音频应急备份系统（共4篇）
音频应急备份系统 篇1
一西区演播楼概况介绍
安徽广播电视台新中心西区演播楼包括3600平米多功能演播剧场以及2000平米演播厅, 其中3600平米多功能演播剧场定位是以大型电视综艺节目和主题晚会为主, 能够最大限度地满足电视直播和录制的需求, 并能够满足大型舞台剧、歌舞剧、戏剧、音乐会及时装表演功能, 其舞台区可作为单独的演播厅使用, 演播剧场由舞台区和观众区两部分组成, 舞台区宽56m, 深46m, 台上净高27.7m, 观众区宽约30m, 深度38.8m, 舞台建筑台口宽度36米, 高度12米;2000平米演播厅是综合性演播厅, 承担各类高标清电视节目录制和直播任务, 包括大型综艺、时政、少儿、戏曲、游戏等节目。
二音频系统设计思路
1.3600平米多功能演播剧场音频系统设计思路
该系统由数字音频控制系统、扩声系统、音视频信号路由系统、舞台及转播管理系统, 工艺配电系统等组成。演播剧场的混响时间设计值为1.4秒, 观众厅及舞台背景噪声指标符合NR-20标准。系统中配置3个数字调音台系统, 分别为播出控制调音台、现场扩声调音台、舞台扩声 (返送) 调音台。3个调音台既能独立使用也能配合使用, 可以满足各种大型节目的电视直播、录制以及现场扩声的不同需求。三个调音台系统可互为冗余备份及信号交互, 同时, 三个调音位还留有模拟调音台使用的接口。网络音频接口基站分别设置于舞台上场门的信号交换机房、导控室机房、播出控制室、现场扩声调音位、舞台扩声 (返送) 调音位、转播车位等。音响系统的数字调音台与信号传输实现路由的冗余及自动备份。
2.2000平米演播厅音频系统设计思路
该系统由数字音频控制系统、扩声系统、音视频信号路由系统、工艺配电系统等组成。为了实现硬件资源共享, 2000平米演播厅现场仅配置了1套数字扩声调音台系统, 与3600平米演播剧场原有的播控调音台互为备份, 2张调音台各司其职, 可以满足各种节目的电视直播、录制以及现场扩声的不同需求, 与3600平米演播剧场播控数字调音台之间的接口与控制界面做到了无缝衔接, 两张调音台系统可互为冗余备份及信号交互。
3. 资源共享与备份设计
为了实现2000平米演播厅的数字扩声调音台和3600平米演播剧场播控调音台互为备份。话筒信号和线路信号, 无论是取自2000平米演播厅现场, 还是取自3600平米演播剧场四楼音控室, 均能保证扩声信号和播控信号的安全备份传输, 并能备份传输至南北两处转播车信号接口箱, 对先期建设的3600平米演播剧场四楼音控室进行了局部改造以满足使用要求, 扩声信号从话筒采集到扩音要求只经过一次A/D和D/A转换, 系统共用3600平米演播剧场的数字音频同步发生器, 音频数字设备均接入数字音频同步系统中, 确保数字系统的稳定可靠。
为充分利用已有资源, 与3600平米演播剧场资源共享, 在进行系统设计时做了以下考虑:
(1) 音源设计
在3600平米演播剧场四楼音控室内进行音源播放, 音源信号通过1分3无源信号分配器, 将信号送入3600平米演播剧场播控调音台, 同时送入2000平米演播厅的扩声调音台, 满足扩声与播出所需音源的采集需求。音源设备、无线话筒设备及相应的无源信号分配器, 分别集中安装在3600平米演播剧场4F音控室内和2000平米演播厅的现场数字扩声调音台机柜内, 确保了既能在2000平米演播厅的现场采集现场话筒信号和线路信号, 又能在3600平米演播剧场四楼音控室采集共用的无线话筒信号和本地播放的线路信号。
2000平米演播厅内不仅设置了独立的无线话筒系统, 用于一些常规演出或彩排, 还另外设置额外的天线, 覆盖观众区与演区, 天线连接至3600平米演播剧场的无线话筒系统中, 最终满足两个厅房能够共用3600平米演播剧场原有配置安装的无线话筒的使用需求。2000平米演播厅场内话筒/线路信号需要通过1分3无源信号分配器, 将信号送入2000平米演播厅的扩声调音台, 同时送入3600平米演播剧场播控调音台安装在2000平米演播厅的远程接口箱, 满足扩声与播出所需信号采集及备份需求。
(2) 接口箱及备份线缆设计
2000平米演播厅内的数字调音台配置了独立的远程接口箱安装在3600平米播控演播剧场音控室内, 对在3600平米演播剧场四楼音控室播放的信号和共用的无线话筒信号进行拾取, 经过A/D转换后, 采用光纤MADI数字信号格式传输至2000平米演播厅的数字扩声调音系统内。远程接口箱要求不少于48个线路输入、8对AES数字输入、8对AES数字输出、16路线路输出。
3600平米演播剧场数字播控调音台进行扩容和系统改造, 扩充数字调音台远程接口箱接口板卡, 配置充足的物理接口, 用于采集2000平米演播厅话筒/线路信号, 并对2000平米演播厅扩声系统进行备份。为了实现共享与备份, 对数字调音台远程接口箱原有的8路线路输入、8路线路输出、8对数字AES输入、8对数字AES输出, 扩充为24路话筒输入、16路线路输入。3600平米演播剧场数字播控调音台远程接口箱扩容后安装于2000平米演播厅的设备机房内。
