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广播发射台站运行图管理系统研究

1引言

由于站点数量多、站内设备多,一次整体修改运行图涉及节点数量过万,工作量大且修改错漏的情况每年都有发生。运行图错误将导致设备发生重大停播事故,同时还可能造成其他告警系统失效,对安全播出产生严重威胁。因此,本文设计一套自动化程度高、具有监测与修复功能、融合多种设备[2]的运行图管理系统解决上述问题。

2开发平台的选择

开发工具需要根据应用场景进行选择。经需求调研后发现,站点受控运行图设备均已网络化,使用TCP/UDP协议通信。本系统无需操控底层硬件或高精度定时作业,因此工具方面选择开发效率优先。微软VisualStudio2010是一个高性能可视化集成开发平台,内含.NETFramework。.NETFramework主要包含一个非常大的代码库,可以在客户语言中通过面向对象编程技术(OOP)来使用这些代码[3]。而C#是运行于.NETFramework之上的高级程序设计语言,它结合了VB和C++的很多优点。本系统的服务器端总控程序与客户端程序均使用C#设计,实现较为复杂的运行图管理功能和人性化的人机界面。在运行图存储方面,选用可伸缩性好、集成度高的关系数据库存储系统———SQLServer2008[4]。

3系统总体架构

运行图管理系统总监控服务器架设于监控核心站,服务器中保存有各个站点各套节目的基准运行图以及其变更方案,是整个系统的核心部分、一级基准源。在各个发射台站,站内工控计算机运行子监控程序,部署数据库存储运行图作为二级基准源;当网络中断时,站内计算机仍可对各设备运行图进行实时监控。整省范围更新运行图流程如下:在运行图管理计算机下达站点运行图变更操作后,总监控服务器中的程序通过网络将运行图下发至各个站点的工控计算机。站点工控计算机对进行新运行图进行校验、本地存储,再通过多种不同的通信协议将运行图下发到设备[5]。运行图上报监控流程如下:由各站点内工控计算机内子监控程序定时查询设备运行图,并与机内运行图比对;若一致,则直接将该运行图上报至总监控服务器;若不一致,则将设备运行图与机内运行图共同上报。总监控程序根据站点发送的运行图信息与库内基准运行图进行比对判断,若发现错误则推送报警信息至各个监控终端,并向相关负责人发送告警短信。当启用修复功能时,监控程序会将服务器内基准运行图自动下发至该站点,自动修正错误运行图。此外,时钟也是决定设备实际是否准确按照运行图运行的重要因素,虽然站内有GPS授时工具、网内有NTP服务器,但设备仍需在与监控服务器通信时上报内部时钟,以防设备时钟异常造成停播。为防止上报环节出现异常,增强整体可靠性,系统亦可越过站点计算机程序,定时查询设备内运行图,使用主动扫描方式来进行运行图比对。本系统的结构示意图如图1所示。

4系统设计

4.1系统安全

管理系统安全、可靠是保障安全播出的重要基石。本系统安全设计主要考虑两个方面:权限管理和数据安全。权限管理包括用户管理、功能权限管理、数据权限管理、角色管理、登录与操作日志等。当用户被赋予一定权限后,其所有操作将被系统严格控制。数据安全针对运行图存储安全。为防止运行图传输错误或遭人为意外篡改,本系统采用MD5算法生成运行图数据信息摘要。MD5能够产生128比特的散列值[6],长度小,非常适合传输和存储;系统将运行图修改时间、方案名称、节目名称、节目频率、开关机时间等等要素文本化,再添加KeyString(自定义密码字符串),字符串拼接后的值用MD5算法生成校验数据。校验数据存储在数据库当中,每次取出运行图时需根据运行图内容重新计算,若与存储值不同则放弃下一步操作并发出告警。.Net架构已为MD5算法提供对应实现类库,实现方式非常简单://返回MD5校验数据publicstringGetMD5(stringstr){System.Security.Cryptography.MD5CryptoServiceProvidermd5=newMD5CryptoServiceProvider();strings=BitConverter.ToString(md5.ComputeHash(System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(str)));s=s.Replace("-","");returna;}

