大功率短波发射机运行监控系统设计与应用

刘刚

摘 要：目前，在维护大功率短波發射机过程中，时常会因为值班人员对发射机自动化各系统发出的数据判断错误造成停播事故，尤其是对自动化调度指令判断失误，审核不认真造成停播事故，此类事故均属于人为责任。基于此，设计了大功率短波发射机运行监控系统，并介绍了其主要功能，该系统通过客户端操作各子系统对短波发射机运行情况进行监控，辅助值班员对发射机运行状态进行监控，值班人员操作软件对发射机运行状态进行预判，保障发射机运行安全、稳定、可靠。

关键词：大功率短波发射机;监控系统;设计

中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）13-0045-03

Abstract： In the process of maintaining high-power short-wave transmitter， there are often outage accidents caused by errors in judging the data sent by the duty personnel to the transmitter automation systems， especially the errors in judging the automation dispatching instructions and inadequate auditing， which all belong to the human responsibility; Based on this， the operation monitoring system of high-power shortwave transmitter was designed， and its main functions were introduced. The system monitors the operation of HF transmitter through client operation subsystems and assists the attendant to monitor the operation status of transmitter. The on-duty personnel can predict the operation status of the transmitter through the operation software to ensure the safe， stable and reliable operation of the transmitter.

Keywords： high-power shortwave transmitter;monitoring system;design

随着大功率短波发射机技术的快速发展，发射机自动化越来越凸显出重要性。目前，一些短波发射机已实现有人值守无人值班，日常运行靠自动控制系统执行。自动控制系统在使用过程中会出现各子系统之间的对接问题，使值班留守人员判断失误，造成停播。本文设计的大功率短波发射机运行监控系统是发射机自动化系统的重要组成部分，可以实时监控发射机各子系统运行情况，辅助值班员维护发射机，保证发射机各系统安全运行[1]。

1 大功率短波发射机运行监控系统的基本组成

机房运行监控系统的基本组成包括后台运行管理系统、调度管理子系统、运行监测子系统、数据处理子系统、发射机自动化系统、天线自动交换系统及机房附属设备自动化系统等，如图1所示。本文重点分析调度管理子系统、运行监测子系统及数据处理子系统三部分。

1.1 调度管理子系统

调度管理子系统是后台运行管理系统的下位系统，接收并反馈上级平台系统发来的调度指令，系统自动校验调度指令内容。若调度指令不可执行，自动反馈不可开信息;若调度指令可执行，将自动下发调度指令到发射机自动化系统、天线自动交换系统。本系统也可手动录入调度指令进行下发。

调度管理子系统是为完成调度功能单元处理各环节的系统管理任务而设计的，其功能结构如图2所示。

1.1.1 调度接收。本系统接收由后台运行管理系统下发的调度指令。值班员确定接收后自动向后台运行管理系统发送接收确认信息，并自动下发调度指令到发射机自动化系统、天线自动交换系统。系统具有自动识别调度指令基本信息的功能。若频率、功率、节目源、天线及方向等信息出现与发射机工作参数不一致的情况，自动发出告警信息，调度令不可执行，并自动向上级系统发送信息。

1.1.2 调度处理。后台运行管理系统下发的调度指令成功接收，新调度指令自动生成至系统运行图内。按照执行时间先后进行排序，依次自动下发至发射机自动化系统，自动化系统逐条接收生成单机运行图，值班员按照运行图依次进行试机调试，如不可开自动反馈信息[2]。调度管理子系统向天线自动交换系统自动逐条发送调度指令，生成天线运行图，若有不可执行频率自动反馈信息。可手动增加调度指令，添加发射机各参数发送到发射机自动化系统和天线自动交换系统，实现台内代播和临时调度等。

1.1.3 调度管理。具有接收、审核等账号权限管理功能，值班员接收新的调度指令后向审核人发起任务，人工审核通过后向发射机、天线下发任务。多条调度令统一生成运行图，值班员可直观查看运行任务，也可根据时间、调度号等信息查询历史、当前、未来调度信息。具有运行图打印功能，方便值班人员监看运行状态。