2000平米演播厅的现场调音位, 预留备份数字调音台接口及安装位, 当2000平米演播厅要独立使用时, 可对2000平米演播厅音频系统进行备份。为此系统需要在机房与现场调音位之间预留相应的电缆和接口。3600平米演播剧场与2000平米演播厅之间预留64通道多芯模拟电缆, 作为系统应急备份通道使用。
4. 系统组成
根据上述设计思路, 为实现资源共享与备份的目的, 系统的原理图如图1。
三主要设备介绍
1. 调音台
(1) 3600平米多功能演播剧场
播出调音台采用的是STUDER Vista9, 扩声调音台为两台Soundcraft Vi6。话筒/音源信号经无源分配器1分3, 第1路送至播控调音台STUDER Vista9, 第2路送至主扩声调音台Soundcraft Vi6 (主) , 第3路送至备份扩声调音台Soundcraft Vi6 (备) 。三张调音台均能接收话筒/音源信号, 独立调音, 主扩声调音台Soundcraft Vi6 (主) 送出16对AES/EBU信号至音频信号处理器组, 备份扩声调音台Soundcraft Vi6 (备) 送出4通道模拟信号至音频信号处理器组, 播控调音台STUDER Vista9送出4通道模拟信号至音频信号处理器组, 音频信号处理器组通过三个工位的远程应急切换开关控制切换, 选择扩声的信号, 每个切换开关均能独立控制信号的切换, 切换后的信号送至功率放大器组。
播出调音台由台面、DSP机箱、接口机箱组成, 分离式架构, 调音台面、DSP机箱、接口机箱均具备自动倒换的主备电源和冗余设计, 不小于192路全处理通道, 48kHz采样40bit量化, 兼容视频同步、字时钟同步、AES同步等多种同步方式, 不少于1路独立控制的监听输出 (支持5.1格式) ;调音台面包括48个物理推子, 每通道条5个物理旋钮, 5个15"液晶显示屏用来显示所对应通道条的电平及总线分配状态显示, 调音台面增益控制旋钮可以控制接口机箱的话筒前置放大器;控制及中央路由器冗余配置, 各接口机箱至中央路由器的光纤连接为冗余连接, 中央路由器具备光纤MADI (64通道) 端口。
扩声调音台亦是分离式架构, 与播控调音台及舞台区扩声 (返送) 调音台之间的接口与控制界面保持一致, 64输入DSP通道, 每通道须具备均衡, 动态处理功能, 32母线输出, 不少于1路独立控制的监听输出, 40个物理推子, 每个模块对应大尺寸液晶显示屏显示所对应通道条的各种工作状态显示, 48/96kHz采样24bit量化, 内部40bit浮点处理, DSP机箱及中央路由器为模块化架构, 各接口机箱至中央路由器的光纤连接为冗余连接, 中央路由器具备光纤MADI (64通道) 端口。
(2) 2000平米演播厅
2000平米演播厅采用的扩声调音台与多功能演播剧场一致, 为Soundcraft Vi6调音台, 配置与多功能演播剧场的扩声调音台一致。
2. 扬声器配置
(1) 3600平米多功能演播剧场
观众区主扩声扬声器:主扩声扬声器组包括LCR主扩声及拉声像扬声器组。
主扩声扬声器组采用LCR扩声覆盖方式, 其中中央声道独立覆盖全场, 左右声道共同覆盖全场。采用固定安装与流动线阵列扬声器结合的安装方式, 中央声道采用组合安装扬声器组, 暗装在舞台台口上方声桥内, 左右声道采用组合安装扬声器组, 暗装在舞台台口上方声桥内, 流动线阵列扬声器, 吊挂在声桥下方台口两侧。左右声道固定安装扬声器采用与中央声道一样的方式, 同样采用中频号角+高频号角+低频单元的三分频结构。低频单元要求不小于15", 2个可独立控制的通路 (即调音台输出通路) , 3个独立处理的通路 (即处理器输出通路或功放内置DSP通路) 。在乐池上方的两侧, 吊装明挂的线性阵列扬声器, 在电视综艺节目、现场演唱会、摇滚等以电声为主的流行演出时体现良好的现场效果。左右两组扬声器含8只全频线阵列扬声器和2只次低频线阵列扬声器。T台延伸舞台形式观众区扩声扬声器组采用全频二分频扬声器, 暗装在舞台台口上方声桥内, 覆盖T台两侧观众区。
拉声像扬声器组, 在舞台左右台口内各安装一组拉声像扬声器。每组2只全频扬声器。拉声像扬声器组的音质、覆盖范围和功率大小要求能够同主扩声系统相匹配, 达到下拉声像的目的, 2个可独立控制的通路 (即调音台输出通路) , 4个独立处理的通路 (即处理器输出通路或功放内置DSP通路) 。
补声音箱:在固定台口处配置不少于8只全频扬声器, 对前排观众席进行补声并下拉声像。要求能均匀覆盖前排观众席, 无辐射死角。
次低频音箱:在舞台左右台口内各安装一组次低频扬声器组。每组次低频扬声器组至少由2只双18”单元次低频扬声器和2只双15”单元次低频扬声器组成。功率和频率配比应该能同主扩扬声器系统相匹配。
舞台扩声音箱:在舞台内配置固定安装的扩声扬声器, 覆盖主舞台区域及两侧舞台观众区, 用于常态歌舞表演的舞台返送。假台口安装舞台区域扩声全频扬声器不少于4只, 主舞台区域扩声全频扬声器不少于8只, 两侧舞台观众区扩声全频扬声器不少于8只。
