鄭明紅 圖 婭

1．2．內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

前 言

實施中央廣播電視節(jié)目無線化覆蓋工程是推進基本公共文化服務標準化、均等化的重要任務；是切實保障有線電視覆蓋網(wǎng)外群眾聽好廣播、看好電視的重要舉措。隨著中央廣播電視無線數(shù)字化覆蓋工程的推進，全國廣播電視無線覆蓋率穩(wěn)步提升。2018年，全國廣播節(jié)目無線覆蓋率97.85%、全國電視節(jié)目無線覆蓋率97.46%［1］。內(nèi)蒙古自治區(qū)總面積118.3萬平方公里，轄12個地級行政區(qū)。由于自治區(qū)幅員遼闊、地廣人稀的顯著特點，采用無線與有線、衛(wèi)星與網(wǎng)絡、天空與地面相結合的辦法，是最適合內(nèi)蒙古廣播合理傳輸和高效覆蓋的手段。目前，內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視局局屬臺站總計68個，其中中波臺54個，短波臺2個，調(diào)頻電視發(fā)射臺11個，衛(wèi)星地球站1個，分布在自治區(qū)12個盟市、54個旗縣區(qū)，現(xiàn)有1300余名各臺站工作人員，承擔著中央、自治區(qū)、盟市等總計640多套各級廣播電視媒體的傳輸發(fā)射任務?；谶@樣的特點，內(nèi)蒙古各發(fā)射臺站難以建立有效連接。優(yōu)秀的管理、技術人才呈明顯地域性聚集，各臺站間發(fā)展差異化顯著。

國內(nèi)當前發(fā)射臺站內(nèi)部各類業(yè)務平臺普遍面臨著同內(nèi)蒙古各臺站類似的現(xiàn)實處境和發(fā)展挑戰(zhàn)。廣播電視發(fā)射臺站選址較為偏遠，工作條件艱苦，普遍存在建設和運維資金緊張的問題，人才吸引力持續(xù)弱化，人才隊伍建設面臨著極大困難，最終對廣播電視發(fā)射臺站的運維和安全播出都造成負面影響。同時，就發(fā)射臺站運行維護而言，平臺規(guī)模愈發(fā)龐大、架構愈發(fā)復雜，業(yè)務數(shù)據(jù)的規(guī)模遠超人工處理的極限，增大了平臺日常監(jiān)管的難度，且這些數(shù)據(jù)中的有價值信息也往往不能被最大化地利用［2］。

目前，國家大力倡導5G和新一代信息技術應用與創(chuàng)新，廣播電視行業(yè)在寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新信息技術的加持下，形成了技術創(chuàng)新和內(nèi)容創(chuàng)新相互促進的良好局面，廣播電視的傳輸覆蓋逐步向IP化、移動化、互聯(lián)網(wǎng)化、智能化發(fā)展。內(nèi)蒙古自治區(qū)立足于對現(xiàn)有基礎設施與區(qū)域特征的研判，為提升技術水平、強化業(yè)務能力、增強人才吸引力，提出針對自治區(qū)發(fā)射臺站的數(shù)字化、智慧化轉型方案。

