2 电力监测

电力监测主要是对台里配电柜、室外发电机组、UPS 的电流、电压等数据的采集并集中显示。当设备出现故障时，客户端能够准确显示出设备的故障位置、故障类型，并发出报警信号，生成统计报表并存储。

电力监测数据采集过程：

电流互感器→协议转换模块→采集器MD993→光纤收发器→光纤收发器→环境交换机→控制室非技术交换机→电力主机→电力监测客户端。

2.3 天调室监测

天调室监测主要采用红外热成像和拉弧监测。红外热成像的工作是实时监测调配网络元器件的表面温度，并以数字、图像等方式在监控画面中显示出来。当各监测点的温度值超过设定限值时，监控画面会出现声音和图像双重报警。

红外热成像数据传输路径：

红外摄像头→光纤收发器→光纤收发器→环境交换机→控制室非技术交换机→硬盘录像机。

由于天调室空间小、全封闭，在下雨后室内湿度会急剧升高，有些元器件的接触点会存在尖端放电、打火拉弧的现象。因此，610 台4 个天调室分别配置了拉弧现象采集装置，用以监测放电、拉弧现象的发生。拉弧探头可以快速灵敏检测到240 度范围内发生的电弧光，拉弧主机将采集的信息通过光纤传至值班室，在客户端发出报警信息。

拉弧监测信息采集路径：

拉弧探头→拉弧主机→光纤收发器→光纤收发器→环境交换机→控制室非技术交换机→环境主机→环境监测客户端。

电力监测、环境监测、天调室监测用的是一个客户端，可通过侧边栏切换不同的监测页面。

结束语

610 台综合监控管理系统通过上述两大部分7 个分系统，把台站综合管理、发射机自动化监控、局域网技术有机结合起来，联通多个数据系统，统一数据口径，整合异构数据，采用专业服务器对数据进行综合分析、处理，实现了台站核心业务工作的统一管理、统一运维、统一调度指挥，全方位提升了安全播出保障能力。