观众厅效果声音箱:暗装于观众厅顶部和侧墙的扬声器, 用于演出过程中呈现变化的声像, 产生活泼新颖的听觉效果。在池座布置不少于32只, 2层楼座布置不少于16只, 观众厅顶部布置不少于8只全频扬声器、2只低频扬声器。
流动返听音箱:用于主舞台发生变化时的演员返听和音乐演出时的流动返听, 数量为16只。
(2) 2000平米演播厅
观众区主扩声扬声器:采用LCR扩声覆盖方式, 中央声道独立覆盖全场, 左右声道共同覆盖全场。中央声道采用线阵列扬声器组, 吊挂在台口上方。左右声道采用3600平米演播剧场原有配置的线性阵列扬声器组, 吊挂在台口两侧上方。左右两组扬声器各由8只有源全频线阵列扬声器和2只有源次低频线阵列扬声器组成。
观众区补声扬声器:在台口配置8只全频扬声器和4只低频扬声器, 对前排观众席进行补声并下拉声像。能均匀覆盖前排观众席, 无辐射死角。4只超低频扬声器, 增强低频效果。当演区临时搭建观众区时, 配合演区扩声扬声器对临时观众区进行补声。
演播区扩声扬声器:在演区内配置固定安装的扩声扬声器, 覆盖主演区及因演出需要在演区临时搭建的观众区, 用于常态演出的演区扩声。演区扩声为2组全频线阵列扬声器组, 每组6只全频、3只低频扬声器。在演区栅顶预留充足的扬声器接口点位及吊挂点位, 扬声器组可通过灵活搭配组合, 满足不同节目形式的扩声需求。
流动返听扬声器:用于演区演员返听, 数量为12只。当演区临时搭建观众区时, 配合演区扩声扬声器对临时观众区进行补声。
3. 信号处理器
信号处理器在系统中位于调音台与功放之间, 应具有信号增益、均衡、压限、分频, 延时、分配等功能。
信号处理设备的功能和数量配置应该既能满足对扬声器进行各类参数的控制和调整, 又能满足对扩声系统进行声场的控制和调整。
处理设备要求为数字处理模式, 处理器要求实现远程监控功能。通过该系统, 在任意控制工位可以对设在功放室的处理器设备进行实时监控。
信号处理器也可不依赖计算机独立工作。信号处理器的数量投标人可根据上述扬声器数量、通路要求以及声场控制的要求进行合理配置 (不可少于上述扬声器部分提出的处理通路要求) 。需配置独立的备份信号处理器, 扩声备份控制通道不少于8路。当扩声数字信号链路出现故障时, 备份模拟链路能够自动切换, 保证系统继续运行。
4. 功率放大器
所有功率放大器信号输入端实现数字传输、模拟备份, 并且带有网络监控接口, 可以连成一个网络, 在调音工位能够很直观检测调整功率放大器的工作情况, 实时检测工作电压、输入电平、温度、过载等各种状况, 并具备对过载、过压、过热等故障的自动报警和保护等措施。为了便于对演播厅各个区域声场的灵活控制, 要求负责各个功能区的功率放大器与对应的扬声器组通路清晰、操作方便。功率放大器的数量投标人可根据自己扬声器的功率要求和扬声器部分控制通路要求自行配置。
5. 传声器
2000平米演播厅除了设置少量的独立无线话筒系统, 以用于一些常规演出或彩排, 另外设置额外的天线, 覆盖观众区与演区, 天线连接至3600平米演播剧场的无线话筒系统中, 最终满足两个厅房能够共用3600平米演播剧场原有配置安装的无线话筒的使用需求。
6. 数字同步系统
数字音频系统中需配置数字同步系统, 2000平米演播厅的数字同步系统纳入3600平米演播剧场数字同步系统内, 作为3600平米演播剧场数字同步子系统。2000平米演播厅内数字设备均需接入数字音频同步系统中。数字同步系统具备有主备切换功能, 对3600平米演播剧场拾取2路数字同步信号, 经过2000平米演播厅数字同步信号自动倒换器, 进行主路信号与备路信号的自动切换后, 由分配器分配至所有需要同步的数字设备, 确保数字同步系统的稳定可靠。
7. 其他辅助系统
两个演播厅共享或联通使用的系统还有内通话系统、周边系统、演播室管理系统等, 限于篇幅, 此处不再一一赘述。
四测试与使用
在多功能演播剧场投入使用之后, 系统经过了国家广播电影电视总局广播电视计量检测中心的声学特性指标检测, 检测结果优于《厅堂扩声系统设计规范》 (GB50371-2006) 标准中规定的文艺演出扩声系统一级指标, 测试结果如表1。
自2011年1月16日开始, 安徽卫视2011年春节晚会《盛世欢歌》拉开了3600平米演播厅的使用序幕, 安徽省年度新闻人物、经济人物评选活动;2011年全国文化体制改革工作会议大型文艺晚会《春风颂》;2012年度安徽卫视春节晚会;2012年4月28日, 戴玉强、魏松和莫华伦“三大男高音全球巡演”第三站演出;2012年8月31日“全国质量月”活动启动仪式暨首届安徽省政府质量奖颁奖典礼。2000平米演播厅也制作了大量大型季播综艺节目如《势不可挡》、《全民运动会》等。
五结束语
安徽广播电视台3600平米电视演播剧场及2000平米演播厅音频系统, 实现了同一演播厅内扩声与播控三张数字调音台架构的互为备份, 以及不同演播厅播出调音台与扩声调音台的备份, 实现了资源共享, 满足了各类电视节目多种变化的演播方式和使用需求, 提供了最大的性能和灵活性。为实现电视节目音频信号的安全、可靠、稳定播出做出了成功有益的尝试。
广西电台播出网络应急备份系统 篇2
1 网络结构
