调频广播、电视发射台自动化监控系统实施方案

0 引言

调频广播、电视发射台自动化监控系统实施方案是以国家广电总局《无线台站全台自动化建设实施指导意见》为标准，以《广播电视安全播出管理规定》（简称62号令）为指导，以自动控制、通信网络、计算机、传感器、视频处理等技术为手段，以“有人留守，无人值班”为目标，建设一个自动化水平高、系统运行安全可靠、满足分层管理需求的发射台（站）自动化系统，确保安全播出、提高工作效率和管理水平，为发射台和各级管理机构提供一个先进的综合管理平台。监控系统包括信源自动处理系统、信号监测系统、发射机自动处理系统、环境监测系统、电力监测系统、台站视频监测系统、短信报警系统组成。

1 第一部分：信源传输与调度

通过智能应急切换器，将来自于光端机、卫星接收机、微波等传输路由的信源信号进行统一管理，当主路信源中断时，自动切换到备路信源；智能应急切换器可设置优先级别，当信号恢复时自动切换到优先级别；通过智能应急切换器AES/EBU输出接口或模拟输出接口，将信源信号送至发射机。

数字/模拟智能应急切换器输入端每路均带有模拟预监接口，因此，信号监测不需另加分配器及解码器。所有输入数字/模拟信源信号通过智能应急切换器预监接口，将信号送至视音频监测服务器，对每一路信号进行监听监看录音。也可通过视音频网络设备将信号转换为IP信号，由交换机通过网络远程传输到省局机房。

对于模拟电视信源的传输调度，采用智能应急切换器，当主路信源中断时，自动切换到备路信源；可设置信源优先级别；具有旁路直通功能；具有手动/自动及远程遥控、监测报警功能。

2 第二部分：信号源及信号流程监控子系统

本子系统实现对信号源及开路的播出信号进行监听监看，可将信号的视音频数据、报警信息传送到平台以供其它子系统进行台站级别数据备份及报警，并且报警能够实时传输到省中心监控室，呈现在中心监控室的台站GIS图上，同时具有声光提示。能对各路输入信号源视音频信号进行记录保存，并且具有历史记录查询回放功能；信源记录保存系统出现故障时，不影响台站本地视音频监控工作站的实时监听监看。

本软件系统主要用于多路视/音频进行同步监测与报警，主要功能如下：

多画面实时监测：可同时对多路视/音频信号以及视频信号进行实时监测，视/音频采用多画面分割显示，音量柱同步叠加，音频采用音量显示；支持FM/TV节目混合配置；支持双屏不同内容分配显示，方便用户进行节目扩展；自定义循环监听功能；可以针对重点节目实时监测、对普通节目轮巡监测，实时和轮巡的节目画面显示互不影响。可以将单节目放大到全屏，同时监听同期声。

故障报警：提供无视频信号，无音频信号，静帧，黑屏、音量过高、音量过低报警功能；提供标题闪烁、语音报警、窗口提示等多种报警方式；提供监测项延时报警设定功能，满足灵敏度差异与客户定制需求。

录音录像及数据备份：系统可实现全程录音录像存储，保存时间一个月以上；系统可以对指定节目进行时段或触发录像；可同时对所有监测节目进行同步触发报警录像以及报警预录和报警恢复录像功能，并生成数据库记录，以备事后查询，回放；提供报警录音、录像拖放回放功能，方便用户定位节目播放位置；对报警录像列表和系统日志提供导出（EXCEL文件），打印功能；采用了磁盘预分配、延时写入等实用技术，提高了存储的稳定性。录像文件可以通过数据库进行检索，支持远程访问并下载。

系统设置：提供自定义画面切分显示模式，最大限度满足客户画面分割定制需求；提供切分窗口自由拖动功能，方便用户调整节目显示位置，用户可自由拖放视频窗口调整播放位置，并且提供全屏播放功能；提供多种组合查询方式方便用户检索录音文件；支持FLASH时钟显示功能，用户可自定义时钟风格；提供7x4分时段监测功能，方便用户自由设定监测时段；提供4：3/16：9自适应分辨率切分显示功能。