1 智慧化轉型方案

內(nèi)蒙古發(fā)射臺站智慧化轉型方案主要包括對現(xiàn)有無線發(fā)射臺站基礎設施改造以及發(fā)射臺站智慧運維系統(tǒng)建設。整套方案轉型按照數(shù)據(jù)集約化、數(shù)據(jù)價值變現(xiàn)、管理手段升級的轉型思路。數(shù)據(jù)集約化，是指主動打破自治區(qū)內(nèi)分散獨立的各型發(fā)射臺站的服務邊界，橫向打通、縱向鏈接各級單位，形成數(shù)據(jù)價值鏈。通過業(yè)務與數(shù)據(jù)雙重向外拓展，引入行業(yè)內(nèi)外的關鍵業(yè)務、運維、管控數(shù)據(jù)，通過海量的數(shù)據(jù)所帶來的刺激，推動提升內(nèi)部業(yè)務流程的處理效率，提升數(shù)據(jù)質量，降低業(yè)務的管控風險。數(shù)據(jù)價值鏈的形成僅僅是智慧化轉型的前期手段，其核心價值在于數(shù)據(jù)本身。數(shù)據(jù)價值變現(xiàn)即主動發(fā)起的向數(shù)據(jù)索要價值的過程，通過深入挖掘數(shù)據(jù)體現(xiàn)內(nèi)蒙古各發(fā)射臺站的各類業(yè)務價值和作用與經(jīng)驗。引入面向非結構化數(shù)據(jù)進行分析的大數(shù)據(jù)技術、人工智能中的機器學習、深度學習技術等，使得積極的預測性分析成為可能，將進一步提高對業(yè)務狀態(tài)、告警處理等多方面的預測分析與感知能力。建立智慧運維系統(tǒng)對發(fā)射臺站海量數(shù)據(jù)進行智能化的采集、存儲、分析、監(jiān)管、控制與展示，輔助管理人員進行日?？刂?。推動平臺從傳統(tǒng)接收告警后的被動管理，向精準式、預防式管理過渡，讓平臺數(shù)據(jù)發(fā)揮出運維之外的更大價值。

1.1 基礎設施改造

基礎設施改造完成內(nèi)蒙古局屬廣播電視發(fā)射機的升級改造。針對內(nèi)蒙古發(fā)射臺站大量的發(fā)射機設備，采用串口方式對設備進行管理與監(jiān)測，數(shù)據(jù)通過專業(yè)串口適配設備，將串口適配為RJ45標準接口，能夠對接SNMP、HTTP、串口等不同協(xié)議，具備與上級智慧臺站智慧運維系統(tǒng)互聯(lián)互通能力。適配發(fā)射臺站智慧化管理和智慧化監(jiān)測功能，建立設備設施基礎臺賬管理、故障監(jiān)測、運行維護等功能于一體的設備設施全生命周期管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對設備設施靜態(tài)、動態(tài)全量數(shù)據(jù)的精準管理。

1.2 對接方案

如圖1所示，對于需要對接的設備，系統(tǒng)根據(jù)設備類型和類別選擇相應的驅動程序，并通過接口采集設備的相關信息進行上報。驅動選擇使用異步輪詢方式與多個設備交互，不需要等待設備響應即可再次下發(fā)，整體系統(tǒng)的響應速度不會被個別指令返回較慢的設備影響，被動查詢時間可以控制在400ms之內(nèi)。當集成新設備時，只需要開發(fā)相應的驅動，且業(yè)務接口統(tǒng)一，可快捷地集成進入系統(tǒng)。

圖1

1.3 智慧運維系統(tǒng)

智慧運維系統(tǒng)設計采用平臺化、層次化設計的思路，構建一體化智慧大數(shù)據(jù)平臺。采用模塊化設計將平臺各功能系統(tǒng)進行有機融合，保障設備接口向下兼容，接口向上統(tǒng)一，依據(jù)實際需求對業(yè)務模塊進行部署，最大程度挖掘系統(tǒng)價值。

1.4 總體架構

如圖2所示，設備層包含各種業(yè)務設備，包括相關設備和系統(tǒng)，如發(fā)射臺站的中波發(fā)射機、調(diào)頻發(fā)射機、動環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)等。

圖2

接口層完成系統(tǒng)基本業(yè)務，包括各類數(shù)據(jù)、信息的接入與采集，以及用戶配置的參數(shù)與指令的下發(fā)功能。

計算層根據(jù)各類數(shù)據(jù)的智能處理與計算形成系統(tǒng)的信息支撐，負責向上級平臺傳輸加工后的數(shù)據(jù)或結論。

功能層用于用戶進行操作，用戶可以通過智能管控系統(tǒng)的平臺層，實現(xiàn)對所有模塊進行配置以及工作狀態(tài)的監(jiān)看，通過展現(xiàn)層將所有系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)和設備運行狀態(tài)統(tǒng)一展示。

