智慧化台站建设经验浅谈.pdf

36广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期智广电慧1 引言河北省广播电视三七发射台（以下简称“三七发射台”）根据台站具体情况，结合长远发展目标，从 2020 年开始进行智慧台站的建设。三七发射台以智慧化为手段，通过提升设备监测、日常运维和机房管理水平，实现科学运维、规范管理，以技术手段解决需要投入大量人力的问题。本文从智慧化台站建设过程的设计思路、施工工艺和机房建设的完善规划等 3 个方面进行介绍，希望可以为播出机房的建设提供有益的参考。2 设计思路为保证台站智慧化建设落地有效，首先应明确目标。三七发射台的核心任务是安全播出，台站智慧化建设就是提升设备和系统的可靠性和稳定性，依靠智慧化和自动化降低人力劳动强度，进而实现减员增效的目的。根据这一思路，台站从改进机房环境、改造供配电和综合布线、优化自动控制系统等 3 个方面进行落实。（1）设备运行环境是播出安全的基础，优质的环境可大大降低设备的故障率，同时也可延长设备的工作寿命。台站计划对机房制冷系统、围护结构等进行改造，达到提升改进机房环境并节能的目标。完成建设后，还需要增加动力与环境监测平台，可以远程监测温湿度、电流电压等数据，达到节省人力的目的。（2）可靠的供配电系统为机房提供了基础保障，根据发射机和控制系统配置情况，台站对配电系统进行了调整，确保主用系统和备用系统使用不同配电柜。同时，对线路进行改造，将原来全部线缆改为架空布设，并实现强弱电分离。（3）在基础建设完成以后，需要对控制系统进行优化。台站将原来 2套 5+1 自动倒备系统调整为 3 套 3+1和 1 套 1+1 系统，简化了逻辑判断，提升了可靠性。同时，为确保信源的正确，增加了音频对比监听系统。3 智慧化台站的施工建设根据设计思路，台站在改进机房环境、改造供配电和综合布线、优化自动控制系统等 3 个方面，分别做了以下工作，以确保设计落实。3.1 机房环境3.1.1 值班室的改造在进行台站智慧化建设以前，播出楼三楼为调频机房，二楼为电视机房，一楼是低压配电室。因模拟电视关停，二楼电视机房大部分设备已经停用，只保留了 1 套地面数字电视节目。一楼低压配电室为无人值班机房，根据相关要求，没有与其他设备工作在同一房间。此次改造的主要目标是调频机房。调频机房占用播出楼的三楼，约240m2，大部分空间用于摆放发射机；在西南角使用隔断建设值班室和库房，信源设备和控制系统设备均放置在值班室内。因人与设备工作在同一房间，且值班环境嘈杂，严重影响了值班员的身心健康。为解决上述问题，台站合并了调频机房值班室和电视机房值班室。因模拟电视关停，二楼值班室只承担了1 套地面数字电视的播出任务，故将值班室进行改造，实现调频和电视的智慧化台站建设经验浅谈步登举 河北省广播电视三七发射台赵亚男 河北广播电视台摘要：本文介绍了智慧化台站建设的设计思路，并结合具体的施工，详细介绍了为实现智慧化台站的建设所采取的各种改进的措施。通过智慧化台站的建设，河北省广播电视三七发射台基本实现了既定目标，提升了保障水平和效率，并在此基础上，提出了下一步完善的措施，为彻底实现“有人留守、无人值班”的目标提供可能。关键词：发射台 智慧化台站建设 设计思路 实施方法 完善措施37智广电慧广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期联合值班。调频机房的监测用服务器依然放置在三楼，在二楼值班室加装客户端实现对三楼服务器的监测。3.1.2 制冷系统的改造三楼调频机房层高为 5m，吊顶高度约为 3.5m，有 10 扇窗户 4 扇门。机房制冷使用风机强制排热风。存在的问题包括机房处于负压状态，粉尘、柳絮等杂物被吸入机房，继而附着在发射机等设备上；在雨季，雨水、雾气等被从各处吸入机房，严重影响设备安全；冬季开大风机温度过低，不开大风机热量聚集，设备寿命大幅降低；夏季空调使用量大，能耗高，且不稳定。