中波发射台计算机自动化监控系统的探析

沈浩

（云南省广播电视局东川696 台，云南 昆明 654100）

0 引言

在发达国家，广播电台已经投入了大量的智能设备，并逐步进入了自动化的时代。通过监控系统的智能化和自动化，降低了人工的成本，解决了由于人工操作不当造成的烦琐的修改。而且，它还能及时发出紧急警报，增加电台的安全性。目前，我国的广播事业还处在起步阶段，在一些落后的地方，仍然使用人工监测的方式，这就造成了许多发射台的故障，对发射台的信号质量造成了很大的影响。因此，近年来，我国越来越注重对发射台智能化进程的关注，并为落后地区提供了大量的资金和政策支持。

1 监控系统自动化概述

自动化是简略人为操作的智能化工作模式。该监控系统可以实现自动采集发射器的信号，并根据接收到的遥控命令，进行智能的工作和判断，对发射机的工作状态进行合理的分析，进行操作。自动监控系统采用多层控制模式，采用分布式方式，以达到全面的采集。通过全面的数据收集和分析，实现了数据的交互。广播电台在播放信号时，会对其进行无载波设定，让该装置可以自动切换主次，并通过遥控命令和监控系统进行信号传递，发现主机运行中的问题，并将其功能恢复。

2 广播发射台的运营机制及其相关系统工作原理

发射台的控制系统是一个庞大的体系，它需要各个系统之间的协作来保证其工作的顺利进行。由于各个体系的功能是互补的，所以它们是相互关联的，以下体系是不可或缺的。

2.1 配电系统的监测与控制

本系统主要用于中波发射台的整个工作操作，以及对其运行过程中需要的电压和稳压器的电压进行监测，以保证供电不会出现过载。同时，本系统具有自动报警功能，并具有配电室的温度监测功能，以保证配电室的温度在合理的安全范围内。此外，这套系统最大的作用就是可以自动调节电源电压，保证电量分配的精确，并根据工作需要自动调节电源电压。

2.2 音频发射系统自动化切换

通常情况下，发射站都会有主副多机，以保证在主机发生故障时，可以及时使用备用机，降低因障碍造成的影响。音频发射系统的自动转换，就是通过远程的自动设备来实现，并且可以让工作人员随时切换设备，保证工作效率不会因为设备的故障而停顿。该系统包括：数字音频系统；远程网络系统。由于数字技术的广泛使用，以及研究者们的不懈努力，使得信息的传递变得更加有效。以上功能不仅可以作为一个独立的运行系统，而且可以利用联合的方式来提升整个操作系统的运行效率。

2.3 实时监听报警

监听系统可以对发射台的工作状况进行实时的记录，并保证对信号的传输效率进行有效的监测，因此，监听是发射台的一个重要组成部分。在监控系统失效的情况下，它的监听和报警就变得非常重要。如果监控系统出现问题，该系统会发出警告，让工作人员能够在第一时间发现故障。

2.4 多路慢录音频监控

中波发射台能够从多种方式获取信号的传输效果，保证了传输的音频质量。然而，由于在传输过程中存在不可预见的因素，音频信号的传输可能会出现频率变化或者信号强度的变化。所以，中播发射台的解调信号要时刻处于监控状态，以保证电台工作人员在出现故障的情况下，能够及时地调整发射信号的发射方式，强制换砖监听器位置。这样可以在出现故障时快速切换监听器进行监控，保证备用设备的声音信号得到一次监测，同时也避免了主机失灵备用设备缺乏相应的监听功能。

2.5 运行环境监控系统

总体上，中波台中的环境监测与其他系统的意义有很大的不同。环境监测不仅可以保证信号的同步，还可以进行相应的调整，以保证工作的正常运转。所以，在发射台的工作中，环境监测对发射台的工作品质有很大的影响，虽然不会对发射台的工作造成直接的影响，但却可以作为发射台的核心。

