尤龙聪

广播电视自动化监控系统的无间隙更新改造

尤龙聪

（作者单位：福建省广播电视传输发射中心105台）

广播电视监测工作是安全播出的重要保障，是确保播出质量和覆盖效果的重要手段，是政府主管部门科学决策、有效监管的重要支撑，是广播电视全面协调可持续发展的重要标志。广播电视发射台远程监控系统是确保广播电视监测、遥控和管理的有效科学手段，因此加强广播电视发射台远程监控系统建设工作是提升广播电视信息战、舆论战能力的需要，是促进广播电视行业健康有序发展的需要，是保证公众良好视听权益的需要。

广播电视；自动化监控；监控改造

1　无间隙更新改造的意义

福建省广播电视传输发射中心105台系福建省广播电视传输发射中心直属台，是福建省广播电视微波闽南线的重要枢纽台和发射台，担负着中央电视台、福建电视台、卫视东南台、中央人民广播电台和福建人民广播电台的传输发射任务。具体承担着东南卫视、福建台、中七和中一台四套电视节目和中二、中一、省一、经济台、交通台、都市生活六套调频节目的传输发射任务。原来的监控系统是按电视和调频分开对信号播出进行人工监控的。更新改造的自动化集成监控系统是由多个环节组成，例如：计算机监控系统、发射机指标状态采集系统、信源切换及监视系统等，这样可以在很大程度上提高整个监控系统安全可靠性。其中计算机监控系统、信源切换及监视系统、环境监测及电力系统、电视墙监视监听等大部分设备都安装在原有电视机房监控室内。调频机房监控室相对独立，因此基本不受施工影响。而电视机房监控室在施工期间必须先拆除所有的原有设备，架空铺设抗静电地板，再安装新设备，期间所有的广播电视都要不间断播出，不能受施工影响。因此，如何设计施工组织方案实现电视机房所有节目不间断播出，使整套设备无间隙接入运行成为本次更新改造的重中之重。而只有详细了解原有监控系统组成和更新改造的自动化监控系统组成和原理才能在施工过程中运筹帷幄，做到安全播出和规范施工两不误，确保万无一失。

2　原有电视监控系统组成

原监控系统组成主要由视音频信号源、视音频分配器、视音频切换器和监视器组成（见图1）。这些设备安置在电视机房监控室的监视墙和控制桌内，信源切换和监视、监听、判断停播的原因及发现故障产生的位置，故障处理，主备机切换完全依赖值检人员人工完成操作，给安全优质播出造成隐患。

图1　原电视监视系统组成

3　电视机房自动化集成监控系统组成原理

电视机房自动化监控系统由多个环节组成，包含计算机监控系统、发射机指标状态采集系统、信源切换及监视系统等（见图2），该系统让整个监控系统的安全可靠性得到了大大的提高。

图2　电视集成监控系统方框图

电视发射机集成监控系统硬件由视音频信源、视音频切换器、视音频工作站、视音频解调器、自动数据采集控制器和计算机监控管理组成。除自动采集控制器安装在电视发射机上，其余设备全部安装在电视监控室内。在硬件形式上，采用积木式结构，标准化机箱，按各子系统功能划分成几类分体模块，整个系统的安全性、稳定性可以因积木式的结构而有所提高。系统自动化监控管理由计算机监控管理器内软件完成。

3.1计 算机监控系统

计算机监控系统主要是对发射机各项指标参数、值机人员的岗位管理和对环境电力等进行监测。当某一功能发生异常并生成异常信息，都由系统管理功能来实现。监控软件有六大模块：监控模块、数据报表、值班日记、考勤管理、系统设置和登录。其监控界面可查看所有发射机的主要参数，包括功率、驻波比、状态、调幅度、环境、电力、周界及门禁监控的信息。

3.2发射机运行数据采集监控系统

“分布式”的控制结构是发射机采集控制采用的形式，每一套节目都要对应相应的采集控制器，采集控制器可以独立工作，且整个发射机监控系统不对发射机的正常工作产生任何干扰。也就是说，采集控制器是相对独立的，控制器之间不产生任何的依赖。我们采用抗干扰能力较强的RS422来应对复杂的发射台的电磁干扰，通讯接口方式完成采集器与监控系统之间的网络通讯，经ARM管理器完成RS422接口与RJ45以太网接口的转换，从而将发射机监控融入整个发射台工业以太网平台。

采集控制器，它在监控系统与发射机之间起到桥梁的作用，而它所负责的工作是采集发射机的相关工作参数，还可以接受远程控制指令对发射机进行遥控操作。11CH、8CH、33CH泰诺克发射机的数据采集通过协议采集数据加开关机硬采的方式来进行，39CH北广发射机是通过协议的方式来进行数据采集。