4.2模板、方案与存储

为减轻运行图管理员反复录入同一运行图,系统设计中包含运行图模板编辑模块,利用此模块可快速定制多个运行图典型,做到一次录入多次使用。在一个播出年度中,广播发射台常常要根据上级要求数次有规律地调整运行图。因此,系统需引入“方案”的概念,如“全天播出”、“允许停机检修”、“重要保障期”等等。系统可让用户自定义多种不同的运行方案,确保系统具有足够的便捷性。在新的播出任务下达后,管理员可根据过往已定制的方案,快速匹配下发运行图。广播节目并没有一个可以整省套用的样图———不同节目的运行图不同、不同地区同一套节目的运行图不同、不同时期同一地区同一节目的运行图也可能不同。因此,在运行图存储方面,每个台站每套节目的运行图都要独立存放,互不影响,才能确保系统具有足够的灵活性。根据台站号、节目编码、节目频率、方案名等四个要素才能索引出一套运行图方案,表1给出数据库中基准运行图表的部分字段。

4.3运行图比对、配置

运行图比对、配置为本系统核心模块,两者均涉及远程通信,流程类似。由于站点网络可能中断,因此在每处理一个站点运行图前,使用需先对站点工控计算机、设备的连接情况进行测试,节约不必要的等待时间。在C#中可以使用System.Net.NetworkInformation.Ping类测试网络连接情况;也可定义一个Sockect类的实例,使用TCP协议连接工控计算机的1433端口和设备开放的TCP连接端口,设定短等待时间,若超时则放弃处理[7]。此外,整省范围的运行图比对、配置若按设备逐个进行,需要消耗大量的时间;为减少等待时间、避免程序“假死”,一般使用多线程技术。.Net架构中,多线程处理的方法很多,本系统采用最简单易用的BackgroundWorker类来实现该项任务。BackgroundWorker非常适合线程持续在后台运行,并不时与主线程进行通信的场合[8]。在程序设计中,调用该类的Run-WorkerAsync方法,触发DoWork事件后,即可在事件处理方法中调用比对函数。运行图比对过程不复杂,将各项要素逐一比对,比对结果有差异的,把差异记录并显示,并进一步推送告警信息。比对整体流程如图2所示。

5应用效果

本系统部署前,运行图修改工作需要提前若干天通知全省各个站点技术维护人员,利用多天时间修改站点设备运行图;此后仍需重新安排人员通过网络远程抽样复检。修改工作耗时长,且未能完全避免错漏问题。系统上线后,统一配置功能使整省各站点设备运行图修改工作缩短至几分钟,实时监控功能多次及时发现并修正设备自身故障导致运行图错误,切实避免了运行图异常导致的停播事故,提高了运行图管理水平。

6结束语

只要网络通达、设备接口支持,即可实施远程监控。本文通过使用C#编程技术结合网络通信,充分利用计算机监控系统的特点,将技术人员从大量繁杂、重复的运行图监控与管理工作中解放出来。广电行业仍需在多方面加速推动计算机技术的应用,将传输发射和计算机技术充分结合将是未来业务发展的一个重要突破点。

作者:周洁珍 单位:中国移动通信集团广西有限公司

参考文献

[1]广播电视发射台自动化通用技术要求(GY/T252-2011)[S].北京:国家广播电影电视总局,2011.

[2]徐志省.基于发射机运行图的值班自动提醒系统的开发[J].辽宁:智能城市,2016,4.

[3]KarliWatson,ChristianNagel,齐立波,译.C#入门经典(第五版)[M].北京:清华大学出版社,2010.

[4]MacLennanJ,TangZH,CrivatB.DataminingwithMicrosoftSQLserver2008[M].Wiley,2011.

[5]孟海虹.TSW2500型短波发射机远程监控系统的研究与实现[D].河北大学,2015.

[6]结城浩,周自恒,译.图解密码技术[M].北京:人民邮电出版社,2015.

[7]梁玉.基于C#的数据采集上位机软件设计[D].西安电子科技大学,2014.

[8]DanielMSolis,姚琪琳,等译.C#图解教程(第4版)[M].北京:人民邮电出版社,2013.

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