智慧广电发射台网建设研究
引言
2019年1月23日，国家广播电视总局联合国家发展改革委、中宣部、工信部、财政部等多部委印发《加大力度推动社会领域公共服务补短板强弱项提质量促进形成强大国内市场的行动方案》(发改社会〔2019〕0160号)，提出要加快智慧广电发展，加快大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术在广播电视传输覆盖网中的应用，为用户提供多功能于一体的智慧广电数字生活服务，实现广播电视人人通、移动通、终端通。
广播电视转播发射台是建设智慧广电传输的重要节点，在广播电视台转播发射台的业务管理、安全管理、监测管理、调度指挥等方面，于新技术的应用上，还落后于智慧广播电视转播发射台的建设要求，不能满足智慧广电传输的建设需求。在智慧技术的大力推动下，如何采用技术手段来为日益发展壮大的广电业务保驾护航，是广播电视技术及行政主管部门所面对的一个重要课题;如何利用5G、AI、VR、区块链技术服务于智慧广播电视转播发射台建设，提高广播电视转播发射台业务水平、管理效率，促进广播电视转播发射台安全、高效、优质的完成播出任务，具备孤岛应急播出能力，是智慧广播电视转播发射台的建设方向，更是广播电视转播发射系统突出自主创新补短板、深挖潜力增优势的战略重点，是亟需解决的瓶颈问题。
１建设目标
智慧广电发射台网是以智慧广电发射转播台的建设为基础，打造全省、全国广电发射转播台的统一运行、管理平台。智慧广电发射台网的建设，要遵循总体规划、分期建设，建设中逐步完善规划;自台应用、对接平台，助力发射台智慧建设;技术创新、相互服务，充分共享基础性资源的建设目标。
1.1夯实智慧化管理基础
建设智慧广播电视转播发射台是提升台站业务水平和管理水平的必要手段之一，是推进广播电视走向人工智能的第一步。
基于全台3D建模，以数据为基础的可视化业务和管理前提下，建设统一标准的规范化数据中心，通过全台运行数据的实时采集，采用高效、科学的数据计算、分析技术，充分挖掘“两源一线”(电源、信源、天馈线)、场区物理和网络安全、行政管理(人、财、物)等数据潜能，强化智慧广播电视转播发射台业务、管理能力，实现全业务预警和态势感知能力。
1.2建设智慧化业务平台
基于统一规范和标准接口，建设智慧广播电视发射转播台管理平台，实现发射台全业务的平台化运行和管理。在充分利旧的前提下，深入分析并升级改造广播电视转播发射台现有信息化、自动化系统，接入智慧广播电视发射转播台管理平台。遵循模块化开发的原则，完善智慧广播电视转播发射台业务、管理系统。
智慧广播电视发射转播台管理平台是对全台运行、管理数据进行计算、分析、呈现及对业务流程进行处理的唯一平台，同时也是与兄弟台、上级主管部门进行数据交换的唯一平台。
1.3拓展智慧化服务能力
智慧广播电视转播发射台管理平台将台站内行政管理及后勤保障服务进行深度整合，优化后勤服务业务流程。建设并将资产管理、视频会议、安全管理、公文管理、人事管理、学习管理应用系统通过虚拟“省级数据中心”共享至管理平台，从而强化行政及后勤的综合管理能力，提升广播电视转播发射台干部职工的工作幸福感。
1.4宣传智慧化台站形象
采用前沿的互联网技术、物联网技术，对台站运行数据进行可视化呈现，实现高效、有序、智能的信息化管理。友好的人机界面、直观的数据呈现为安全播出、事业运行提供更生动、更人性化的用户体验，从而全方位有效提升台站运行管理的效率，树立标杆智慧台站形象。
２建设规划
以智慧台站建设为基础，基于“五个统一”，实施智慧台网的建设规划。
2.1统一标准
基于发射台任务，以发射台站安全播出系统为核心建设内容，确定智慧发射台的建设指导思路，明确构建智慧台站的数据采集、应用、分析、处置的内容，对骨干台站和非骨干台站的建设从设备层、网络层、应用层进行规范，基于全省、全国统一的智慧广播电视转播发射发射台管理平台来促进广播电视发射台业务能力的提升和管理措施的完善，为广播电视发射台的智慧化建设提供标准和依据。
2.2统一平台
基于发射台站的共性需求，构建全省、全国统一的智慧台网管理平台，整合台站的现有的资源，让分散独立的台站向同一个平台靠拢，统一管理流程，丰富管理手段，提升管理效率，实现发射台人、财、物和发射业务的可管可控。
2.3统一网络
网络的互联互通是平台统一的要素之一，建立以“卫星+微波”的网络链路，补齐各个发射台的广域网络短板，提升网络安全，让各发射台在同一个网络上进行数据传输、信息发布、资源共享、协同办公，及时获得先进的系统应用，更好的开展远程监管和远程指挥调度工作。发射台台区内通过智能协同组网方式，实现台区内的设备设施互联互通，设备及其运行状态数据的采集和传输，为广播电视发射行业提供计算和分析的基础数据。
2.4统一系统
根据发射台站的运行需求和工作任务，各种专业应用系统是确保安全播出、管理通畅的重要保障手段。依靠“云”资源，将部署在各发射台中具备共性的业务应用系统迁移到云端。发射台站与主管部门通过应用系统的整合，避免台站的重复投资建设和资源浪费。