我台组建的Air2000应急备份系统, 包括新闻综合广播、交通广播、经济广播、文艺广播、教育广播及北部湾之声六个频道的应急备份播出站、Web服务器、File Streamer流媒体服务器、Net Gap200网闸, 以及在Link2000音频网中提供节目信息同步的摆渡站和提供节目传送的音频制作站组成。
其中Air2000应急播出站用于存储几天的节目音频文件、播出单信息, 保证播出的正常进行;摆渡站完成同步应急播出站和LINK2000主播出站的节目播放状态信息, 为了播出安全, 摆渡站不允许直接访问应急播出站, 而是通过中间的Web服务器和File Streamer流媒体服务器来完成, Web服务器完成播出单数据库的同步, File Streamer则提供音频文件的上传和下载;对于节目制作工作站的节目传送发起, 则通过部署在制作站上的节目传送模块来完成, 该模块不但可以根据播出站的节目单来编排节目, 而且当播出单数据库超时或损坏时, 也可以将音频文件直接传送到播出站, 这样就保证了播出不会受到数据库的影响;Net Gap200网闸是数据在Link2000音频制作网和Air2000应急播出网之间数据传输的安全通道, 提供对数据格式检测、病毒粉碎等功能。
2 系统特点
2.1 稳定的Air2000应急播出站
应急播出站是本系统的核心部件, 作为应急备份系统, 它的设计与除作为通常直播站的稳定性外, 还有以下几个方面特点。
应急播出站首先基于本地播出原则, 即在无网络、单机也能正常工作, 节目的音频文件存储在本地硬盘上, 杜绝因使用共享目录导致病毒的传播, 每个应急播出站的本地硬盘约320G左右, 可以存储2925小时的节目音频文件 (一小时约112MB) , 足够保证本频道的正常节目播出需求。其次, 应急播出站必须同步跟踪主播出站的运行状态, 主播出站上节目发生变化时, 应急播出站需要立即更新该节目。由于主播出站和应急播出系统不在同一个网络中, 节目的同步由摆渡站上的同步模块来完成, 同步模块实时监测Link2000播出单中节目情况和以及节目的播放状态 (手动播放、定点播放) , 通过与应急备份播出系统中的播出单进行比较, 如节目发生变化, 立即通知应急播出站, 保证了节目的同步播出。第三, 应急播出站在数据库发生异常时, 也能正常播出。第四, 应急播出站采用预载技术。即需要提前一定时间 (约30s) 将音频文件预载在内存中, 这样播出站就不会因为硬件资源紧张或繁忙等原因产生播出停顿或停止播放。
2.2 安全的Net Gap200数据通道
为了防止应急备份系统受到病毒的攻击, 在Link2000系统制作的节目通过Net Gap200安全网闸进行过滤, 并传输到应急备份播出站上。
下图是来自于不可信网络的IP数据包, 经过从格式化数据块中提取传输的有用数据进行严格的检查, 仅允许已知的数据格式通过, 对于未知数据格式, 一律拒绝通过, 这样就有效的防止病毒文件或变种文件传输到可信的应急播出站网络中。Net Gap200对于FTP和HTTP协议进行了严格的限制, 即FTP协议传输的S48音频文件数据进行逐帧检查, 而对WAVE格式提供了强大的‘病毒粉碎机’功能, 也就是通过在PCM码上的最低位上进行0/1转换, 粉碎了病毒体, 而几乎不影响声音本身。对HTTP协议也仅支持文本格式SOAP 1.1协议通过, 这样就可以保证播出系统不能通过网络间数据的拷贝等感染病毒。为了提高数据传输效率, 对于从可信网络到不可信网络之间的数据传输, 则采用直通方式, 这样可以为大量用户提供节目审查流畅的服务。
Net Gap200网闸不仅是数据传输的安全通道, 而且高效的传输通道。Net Gap200采用千兆网络接收适配卡, 由于进行了严格数据检查和过滤, 实际传输速度为400Mbps, 即2s~3s左右可以传输一个小时的节目从Link2000制作工作站上传输到应急系统中。
2.3 高效的节目传送模块
节目传送模块负责将编辑制作完成的音频文件 (新闻、节目、广告) 传送到应急播出站上。对于既可以处理单频率播出的节目, 也可以处理几个频率联播节目, 下图是我台早新闻在新闻综合广播、交通广播、经济广播的编排情况。编排人员只要双击本地新节目, 即可自动将节目传送到相应的应急播出站上, 应急播出站收到新节目后, 立即更新播出内容。编辑人员也可以在利用本模块审查播出站上当前的节目。
2.4 近实时的同步节目模块
节目同步模块将Link2000中的播出单和主播出站的播出信息同步到应急播出站中。同步节目模块同时备份6个频道的节目, 每隔1小时检测一次新节目, 同时仅把新节目自动传输到应急播出站, 大大提高了效率。
3 实际应用效果
该系统作为我台的应急备份播出系统, 有几大突出特点:不受网络限制, 可以单机运行;不受数据库限制, 可以直接传输音频文件播出;主播站与备出站可以即时同步播出信息;数据安全传输, 可以防止病毒文件在网络中的各台工作站之间传输;针对原有播出系统打嗝或停顿等故障, 应急播出系统采用了预载这种关键技术。
摘要：本文介绍了广西电台播出网络应急备份系统的组建背景、网络结构, 分析了应急备份系统特点, 对广播电台的安全播出和备份系统建设提出了一种创新的方法。
