地面数字电视自告警系统设计与实现

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摘要：本文介绍设计的地面数字电视台内自告警方案，实现对台站内地面数字电视信号源、播出信号和发射机播出功率的监测报警。详细阐述了方案功能、方案架构和工作原理。

关键词：自告警；信号源；发射机；播出信号

一、引言

目前，广西广播电视技术中心所辖广播电视无线发射台除中波台和部分乡镇发射台外，均已完成中央广播电视节目无线覆盖工程的地面数字电视广播系统建设。根据技术中心要求，“有人留守、无人值班”的一二级发射台站，数字电视播出监控除了建设远程监控系统外，需同步建设完善的台站内自告警系统，作为远程监控系统的有效补充，以提高数字电视播出监测能力，保证远程监控系统故障时依然能对数字发射机的运行和播出情况进行实时有效预警，提升安全播出保障水平。本文基于河池二五〇台地面数字电视信号源、播出信号和发射机监测需求，设计台内自告警系统。

二、功能分析

台内自告警基于实现对台站内数字电视发射机的播出功率、信号源和播出信号进行监测以及故障报警而设计，使用的技术方案应该与远程监控系统不同，其运行具有独立性、稳定性和可靠性。河池二五0台目前播出两个频点的数字电视节目，共发射播出十二套中央电视节目和两套广西电视台节目、两套河池市电视台节目。台内自告警系统需实现以下功能：1.监测信号源和播出信号无音频、无视频故障时，启动声光告警；2.监测信号源和播出信号视频静帧故障时，启动声光告警；3.发射机播出降功率故障时，启动声光告警；4.信号源和播出信号显示于监视屏幕。

三、架构设计和工作原理

根据功能分析，台内自告警架构设计包括信号源、播出信号监测架构和发射机播出降功率声光告警两个部分。信号源与播出信号监测架构如图1所示。图1信号源与播出节目监测架构图高斯贝尔GC-1803B型多路数字电视解码器，具有3路ASI输入、1路IP输入、2路DTMB射频输入接口，可从各个输入流中，选择多达8路透明数字电视节目进行解码，输出模拟AV和ASI信号。方案设计选用两台该型设备，一台使用ASI或IP输入接口完成对信号源解码，输出8路AV信号（编号①~⑧），送至后续设备对信号源信号进行监测和预警。信号源可从信号源台站三层交换机取IP数据流或从数码视讯IP复用器取ASI数据流。另一台使用DTMB输入接口，开路接收发射播出节目的射频信号，解调输出8路AV信号（编号a~h），送至后续设备实现播出信号的监测和预警。由于GC-1803B解码器无法解码台站播出的全部16套数字电视节目的信号源和播出信号，设计中选取每个发射频点的至少各两套信号源节目和发射播出节目进行监测。如果条件允许，可增加解码器，实现对台站全部播出节目的监测。选用16路HC-SL型海康威视网络硬盘录像机实现对数字电视信号视频静帧故障告警。该型设备具有移动侦测报警功能，即启用此功能的通道监测到视频画面移动时，可触发报警信号量输出闭合开关量。为实现视频静帧告警，如图1所示，需要在报警信号量输出接口增加一个继电器和时控器。当视频发生静帧时，报警信号量输出接口断开，继电器常闭点闭合，若此时为时控器设置的监测时间表内，AV220V电源将通过时控器启动声光报警器，实现视频静帧告警。相反当检测到视频移动即电视视频信号正常时，报警信号量输出接口闭合，继电器常闭点断开，声光报警器不报警。选用8路音频视频功率报警器实现监测信号源、播出信号无音频和无视频告警。该设备通过监测视频无同步头，音柱无摆动或无音频等方式监测节目。如图1所示，当监测节目无音频无视频告警时，通过报警输出接口启动外接的声光报警器。监测时间表可以在设备内，针对每一个通道分别设置。选用多画面分割器实现监测信号源和播出节目显示于监视电视屏幕，该设备与监视电视通过VGA线连接。发射机播出降功率声光告警设计如图2所示。台站当前配备1KW德芯数字电视发射机，该设备本身引出发射机状态和参数采集接线柱，如图2所示的发射机接线柱。图中输出功率检波电压和反射功率检波电压为直流电压值，其值随发射机播出情况变化。利用此检波电压与电压比较器的基准电压作比较，实现发射机播出降功率声光告警功能。发射机播出功率低于其额定输出功率值的60%左右时，启动发射机声光自告警报警器。其工作原理是当发射机功率为额定输出功率值的60%左右时，通过调节可变电阻Rw，使得声光报警器处于启动临界点，取此时的输出功率检波电压值作为基准电压，然后恢复正常播出功率。当发射机发生故障导致播出功率检波电压降至临界点以下就会启动声光报警器。选用KG316T微电脑时控开关时控器设置监测时间表，监测时间按表内，时控器开关闭合，220V交流电源通过。反之，监测时间表外，时控器开关断开，声光报警器无工作电源。为便于区分不同监测节目、发射机产生的告警，方案设计中选取多种发光颜色和声音的声光报警器对应不同的告警源。

四、功能验证

台内自告警系统需实现无音频、无视频、视频静帧和发射机降功率故障启动声光告警功能。功能验证测试情况如表1所示。

五、结束语

设计的台内自告警方案独立于远程监控系统，选用设备和技术可靠、稳定。全区地面数字电视节目播出试运行已有一段时间，发展和完善台内自告警建设是提高安全播出保障水平的重要举措。文章通过简述设计的方案，希望能抛砖引玉，为完善台内自告警系统建设提供更多借鉴。

作者:吴建宾 韦选平 潘国胜 蒙权 单位:广西广播电视技术中心河池分中心