2.6 监控系统运作模式

监控系统的目的是对工作的实际情况进行实时的监测和指导，以保证工作能够及时、准确地完成。中波发射台中的信号自动切换，实际上就是通过遥控来完成主、副台的切换，保证了系统的无缝连接，防止了主机和备用机器的停顿。区别它的主、副机的唯一意义和方式就是谁是真正的工作方。通过轮流工作，可以减轻机械的工作压力，减轻机械的疲劳。同时，在不影响信号站工作效率的前提下，保证了主设备在出现故障的情况下，及时进行相应的维修。

3 发射台自动化系统简介

3.1 信号源智能切换

智能切换器的信号转换主要通过分配器、智能切换器、平衡衰减器、分配器等模块来完成。在四个信号源中，一条是主要的信号源，三条是后备信号，由智能切换器监控。在主路信号源的数字量化值小于设置门限时，由智能切换器模组自动转换成后备信号，主路信号恢复后会自动切回主路信源，智能转换后的信号由均衡衰减器输出。为保障安全播出，设置了断电直通功能，提高了信号源安全可靠性，具体如图1 所示。

图1 信号源处理技术原理

3.2 播出信号监测

利用一个小型的室内天线，接收发射机发出的模拟信号，再把该信号发送给一个多路调谐解调器，把所需的监视频率解调出来，再由多路音频编码器把该模拟音频节目信号译成一个数字节目信号，利用一个台内的工业以太网向音频工作站输入数字信号，以便值班人员可以很方便的看到该节目的播放，并将现场的声音信号实时传输到上级的监控中心。

3.3 发射机自动倒换

自动监测技术主要由发射机采集控制器、ARM 管理器、数据采集工控机等组成。发送端A、B 端的实时数据由发送端的采集控制器进行采集，并将其发送到ARM 系统，ARM 系统会自动生成相应的数据流，并通过以太网传送给数据采集工控机，由现场工作人员实时监控各台发射机和辅助设备的运行状况。自动监测系统的核心技术是主设备的切换，本台采用的是系统切换的基本原则和判定规则如下。

3.3.1 发射机主备倒换原理

在启动期间，如果发射机的入射功率低于倒机门限功率值，则按照倒机延迟时间计算，如果在倒机延时期间，输入功率没有恢复，则判断B 机是否正常，如果B 机正常，则向采集控制器发送倒机请求，确认请求命令后，自动倒转到B 机，如果B 机故障，则不发生倒机操作，只发送报警信息给采集控制器。当A 机出现倒机时，A 机将设置故障标志，待A 机故障排除后，通过工控机终端选择复位按钮，或直接操作复位按钮，消除A机采集控制器的故障标志，再次恢复倒机功能。

3.3.2 主备倒换判断原则

主备倒换的判断原则如下：①天线的工作状况，是进行主备更换的先决条件；天线未到位或天线不能转换，都不能进行倒转。②将采样器启用设定为允许倒机、发送功率持续在倒机门限以下的时间内以及B 机状态正常时进行自动倒备机流程。③远程启动与自动倒机的情况和程序是一样的，当遥控关闭后，不会再进行备用倒机，在倒机的时候，要避免人为的干扰，如果人为干扰，很有可能会造成主备用发射机同时启动，烧毁倒机，也会造成AB 都失效。同时，把倒机延迟设定得更长一些，以防止在短时间内临时保护的发射机导致频繁倒机。

3.4 环境安防监控

环境安全技术主要是通过安装相应的烟雾探测器、温湿度采集器、红外探测器等传感器，将传感器的实时信息传输给环境采集ARM 系统，然后由ARM 系统输出对应的开关数量，供电脑工业控制终端的值机人员查阅；当发生异常时，ARM 系统会将相应的警报信息输出给计算机工业控制终端，电脑工业控制终端会触发一系列的警报，并通知值班人员；在恢复到正常状态时，有关的传感器通过终端操作环境ARM 管理器重置。