通過以上設計，實現(xiàn)功能的分離與解耦合，各服務模塊獨立運行，減少故障集中點，提高系統(tǒng)安全性。

2 智慧臺站大數(shù)據(jù)平臺

2.1 控制管理系統(tǒng)

控制管理系統(tǒng)具備掃描標簽自發(fā)現(xiàn)、拓撲視圖展示、設備管理、系統(tǒng)備份還原、設備備份還原等功能。

系統(tǒng)能夠通過掃描標簽的方式，自動發(fā)現(xiàn)，節(jié)省系統(tǒng)組建初期大量錄入時間，同時也為后續(xù)設備的增添、刪除、系統(tǒng)的擴容等操作提供了良好的基礎；拓撲視圖可以展現(xiàn)內(nèi)蒙古自治區(qū)行政地圖，并對發(fā)射臺站進行標記，便于全局查看系統(tǒng)的工作狀態(tài)。同時展現(xiàn)區(qū)域下管理的設備，根據(jù)業(yè)務需要進行組網(wǎng)配置連線、排序、搜索等拓撲編輯，并支持設備實時報警；設備管理功能實現(xiàn)與各種類型設備的對接，對外提供與設備無關的基本業(yè)務控制接口，從而實現(xiàn)各設備的統(tǒng)一接口，以及設備的統(tǒng)一管理。對設備訪問系統(tǒng)進行模塊化設計，使得擴展新功能和接口變得更加容易。用戶可通過網(wǎng)管系統(tǒng)實現(xiàn)對設備參數(shù)、端口配置以及IP劃分等進行具體操作，方便設備的統(tǒng)一管理與相應資源的合理利用。

內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)射臺站綜合管控系統(tǒng)負責管理的發(fā)射臺站眾多、設備種類豐富、系統(tǒng)復雜性高，如果因為配置錯誤等原因造成系統(tǒng)崩潰或者出現(xiàn)異常情況，難以在第一時間分析故障點，系統(tǒng)備份及設備備份功能可方便用戶通過選擇某個時間節(jié)點的備份系統(tǒng)文件快速還原系統(tǒng)至該時間點，從而用最快的速度恢復正常業(yè)務。

2.2 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)

數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)作為一個獨立的數(shù)據(jù)服務模塊，主要提供數(shù)據(jù)給不同的業(yè)務系統(tǒng)，保障數(shù)據(jù)安全和獨立。數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)主要包含三類數(shù)據(jù)：mysql數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，HBase數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)和ftp文件式數(shù)據(jù)。具備數(shù)據(jù)傳輸、存儲、銷毀、備份、還原、導入導出、系統(tǒng)備份功能。

數(shù)據(jù)中心通過hotcopy（即熱備服務）做雙機熱備，主備數(shù)據(jù)中心之間通過心跳機制監(jiān)測彼此的狀態(tài)，同時數(shù)據(jù)或文件之間進行同步。業(yè)務系統(tǒng)增、刪、改、查數(shù)據(jù)時，需要通過指令（http或其他）去操作數(shù)據(jù)中心來操作數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

該系統(tǒng)支持多種數(shù)據(jù)的采集，包括設備告警、設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、加入探針采集信號指標數(shù)據(jù)、電力等環(huán)境數(shù)據(jù)并支持多種展示方案。臺站值班人員能夠直觀看到目前某個業(yè)務的狀態(tài)，系統(tǒng)在主界面使用高對比度的展現(xiàn)方式，各指標顏色清楚直觀，并可直接設置合理閾值，進行告警展示。綠色表示指標在正常范圍內(nèi)，紅色表示超出范圍，灰色表示指標離線。

2.4 運維管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)能夠支持設置值班管理，幫助各臺站合理分配運維人員，用戶管理模塊實現(xiàn)對網(wǎng)管系統(tǒng)的權限分級、用戶監(jiān)管、登錄控制。日志管理模塊將所有服務器產(chǎn)生的系統(tǒng)日志、操作日志及設備運行日志信息進行統(tǒng)一存儲，可以極大程度的方便用戶管理員實時查看整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息。