3.3视音频智能切换器

福建省广播电视传输发射中心105台电视机房承担着5套节目的发射任务，电视信源输入方式主要有三种：光纤信号、微波信号和卫星信号。信源切换器主要功能包括人工手动切换、智能自动切换、远程数字遥控切换。三种切换功能既可以同时使用，又可以独立工作。系统自动完成视音频信号的自动判别选择，经智能切换器选择后的视音频信号送入电视发射机上运行播出。

信源的质量是安全播出非常重要的环节，一旦信源丢失则将造成无图像无伴音的停播事故，CYK-401AV视音频智能切换器具备四路视音频输入，一路视音频分配输出，切换后三路视音频输出（其中两路音频为平衡输出，一路非平衡输出，第一路具有断电直通功能），具备手动/自动选择功能，手动情况下可通过按键切换输入通道，自动情况下自动切换到有信号的通道。输入输出信号5个独立的视频及音频丢失报警功能（继电器触点方式），通过检测同步信号和黑场情况判断视频信号的有无。每个输入通道可独立地设置音频故障切换门限及故障状态延时时间门限，具有设置参数断电保存功能，故障切换延时门限可任意设定（视频丢失无延时）。

信源处理系统不仅为发射机自动选择状态正常的信号，同时也为视音频工作站提供了所需视音频信号。

3.4视音频工作站和电视信号解调器

本地与远程监视监听是以视频处理工作站为核心，它的主要功能是采集处理多路视音频信号分析处理，音频以动态柱形图的形式叠加在图像上，其功能包含视音频信号质量判别报警等。

系统为每套发射节目提供了4个视音频信号作为监测对象，包括1个主信源图像、2个备信源图像、1个射频解调图像，4个伴音信号以动态柱形图的形式叠加在视频图像上。射频解调视音频信号来自CYK-404TV电视信号解调器，该设备通过无线开路信号接收并解调出4路电视节目的音视频信号功能，每路输出的节目频率通过RS422接口设定。设备工作原理为：采用4块PHILIPS高频头，通过51单片机控制。

4　无间隙更新改造组织设计

为了保障在更新改造过程中不影响电视发射机的正常播出运行，我们详细了解学习了自动化集成监控系统组成的原理和施工流程，制定详细的施工方案和应急预案，制定操作步骤，时间进度和各项安全措施。根据新旧系统组成原理和差异，及施工需要与运行设施隔离，施工用电与播出用电分离的施工规范要求。首先，我们设计了一套临时播出环路，完全隔离独立于两个有待施工改造的系统（见图3）。

图3　临时播出环路

先单独增设一路供电线路用于以上设备的供电，利用现有两路微波及卫星信号源送到视音频切换器做主备信号选择后送到发射机激励器B，完成临时播出环路，使电视节目正常不间断播出运行。

随后，我们开始对电视机房控制室的设备进行逐一拆除，清理掉地沟内废弃联接线缆，重新铺设接地系统，铺设架空抗静电地板。并重新设计安装供电系统，见图4。

图4　监控室供电系统图

供电系统由1个总开关和6个分路开关组成，按设备使用功能类型分成控制桌、微波信源、光纤信源、调频信源、电视信源、备用电源6个供电回路，外加2台UPS不间断电源，所有电源插座都带有独立开关，这样有利于各模块的技术维护。

本次改造又增添一路光纤网络信源，整个集成监控系统各设备和过桥线安装连接完成后，可先将光纤信号连到视音频切换器的信号输入端第一路端口，经切换器主路输出连到电视发射机激励器A输入端口，整个系统环路初步连接完毕。之后分别对各个模块进行运行测试，整个系统运行正常后，可在例行检修时间内把发射机运行播出状态从激励器B切换到激励器A，如此，光纤信号经更新后的自动化集成系统送到发射机运行正常播出。之后，拆除临时播出环路，把微波信号，卫星信号分别接入视音频切换器信号输入端第二路、第三路端口，备路输出连到激励器B输入端口。最后，整套自动化集成监控系统按设计预案完成施工改造，运行正常，各项指标达到要求。

福建省广播电视传输发射中心105台电视机房在不间断播出的情况下，整个系统无间隙接入运行播出，开创了本台重大工程项目无需向广电总局申请临时停机、审批备案就可以如期完成竣工验收的先例。为广电系统的工程项目改造留下了宝贵的经验。保障了广播电视信号安全优质播出，实现了广播电视安全播出工作始终坚持的不间断，高质量、既经济又安全的总方针。提高了广播电视安全播出水平。

[1]林晓斌.中波广播发射台监控管理集成系统的设计与应用研究[D].泉州:华侨大学,2012.

[2]吴志勇.河南省骨干发射台远程管理监控系统[J].广播与电视技术,2013(7).

[3]韩海霞.浅析内蒙古广电局841台广播电视安全播出自动化远程监控管理系统[J].内蒙古科技与经济,2012(3).