支持本地/远程监测、监看、监听的功能；报警能够及时传输到中心监控室，呈现在中心监控室的台站GIS图上，同时具有声光提示；能对各路输入信号源视音频信号进行记录保存，并且具有历史记录查询回放功能；信源记录保存系统出现故障时，不影响台站本地视音频监控工作站的实时监听监看。

配备多路广播电视接收机，可对开路信号进行监听监看，并实时监测场强。

预留数字接口：配合各种监测板卡，可完成对IP、ASI、DVB-T、DTMB、AES/EBU等信号的监测。

3 第三部分：发射机监控子系统

广播电视发射台监控系统主要功能如下：

发射机系统状态的监测。自动监测发射机系统运行状态，实时监测、记录各参数量值（包括模拟量和开关量值）。

本地/远程自动开/关机。按各频率每周播出时间表，定时（或随时）开机、关机。

手动/自动倒备机（预留接口）。当发射机故障达到倒备级别时，启动天线控制模块，实现主备倒换。

根据不同用户的权限实时控制发射机各种操作。系统可分多个不同等级分别给以不同权限，每人可以自己设定密码。

报警。系统具有比较完善的报警功能，本地采用声、光报警方式。系统通过GSM手机模块，自动根据技术人员值班表给当班技术人员和预设名单发送中文短信息，提示机器发生故障的情况。

数据统计及报表生成。自动生成各类报表，自动进行故障记录、维修记录、检修记录、指标记录、交接班记录等。报表可根据需要打印。

远程访问及控制。各级领导、主管部门或用户可远程登陆查询数据、了解设备运行情况、分析判断故障原因。

3.1 软件架构

本系统软件采用多层C/S+B/S混合结构设计，实时监控软件采用C/S+B/S混合结构，实现各项数据采集，发射机控制，多客户端监测，并将采集的数据及其他工作数据上传到管理中心；远程管理系统软件采用C/S+B/S混合结构，在这种结构下，用户不仅能浏览发射机各种数据，还能实现远程通讯，发射机远程控制等功能。这是一种全新的软件系统构造技术，成为当今应用软件的首选体系结构，数据安全性和数据的一致性都比较好。

3.2 软件功能

3.2.1 系统参数设置

设置前要运行用户验证，只有授权的系统管理员才有权限进行设置。

在系统运行之前，必须对所监控的发射机进行配置与管理，设置发射机对应通讯端口，描述发射机名称、节目名称、IP地址等情况。设定发射机各种参数名称、参数度量单位、校正参数、显示量程参数、报警参数与报警延时参数、开关机时间、检修日开关机时间、倒备机延时参数、发射机远程遥控开关、升降功率等，根据不同发射机实际情况完成设置。每台发射机最多可监控30项指标。

3.2.2 发射机工作状态监测

（1）监测开机、关机完成或失败状态。

（2）监测发射机控制模式：本地手动、本地自动、远程等。

（3）监测发射机故障状态。

（4）主备机工作状态。

（5）发射机功率监测。

3.2.3 发射机运行参数实时监测

监测指标显示：表格动态显示、柱形图动态显示、实时动态曲线显示等。超过参数门限值，以声、光、图形、颜色变化等方式报警。主要监测参数可自由选择组合。光标移动至节目标题处时，可显示发射机厂家、联系人、电话等信息。调频默认显示参数为每个发射机的发射功率计频偏；电视默认显示参数为发射功率及同步信号。

以下是发射机监测的基本参数，具体以发射机提供的通讯协议为准。

（1）监测发射机整机状态及参数：频率、输出功率、反射功率、驻波比、运行时间统计、发射机射频输出切换开关状态、调制度、主电源过压、外部连锁、门连锁、工作电压、工作电流等。

