淮安广电机房信号质量监测管理信息化系统开发

摘要:在淮安广电的运营过程中,对监测的信号质量管理是机房值班的关键环节之一。为了实现机房信号质量监测管理,该文讨论了信号质量监测管理系统的结构功能的设计,研究了机房设备运行监测中的关键技术,分析了该系统如何使用灰关联分析算法,实现影响信号质量主要因素的选取,从而使相关人员有针对性地进行设备的科学维护,提高值班效率。

关键词:机房管理;值班监测;信号质量;灰关联分析

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)01-96-02

Development of Signal Quality Monitoring Management Information System in Huai'an Broadcasting Television Machine Room

BAO Li-wei

(JSCN Huai'an Branch, Huai'an 223001, China)

Abstract: In the process of operating in JSCN Huai'an branch, one of the key sections is the management of monitoring signal quality. To realize the management of monitoring signal quality, this paper presents the structure and functions of signal quality monitoring management system as well as the research of key technology unit in monitoring. It also shows how the system uses the algorithm of grey relation analysis to realize the select of the signal quality core value. Consequently, it will lead relevant and scientific equipment maintenance to improve the efficiency on duty.

Key words: machine room management; monitor-on-duty; signal quality; grey relation analysis

1 概述

目前,江苏省广播电视信息网络股份有限公司淮安分公司(简称淮安广电,下同)提出并实现“两个转变”:模拟向数字电视转变、事业单位向企业单位转变。“两个转变”给公司提出了新的要求,使其面临着更加先进技术理念的挑战、更为激烈的市场竞争,同时也为企业在新技术领域内取得更好的业绩、更快的发展提供了机遇。要使淮安广电在激烈的竞争中占有一席之地,取得更大的效益,就必须努力从提高监测信号的质量这一关键环节入手。

2 系统结构及主要功能

淮安广电机房信号质量监测管理信息系统由值班人员交接班登记、权限管理、监测数据及告警管理、日志管理、主要因素评定以及一些预留扩展接口(包括绩效量化评定,访问其它系统模块等)六个部分组成,如图1所示。其中,监测数据及告警管理和主要因素评定是体现整个系统监测信号质量得以完善维护的核心部分。限于篇幅,以下仅对这两个部分的实现进行讨论。

2.1 监测数据及告警管理设计

在值班过程中,相关人员按时检查各个设备在前端网管系统中显示的数值以及报警信息,在相应的页面中导入监测数据,并保存到相关数据表中。值班人员确保各种设备相应的监测数据定时正确地导入并保存;同时,系统在其告警界面中存储机房设备响应告警内容。所有记录的数据经过汇总将形成日志,归入日志管理部分。

系统采用定时提醒机制,以每日值班向江苏省广电汇报本机房及各县区机房信号质量情况的三次汇报时间为基准,分别在汇报时间的15分钟前、5分钟前和准点三个时间点以示提醒。监测数据及告警管理流程如图2所示。

2.2 主要因素评定设计

对机房里的视听信号构成影响的因素有多种。例如信噪比(SNR),此项指标以重放信号的额定输出功率与无信号输入时系统噪声输出功率的对数比值分贝(dB)来表示,信噪比越高表示信号传输质量越好。因此,信噪比可用作反映机房信号质量好坏的一个重要指标。

各种因素对信噪比的影响程度也不尽相同。一般来说,在机房值班中,可选出以下在不同程度上直接或间接地对信噪比数值产生影响的因素:可监控的温度、UPS峰值电压、电流;以及不可控的线路质量、结构、布局等。当上述可监控因素值超过规定的数值时,虽然系统会报警,然后值班人员会对其做校正或进行故障的排除,但是无法了解这些非正常的因素会对信号质量造成多大的影响。换句话说,值班监测人员无法分析影响信号质量的矛盾的主次性,这样的监控和预防也是消极的。[1]因此,根据总体目标,对机房信号进行监控并做出信号质量分析时,目的是要找出这些可控的主要因素,抓住主要矛盾,有针对地尽量降低主要因素对广电网络信号的影响。