为解决上述问题，我们做了以下2 项工作。（1）设置了新风系统。为解决负压问题，设置了有三级滤尘装置的进风机和排风机。进风机摆放在机房的 4 个角落，将出风口设置在发射机附近，单机最大进风量为 4000m3/h；排风机吊顶安装，单机最大进风量为5000m3/h。这样的设置保证了机房正压，同时大幅提升了机房洁净度。（2）增加了部分空调。为确保制冷效果，增设了 3 台 5P 空调，保证了制冷效果，并留有一定的冗余。3.1.3 机房结构的改造台站对机房进行了密闭改造。为进一步提升机房洁净度，对所有窗户和部分门洞进行了封堵，粉尘和柳絮等杂物进入机房的量大幅下降。同时，由于机房进行密闭改造后，不再受热辐射的影响，使得夏季空调启动率下降，进一步实现了节能的目的。为此，台站计划以后全部使用空调制冷，在冬季使用技术手段，将机房余热送至生活区使用，达到提升生活区舒适度、减少机房粉尘，并节省能源的目的。3.1.4 动环平台的搭建为实时掌握机房动态，搭建了动力与环境监测平台（以下简称“动环平台”）。同时，在动环平台上进行了二次开发，熟练掌握了平台的使用。动环平台监测的内容包括温湿度、电流、电压、水浸、红外等。根据工作需要，温湿度设置的点位分别是微波机房、播出楼三楼（原调频机房）的各个进出风口、发射机周边、低压配电室及室外等区域，这实现了播出区域的全覆盖。电流、电压等电力数据，一部分使用传感器监测，经编码后传送至动环平台；还有一部分使用通信协议读取配电柜多功能表的数据，对数据进行筛选后，送至动环平台。为确保网络安全和稳定性，将动环平台迁移至电视制作中心的私有云上，通过 VPN（虚拟专用网）进行访问和控制，并设置权限等级。在使用过程中，可以通过手机应用或电脑端软件进行访问，实现了机房动态的实时掌握，并大幅提升了便捷性，节省了人力投入。3.2 供配电系统电力是播出的基础。三七发射台配备有 2 路电力专线，并配备了 2 台备用柴油发电机组。现存的问题包括因各个频率上线的时间不同，发射机配电的时间也不同，使得配电系统更新有所滞后；主用发射机和备用发射机使用同一配电柜；机房空调配电盘电力来源单一，存在安全隐患。另外，电力线缆使用年限较长，强弱电同时布置在地沟内，信号干扰、维护不便等问题也较为突出。为解决上述问题，对配电柜配置和综合布线进行了改造。3.2.1 配电柜配置为确保电力供应可靠，每部发射机使用的配电柜均设置了 2 路输入，分别是 UPS 电源和直通电源，可以实现自动切换功能。根据控制系统的规划，发射机倒备控制系统为 3 套 3+1 和 1 套 1+1。为确保某个配电柜出现故障后，节目不停播，需要将 3 部主机和 1 部备机分别布置在不同的配电柜上。为此，另增加了1部配电柜，共计4部配电柜，从而保证 3+1 系统的各个发射机均在不同的配电柜上。新的机房设计对空调和新风系统提出了更高的要求，空调和新风配电盘也需要及时更新。空调盘的配电来自一楼的低压配电室，且只有 1 路，因此对空调和新风的配电盘进行了更新改造，增加了 1 路直通电的输入，保证了空调和新风系统的电力供应。3.2.2 综合布线机房综合布线包括电力线、控制信号线、光缆等。早期的设计是所有的线缆均布设在地沟内，随着频率频道的增加、控制系统的升级，线缆越来越多，地沟内线缆层层叠加，使得维护和更换的难度不断加大。同时，还存在水浸、鼠害、火灾等安全隐患。为彻底解决上述问题，台站将所有线缆改造为架空布设。使用吊装的方式，在机房安装了组合式双层铝合金桥架，电力电缆布设在上层，信号线和控制线等布设在下层，实现了强弱电分离。所有线缆使用压线板排列整齐，分层编号，大大方便了线缆的查找，提升了排障的便利性。同时，还排除了地沟内水浸、鼠害、火灾等安全隐患。38广播电视网络 2023 年第 7 期 总第 403 期智广电慧3.3 控制系统三七发射台使用的控制系统分为发射机倒备控制、音频信号监测等，此次建设将各部分进行了升级。