音频应急备份系统 篇3
天津广播电视塔 (简称:天塔) 调频发射机房承担着中央人民广播电台、中国国际广播电台和天津人民广播电台等共计13套调频广播的发射任务。随着发射技术的不断进步和设备改造的完成, 发射机的稳定性大幅度提升。由于天塔各调频发射频率均为主、备机配置, 在发射机出现故障后, 值班人员能熟练地进行倒机操作。相比之下, 在调频广播信号通路出现故障后, 由于环节较多, 存在多个单一节点设备, 情况较为复杂。因此, 值班人员在快速、准确判断故障位置, 并果断进行操作上还存在一定的问题。例如, 当发射机调制器出现故障导致播出音频中断后, 值班员往往要去短接信号, 无效后, 再去倒备机播出;当音频处理器出现故障导致播出音频中断后, 又往往去发射机前查看情况, 确认情况正常后, 才短接信号。这种不能在第一时间准确判断故障位置, 并进行操作的问题将带来较长时间的停播。
为了提高发射台安全播出水平, 缩短停播率, 降低值班人员的劳动强度, 使值班人员能及时、准确判断和处理音频系统故障, 我们在原有博汇音频监测系统的基础上, 又开发了音频故障提示系统, 帮助值班人员快速处理音频系统故障。
2 调频广播音频处理及监测系统
2.1 音频处理系统的基本结构
调频广播发射系统链路中的主要设备分别为光接收机、跳线器、音频分配器、音频切换器、音频处理器和发射机, 系统链路如图1所示。
由广播电台播控中心送出的音频信号经过主、备两个光路由传输到天塔发射台, 经光接收机接收后恢复成主、备两路数字音频信号。两路数字音频信号分别经过跳线器和音频分配器后, 送入自动切换器, 通过自动切换器选择出一路信号作为播出信号, 该播出信号经过数字音频处理器进行音色和响度的处理后再送入音频分配器, 输出的两路信号, 经过跳线器后分别送入主、备发射机, 最后送入天线进行播出。
在该链路中, 自动切换器、音频处理器及末级音频分配器等设备均存在着单一节点的问题, 一旦这些设备出现故障, 将直接导致送入主、备发射机的音频信号中断。因此系统在链路的首、末端均设有应急跳线设备, 在应急情况下直接将音频信号源短接至发射机。
2.2 音频监测点的选取
根据系统链路特点, 在链路的几个关键环节, 分别设置了监测点, 用于监测音频信号。在有故障发生时, 通过几个监测点反映的情况, 可以及时准确地判断故障点, 采取应急措施, 监测点的选择如图1所示。
主、备两路信号源分别通过跳线器进入音频分配器, 在两个音分的输出端设置两个监测点, 这两个监测点分别用于监测主路和备路信号源情况, 可以判断从电台播控中心传来的信号源是否正常。
其次, 在末级音频分配器的输出端设置第三个监测点, 这个监测点用于监测音频处理器的输出信号, 也就是送入发射机的信号, 从而判断送入发射机的信号是否正常。
最后, 在发射机天线倒换开关出口耦合提取出一路信号, 作为第四个监测点, 用于监测发射机对空播出信号的情况, 可以反映出发射机调制器、传输电缆等是否正常。
以上四个监测点可以基本上反映整个播出链路的工作情况, 通过对其状态的综合判断, 即可快速发现故障点, 从而进行及时有效的应急操作, 保证安全播出。
2.3 现有监测系统的状况
天塔调频机房现有的音频监控系统具备对于32路AES/EBU信号、32路模拟音频信号及15路调频已调波信号进行监控和异态报警, 其系统结构如图2所示。该系统采用监测板卡的方式对被监测信号进行取样、监测和转换, 通过监测主机实现故障的显示、
报警、录制、查询等功能。由于采用了IP组播流技术, 便于对信号进行统一的调度和配置部署。在未来有需求的时候, 也能方便地提供扩展, 降低系统整体的维护量。
系统的整体监测画面如图3所示。
监测板卡将需要监测的音频信号转换成IP流的形式, 系统主机分别将这些监测信息提取出来, 以音柱的形式反应在监视画面上, 同时进行录像, 在有故障时播放出报警提示音。
正常监测画面 (以调频87.8MHz滨海广播为例) 如图4所示。监视四路音频信号, 分别是主路信号源音频信号、备路信号源音频信号、进入发射机前音频信号和天线倒换器出口耦合接收音频信号。
当被监测的某一路音频信号出现故障时, 故障音频信号的名称会变成红色, 音柱变成灰色, 显示音频丢失。同时, 播出相应音频名称的报警提示音, 并且弹出确认对话框。下面以87.8主源报警为例, 界面变成如图5所示。
待信号恢复正常后, 又会变回图4所示界面。值班员可以根据这四路音频信号的报警情况, 综合判断出故障点的位置, 从而进行相应的应急操作。
2.4 现有监测系统的不足
由于有几十套节目同时在发射台播出, 值班员需要负责所有故障的应急操作。一般情况下, 值班人员对发射机出现故障后的倒机操作比较熟练。当发射机存在问题时, 值班人员能够快速倒换备用发射机来播出, 但是当信号链路中出现问题时, 现有的监测系统只能对监测点的信号故障进行报警。对于调频广播而言, 目前的监测系统将每个频率的主信号源、备信号源、进发射机信号、出发射机的耦合信号等四个监测点集成在一起显示。虽然报警时, 比较清晰直观, 但只是指出某一环节出现问题, 不能给出应急操作提示, 仍需要值班员进行综合判断处理。
