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隨著我國廣電事業的發展，廣電發射設備和網絡規模越來越大，機房值班工作量和設備的維護難度也相應增加。為適應形勢的需要，近年來各地廣電部門都在加快建設遠程監控系統¨，通常采用RS-232或RS-485方式實現臺內設備互聯，這種通信方式結構簡單，但很容易受到臺內發射機大功率發射機信號的干擾，從而影響系統的穩定性和安全性。筆者提出采用以太網結構實現設備互聯并研發了一系列具有以太網接口的前端信號處理設備以太網的TCP／IP協議具有多重的校驗機制和錯誤自動重發機制，可以保證通信的可靠I生和安全性。廣西作為試點省份之一，于2006年5月啟動了廣西廣播電視遠程監控系統項目建設，歷經2年的研究與開發，2008年在河池、梧州、防城、隆安等地完成了5個無線發射臺站遠程監控系統的聯網試運行，效果良好。2009年開始進行監控設備批量生產和軟件完善工作，并在廣西全區各廣播電視無線發射臺站推廣應用。

1系統的設計目標

系統的設計目標主要有以下方面：

1)通過智能化、數字化、網絡化的管理，最大程度地降低人為因素影響，提高發射機工作的可靠性、數據處理的準確性和事故處理的時效性。

2)以計算機管理系統為核心，通過自動化控制技術、信息數字化技術、網絡傳輸技術等信息工程技術的應用，實現對各發射機及其配套設備的運行狀況以及發射臺的環境、安全等進行遠程異地實時監測、監控，能夠及時記錄、查詢和自動快速報警。

3)省中心通過以發射臺為核心的綜合業務管理網，實現對各發射臺的工作狀況監控、安全環境監測、實時報警顯示、數據處理自動化和其他功能。

4)發射臺通過以計算機監控系統為核心的監控管理網，實現對發射機工作狀況的實時監控、故障事故的及時處理、設備開關機、倒備機的自動管理、安全環境監測、數據處理自動化和其他功能。

5)通過遠程網絡監控技術，實現發射臺“無人值班，有人值守”和監控中心“運籌帷幄，遠程管理”的工作目標。通過數據的實時傳輸和匯總，實現對直屬發射臺的綜合量化考核。

2系統結構

本系統由技術中心、各分中心和臺站這3個層次構成，如圖1所示。遠程監控系統在臺站端以無人職守為目標設計，實現臺站自動化，并在省中心第一級平臺、分中心第二級平臺、臺站端第三級平臺等任意平臺能夠顯示和操控所管轄臺站的設備。在任何能夠連接互連網的地方都能通過相應權限顯示和查詢對應臺站的運行情況。對不通光纖的臺站通過CDMA無線路由或ADSL寬帶用互聯網方式進行監控。對發射臺站發射的音頻三大指標進行遠程自動測試和上報。真正實現全區所有無線發射臺站進行網絡化管理，實時監控發射臺站各種運行狀態，定時測試發射效果。整個監控平臺依托廣西廣電的SDH網絡，以分布式工業以太網為系統的數據總線，全網采用以太網技術，以TCP／IP協議作為各類數據流交互的基礎。對全網各類監控設備統一進行IP地址規劃，方便進行維護和遠程管理。在圖1中，臺站系統主要完成臺內信號源子系統、發射機子系統、電力子系統等臺內設備的監控和管理，各子系統有獨立的智能化主控軟件運行于臺站的主控設備上，在沒有外部控制及臺站外部網絡通信有故障的情況下可自我監控、自我管理，提高了系統的可靠性和穩定性。系統采用模塊化設計，各模塊可自獨立運行也可以相互通信，可以根據實際情況對系統進行添加刪減功能、維護方便、系統擴展十分容易。同時，臺站內的監控設備以自主開發的產品為主，這些產品直接根據遠程監控系統的需要有針對性地進行開發，均具有智能化、網絡化和可遠程遙控等特點。

目前已經完成開發正在使用的設備有音頻智能切換處理器、視頻智能切換處理器、多路音頻視頻功率報警控制器J、多路信號采集控制器、多路調頻調幅調諧報警器、多路電視調諧報警器、嵌入式主控器等。各分中心主通過以太網來實現和本地區內各臺站主控的連接，由監控終端、數據服務器和電話語音查詢系統等組成。分中心和臺站主控之間基于C／S結構，數據通信和控制是點對點進行的，不經過服務器，服務器在這里的功能是保存數據，客戶端需要運行專用軟件，采用TCP／IP協議，且沒有通過服務器中轉，時實性好。各分中心用戶登錄到監控終端軟件界面后，在具備相應管理權限時，可以切換到各臺站工作界面，然后對下屬臺站進行遠程監控管理。技術中心是面向全區的集總管理平臺，由監控終端、數據庫服務器、Web服務器和電話語音查詢系統等組成。功能上與各分中心類似，可以對全區內所有臺站進行實現遠程監控。另外，還具有Web服務功能，可以通過Inter-net遠程查詢系統的運行狀態，考慮安全播出需要，Web服務器只能查詢一些主要的狀態數據，而不開放對臺站設備的控制功能。系統采用分散采集數據和統一管理方式。采用分散和統一、遠程輔助管理監控的工作模式，監控方式靈活，不論是技術中心、各分中心，還是臺站內只要連接上網絡且安裝相應的客戶端軟件就可以實現監控。網絡系統中增加了防火墻、IP過濾、端口過濾等多種形式的防止攻擊措施。系統管理采用用戶帳號及管理密碼登陸，用戶有不同的等級權限，不同的權限有相應的操作限制，防止誤操作。

