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廣播電視監測系統在電視發射臺的應用

文章來源:五年飛飏之創新之源(上) 發布于:2012-09-13 閱讀:9270次

  引言
  在當今時代,廣播電視行業技術迅猛發展,廣電網絡日益擴大,隨著廣電系統產業化管理及商業化運營,建立標準、高效的廣播電視監測系統,成為廣電行業各級部門的共同追求。科學規劃廣播電視監測網,加快廣播電視監測網的建設,實現廣播電視節目全方位實時監測,提高廣播電視節目安全播出質量,是廣電系統“十五”計劃的明確目標之一。
  廣電系統的監測工作是廣播電視管理及安全播出的有效手段,一直伴隨廣電事業的發展而發展,隨著電子技術、信息技術的日益更新,廣電監測的手段也不斷進步,從單純依靠人的視覺和聽覺進行監測的落后方式,逐步發展到利用計算機技術的監測儀器進行自動化監測。
  建設一套功能完善的廣播電視節目播出監測報警系統,實現廣播電視節目播出的自動化監測報警,進一步降低廣播電視發射臺的播出故障率,提高廣播電視節目的播出質量,是我們廣電發射系統多年來夢寐以求的。
  本文通過臺州楓山電視發射臺多頻道(率)廣播電視節目播出監測報警系統的建設應用,提出一種適合單點廣播電視發射臺廣播電視節目信號播出監視(聽)的綜合監測報警系統,并對其主要技術進行了討論。
  一、臺州楓山電視發射臺的現狀及對節目播出監測系統的需求
  (一)臺州楓山電視發射臺現狀
  臺州楓山電視發射臺位于東徑121度26分17秒、北緯28度40分11秒的臺州市中心楓山頂上,海拔162米,發射塔高68米。擔負著浙江之聲102.1MHZ1KW、浙江交通之聲93MHZ3KW、浙江城市之聲101.7MHZ3KW、臺州新聞廣播98.7MHZ3KW、臺州交通廣播102.7MHZ3KW、臺州音樂廣播100.1MHZ3KW等六套調頻廣播節目,中央一套29CH1KW、中央七套47CH1KW、浙江衛視9CH100W、CMMB44CH1KW、臺州電視公共頻道17CH1KW等五套電視節目的無線覆蓋任務,是臺州市的主要發射臺。這11套廣播電視節目播出設備分設在4個機房內,值班人員難以監察到所有設備的運行情況,存在安全播出的隱患,建設一套能夠集中監視(聽)所有節目播出情況的監測報警系統勢在必行。
  (二)臺州楓山電視發射臺廣播電視節目播出監測報警系統的基本功能需求
  1.能直觀監視每個電視頻道的播出圖象質量和伴音音量。
  2.能直觀監視每個廣播頻率的聲音指示,包括測量調頻廣播的調制度。
  3.能全屏收看(聽)所監視的任一電視頻道節目。
  4.通過切換能收聽播出的任一廣播頻率的節目。
  5.系統軟、硬件應達到CMMB的接收要求,實現對CMMB發射機運行狀況的監測。
  6.廣播電視發射機播出過程中發生的異態(如電視發射機發生載波停播、圖像靜止、伴音停播、測試信號等,廣播的音頻停播、載波停播等),均能自動報警,方便值班人員確認異態原因的故障點。
  7.系統應留有擴展容量。
  二、廣播電視發射臺節目播出監測系統的設計
  (一)系統設計原則
  該系統設計堅持“可靠第一、使用方便、經濟合理”的原則,具有實用性、規范性、可靠性和開放性;確保整個系統穩定可靠,并具備良好的整體升級、擴展能力。
  可靠性:保證系統的高可靠性。不會出現因系統單點故障,造成整個監測系統無法使用的現象。
  實時性:保證系統能實時的反映發射機運行情況。
  開放性:系統選用的軟硬件均選用成熟的國際通用產品,數據傳輸采用國際標準的TCP/IP協議,并提供開放式的接口。
  實用性:全面分析未來需求與現有條件,充分考慮當前功能要求與整體人員技術素質,力求實現系統建設與使用的同步,使集成開發的系統充分滿足需求,并且易于操作、維護。
  規范性:符合國際、國家及部門和地方有關標準規范等,適應實際情況,確保各系統組成部分間的協調一致、兼容配合。
  經濟性:具有最佳的性能價格比。
  可維護性:系統可操作性強、界面友好、易于使用和推廣。
  (二)設計依據
  ●電視發射臺主要設備配備標準及技術要求;
  ●調頻廣播發射機技術參數和測量方法;
  ●廣播發射機或廣播發射機系統實時監控接口標準;
  ●電視發射機技術要求和測量方法;
  ●安全防范工程程序與要求;
  ●電視系統視頻指標;
  ●電器裝置安裝工程線路施工及驗收規范;
  ●IEEE802.3U100BASE-TX快速以太網接口標準;
  ●視音頻編解碼標準-視聽對象的編碼;
  ●電磁兼容試驗和測量技術;
  ●信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法。
  (三)系統特點
  該系統針對11部發射機無線接收監測系統進行系統集成(實際可監測8套電視、8套廣播)。將發射機自動控制、信號自動監測、環境監控三部分設計一個平臺進行操作;實現監測信息全部實時監測。
  1.系統具有先進性、開放性
  系統采用第三代網絡監測技術,不僅適用單個機房的獨立監測管理和實時監測,也適合多個機房的集中監測。B/S架構的軟件可以實現跨平臺操作。系統具有開放性、可擴性、兼容性和靈活性的特點,能適應產品的升級換代。
  2.模塊化設計
  系統采用模塊化設計,各個模塊之間既相互獨立又能無縫集成,根據用戶的實際需要可以像搭積木一樣靈活配置,而且各模塊之間不會相互影響。
