关于中波发射机音频监测系统的警报分离

袁洪平

（安康广播转播台，陕西 安康 725000）

0 引 言

中波广播发射台具有设备复杂、信息量大等特点，广播转播一直奉行“既经济，又安全，高质量，不间断”的十二字工作方针。为提高转播质量，减轻工作人员的负担，广播转播台逐渐引入了自动播出控制系统。部分转播广播台早在20世纪70年代就已经引入了自动监控技术，但是受到当时各种条件的限制，自动监控系统只能进行简单的开关机操作，无法实现高度自动化。20世纪80年代开始尝试将PLC应用到广播发射的实时监控中，由于受到网络和技术的限制，可实现的功能十分有限。直到20世纪90年代随着计算机网络和自动化控制技术的发展，广播转播系统的自动化监控技术才取得了巨大的进步。

自动化播出控制系统通过集中监控和集中管理，使中波广播发射实现了自动化与智能化。不仅提高了广播转播的工作效率，也增强了发射系统的稳定性，确保发射机能够安全平稳运行，减轻工作人员的负担。自动播出控制系统的引入大幅度降低了广播转播的经济成本和人力成本，进一步实现了“既经济，又安全”的工作方针。

中波广播自动播控系统主要是通过运用多种高科技手段来监控发射机和相关设备的运行状态，包括对发射机的运行参数和状态的采集，对工作环境的监测以及电力系统的数据采集、检测等，同时还具有远程实时监控、故障和报警检测、数据存储等功能。自动播出控制系统的引入使得中波广播转播工作由人工监测转变为计算机监测，其中的音频输出监测模块会实时输出发射机转播的节目内容，当出现发射机工作状态异常或者电力系统故障等情况时自动播出控制系统会进行故障报警，提醒工作人员及时发现问题，进一步实现广播转播的“高质量，不间断”工作方针。

虽然自动化播出控制系统的引入使得中波广播转播工作进一步实现了自动化和智能化，但是始终离不开工作人员在播出时段内待在值班室对各个系统进行监控。为进一步实现中波广播转播台的“有人留守，无人值机”工作模式，安康广播转播台对管理中心提出的“有人留守，无人值机”工作模式进入了较为深入地探讨，初步制定出试行方案。方案中的一个重要环节是将发射机和各路信源信号的报警信号外接播放设备，将故障警报声投放在本单位范围内，以便留守人员第一时间发现故障[1]。值班室现用的监测模式为循环监听并播放广播节目，发生故障时自动播控系统会发出警报声。故障警报声和监测的广播声为同一路音频信号，转播台试行方案中考虑到若直接将值班室的音频监测输出外接，那么监测输出的广播声将对周围居民造成噪音干扰，因此需要将故障警报声和监测的广播声分离开来，仅将故障警笛声外接[2]。现用音频监测系统于前些年投入使用，系统当时设计为警报声和监测的广播音频从同一端口输出，监测和警报功能的相关代码封装在系统内部，但由于没有系统源代码，因此无法通过更改系统代码解决相关问题。故现需寻找其他途径将故障警报声与监测广播声进行分离[3]。

1 需求分析

在不更改音频监测软件源代码的情况下，将音频监测软件的故障警报声和监测的广播声分离开来，提取出一路故障警报信号，一路广播音频信号[4]。

2 解决思路

2.1 思路一

将音频检测系统输出的音频信号输入到按需求编程好的音频选择器，选择输出故障警笛声。选择器编程实现将音频检测系统输出的音频信号和故障警笛声的音频信号进行对比，当音频监测系统输出的信号频谱和样本警笛声频谱相似率高于临界值时判断为音频检测系统此时输出的为故障警笛声，此时输出音频监测系统的声音。当音频监测系统输出的信号频谱和样本警笛声频谱相似率低于临界值时判断为音频检测系统此时输出的为广播信号，此时不输出音频监测系统的声音[5]。此方法存在一定误差，当广播中存在相同警笛声时会发生误报，另外临界值的选择也十分重要，临界值过高容易漏报，临界值过低容易误报，且实现过程较复杂。