3 智能事件管理平臺

3.1 數(shù)據(jù)分析

發(fā)射臺站管理人員可選擇查看歷史監(jiān)測，在監(jiān)測配置里選擇查詢時間，選擇統(tǒng)計方式并進行可視化預覽。

平臺可支持根據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯關系判斷故障，對故障處理后，將處理結果記錄到知識庫中，后續(xù)再次出現(xiàn)類似故障時，可從知識庫中快速給出故障處理辦法，協(xié)助運維人員解決問題，進一步提高故障處理效率，進而提升臺站的整體運維能力水平。另外，可根據(jù)數(shù)據(jù)狀態(tài)準確判斷出硬件故障，并與資產(chǎn)管理系統(tǒng)中的備件進行關聯(lián)，完成故障定位、處理辦法、備件調(diào)度、更換等一系列運維業(yè)務操作。

3.2 報表管理

整套系統(tǒng)具備對不同區(qū)域、各設備告警信息、統(tǒng)計報表導出功能。按照周期生成各周期的系統(tǒng)運行情況報表，同時在系統(tǒng)自動巡檢時也將產(chǎn)生自動報表。

4 遠程指揮調(diào)度平臺

內(nèi)蒙古各發(fā)射臺站運營較為碎片化且結構復雜。因此需要集中建立數(shù)據(jù)展示功能，基于全自治區(qū)臺站的運營狀態(tài)進行展示。展示內(nèi)容包括前端組網(wǎng)設備狀態(tài)拓撲展示、告警預警等內(nèi)容。幫助管理人員清晰直觀的掌握臺站業(yè)務運營與臺站監(jiān)控運營中的有效信息，實現(xiàn)可視化管理與有效決策。

5 總結及未來展望

智慧運維的實施，可實現(xiàn)自治區(qū)臺站進行統(tǒng)一管理、故障預測、實時報警、自動解決故障等功能，減輕運維人員工作任務。在采集整套臺站運維數(shù)據(jù)的基礎上，深度挖掘，提升運行維護能力，為后續(xù)系統(tǒng)運維、升級的策略制定提供有利依據(jù)。

對于各類發(fā)射臺站，使用智慧運維系統(tǒng)將解決臺站運維人員數(shù)量及能力有限問題，并且可以對部分臺站故障進行預估。一方面，在臺站內(nèi)部，基于同系統(tǒng)網(wǎng)絡下其他臺站的故障分析，對平臺情況類似的臺站提前進行故障告警，基于系統(tǒng)內(nèi)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中專家預案模塊，提供合理化處置建議，輔助機房人員解決故障。另一方面，在橫向上通過遠程管理模塊，合理分配不同臺站運維人員，配合各平臺控制權限的自由轉移，方便高水平的運維人員遠程支援其他平臺的運維工作；在縱向上通過中心節(jié)點遠程監(jiān)控臺站機房運行情況，臺站機房狀況也會進行實時更新，對供電、防雷等系統(tǒng)老化程度結合設備生命周期評估，為臺站設備更新提供參考。

對于廣電系統(tǒng)而言，業(yè)務平臺的安全可控是重中之重，智慧運維系統(tǒng)通過提升平臺故障反饋敏捷度。完善的設備及通信狀態(tài)監(jiān)控功能，將提供更加精確、細致的故障監(jiān)測并清晰地進行呈現(xiàn)，所有數(shù)據(jù)日志將被妥善安全地進行存儲，便于日后故障排查及歷史狀態(tài)重現(xiàn)。平臺還具備獲得權限分級機制，將整體系統(tǒng)配置及監(jiān)控按照不同權限級別精確分離，確保系統(tǒng)管理安全。系統(tǒng)故障無法工作時，系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)備份以及導入導出的多種功能，有效保存優(yōu)化數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)和監(jiān)控數(shù)據(jù)，迅速完成切換并恢復正常業(yè)務。