  3.可擴展性
  系統留有聯網功能,根據需要可實現多級監測。
  4.操作簡單,維護方便
  系統軟件從使用者的角度考慮進行設計,用戶只要有一定的計算機基礎,只需少量或無需培訓,就可以很熟練的使用該系統管理軟件。
  系統設有智能的容錯機制,一旦用戶操作失誤還可以導入原來的設置,恢復到發生錯誤以前的狀態。支持對核心硬件設備的遠程維護功能。
  5.系統抗干擾性強
  整個系統和相關設備在設計時應充分考慮抗干擾性和穩定性的要求,使之能夠滿足發射臺的環境要求。
  (四)信號監測功能描述
  1.實時節目監測:系統采用1塊大屏幕顯示,通過計算機多畫面合成技術將發射臺播出信號合成。
  2.報警信息顯示:全部報警均由計算機完成自動語音報警。
  電視發射機報警信息:頻道名稱、載波、伴音、靜止畫停播信息;
  廣播發射機報警信息:載波、音頻停播信息;
  3.實時監聽:點擊每路節目監聽按鈕,可對電視伴音和廣播進行監聽;
  4.多畫面同屏顯示:主控界面中,每組16路畫面(有8套電視、8套廣播供選用)同時顯示在同一屏幕上,任何一路節目的監視窗口還可放大到全屏,并單獨監聽節目伴音;(一臺多畫面顯示服務器可支持兩組16路顯示);
  5.OSD字符顯示:16個小畫面中每個小畫面均可疊加字符,顯示頻道信息(如國標頻道號、頻道名)、對應的場強數據、各種報警信息(如視頻丟失、音頻丟失、載波故障、音頻停播、圖像靜止、彩條停播、黑場、藍卡等故障)等;
  6.UV指示:使用疊加在畫面邊緣的實時變化的彩色指示條指示伴音電平大小;
  7.硬盤錄像:根據用戶設置,系統可提供兩種硬盤錄像方式:按時間段設置定時自動錄像、故障時段錄像,從而可靠記錄用戶最關心的時段內或故障發生時的電視節目的播出狀態,值得關注的是本系統可實現對故障發生前30秒的錄像,真正記錄故障發生前后的狀態;
  8.靜幀檢測:系統具有準確的靜幀檢測功能,可以及時發現圖像靜止故障;
  9.黑場檢測:系統特別提供了準確的黑場檢測功能,故障區分更細致;
  10.藍卡檢測:對前端播出系統中自動出現的藍卡測試信號進行偵測;
  11.彩條檢測:對前端播出系統中自動出現的彩條測試信號進行偵測;
  12.頻道范圍:系統監測的頻率范圍為49.75MHz—863.25MHz,涵蓋57個標準頻道和37個增補頻道,也可以包含用戶自定義的非國標的頻道。
  三、廣播電視多畫面服務器的應用
  (一)廣播電視多畫面服務器介紹
  廣播電視多畫面顯示系統主要應用于多頻道廣播電視電視節目多參數的實時監測、報警、多畫面顯示,并且能夠有效防止不法信號的侵入,為機房數字監播提供綜合解決方案。該系統能精確可靠的實時監測多路CATV/AV信號中各頻道的載波、圖像和伴音信號。
  (二)廣播電視多畫面服務器特點:
  1.可同時顯示電視節目和廣播音頻節目(音頻矢量圖方式)。
  2.傳統的電視監看電視墻是由電視監視器或電視接收機構成,而“SEATV多畫面顯示系統”是由多畫面處理設備和大屏幕顯示設備(一般為大屏幕的液晶監視屏)兩部分構成;可全面取代電視墻,可支持32路電視節目上屏需求(雙顯示方式,每路顯示16套節目)。
  3.與傳統的電視墻監測方式相比,該系統主要有以下明顯的優點:
  (1)省空間:多畫面顯示服務器目前可以處理32路視音頻信號,將這么多路的視音頻信號集中顯示在兩塊液晶屏上(該服務器提供雙顯服務和單顯服務,具體顯示模式可由用戶自由選擇),所占據的空間小;而傳統的電視墻要顯示32個畫面將占用很大空間。
  (2)輻射:傳統的電視墻使用模擬監視器,電磁輻射量很大,對于長期從事電視行業的相關技術人員相當有害。使用液晶顯示屏后,輻射量相對很小,對人體的損傷要小得多。
  (3)耗電量和發熱量小:使用液晶電視監視眾多的節目信號。傳統的電視墻一路信號配置一臺監視器或電視接收機,較多的監視器就造成發熱量和耗電量的大大增加,使機房中配置的空調和配電的容量也大大增加。本系統硬件采用了最先進的硬件技術,徹底解決了大容量視頻采集硬件的發熱問題。
  (4)優秀的監視效果:采用先進的MPEG-4壓縮格式(H.264算法)文件存儲比傳統方式更小,圖像還原清晰。
  (5)監視信號可靈活調整:各頻道的畫面大小、位置均可以任意調整組合。在一個大畫面多個小畫面組合顯示時,不用改動設備的接線就可以方便的調整主畫面顯示的信號頻道,而這對于傳統的電視墻或多畫面分割器來說是不可想象的。
  (6)集監視與監測功能于一體:除了可以直觀地看到顯示信號內容的文字提示、通道信息、信號質量、音量幅度外,還可以監測視音頻信號的有無、是否發生靜幀、黑場等。所有的監測信號都能自動以聲音報警的方式提醒用戶,把報警信息紀錄到數據庫。用戶可以方便地查詢報警的歷史數據。
  (7)時鐘顯示:系統可以顯示模擬或數字鐘。所有的時鐘信號和標準時鐘信號同步。
  (8)多屏統一控制:當需要監視的信號多時,該系統硬件支持網絡多級級聯,通過一臺控制機可以控制任意一臺多畫面處理器的顯示。實現了分布式顯示存儲,集中管理查詢。
  (9)高可靠性:采用符合工業標準的工業控制計算機作為計算平臺,滿足24小時不間斷運行的要求。
  (10)操作方便:充分考慮到液晶電視屏通常與控制主機相隔較遠這一特點,用戶所有的操作都在控制主機上完成。
  四、系統設計框圖和工作原理
   