（2）监测发射机冷却系统：监测冷却风机状态、监测液冷发射机出/入液体温度等。

（3）监测激励器的状态及参数

模拟电视及调频广播：监测激励器工作状态、监测输入信号状态、监测激励器输出功率。数字电视：监测激励器工作状态、监测监测ASI输入码流状态、监测单频网适配器状态及参数、监测激励器输出功率等。

（4）监测功率放大器的各级、各模块的电压、电流等状态及参数。

3.2.4 发射机控制功能

1）自动/手动开关发射机

用户可自行设定时间表，实现发射机自动开/关机功能；也可视操作需要，发射机即时开/关机、手动开/关机。

不同发射台的发射机配置是不一样的，本系统的发射机配置软件可以很方便地实现发射机增加或参数修改，根据向导提示依次填写相应的内容即可。

2）发射机主机、备机自动倒换

软件可设定发射机自动主备机倒换条件，达到倒备条级别时，发射机采集控制器启动天线控制模块，实现发射机自动主备倒换；系统也可以手动启动发射机主备倒换操作。

本次投标系统已预留自动倒备机接口，用户需要时，只需配备天线倒换器，即可实现主备自动倒换。

3）发射机升降功率

系统支持遥控升降功率。值班人员可通过授权在发射机虚拟控制面板上点击按钮实施操作。

4）发射机故障复位

系统可通过发射机虚拟控制面板，遥控实施发射机故障复位操作。

5）发射机分级开机

系统可通过发射机虚拟控制面板，遥控实施发射机高、中、低功率开机操作。

6）校准发射机系统时间

由于硬件的差异，每台计算机的时钟各不相同，如果不进行校时，将会导致整个软件的时间不准确。在监控中心安装GPS网络校时系统，通过TCP/IP计算机网络对发射台的每一个设备进行精确校时，使发射台内各个设备不因电子晶振误差导致开关机时间和数据记录时间等出现误差。

考虑到经济性、便利性和安全性，让每台计算机独立授时是不切实际的。较为合理的做法是：在组成TCP/IP的计算机网络中利用GPS专用接收机建立时间服务器，网内的其他计算机与时间服务器保持同步。

3.2.5 报警处理

发射机各参数超过门限值，系统立即进行报警，同时显示下位机的日、时、分、秒等信息。当发生较为严重报警时，软件会主动向监控中心同时进行远程报警。软件提供多种报警方式：短信、加入报警事件记录列表、监控画面相关图元的变色与闪烁、声光、警铃警灯、语音等。短信报警系统需要一个串口来完成短信报警任务。短信报警是将报警内容通过短信方式发送给相关人员，根据报警的级别，用户可以预设接受人的手机号码，最多可设置十个，用户可以预设报警信息的文字内容，也可随时编辑报警信息。一旦有报警信息，报警器将按预设的手机号码顺序逐个发送，同时服务器自动将报警信息记录在报警信息历史记录里，供管理人员随时查询。软件将对以下故障产生报警：

（1）整机报警和记录：各参数门限值越界、整机过载及保护、输出功率超限等；

（2）激励器报警和记录：输入信号有/无（模拟电视）、ASI输入码流中断（数字电视）、MIP丢失（数字电视）、ASI-SPI时钟失锁（数字电视）、时钟参考源失锁（数字电视）、RF失锁（数字电视）、本振失锁、主备互锁等；

（3）功放报警和记录：功放过载、功放过激励、功放过热等；

（4）冷却系统的风机故障、温度、液位等参数越限报警及记录等。

3.2.6 数据查询

按时间段、按发射台查询发射机参数历史数据，画出曲线图，查询结果可以导出pdf和word格式文件。根据指定的格式进行统计分析和打印报表，可灵活设置各种选项。可进行日报、周报、月报、季报、年报。报表包括指定时段、指定频道或两者组合条件下的停播次数，停播时间，劣播次数，劣播时间等统计信息。