1.1.4 发射机、天线系统调度处理流程。图3为大功率短波发射机运行监控系统调度业务处理流程图。

发射机接收到调度指令，自动更新单机运行图，运行图标记更新后的差异部分，值班员可根据标记进行对比，提前进行试机操作及时反馈信息。系统可设置调度执行前若干小时可操作调度指令，超过设定时间系统默认调度可执行。如果遇到调度指令与发射机播出任务有冲突，出现不可播出情况，自动生成代播任务。天线自动交换系统接收到调度指令，自动更新天线运行图，若新调度与原运行图有冲突，自动反馈不可开信息。

1.2 運行监测子系统

运行监测子系统实时监测各发射机自动化系统运行状态和数据，具有告警图像、声音提示，出现发射机故障及时告警。值班员通过系统监控界面，直观监看各发射机运行状态，如播出频率、节目源、天线、方向、播出功率等，可监听播出声音效果[3]。出现故障信息，值班员可根据告警信息及时到故障点处理故障，减少分析故障时间。并把发射机各操作动作信息存储发送到运行监控系统，为分析故障原因提供数据保障。运行监测子系统的系统功能构架如图4所示。

1.3 数据处理子系统

数据处理子系统大是功率短波发射机运行监控系统的核心部分，实时存储各子系统产生的数据，并按照各系统所需的数据进行传送。运行监控系统离线时，数据处理子系统对分钟数据进行本地存储;系统上线后，自动把存储的分钟数据上传到运行监控系统。数据处理子系统主要由三部分组成。第一，信息查询和显示。可以依据查询条件搜索到需要的数据，也可模糊查询，帮助值班员快速搜索到需要的数据信息。第二，数据分类入库。把各子系统传输的数据分类发送到运行监控系统，有效管理各子系统数据。第三，数据库数据定时上传。可设置时间定期进行数据上传，节省网络空间，避免出现网络拥堵，造成各子系统故障。图5为数据处理子系统功能结构图。

数据处理子系统是运行监控系统和各子系统自动化数据交换的纽带，负责调度和发射系统的数据输入和输出，统一接收调度指令，经过处理分发到各发射机自动化系统、天线自动交换系统，把调度管理子系统的所有操作指令可靠传输到各子系统，并管理保存各子系统所有数据[4]。

2 技术构架

该系统采用.NET语言开发，功能模块设计采用组件化和软件分层的思想，将程序区别层级，并将功能封装成独立的组件文件，以实现模块化。这符合软件工程高内聚和松耦合的设计理念。

人机交互界面采用BootStrap脚本框架（主要成分为HTML、JavaScript）开发界面，简单易用，更加人性化，效果美观大方。

基础界面采用AJAX和API作为上层界面效果的支持，保证了界面交互的反应速度和功能的稳定性。

功能实现模块采用EF动态链接库方式，以便实现整个系统的组件化或模块化。

数据库采集MySQL或SQlServer，结合XML文件和Properties配置文件，实现更灵活地存储数据。

图6为技术架构图。

3 结论

大功率短波发射机运行监控系统，将代播请求、相应的设备工况等信息反馈给后台运行管理系统，向发射机自动化系统和天线自动交换系统发送带周期的运行时间表，能够实时接收反馈各系统的数据，实现发射系统自动化运行，能够更好地监控短波发射运行，使值班人员能够全面地了解发射机运行的情况，保障发射机运行安全、稳定、可靠。

参考文献：

[1]魏亮华.DX-200中波发射机房智能监控平台[D].南昌：南昌大学，2009.

[2]张光礼.基于各机型通用的发射机房运行监控系统建设[J].电子世界，2018（12）：35-36.

[3]赵勇.DF100A型短波发射机的自动化控制系统[J].科技传播，2014（24）：98-99.

[4]周春来，赵成安，孙芳.基于嵌入式Web的发射机远程监控系统[J].控制工程，2008（5）：605-609.