3.3.1 发射机倒备控制发射机倒备使用的是 N+1 自动倒备系统，10 个高频频率分 2 组，每组5 主机 1 备机，主用发射机故障后，可自动倒备用发射机播出。在使用过程中，有时会出现主机功率误报警、发射机倒备误操作的现象。分析原因，发现是 5+1 自动倒备时，需要判断的参数数量偏大，为此，将 倒 备 系 统 改 造 为 3 套 3+1 和 1 套1+1 自动倒备系统，简化了逻辑判断，提升了可靠性。完成改造后，发生误报警和倒备误操作的现象大大减少，系统的可靠性得到提升。3.3.2 音频对比监听平台升级改造前，使用的是音频信号监测平台，包括 3 路信源监测和 1 路空收监测，当主用信号丢失后会自动倒用备路信号，且信号切换器具有断电直通功能。存在的问题是当信号质量变差或错播以后，无法报警，空收信号质量较差，经常误报警。为解决以上问题，台站将音频信号监测平台进行了升级改造。首先，增加 1 个音频对比监听平台，以主用信号为基准，对备用信号、空收信号进行对比，当信号波形超过规定范围以后，发出报警提示，人工确定信号是否正确。另外，对空收信号取样进行改造，在硬馈上增加取样点，与原空收信号并行，解决了空收信号质量差、经常出现误报警的问题。3.3.3 流程监测系统在智慧台站建设前，三七发射台没有设置流程监测系统，信源、射频等的监测均是依靠静态图片实现。此次，台站增加了播出系统的流程监测系统，将信号从进入播出楼开始，到发射机、天馈系统结束，进行了全流程的监测，各节点上的设备信息可以编辑、存档等，实现了在用设备信息化、流程监测动态化。3.3.4 控制系统运行环境控制系统、信源系统等对工作环境有着更高的要求，在值班员撤离机房后，台站为控制和信源系统的设备提供了专用工作间。工作间使用的是微模块一体柜，一体柜有独立的动环监测平台，并内置了不间断电源、空调、空气内循环、消防报警等设备，为控制和信源设备提供了稳定的工作环境，降低了故障率，并延长了设备寿命。4 机房建设的完善计划在完成前期基础建设后，三七发射台计划继续完善配套设施和远程监测与控制，实现“有人留守、无人值班”目标。具体工作包括如下 5 个方面。（1）根据广播电影电视建筑设计防火标准中 7.3.4 的规定，应该在机房安装气体自动灭火系统，为无人机房打好基础。（2）更新部分老旧的设备，包括发射机、卫星接收机、控制系统设备等。（3）将机房服务器、监测设备等接至综合楼，实现播出、监控、消防等联合值班，节省人力，提升效率。（4）完善机房制冷系统，计划以水为媒介，将机房热能送至生活区，进一步提升机房环境并改善职工生活环境。（5）将播出系统的报警信号推送至留守人员的手机端，实现远程监测，播出系统发生故障后，可以及时发现并处理问题，实现“有人留守、无人值班”的目标。5 结语三七发射台经过智慧化建设，优化了播出设备的工作环境，提高了设备的可靠性和寿命，长远看节省了资金、降低了机房运维的难度和成本。通过控制系统的升级，提高了发射机倒备系统的可靠性，在使用的过程中，控制系统误报警、误操作的概率大大降低，安全播出保障水平得到提升。通过监听监看系统的改造，实现了插播错播的智能识别，实现了从依靠人力监听到“以技术为主，人工为辅”的值班方式的转变，大大降低了值班员的压力。在后期的规划中，机房消防系统实现了从依靠手提灭火器灭火，到依靠全自动消防系统的转变，这也是在无人机房的基础上实现的。依靠技术的进步，将播出系统与消防系统、安防监控统一值班，不仅使得值班人员的压力变小，还解决了人员短缺的现实问题。完善机房制冷系统，目的是实现机房的全密闭，将机房的余热以水为载体送至生活区使用，在冬季实现与暖气的并行和补充，在夏季计划使用台站大水柜进行冷却，可以实现机房全年热能有排出渠道，避免室内外空气在交换过程中带来的粉尘、潮气等，同时也大大节省了电费。随着云计算技术、物联网技术的成熟，播出系统上云的可能性在不断增大，机房技术人员通过此项工作，不仅提升了播出的保障水平，还为后期所需要的互联网、云计算等提供了技术储备。RTN