可查询每个频道的故障类型、开始时间、恢复时间、故障持续时间等。报表显示内容含台名、机号、频率/频道、异态类型、异态开始时间、异态结束时间、异态持续时间等。故障类型、起止时间、频道或节目名称等进行组合条件查询，可自动播放查询出来的各时段音视频节目或各个节目循环播放。

以图形、曲线、柱状图等直观形式表示数据、参数、状态的变化情况。

报表生成：系统根据用户的需求，按照资料的类别，自动生成各种类型的报表，可对报表进行预览、编辑、打印。可以对一段时间以来监测参数进行统计并形成报表，以便进行工作总结汇报。支持定时报表生成，支持EXCEL和WORD格式生成报表。

3.2.7 播出统计管理

发射机播出记录数据是在监控系统的采样过程的过程中自动生成的，播出统计则是对播出记录数据的计算。发射台可依据本台的要求，输入待统计的节目标识和统计时间段（可任意组合的有效时段），系统将对发射机播出记录作统计工作。例如：所有发射机的播出月统计、所有发射机的播出季统计，这些统计自动形成统计记录，与播出记录数据一样，存档并可查询和打印。

4 第四部分：电力监控子系统

电力监控子系统主要实现发射台内各种变配电设备状态数据的采集并进行集中显示；当设备出现故障时，实时显示设备的故障类型，并发出报警信号；对发射台内各种变配电设备的工作状态和操作进行分类统计，生成日报、月报和年报等统计报表。变配电设备主要包括变压器、高压开关柜、低压配电柜、稳压电源、UPS和柴油发电机组等。本次方案主要实现对稳压器、发电机的监控。今后如果用户需要，随时可方便快捷的、低成本的进行系统扩展，实现本子系统其他设备的监测及UPS、低压配电柜、柴油发电机等设备的控制，以及供电链路的全方位监测。

4.1 设备监控

4.1.1 UPS监控

1）实现对UPS的输入、输出电压、电池工作参数、频率，负载等电源信息的实时监测。

2）实现即时显示UPS工作信息，记录电源事件。

3）实现UPS的定时开关机。

4.1.2 变压器监测

实现对变压器电压、电流、温度或瓦斯等的监测。

4.1.3 高压开关柜监测

1）监测进出线回路的电流和电压。

2）监测有功（无功）功率。

3）监测开关状态及合闸弹簧状态等。

4.1.4 低压配电柜监控

1）监测低压配电柜进线的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数频率等。

2）监测低压配电柜分配回路的熔断器、断路器、接触器、热继电器等状态。

3）根据需要完成各开关和接触器的控制。

4.2 系统特点

结构合理：分层分布式智能结构，整个系统层次清晰、结构灵活、实用性强、扩展方便、性价比高。

组态和调试软件：用户可以通过软件方便地实现硬件配置、数据库生成和修改、流程编制、参数设置、报警定义等组态工作。

开放式系统：便于功能和硬件的扩充，能充分保护用户的投资。分布式数据库及软件模块化、结构化的设计，使系统能适应功能的增加和规模的扩充。

扩展灵活：系统的软硬件均采用模块化设计，可依据用户配电系统实际规模、电力监控类型等实际需求灵活配置，并留有充足的备用和可扩充容量，该系统还能与调度系统联网通讯，实现更高层次上的扩展。

4.3 系统功能

1）系统设备运行过程的运行参数的采集、处理；

2）系统设备运行过程的安全监视和实时报警；

3）主设备运行状态的监视和主要设备遥控控制；

4）电力系统运行参数测量、显示：相电压、线电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、总有功电量、频率等；

