中波天馈线自动巡检系统的研究

叶 剑

（作者单位：国家新闻出版广电总局五0一台）

中波天馈线自动巡检系统的研究

叶 剑

（作者单位：国家新闻出版广电总局五0一台）

随着经济技术的发展，我国广播电视事业得到了长足发展。在广播电视系统中，天馈线是广播发射机安全播音中的重要环节之一。现阶段，中波天馈线的人工巡检存在着不少的缺陷和安全隐患。在此种情况下，中波天馈线自动巡检系统便应运而生。本文首先针对系统的架构设计进行叙述；然后阐述了系统设计实现的目标；最后对系统的网络设计以及软件的主要功能进行了详细分析。

天馈线；自动巡检系统；中波天馈线

现阶段，我国广播发射台天馈线的维护工作大多以人工巡检为主，但人工每天巡检的次数是有限的，受人的因素影响比较大，难免发生人为误判。采用自动巡检系统能从根本上解决人工巡检时误判和安全方面的各种隐患，提高巡检可靠性和有效性，对保障广播电视的安全播出具有极其重要的意义。

1　系统的架构设计

在天馈线系统中，发生故障的概率一般都与温度有密切关系。利用这个特点，使用红外热成像原理对天馈线系统进行实时监测，达到充分了解和掌握设备运行状态的目的。如果有问题，可以在第一时间发现，并且确定故障点，保障广播电视安全播出。利用非接触性红外线热像机可以在安全距离内对一个电路元件、连接点以及线路表面温度进行实时测量，并且用最直观的图像显示出来。一旦发生温度过热或者超过允许值的情况，就及时采取措施进行处理，避免设备内部出现烧坏、烧断等恶劣现象，为广播电视安全播出提供强有力的保障。

中波天馈线自动巡检系统可以分成图像采集前端、光纤通信以及网络监控中心和机房设备软件三部分。在中波的天线场区，通过安装红外热像监视对馈线和调配室内器件温度进行实时监测，利用光纤将数据传到网络监控中心，然后配合中心计算机和监控图像的处理软件，形成一套天馈线系统自动巡检管理平台，对设备的运行状态、视频信息以及温度信息进行监测与汇总统计分析［1］。

2　系统实现的目标

通过运用天馈线自动巡检系统，可以对设备的各种信息进行及时反馈，实现以下几个目标。

2.1自动预警

如果发现温度异常或者超出预设值的情况，会及时做出预警，并提示工作人员具体发生温度异常的区域，方便工作人员对故障以及隐患点进行及时排除。

2.2精准化

运用天馈线自动巡检系统，可以利用有限资金对运行的设备进行精确监测和成像。与此同时，通过热成像软件，可以保证热成像拥有良好的可视化界面，直观、形象以及生动，保证监测数量的准确性和数据的可信度。

2.3快速化

系统采用目前先进的计算机控制技术中的集中控制技术，保证了在热成像系统和计算机系统之间信息传输的高速度与高精准度，使设备时刻处在高效运行状态，有效减少了巡检时间，极大提高了巡检效率。

2.4数据保存和查询

系统对监测到的数据具有自动保存功能，并且可以持续保持1个月或更长时间。一旦发生故障，发生报警的视频将会永久保存，以备后续的研究观察工作使用，对于温度的监测数据则会实现永久保存。

2.5自动报表

系统可以对监测到的数据定期形成报表，供工作人员查阅，并有过热故障的应急报表功能。与此同时，还能实现长期稳定的工作，节约了人力成本［2］。

3　系统网络结构设计以及软件主要功能

3.1系统网络结构设计

在图像采集前端，对于室内的监控点，调配室内考虑到夜间没有可见光，采用红外热像进行监测，采取单路视频的监控方式，利用红外视频进行回传，进行在线测温度。在主调配室和4个分调配室，根据在用器件分布情况各设置2台红外热像监测点，并且这些监测点的位置都固定不变，主要用来监测真空电容、交换开关以及电感线圈。