3 关键技术设计

本文所开发的信号质量监测管理系统具有如下设计特点:使用灰关联分析模型实现影响信号质量可监控主要因素的选择。下面将介绍该模型的设计方法。

3.1 算法设计

灰关联分析是一种排序分析, 目的是定量地表征某个系统内各因素之间的关联程度, 以便揭示出灰色系统的主要特征。[2]影响信号质量的主要因素分析实际上也是一种决策分析,目的是从已知推得未知,属于灰关联分析的一种。灰关联分析中的一个重要概念是关联度,后者是表征事物之间、因素之间关联性的量度。[3]通过计算因素间关联度的大小及关联排序,可以明确地知道影响信号质量因素间关系的密切程度。

关于灰关联分析法模型的建立,通过对算法模型各要素的分析,根据机房设备运行的实际情况,做出相关初始定义如下:定义信噪比(dB)作为评价信号好坏的“系统主行为”;[4]定义温度(℃)、输入电压(V)、输出电流(A)等作为“影响系统主行为的有效因素”。

3.2 算法实现

灰关联分析计算步骤如下:

1)确定母序列和子序列:

母序列是由系统主行为构成的时间序列,用{X0(j)}j=1,2,…,N表示;子序列为由影响系统主行为的有效因素构成的时间序列,用{Xi(j)} i=1,2,…,M,j= 1,2,…,N表示。

2)将上述的母序列和子序列表示成矩阵形式,形成矩阵:

其中:

X0j――系统母序列j= 1,2,…,N;

Xij――系统子序列(i=1,2,…,M,j= 1,2,…,N)。

3)将矩阵X中的各数据序列进行初值化处理:

初值化处理是指对一个数列的所有数据均用它的第一个去除,从而得到一个新数列的方法,用公式表示为:

式中:

Xij――矩阵 中的原始数据;

Xi1――矩阵 中第 行第1列的数据;

Xij'―― Xij初值化后的数据。

将矩阵X中的各数据序列按照上式进行初值化处理后,形成新的矩阵X':

4)求出矩阵X'中子序列与母序列之间的时间序列差,计算公式为:

5)求两级最小差和两级最大差:

6)求关联系数Lij:

其中ρ为分辨率,取值在0至1之间,一般取0.5。

7)计算关联度γi:

8)关联度分析:

即对计算所得关联度进行排序,分析各子序列与母序列的关联度大小。

3.3 计算结果

现利用灰关联方法进行分析。本文选取近一月(09年11月1日至11月30日,每5天取样)监测取样数据作为灰关联分析数据,分析这半年内温度、输入电压及输出电流对头端某端口信噪比的影响度。系统使用Delphi编程语言进行仿真。分析数据如表1所示。

按照上述步骤进行编程计算,最后得到温度的关联度γ1=0.7383,输入电压的关联度γ2=0.6967,输出电流的关联度γ3=0.7017。对γ1、γ2、γ3进行关联排序,得γ1>γ2>γ3,说明对头端的信噪比影响最大的是温度,其次是输出电流,最后是输入电压。这与设备运行的情况是基本相符的:设备运行对温度较为敏感(原则规定为15℃至30℃),输出电流次之,而对于数值较高的输入电压(220V左右)来说则可以忍耐相对的小幅变动。这对于值班管理人员是一个重要信息引导,即应首先密切注意温度变化情况,采取相应的措施调整机房空调及设备风扇的运行。

4 结束语

广电机房信号质量监测管理信息化系统以信息技术为支撑,实现了信息流的集成和信息的共享,并利用信息化技术改变了传统的机房值班管理模式。由于系统采用了选取影响信号质量“主要因素”的思想,使得值班工作人员从维护角度上来说加强了针对性,从而有效地降低了成本,提高了值班效率,增加了企业效益。

参考文献:

[1] 吴晓琳,余俊濠,陈大为.质量控制与技术测量[M].南京:东南大学出版社,2001.

[2] 易德生,郭萍. 灰色理论与方法[M].北京:石油工业出版社,1992. 49-110

[3] 姬长生,张幼蒂.矿山生产成本的灰关联分析[J].中国矿业大学学报,2000,29(1):48-51.

[4] 王娟.基于自适应控制的生产成本信息化系统的设计与实现[D].南京:东南大学自动化学院,2007.