    
   
   
     發射臺廣播電視節目播出監測報警系統的工作原理:
  1.開路天線從空中接收RF信號,通過分配器分出兩路RF信號。一路分配給廣播接收機,另一路分配給多路電視解調器。(廣播為8路接收機,電視為8路解調器,可根據其實際情況選用)。
  2.廣播RF信號通過廣播接收機解調后將音頻轉換為MP3/WAV格式通過以太網交換機傳輸到視音頻矩陣服務器。由視音頻矩陣服務器的VGA輸出接口送到顯示屏上。
  3.電視RF信號通過多路電視解調器解調后輸出A/V信號,由視音頻矩陣服務器中的視音頻采集卡完成對視音頻文件的采集,由視音頻矩陣服務器的VGA輸出接口送到顯示屏上。
  4.客戶端PC主要完成對廣播接收機和多路電視解調器的頻率設定和對視音頻矩陣服務器畫面顯示方式的統一管理。
  五、該系統在實際應用中的表現
  臺州楓山電視發射臺廣播電視節目播出監測報警系統投入運行以來,系統運行穩定,視、音頻質量基本滿足監視(聽)要求,各種報警功能反映靈敏可靠,從而有效地提高了我臺安全播出的系數,同時也減輕了值班人員的工作量。
  系統在試運行期間,我們對各種測試值的誤判率作了統計,結果如下:
    

  由于電視發射臺發射設備眾多、發射功率大,各頻率之間的相互干擾再所難免(如在我們楓山電視發射臺內手機都無法正常使用),如何進一步提高該系統的抗干擾能力是值得研究的一個新課題。
  〔發表于《視聽縱橫》(技術版)2009年第4期(總第107期)〕

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