当出现报警时, 值班员首先要明确报警位置, 然后需要在非常熟悉系统链路的基础上, 同时准确判断出故障点, 并进行正确的应急操作, 才能在最短时间内恢复播出。正常情况下, 值班员分析故障点需要一定时间, 另外, 人员的精神状态情况、听到报警时的心理素质、个人反应速度等许多人为因素, 很有可能会影响到值班员的正确操作。而一旦处理不当, 可能造成较长时间的停播、劣播, 给安全播出造成很大隐患。基于这种情况, 我们研究开发出了一套应急操作的提示系统。
3 应急操作提示系统
3.1 故障情况及逻辑分析
通过对机房现有调频播出链路的分析, 我们认为机房安全播出首先要确保耦合播出信号, 即对空发射信号不中断, 而一旦耦合信号出现中断, 在发射机功率正常的情况下, 表1给出了几种可能的原因及处理方法。
由于现有的监测系统在以上环节均设有监测报警, 如果将其报警结果提取出来, 根据上述逻辑加以判断并生成界面和语音提示, 将大大提高值班人员的判断速度, 缩短停播时间。
根据这一思路, 我们仔细研究原接收Agent报警信息模块负责接收信系统框架结构, 对程序进行了深入的分析, 充分利用原有系统, 开发了提示插件, 其具体逻辑关系图, 如图6所示。
该提示插件部署在原监测系统主机上, 正常情况下后台运行。当原监测系统检测到信号异常时, 将报警发送到提示插件中, 提示插件自动弹出到前台。该插件会以红色展示报警环节, 以文字方式提示应急措施, 同时以语音的方式进行提示。
3.2 程序结构
程序结构框图如图7所示。
(1) Agent向软件上报报警信息, 息, 并筛选, 将音频故障类型的数据发送到程序主模块。
(2) 程序主模块解析音频故障, 通过分析音频故障所属节目, 将音频故障发送给相应的模块 (报警故障分析模块) 。
(3) 报警故障分析模块对报警故障进行分析, 将分析结果选择性地发送给语音报警合成软件。
程序主模块的作用是:读取配置文件 (报警通道的相应信息) , 然后初始化信道之后, 接收agent软件发送的命令, 对命令与配置文件进行分析比对。对应的数据库每隔一定的时间, 向此程序索要报警信息, 并且按照优先级来播报。
报警故障分析模块作用是:对报警信息的错误进行判断, 看是否能稳定住, 之后发送给数据库。在判断时, 使用了前面所述的四个错误信息的逻辑, 并按照对应的逻辑, 输出报警信息。
3.3 故障分析模块算法
故障分析模块有四个类型的成员变量, 分别记录主源、备源、进发射机、耦合四路通道的报警状态, 如表2所示。在表2中, “1”表示报警。
3.4 提示插件与原系统的连接
原系统发出各类报警信息, 经agent管理平台过滤, 再由agent原封不动地发给提示插件的主程序。报警信息以字符串形式, 包括:标识 (通道号) , 报警内容 (丢失、过低、过高) 等。提示插件将分析后的报警信息发送给语音报警合成软件, 与原系统的报警信息一起语音排队, 依次报出。
3.5 报警提示界面
最终的监测系统能够在报警的同时, 提供操作指示, 提示框如图8所示。
4 总结
通过升级改造, 监测系统能在出现故障进行报警的同时, 还能给出应急操作提示。值班员根据提示进行操作, 避免了故障发生时所存在的紧张感和操作的盲目性, 大大缩短了处理故障的时间, 减少了人为处理的不确定性。
改造后的系统自投入运行以来, 性能稳定、可靠。为确保播出安全发挥了积极的作用, 同时也大大地降低了值班人员的工作强度。
摘要：本文对天津广播电视塔调频发射系统音频信号链路及其监测系统现状进行了分析, 并在现有监测系统的基础上进行了二次开发, 同时对新开发的应急操作提示系统进行了简单介绍。
音频应急备份系统 篇4
随着西新工程的逐步实施, 无线局大多数中短波台站都进行了播出系统设备的更新和扩建, 承担起繁重的广播与试验任务。为了提升播出效果, 发射机的满时间、满功率、满调幅播出成为保证播出质量的重要指标, 随之而来的是播出设备故障率的升高。如何在保证播出效果的同时, 降低播出设备的故障率, 成为急需解决的重要问题。
我台的播出系统, 由三个发射机房16部大功率发射机, 三个天线交换开关系统和两个节目传送系统组成。全台日均播出近300个小时, 年均播出近十万小时, 担负着广播覆盖和试验播出任务, 发射机设备的利用率达到70%以上。
为了达到播出效果, 发射机系统通常要长时间工作在高电压、大电流的满负荷状态下。这样使得射频系统由于元器件故障而引起的停播事故急剧增多, 试验播出的频繁换频, 也使得调谐系统面临巨大考验。为此, 我们采取了进一步加强发射机的日常维护, 加大技术人员的岗位培训和提高值班人员的应急处理能力等措施来保证安全播出。但由于发射机发生故障的偶然性, 故障出现后, 在没有台内代播和台际代播的情况下, 无论现场处理故障的技术人员, 其业务多么熟练, 都无法避免停播事故的发生, 如处理故障中稍有差错, 都将对安全播出造成不可弥补的损失。显然, 过度单纯强化对人的高度依赖, 来保证安全播出, 是不现实的。