对于室外天馈线线路的监测，天馈线线路的特点是相对比较长且常年暴露在室外风吹日晒，为此采用双路视频监控的方式，使用红外、CCD视频在预定位置进行不间断扫描并进行实时回传，实现在线测温度；根据室外的馈线实际长度和地形环境设置了7个视频双枪监控点，监控点的位置是固定的，主要用来监测馈线线路和节点的状态，对线路上的过热点进行及时反馈，对天线区的全场进行有效监控。在此过程中，摄像头会按照计算机控制中心设定的次序和速率进行自动巡航。

在光纤通信和网络方面，需要对各节点设备和主机房之间用光纤网络进行电路连接，还需要在各节点之间进行光电转换和通信等，消除天线区强电磁场对弱小电信号的影响。

在监控中心机房设备和软件方面，利用网络视频录像等相关软件对图像进行监视并且及时记录，对监测到的数据可以建立数据服务器作为数据储存之用，这个服务器是一个故障监测软件和工作业务硬件平台。在完成后台的图像识别以及监测应用软件开发之后，就可以实现热成像及其良好的可视化用户界面，实现其软件最大功能，将监测到的数据和生成的热成像进行自动保存。

3.2软件的主要功能

天馈线自动巡检系统的软件主要功能有很多，包括视频显示功能、自动巡线功能、巡线控制功能、红外测温与分析功能、图像存储回放功能、报警功能以及安全管理等。

3.2.1视频显示功能

该功能主要可以实现红外视频图像和可见光图像的同屏显示，并且对其进行有效监控，在监控过程中，红外和可见光的帧率不会低于每秒15帧。还可以对分辨率在324*256的红外图像进行精确分辨，并且支持灰度和伪彩的显示，也能支持原始的红外温度热像图和可见光图像的传输。与此同时，还支持多画面的预览效果。在进行视频图像预览时，支持分组预览，且能手动切换。

3.2.2自动巡检功能

该功能可以对红外以及视频进行自动巡检，可以设定特定时间段，对全部监控点进行图像巡检。而且工作人员可随时对巡检对象进行设定，每轮进行巡检的时间也可通过手动设定。另外，还具有对图像的自动复位功能，即红外热像监控点在设定时间段内可以设定位置，在相应时间段内会对设定好的某个位置点进行全程监控，在超过设定时间段后，则恢复到默认的监控位置上。

3.2.3巡线控制功能

在该系统中，红外摄像头可以称之为定焦镜头，可以在现场设置摄像机，对预设位置、预设位置器件名称以及需要测试的部位温度等内容进行相对应设定。与此同时，双枪可见光镜头还可以支持变焦控制，进行上、下、左、右的移动，对步长以及速度都进行控制。

3.2.4红外测温与分析功能

该功能可以对温度进行精确测量，根据需要，能够在全屏幕上显示多点的所测温度，捕捉到最高点和最低点，表达比较形象直观。通过对积累下来的大量数据进行汇总分析后，可以得出不同月份和季节，某一特定器件的温升参数，实测中的温度超出温升参数就会自动报警。此外，还可以预防性地更换异常温升器件，提前消除各种隐患。

3.2.5图像储存回放功能

该功能可以储存监测到的红外图像和可见光的视频，便于日后的查询。同时，对于发生报警的视频以及图像，可以永久储存［3］。

4　结语

运用天馈线自动巡检系统中的红外热像诊断技术，可以对设备的表面所辐射的红外图像进行远程成像监测，直观、准确地反映设备的状态，从根本上改变了人工巡检方式所隐藏的各种隐患。与此同时，还可以减少巡线劳动强度，在很大程度上提高维护效率，降低因天馈线系统引起的广播电视停播率。

［1］钟明，习玄辉.中波天馈线自动巡检系统的设计［J］.电脑知识与技术，2015（14）.

［2］钟明，方欣，习玄辉，等.中波八塔天馈线红外热成像自动巡检系统的设计［J］.广播电视信息，2015（7）.

［3］张毅.中波天馈线自动巡检系统研究［J］.电脑知识与技术，2015（13）.