2.5统一中心
数据是一切应用系统的基础，也是领导决策的依据。智慧台站的建设依托大数据的支撑，数据中心的建设不可或缺。各省选择一定数量骨干台站建设核心数据中心，基于区块链技术的“去中心化”机制，实现智慧台网的虚拟“省级数据中心”
建设目标，为全国广电发射台站数据的多样化分析深入应用提供数据支撑，为全国广播电视转播发射台管理及业务预警、态势感知奠定基础。
３智慧台站建设
3.1智慧台站规划
现阶段，绝大部分广播电视发射台是基于传统技术和业务理念进行建设和运行，在新技术的应用上，与其它行业相比，处于相对落后的状态。
智慧广播电视转播发射台的建设，依托台站物联网与互联网技术做基础，云计算技术提供数据计算能力，大数据技术提供数据支撑几个层面，缺一不可。
见图1的层级关系，智慧发射台的建设，实际上就是以物联网技术为基础，逐步实现人工智能的过程，最终完成智慧发射台的建设目标，从而彻底解决台站的业务、安全、运维、管理、政治任务等方面所面临的难题。
智慧广播电视转播发射台可采用“三个一”的模式，规划出1张网、1个中心、1个平台，并可随着日渐丰富的需求逐步扩充。
1.一张网
对整个发射台规划成一张网，这一张网包括两个部分：物联网和互联网。
物联网可理解为物物相连的互联网，物联网主要通过各种设备(比如RFID、二维码等)的接口将现实世界的物体连接到互联网上，或者使它们互相连接，以实现信息的传递和处理。见图2，发射台站的所有的物理资源，通过各种手段，联接起来，目的是为了搜集数据，达到智能感知，同时可以根据智慧台站建设的需要，实现设施、设备的远程可控。
2.一个中心
智慧广播电视转播发射台通过一张网联接了多而复杂的资源，运行着琳琅满目的数据，基于虚拟“省级数据中心”(架构见图3)，骨干台需要建设数据中心，服务于自台数据存储、计算，并根据虚拟“省级数据中心”的统一调度，为非骨干台提供数据备份、计算服务。非骨干台建设满足自台数据存储和计算需求的数据中心。
智慧广播电视转播发射台数据中心对台内全网数据进行净化处理，把数据变成信息，庞大的数据离不开“云处理”、“云计算”，大数据的价值不在于掌握庞大的数据信息，而在于对数据进行分析，服务于业务和管理水平的提升。
3.一个平台
建设智慧广播电视转播发射台管理平台，将已有和新开发的运行管理系统统一接入该平台。该平台基于台站地理信息管理系统，采用3D建模技术，实现台站及台站设施、设备、数据的可视化，实现平台的可视化运行和智慧呈现目标。
根据智慧广电发射台总体规划、分期建设的目标，先期完成智慧广播电视转播发射台运行、管理平台，按统一标准，预留与省级管理部门及其管理平台、兄弟台管理平台的数据接口。
智慧广播电视转播发射台运行、管理平台上的各类应用系统及其子系统，根据整体建设规划，实行模块化开发，按照需求和任务的轻重缓急，灵活部署。
3.2智慧台站框架
智慧广播电视转播发射台的建设，其框架见图4，以统一的时空参考基准为前提，依附全台3D视频融合可视化模型，实现全台运行数据的智能采集，并对数据进行清洗、加工、分析，实现全台运行的实时可视化呈现。除此之外，通过智慧广播电视转播发射台强大的孤岛生存能力、容灾备份能力建设，为非骨干广播电视转发发射台提供应急代播的服务。
数据中心的建设除了为台站提供数据支撑服务，云计算的能力，同时也根据省级管理部门及省级“虚拟数据中心”的调度，满足非骨干台站的数据接入能力，提供数据存储、计算、备份服务，共享云资源和云服务，共同降低运营成本。
3.3应用系统部署
根据广播电视发射台安全播出的要求(见图5)，将与台站发射业务相关的应用部署在本地，便于安全播出运行管理平台的子系统快速响应、告警、故障定位。同时也避免因数据中心瘫痪而影响安全播出。极端情况下数据中心瘫痪后，台站的智能数据采集平台提供数据缓冲服务，将数据先在台站本地缓存，检测到与数据中心网络通信恢复后，将缓存数据上报到数据中心，确保台站数据的完整、可靠。
智能数据采集平台是每个台站负责采集发射业务和台区基础设施的基础平台，部署在每个发射台。智能数据采集平台通过统一标准数据格式，将数据打包推送到数据中心。
部署在虚拟“省级数据中心”的其他应用系统，采用“云”平台架构，各发射台无需重复布设，直接从云端抽取相关的应用，在Web浏览器中使用即可。
4结论
智慧广播电视转播发射台基于地理信息技术，利用5G技术，对资产、业务、管理实现3D可视化管理、控制、呈现。在省级广播电视信号传输管理部门的统一调度下，通过卫星网络、微波网络、有线网络等综合化的高效传输网络，以区块链技术建设虚拟“省级数据中心”，达到全省智慧广播电视转播发射台的互联互通、资源共享、数据共享、远程可管可控，广播电视发射台业务和管理的预警、态势感知运行目标，实现省级智慧台网建设目标。
省级智慧台网在国家级广播电视信号传输管理部门的统一调度下，实现互联互通，最终实现国家级智慧台网的建设目标。