2.2 思路二

由于音频监测系统是整个自动播控系统的一部分，音频监测是运行在其中一台客户端的软件，可另外配置一台客户端电脑，安装并运行音频监测软件，运行时仅开启报警功能。难点在于更改服务器上的配置文件和配置客户端的过程[6]。

2.3 思路三

实验发现音频监测软件在同一客户端可以运行多个实例，并且多个实例间独立运行且不相互影响。故此可以在客户端运行两个音频监测软件，一个正常监测，另一个关闭循环监听仅输出故障警报声。在同时运行时，两个检测软件同时占用了音频输出端口，两种声音同时输出，需要让不同软件从不同端口输出到不同的播放设备[7]。

本思路解决方法有以下两种。一种是自动播控系统的客户端采用分屏工作模式，外接一个带音频输出端口的显示屏或者电视屏，分别在两个分屏上运行音频监测软件，各自的音频信号分别从各自的音频输出口输出到两套播放设备，从而实现分离。其原理如图1所示。

另一种是在客户端外接独立声卡，利用Audio Router软件实现为不同程序分配不同音频输出设备。用该软件控制一个音频监测软件用主机原有的音频输出端口，另一个用独立声卡输出，从而实现声音的分离[8]。其原理如图2所示。

比较3种思路相，其中思路三实现过程相对简单，成本较低。该思路的两种解决方案相比较可知，方案二的成本较低，且实施起来更简单方便，故采用该方案进行试验。

3 解决过程

在客户端同时运行两个音频检测软件，其中一个进行循环监听并报警，用音频输出设备分配工具Audio Router软件设置音频从原始声卡输出到值班室的扬声器[9]。另一个仅进行故障报警，关闭循环监听，用Audio Router软件设置音频从外接的独立声卡输出到本转播台全范围内的扬声器。配置并调试好两套播放设备后，通过人为制造出故障报警测试方案的有效性[10]。

4 试验结果

人为制造光纤信号丢失和发射机故障关机等故障，试验发现思路三的方案二可以正常报警检测，并能实现监测广播和警报声分离。

5 反思与改进

为使本转播台的“有人留守，无人值机”模式试行方案更科学合理，对以上两个自动播控系统的改造方案进一步改善，将分离出的音频监测警报声用于控制室外的声光报警器，当发生故障时处于机房大楼外的工作人员也能及时发现故障报警，有效地降低播出事故的发生概率。

改进的重点在于实现用现有的警报音频来触发声光报警器。即实现音频声音控制声光报警器的开关。这相当于要制造一个音频继电器，当有音频信号时开关闭合，没有音频信号时进行短暂的延时后断开，从而实现控制声光报警器的开关。音频继电器可根据需要自行设计，也可以购买市场上售卖的音频控制开关。改善后的工作原理如图3所示。

图3 改善后工作原理图

6 结 论

许多中波转播台现在使用的广播自动播控系统都和安康广播转播台使用的自动播控系统类似，由于年代较久部分设计已经无法满足使用要求，转播台站又没有该系统的原始设计资料，无法从系统内部解决各种问题，只能另辟蹊径从别的方面解决现存不足问题。针对安康广播转播台现在使用的播控系统无法做到输出监测与故障报警分离的问题，在实际使用过程中带来许多不便。由于无法更改自动播控软件内部代码，因此技术人员尝试过多种途径将输出检测信号与故障报警分离开来，最后通过拓展客户端软件和外接独立声卡实现两路信号的分离。改造完成后，进行多次人为制造光纤信号丢失、发射机故障关机等故障来检验改造效果。最终确定改造后的自动播控系统能实现监测广播和警报声分离。该自动播控系统还有三相电压显示不准确等其他问题待解决，下一步将考虑进一步解决其他问题，从而确保能真正实现“有人留守，无人值机”工作模式，减轻值机与维护的工作负担。