通过实践, 我们意识到, 确保安全播出不仅需要人员保障、预防性检修的保障和备品备件的保障, 还必须要有应急备份播出系统的保障。尽快实现我台应急备份播出系统已成为当务之急。
2 应急备份播出系统
根据台内现有的设备资源和投资情况, 经多方论证, 本着可靠、实用、经济和提高现有设备利用率的原则, 经过几年来的不断完善, 在原播出系统上相继完成了两部备份发射机的安调、丙丁机房代播联络馈线的架设, 同时还完成了天线交换系统、节目传送系统和供配电系统的升级改造, 最终构建起了724台应急备份播出系统, 完善了台内的应急播出体系。
2.1 应急备份播出系统的构成
我台按地理位置不同, 可分为两个独立的技术区域, 一个是以乙机房为主的独立技术区, 另一个是以丙、丁机房为主的独立技术区。因此, 我台应急备份播出系统, 主要由乙机房应急备份播出系统、丙丁机房应急备份播出系统、节目传输系统和天线交换系统等组成。
2.1.1 乙机房应急备份播出系统
乙机房应急备份播出系统如图1所示。在图1中, B01～B 0 6为发射机代号, BK1～BK7为天线交换开关代号, BK8～BK11为天线偏向开关代号, 201～206为天线代号。由于乙机房承担广播任务相对固定, 所以在天线交换系统升级改造时, 增加了一部备份发射机 (B07) , 并接入路由。在播音中, 当发射机发生故障时, 可及时进行应急播出, 同时还可进行台内备品备件的上机试验工作。
2.1.2 丙、丁机房应急备份播出系统
丙、丁机房应急备份播出系统如图2所示。在图2中, C01～C06、D01～D04为发射机代号, CK1～CK18、DK1～DK11为天线交换开关代号, CK19～CK21为天线偏向开关代号, 301～309、401～406为天线代号。由于丙、丁机房承担相对灵活的广播任务, 结合当时的运行情况, 设计中, 摒弃了大功率短波发射台传统的单一机房做整机备份的思维模式, 大胆提出了将丙、丁天线交换系统合二为一的思路, 并在丁机房增加了一部备份发射机 (D05) , 大大提高了单个发射机的可用天线资源, 系统投入后, 丙、丁机房的11部发射机 (包括备份机) 可共享播出资源做应急备份播出, 同时使全台16部播音发射机的互代能力也大为加强, 极大地提高了设备的利用率和应急播出能力。同样, 在播音中, 当发射机发生故障时, 可及时进行应急播出, 同时还可进行台内备品备件的上机试验工作。
2.1.3 节目传送系统
为了使节目传送系统满足应急备份播出系统的设计需要, 我们经过简单改造和扩容, 实现了随时可将全台所有的播出节目源, 通过跳线送至16部发射机和备份发射机上。
2.1.4 天线交换系统
丙、丁机房代播联络馈线架设在丙、丁天线交换系统之间, 即为图2中红色部分 (丙丁机房代播联络馈线) 。由它形成应急双向代播通路, 将原本独立的两个系统统一起来, 合二为一, 从而使得安装在丁机房的备份机 (D05) 的应急代播能力由原来的4部发射机, 增加到10部发射机。
对丙、丁天线交换系统进行的升级改造, 主要是在假负载链路一层开关后端增加了二层开关 (CK7-CK13、DK6-DK9) , 形成丙、丁机房天线交换系统各自系统内的环路代播链路;增加CK17、DK5开关, 为丙、丁机房代播联络馈线提供了接入路由;增加CK16开关, 主要是提高305、307、308天线的代播灵活性和使用效率。
2.2 应急备份播出系统的代播方式
应急备份播出系统的代播方式主要分为闭路代播和开路代播。闭路代播是指代播机通过天线交换系统上故障机的天线进行播出的方式;开路代播是指代播机通过天线交换系统上与故障机的天线相同方向和程式的其它天线进行播出的方式。
2.2.1 假负载链路的闭路代播方式
图2中, 当C K7为偏转位置, 其它各天线交换开关均为直通位置时, 备份机将通过假负载链路直接上至丙机房的假负载。若C02机通过CK2、CK8直通位置上302天线播音时, 发生故障, 可方便地通过手动电控使机房天线交换开关转动, 使C01机通过CK1直通位置, CK7、CK8偏转位置上至302天线;或者使C03机通过CK3、CK2偏转位置, CK8直通位置上至302天线;或者使备份机通过假负载链路DK1-DK5直通位置, 丙、丁机房代播联络馈线, CK17偏转位置, CK13直通位置, CK3-CK6直通位置, CK2偏转位置, CK8直通位置上至302天线;同理可方便地通过手动电控或人工方式实现备份机 (D05) 对丙、丁机房10部发射机的闭路代播, 从而实现了11部发射机之间的闭路代播, 其它发射机依此类推。
2.2.2 机房之间的闭路代播方式
若丙机房C02机需上丁机房405天线, 由图3和图4可以看出, C02机通过图3的CK2、CK8-CK13、CK17和丙丁机房代播联络馈线上至DJFTX天线 (丁机房天线) 后, 再通过图4的BJF (丙机房) 发射机经DK5、DK9的天线路由, 就可上到405天线。图3、图4中加重蓝线代表天线路由已经畅通, 发射机处于允许加高压状态;红线代表发射机通过该天线路由上至指定天线进行功率输出的运行状态。