3.5 数字视频监视技术

在发射塔的安全视频监控系统中，主要应用了数字视频监测技术，它克服了传统的中波发射平台对视频监测信号的干扰，克服了传统的直接发送仿真信号导致的网络干扰。采用分布式总线结构的光纤传输网络，确保了各个监控设备的独立性、可靠性、安全性和高效性。这种技术主要是利用光纤编码器把摄像机的模拟信号转化成数字信号，再由光纤线经多个光纤译码器进行译码，最终送至硬盘视频机上，供机务人员观看。它把模拟信号转化为数字“流”，采用光纤数字网络的形式进行传输，极大地减少了在强电磁条件下对中波发射站的影像影响。

4 自动化监控系统的缺陷与优化方案

4.1 电力供应监测的缺陷

目前，我站的电力监控系统主要采用采集、监测配电箱、电压、稳压柜等的三相电压、电流等数据，然后通过ARM 系统的数据采集系统，由现场的ARM 系统进行数据采集，最终以浏览器的方式向现场值班人员查看。目前对电力系统的监控仅限于对电压、配电柜进行三相电压的监控，缺乏UPS、发电机等设备的数据监控，其功能不完善，不能及时了解UPS 和发电机组的工作情况。

4.2 供电监控的优化方案

4.2.1 对UPS 进行监测

在现有的电力采集装置中，增加一套220V 的UPS输出，然后由RS485 接口传输到ARM 系统，再由RJ45接口与工业控制计算机相连，然后将报警信号输入工业控制终端，以便值班人员随时了解UPS 供电的运行状况。

4.2.2 对发电机组进行监测

新增发电机收集装置，主要用于测量发电机转速，水温，输出三相电压，输出三相电流，蓄电池电量，柴油容量，冷却液和机油液面等。发电机本身有一个微型控制器，控制器上有发动机、水温、蓄电池等相关元件的模拟信号，我们只需要把发电机采集器和采集控制器上的各种模拟信号发送到ARM 管理器，ARM 管理器把相关的参数转换成数字信号，发送到数据采集监控器上，再以浏览器的方式显示给现场的值班人员，同时还能对发电机的缺相、过流、过压等故障进行预警，以实现对发电机的实时监测。

5 自动化监控对发射台的作用

5.1 确保工作效率

目前，中波发射机的自动监测系统可以保证工作效率和工作质量。从实际应用情况来看，自动化技术的重点是对设备的监测及故障原因的分析。因此，与传统的人工监测系统相比，自动监测系统的工作效率要高得多。而且，它的工作方法是安全、精确的，可以有效地防止由于人工操作而造成的机械设备无法正常工作，或者大量的资料被破坏和遗失。所以，对监测装置的全面自动化能有效地提升发射台的工作效率。

5.2 符合时代发展需求

将自动监测系统引入广播电台，是一个划时代的工程。事实上，不仅是在发射平台上的应用具有划时代的意义，而且自动化也非常符合时代的发展需要。在今后的发射台监视系统的经营管理模式中，自动化的社会意义在于，减少人工作业，提高人民的生活品质。自动化具有更多的实用效果和更多的通用功能。此外，近年来，随着科技的进步，智能系统的应用越来越普遍。采用自动化监测技术，实现智能化的操作和监测，这是适应当今社会发展的趋势。

6 结语

发射台的自动控制将促进电台的现代化建设。在自动监测系统中，各种设备的功能更加完善，工作模式更加简洁，可以有效地防止各种人为因素造成的意外。此外，还可以减少人力、物力的消耗，将节省下来的经费用于设备更新，极大地提高了电台的覆盖范围，提高了中波发射台的工作效率，保证了系统的运行质量。中波发射台的自动监测系统，使得现代化的设备进入了广播电台的应用，使得智能化、现代化的设备技术成为广播领域强大的力量。