【精选】高山无线发射台站智慧运维管理系统设计

杨镜卉，郑平，杨健 大理州苍山电视转播台

第一作者简介：

杨镜卉（1978—），女，白族，中共党员，云南大理人，本科学历。1999年毕业于云南省广播电视学校，2000年至今一直在大理州苍山电视转播台工作，现任大理州苍山电视转播台副台长。多年来主要从事高山广播电视台站无线发射、远动控制，以及电力系统等广播电视基础设施设备的维护和抢修抢险工作，其间多次参与完成了本台站发射机、天馈线、微波链路、远程控制系统重大升级改造项目。

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引言

为确保广播电视安全播出，无线发射台站正加速数字化和IP化改造，并建立自台播出监控系统。虽然解决了部分自动化问题，但早期的系统侧重于节目播出监测，缺乏设备运维和管理功能，智能化程度低。随着物联网、云计算、大数据和人工智能等技术的发展，无线发射台站正在向智慧化转型。通过融入这些技术，自台播出监控系统实现了节目播出、发射设备、信号链路和动力环境的统一管理。结合故障定位和智能预警，创造出一个全方位协调、判断、指挥、组织、管理和控制的“智慧大脑”，这是智慧化台站转型的最终目标。

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项目实施背景

大理州苍山电视转播台是全国知名高山无线发射台，负责中央、云南省、大理州共33套广播电视节目转播。播出机房在大理古城，发射机房在海拔4092米的苍山小岑峰之巅，环境恶劣。为保障节目安全播出，技术维护人员轮流值班，工作强度大、成本高。2019年，台站启动“三化”美丽台站建设，通过技术改造提升播出质量的需求迫切。结合实际情况，台站计划开展智慧化改造，力争2-3年内实现“有人值守，无人值班”，提升播出质量和运维效率。

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建设目标

2.1 台站现状

大理州苍山电视转播台通过2路光纤和2路微波备份传输信号至4092发射机房。现有节目监控系统实现远程开关机、自动倒换备用发射机等功能。4092发射机房有安防视频监控系统，监控视频光纤回传至山下播出机房。但自台播出监控系统智能化程度低，数据零散，业务监测系统互不联通；运维全依赖人工经验，4092机房交通不便，维护耗时长、效率低。

2.2 建设目标

智慧运维管理系统建设采用“前期搭建，后期实施”策略，计划用2-3年实现全台智慧运维目标。目标为构建以自动化监控系统为基础的全方位广播电视播出智慧运维管理系统，包括发射机监控、节目内容监测、节传链路监测、环境仿真及电力链路监测、机房入侵监测、链路设备故障诊断、音视频比对、播出业务管理、设备生命周期管理、资产管理、人员管理、数据统计分析、播出态势感知、智能预警等功能，以提升台站运维智慧化水平。

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建设方案

3.1 总体框架

系统遵循全局一张网原则，在两机房建设4092发射机房监测前端和全局统一远程集中监控系统。4092监测前端采用嵌入式设备，采集数据回传至山下播出机房统一远程监控系统。该系统全面监测台站播出业务，具备告警预测、态势感知、设备生命周期管理等功能。4092监测前端设备采用移动端巡检，部署无线局域网，张贴唯一编号二维码，技术人员可通过微信小程序完成设备巡检、查表、维护和查询记录。

图1 智慧运维管理系统架构图

3.2 4092发射机房监测前端

4092发射机房采用Arm Linux操作系统和原生C/C++开发的监控软件，联合发射机控制器等设备，实现发射机、机房环境、入侵监测等数据的集成、转发、分析和认证。嵌入式设备脱离计算机工作，降低维护成本。每个频点发射机对应一套采集控制器，实现自动开关机和备用发射机切换。采集控制器采用主备热备份，确保监测功能不受影响。地处苍山国家地质公园，为保证设备安全，建设入侵监测系统。在机房关键区域安装双向语音远程对讲摄像机和红外探测传感器，侦测异常入侵并触发报警，消息推送至山下监控管理系统。

3.3 古城播出机房远程集中监控系统

4092发射机房监测数据通过光纤通道传回大理古城播出机房，由统一远程综合监控系统进行集中监测与展示。同时，在云平台上部署智慧安播运维系统，对节目流数据、发射机实时指标、动力环境实时监测数据、节传链路设备监测数据、实时告警数据等进行统计、分析、存储、展示，实现分布式计算与大数据分析。

3.3.1 统一远程集中综合监控系统

1.发射机监控模块：对电源、控制电路、放大电路、冷却系统等进行监测和告警，自动记录数据，具备定时手动/自动开机、遥控升降功率等功能。

2.电力监测模块：采集台内变配电设备状态数据，提供配电健康度监测，故障时发出报警信号，采集电压、电流等参数。

3.环境监测模块：实时展示发射机房温湿度、烟感、水侵传感器数据，设定报警门限，超过门限值时报警。

4.机房入侵监测模块：通过红外探测传感器、安防摄像机实现全天候视频监控，具有越界报警及报警联动录像功能。

5.节目多画面监测系统模块：对广播、电视节目进行音视频层面监测，包括黑场、静帧、彩条等。

6.防错播插播音视频比对模块：对播出信号进行内容一致性比对，电视节目采用视频指纹特征值算法，广播节目采用时域频域比较。

7.节目传输链路全景监测模块：提供业务逻辑可视化功能，实时展示节目传输链路运行状态，支持链路二级拓扑展开，异态报警，快速定位故障点。

3.3.2 智慧安播运维管理平台

1.集中存储和管理各类播出安全相关数据，通过数学算法处理，得到态势值。采用层次分析确定权重，提取关键指标，形成全台态势感知，以提升播出质量和降低停播风险。

2.构建事故和报警数据库，分析播出异常原因，统计事故原因和易发时段，通过算法挖掘关联规则，指导管理者调整播出策略，避免安全事故。

3.数据建模和分析，全生命周期管理设备，展示各节点信息，评价设备健康度，提供维修资金申报和采购、成本节约建议。

4.动态监测和在线诊断发射机运行指标，发现故障点，提高故障排查效率，构建开放式诊断算法模型和可扩展专家库模块。

5.铁塔实时监测，分析健康状况，构建风险判别方法，实现铁塔承载性能预警，确保铁塔安全状态。

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结束语

随着信息智能化建设的推进，高山无线发射台站亟需顺应潮流，根据实际情况进行智慧化升级改造。改造过程中，应确保设备及子系统接口顺畅，并预留已有规划子系统的接口。优先采用国产化设备，以降低安全风险。

end

参考文献

[1]陈功, 孟繁博. 广电无线发射台智慧化发展新模式思考[J]. 中国广播电视学刊, 2019(5): 15-18.

[2] 黄培建. 发射安播业务智慧化的具象思考和技术实践[J]. 广播与电视技术, 2021, 48(5): 129-133.

[3] 林基斌. 乌海广播发射中心台运维监测平台智能化升级设计[J]. 数字传媒研究, 2020, 37(9): 52-57.

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