5）UPS系统检测：电池组总充放电压、充放电流等，UPS系统主机工作运行状态检测等；

6）运行日志、电能量、故障次数、操作次数的统计和报表；

7）主设备参数设置及修正；

8）系统故障在线诊断。

5 第五部分：环境监控子系统

发射台是个环境特殊的场所，由于气流及设备分布的影响，温度值会有较大的区别，应根据机房的实际面积，加装温度测量仪，监测机房内的温度。离子型烟雾探测设备，适用于安装在少烟、禁烟场所，用来探测烟雾有无，当一定量烟雾进入烟雾传感器的反应腔，烟雾测量仪发出声光警报，并向采集器输出告警信号，通过能够准确地检测到烟雾，为火灾预防和早期发现提供帮助。

在机房设置温度、烟雾测量仪及水浸传感器，在中控机房可通过网络显示出发射机房环境各项参数的实时监测。将无人值守站点的温度、烟雾测量仪及水浸传感器联接到环境参数监测仪上，通过统一的接口与平台进行数据交换，同时可以随意设定各类传感器的报警门限，在中控机房可通过网络显示出机房的实时温度、烟雾、水浸等情况，当指标越界时报警。这些功能都在监控软件中实现。用户还可以通过软件方便地实现硬件配置、数据库生成和修改、流程编制、参数设置、报警定义等组态工作。

中控机房计算机可通过网络对异地的空调与照明设备进行开关，能把机房内的环境温度和空调设定温度传输给中控机房计算机并调整空调温度，超出预设告警温度，进行紧急报警显示，停电来电自动启动；

6 第六部分：安防视频监控子系统

视频监控平台具备丰富的管理功能、稳定性和安全性，系统采用集中监控软件平台进行管理中心的构建。视频监控软件是一套分布式监控系统，系统可对本项目所有类型的前端设备进行集中式管理。集中监控软件主要采用分布式的分级管理的模式对前端的监控点进行统一监管，以控制单元为单位。

台站能够实现如下功能：

结构配置功能：根据需要进行控制单元和区域的配置，并将资源在此进行合理分配；

用户管理功能：用户组和用户的添加、用户组相关权限的分配；

报警联动管理：对各种报警事件进行布防时间、联动动作的配置；

录像计划管理：对需要录像的监控点进行录像计划的配置；

设备状态查询功能：可对当前所有前端设备的在线状态和工作状态进行查看；

日志维护、校时时间设置：对日志的维护时间、定时校时时间进行配置；

预览功能：对其监控点图像进行实时预览。可进行预览抓图、云台控制、视频参数调节、即时录像、违规日志记录、即时回放、电子放大操作；

回放功能：包括前端设备录像回放和集中存储服务器录像回放；

电视墙控制功能：对电视墙进行图像上墙或者图像轮循的控制；

报警联动控制功能：包括报警联动弹图像、报警联动语音对讲、报警联动声音、报警联动报警输出控制、报警联动电子地图热点闪烁等方面；

分组轮循功能：在控制客户端可进行监控点分组配置，并可根据监控点分组进行图像分组轮循预览；

云台控制功能：对云台图像可进行方向调节，云台摄像头的相关参数调节等。

7 第七部分：报警管理

本平台报警管理子系统可根据不同报警源提供分级告警能力，用户可根据监控需求针对不同告警源设置告警等级，从而为用户差别决策提供支持，提供多种报警方式，如：机房声光告警、短信通知，弹出窗口，语音，界面元素闪烁等多种展示方式。

7.1 信号源告警

针对信源切换提供了数字音频信号电平过小、信号失锁、CRC校验错误、奇偶校验错误报警。

针对信号源监测需求我们提供了无音频信号，音量过高、音量过低、二路音频不相同等故障进行实时监测报警。同时对异态信号进行触发录音/录像并且支持前后15秒预录功能；信源告警软件设置界面如下。

7.2 发射机故障报警

整机报警和记录：各参数门限值越界、整机过载及保护、输出功率超限；激励器报警和记录：输入信号有/无、本振失锁、主备互锁；功放报警和记录：功放过载、功放过激励、功放过热；冷却系统的风机故障、温度、液位等参数越限报警及记录。