若丁机房备份机 (D05机) 需上丙机房302天线, 由图5和图6可以看出, 备份机 (D05机) 通过图5的DK1-DK5和丙、丁机房代播联络馈线上至BJFTX天线 (丙机房天线) 后, 再通过图6的DJF (丁机房) 发射机经CK17、CK13、CK2-CK6、CK8的天线路由就可上到302天线。
2.2.3 共用同一天线的开路代播方式
共用同一天线的发射机有D01机、D04机均可上401天线, D02机、D03机均可上406天线。当D01机通过丁机房天线交换开关DK1直通位置、DK6偏转位置上401天线播音时, 发生故障, 可方便地通过手动电控使丁机房天线交换开关转动, D04机通过丁机房天线交换开关DK4、DK9偏转位置、DK6-DK8直通位置上至401天线 (见图5) ;同理共用同一天线的发射机可通过此方式进行开路代播。
2.2.4 同一方向频段内的开路代播方式
我台在用的21副天线共有的多个发射主向, 利用相同发射主向、相同程式的天线频段重叠区域, 就可实现自台开路代播。例如:丙机房C01机开9530kHz上303天线播音时发射机发生故障, 而302、304～307天线与303天线发射主向和天线程式均相同, 且天线频段内均可开9530kHz, 所以就可用空闲发射机开9530kHz上其主用天线进行自台开路代播, 如C02机上302天线、C03机上304天线、C04机上305天线、C05机上305或307天线、C06机上306天线, 任选其一, 就可进行自台开路代播。
2.3 应急备份播出系统的代播管理
2.3.1 应急备份播出系统的代播原则
(1) 为减少停播时间, 应急代播应按照开路代播、闭路代播, 机房内代播、机房间代播的优先级进行;
(2) 包括备份发射机在内的18部发射机应提前预置全台播出的频率点;
(3) 当故障机需要代播时, 可使用同一方向频段内的天线为其开路代播;
(4) 当故障机需要代播时, 可使用假负载链路进行闭路代播;
(5) 当故障机需要代播时, 可使用共用同一天线的发射机进行闭路代播;
(6) 使用节目跳线系统时, 要注意节目跳线应先插入选用备用节目源插孔, 再插入代播机音频输入插孔, 恢复时顺序相反。节目跳线应定期检测其性能;
(7) 丁机房需拔掉ORBEN9200D型音频处理器后面板的数字音频输入卡侬头后, 该音频处理器才会自动选择模拟音频输入信号, 从而启用模拟音频节目跳线系统;
(8) 故障机出现故障后, 应及时进行抢修, 恢复正常后, 尽快恢复正常的播出方式。
2.3.2 应急备份播出系统的代播方案
(1) 乙机房应急代播方案
(1) 当本机房发射主向、天线程式相同的发射机发生故障时, 可使用本机房空闲发射机开路代播;
(2) 当本机房与丙机房发射主向、天线程式相同的发射机发生故障时, 若丙机房有空闲发射机, 可请求丙机房开路代播;
(3) 当发射机发生故障时, 可使用本机房备份机闭路代播。
(2) 丙机房应急代播方案
(1) 当本机房发射主向、天线程式相同的发射机发生故障时, 可使用本机房空闲发射机开路代播;
(2) 当本机房与乙机房发射主向、天线程式相同的发射机发生故障时, 在本机房无法开路代播时, 可请求乙机房开路代播;
(3) 当发射机发生故障时, 可使用本机房空闲发射机闭路代播;
(4) 当发射机发生故障时, 在本机房发射机无法互相代播时, 可请求丁机房闭路代播;
(5) 为有效提高代播效率, 为丁机房代播时, 可按照C06→C05→C04→C03→C02→C01机的优先级进行闭路代播。
(3) 丁机房应急代播方案
(1) 当本机房发射主向、天线程式相同的发射机发生故障时, 可使用本机房空闲发射机开路代播;
(2) 当本机房共用同一天线的发射机发生故障时, 可使用本机房空闲发射机开路代播;
(3) 当发射机发生故障时, 可使用本机房空闲发射机或备份机闭路代播;
(4) 当发射机发生故障时, 在本机房发射机无法互相代播时, 可请求丙机房闭路代播;
(5) 为有效提高代播效率, 为丙机房代播时, 可按照D04→DO3→D02→D01→备份机的优先级进行闭路代播。
(4) 在播出中, 因设备故障, 短时间不能恢复播出, 且根据以上原则, 不能完成台内应急代播时, 可以申请台际代播。
2.3.3 应急备份播出系统的紧急代播预案流程图
为了便于值班中的实际操作, 明确步骤, 增加可操作性, 还专门制作了机房内部的自行紧急代播预案流程图 (图7) , 乙、丙、丁机房之间的台内紧急代播预案流程图, 使本台内的应急备份播出系统的启动更加有序、快捷、合理, 大大缩短了启动时间。
3 结束语
我台通过几年的建设和完善, 相继制定了完备的应急备份播出系统的运行制度, 使无代播资源时段从原来的约181频时/日, 降低到目前的19.5频时/日。也就是说, 原来每天播音有大约66.3%的时间没有代播资源, 而现在每天仅有约7.8%的时间没有代播资源, 设备停播率由改造前的5秒/百小时下降到目前的1秒/百小时, 极大地提高了播出系统的应急保障能力。
摘要：本文分析了大功率短波发射台应急备份播出系统建设的必要性, 详细介绍了该系统的系统规划、实施方案、运行管理和实施后的效果。