3系統功能

系統的功能由以下4個部分構成：

1)實現臺站端各系統的自我管理

采用人性化的發射機系統的主備機自動倒換和自動開關機機制，實現發射機Ⅳ+1系統的多次自動倒換；信號源系統的信號具有自動切換，還可擴展到錯播、插播的自動識別；電力系統外電與油機的自動倒換；環境系統對偷盜、煙火等異常情況的自動報警與聯動攝像記錄；智能化的數據傳送方式。臺站與外部的光纜中斷時，不會影響臺站各系統的運行，其各種參數仍保存在臺站端，光纜恢復通信后，數據會自動傳回分中心和省中心，保證系統數據的完整性。

2)實現功能強大的各種遠程控制功能

省中心和分中心可以實時遙控發射機的開關機、主備機倒換；實時遙控信號源的切換、調制度的調整及各種設置項的設置；遙控機房空調、照明的開關及環境系統的各項設置；遙控柴油發電機組的開關，并對臺站電力系統的參數實時監測；實時瀏覽各臺發射機的內部參數，實時監控各類發射機(中波、電視、調頻)的播出效果。即遠程監控臺內信號源和發射的音視頻，并可循環監聽、監視各種信號；遠程遙控調諧和設置臺站端的多路調頻、調幅、電視調諧器，使監聽、監視更加方便靈活；實時瀏覽臺站的環境視頻情況和環境溫濕度、明火、煙霧、浸水、紅外等參數；也可回放視頻錄像；可對臺站端的網絡設備進行遠程復位和軟件升級。

3)多級完善的報警功能

臺站各子系統監測到故障或異常，系統根據事故級別迅速反饋到相應地點和人員(臺站端、分中心端、省中心端人員)。報警方式分為3種形式：短信報警，通過GSM短信模塊向預設的手機號碼發送報警信息；電話語音報警，通過撥打預設的手機或座機號碼進行語音報警；界面報警，用客戶端監控時，界面自動跳到相應的子系統，并加上語音、文字報警信息。

4)完善的數據管理統計功能

省中心和分中心可以統計所轄區域內發射機的工作情況參數，以報表形式存儲，存儲容量大于3年。省中心和分中心可以查詢瀏覽臺站端已發射的音視頻和臺內環境報警的場地視頻，音視頻存儲容量為1個月。自動生成播出情況的天、月、季、年形式的報表，統計臺站短信息量、油機耗油量、臺站用電量等有關信息。

4發射臺站系統

發射臺站系統處在監控系統的最前端，是系統中最為重要的一個組成部分，只有其具有足夠的可靠性和安全性，才能保證無線臺站系統的正常運轉和播出安全。發射臺站系統由信號源系統、發射機系統、電力系統、環境安防系統、報警系統和監控終端等部分組成，如圖2所示，各部分通過以太網交換機實現互聯。各子系統具有獨立運行的主控程序，根據成本要求可以同時運行于一臺主控機或分別運行在獨立的主控機。

1)信號源系統由音視頻智能切換器處理器、音頻智能切換器處理器、音視頻網絡服務器等硬件設備構成。其主要功能有：實現信號有無的自動切換、監測節目信號嚴重失真、錯播等故障；實現遠程調制度的調整；實現遠程切換操作和工作狀態的遠程設置；實現遠程監聽、監視各路信號源和發射信號；對發射的節目信號錄音、錄像，并可回放；上報告警信息等。

2)發射機系統的監控由信號采集控制器、功率檢波器等部分構成。發射機系統可根據不同臺站要求按不同結構進行配置，其結構模式有調頻Ⅳ+1系統、電視1+1系統、中波1+1系統等不同類型。受篇幅限制，本文僅給出調頻發射機Ⅳ+1系統的結構圖(見圖3)。全區臺站的發射機情況是已經完成固態化改造，但機型多，仍有一部分機器沒有提供通信協議，或部分通信不可靠。在系統設計時，本著保證可靠性、功能達到要求、易于擴展和適用不同機型和不同規模的臺站的基礎上，盡可能降低系統建設成本。根據不同的臺站采用相適應的方式。分為以下幾種方式：功率等級在1kW以上的調頻Ⅳ+1系統，此類型的臺站主要分布在技術中心管轄的10個高山臺和南寧236臺、104臺，少部分分布在89個無線覆蓋點，總共約70部發射機。此類型的發射機已經固態化改造多年，發射機協議有的沒有提供，機型差異較大，功率等級較高，廣播覆蓋面大，要求可靠性較高。調頻Ⅳ+1發射機監控系統的結構如圖4所示，對此類型的臺站除了用發射機本身的協議監控外，必須每部發射機增加1塊采集控制板，當與發射機的通信出現故障或發射機本身的主控器故障而無法開機時(根據多年的值班經驗)，采集控制器起到強制開機和倒換天線作用，實現三重安全控制(本機通信故障時，采集控制器按發射機開機鍵，通過發射機主控器開機；發射機主控器故障時，采集控制器代替主控器強制控制開風機、功放、激勵等)。