7.3 环境、电力等告警

针对环境温度、烟感、入侵，市电异常等提供报警，对机房监控设备提供模拟量跃限与状态量报警，用户可任意选择所关心的监测量进行告警启用与门限设置。

7.4 报警信息管理

平台告警信息全部保存在本平台数据库中集中管理，以备用户进行后期数据分析与查阅，子平台的告警数据实时上传到上级管理平台并存储，从而实现平台数据级联共享。

8 第八部分：安全保障及干扰、雷击

为有效保障远程监控系统安全性、容错性等，针对系统可能出现的电脑死机、报警模块软件死掉、网路断路、声光报警显示设备故障等网络系统软、硬件问题，以及计算机、网络设备使用环境的状况，我们采取以下措施来保障系统安全正常运行：

1）电脑死机时通过服务器硬件支持实现自动恢复功能；

2）平台软件本身无应答，平台通过看门狗软件能够自动恢复；

3）利用系统软件对网路进行通路故障检测功能，网路连接不正常，系统会通过多媒体手段进行提示工作人员；

4）对受控设备进行自检功能：

采集终端的嵌入式系统软件采用相关的处理算法及抗干扰措施，通过软件滤波、剔除野值等算法来提高系统的抗干扰能力，使得采集的数据能准确反映发射机运行状态。

使用防电磁干扰、抗雷击产品。我公司生产的产品，全部具有光电隔离、防浪涌等保护措施；通过使用电源防雷器、天线防雷器、网络防雷器、防雷接地等技术手段，使我们使用的网络设备、计算机、服务器、视频监控设备、信号接收设备等免遭感应雷击。

规范的防电磁干扰设计、施工工艺、措施：发射机房工作环境十分恶劣，各种电磁干扰的存在，给计算机网络系统设备、控制系统的正常工作造成了许多问题，干扰可能影响系统信号，致使控制精度降低、丢失现场监控终端设备内部数据、机器误动作，严重时甚至会使系统失去对过程的控制，造成损失和破坏。因此，在系统设计、施工开始时，就必须将各种可能的干扰考虑到，采取相应的抗干扰措施，即对系统采取电磁兼容性设计，以消除或减少干扰，使其能在其所处的电磁环境中正常工作。

9 第九部分：设备管理子系统

平台具备完善、安全、高度可定制的设备管理功能，系统将设备的所有信息，包括存储的相关故障信息封装成组件，供使用人员随时调用。

组态化软件支持用户角色定制，当设备升级、更换或者添加时，只需更换相应的设备组件并进行简单配置即可使之进入软件平台正常工作。

平台数据管理中心为用户进行设备参数配置、报警门限设置、用户权限管理、服务授权管理等一系列配置操作提供了便捷的可视化日常管理接口，同时针对客户端UI（用户界面）的定制需求提供专属的组态设计工具软件，从而为客户提供美观、专业、个性化、艺术级HMI（人机界面）程序。

10 第十部分：信息子系统

安全播出预警系统是接收和反馈省局调度指令和预警信息的重要信息终端，可对重要通知、紧急信息进行和实时显示。

LED信息系统能够实现对LED显示屏的本地和远程控制，信息能够呈现于LED显示屏显示。功能主要实现从信息编排，审批，中心服务程序自动生成每天的信息播放列表，通过中心下发到对应的分组终端设备，并由控制系统在有效时段内于LED显示屏循环滚动播出。

LED预警信息系统，所有的数据来源可与省广电局的数据库对接，系统实时采集并传输到屏实时显示，当前时间，预警信息，实时的滚动文字信息，最新的重要的信息、通知、欢迎词等图文信息。

信息接收终端通过遥控器操作，主要功能：

（1）支持移动、联通、电信GSM网络，能够通过短信网关实现对手机终端的信息。

（2）通过号码或地址设置可实现中心平台对预警信息接收终端接收范围的限制，确保仅接收确定的对象发来的信息和指令。

（3）支持通过短信代码、网络接口或串口对预警信号接收终端进行运行参数设置。