(1)功率等級在1kW以下的調頻Ⅳ+1系統，此類型的臺站主要分布在89個無線覆蓋點。總共約90部發射機，采川獨立天線系統，因此不用考慮切換天線，但要考慮功率互鎖。此類型的發射機提供完整的通信協議，機型少，功率等級低，故障率較低，廣播覆蓋面小，但此臺站一般為無人職守，且交通不便，一旦出故障，則停播時間較長，所以設計要求可靠性也較高。除了剛發射機本身的協議監控外，須增加1塊采集控制板，用于當與發射機的通信出現故障而無法開機時，采集控制器強制開關機，實現二重安全控制。

(2)電視1+1系統，全區目前具有備份電視發射機的臺站較少，約有112部，但在設計上必須兼容有無備機情況，同樣采用三重安全控制方式。主控軟件采用一套節目對應一個獨立程序方式。這樣既可靠又易于擴展。

(3)中波1+1系統，全區主要有兩種中波機型，即明珠和正泰。正泰機有160多部，此機型只能從串口讀取參數，不能控制開關機，所以須加采集控制板。

3)電力系統的監控由電壓電流傳感器、信號采集控制器、嵌入式主控器等部分構成。主要功能是實時監測發電機組、穩壓器和配電柜等的運行情況，在外電不正常時，能及時啟動各．}_}j的柴油發電機進行供電。對于具備有通信接口的發電機、配電柜、穩壓器等，可以直接變換成以太網接口，通過電力主控獲得數據。對于沒有通信接口的電力設備采用外加采集控制器和傳感器的方式，最少需要的采集點有外電三相電壓電流、配電柜總輸出三相電壓電流、ATS開關狀態。一般還要求遠程設置包括外電、發電機、配電柜各參數監測的門限和是否啟動該項監測，設置告警延時時間等各種靈活的設置項。

4)環境安防系統由溫濕度傳感器、煙霧傳感器、明火傳感器、浸水傳感器、紅外傳感器、門禁報警器、視頻攝像頭、視頻服務器等部分構成。圖4為發射臺環境安防系統的結構。其工作過程為數據采集控制器負責采集各傳感器輸出信號，處理后發送給環境主控機，環境主控機將各傳感器狀態與預先設定的門限參數進行比較后，產生報警信息，并存儲在報警信息數據庫中，提供給各級監控平臺查詢。網絡視頻服務器則對來自攝像頭的視頻信號進行壓縮和存儲，以廣播的方式向網絡傳送實時數據視頻內容，提供給遠程監控終端查看。

5)報警系統。臺站各子系統監測到故障或異常，系統根據事故級別迅速反饋到相應地點和人員(臺站端、分中心端、省中心端人員)。報警方式分為短信報警、電話語音報警和監控軟件界面報警3種方式。報警信息分級分類處理，將緊急故障如信號源中斷、發射機停播、停電、發生煙火、安防檢測到非法人侵等設為紅色告警；將暫時為形成嚴重事故，但接近或存在隱患的情況如各種參數接近設定門限、各臺設備及網絡通信鏈路的通信故障等設為橙色告警。系統將對不同級別的告警進行人性化處理，如采用聲光報警等。

5系統的軟件設計

系統軟件的設計主要包括臺站監控客戶端和技術中心總監控平臺兩大部分。采川BuilderC++語青進行開發，數據庫管理采川SQLSever2005，系統軟件采用模塊化設計，即各子系統之間是獨立的，這樣便于系統功能的擴展和維護，這樣不會因為某一子系統的修改而影響到整個網絡的工作。

5．1技術中心總監控平臺軟件設計

中心總監控平臺可實現臺站運行情況信息的集中收集和處理，并負責將臺站系統的信息與其他各系統信息進行交流，實現運行維護的自動調度。中心總監控平臺包括8個子程序模塊，如圖5所示。

5．2臺站監控客戶端的設計

臺站系統軟件包括數據采集模塊、數據通信模塊、監控分析模塊、信號源監控模塊、發射機監控模塊、電力系統監控模塊和環境監控模塊等7個子程序模塊，如圖6所示。圖7為臺站端監控軟件的一個運行界面。

6結論

廣西廣播電視發射臺遠程監控系統的應用，實現對各發射機及其配套設備的運行狀況以及發射臺的環境、安全等進行遠程異地實時監測、監控，能夠及時記錄、查詢和自動快速報警，在出現故障時，能自動切換到備用的信號源或備用的發射機(或設備)進行播出，降低了值班人員的勞動強度，提高了安全播出率和工作效率。