摘 要：本文介紹了廣播系統(tǒng)的種類和用途，以最高優(yōu)先級別的應(yīng)急廣播為例，探討廣播系統(tǒng)在水力發(fā)電廠中的應(yīng)用，并舉例說明應(yīng)急廣播系統(tǒng)的設(shè)計安裝和常見故障處理方法。

關(guān)鍵詞：廣播；水力發(fā)電廠；應(yīng)用

0 引言

公共廣播系統(tǒng)是專用于遠距離、大范圍傳輸聲音的電聲音頻系統(tǒng)，廣義上屬于擴聲音響系統(tǒng)的一個分支，是在建筑群內(nèi)部自成體系的獨立廣播系統(tǒng)。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工作的特點，水力發(fā)電廠通常要在生產(chǎn)區(qū)域建立獨立的應(yīng)急廣播系統(tǒng)，以滿足電力生產(chǎn)的業(yè)務(wù)廣播和應(yīng)急廣播需要。

1 公共廣播系統(tǒng)分類

按照《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》對公共廣播系統(tǒng)進行分類，分為業(yè)務(wù)廣播、背景廣播、緊急廣播3個類別。業(yè)務(wù)廣播針對向全部或部分聽眾告知的日常廣播，如發(fā)布通知、語音播報、尋呼等，同時也包括尋人尋物和新聞等服務(wù)性廣播的內(nèi)容；背景廣播用于各種場合的背景音樂、背景音響或環(huán)境模擬聲，其作用是渲染不同場合的環(huán)境氛圍；緊急廣播是為應(yīng)對突發(fā)公共事件而發(fā)布的廣播，通常具有強插廣播的功能，能夠強行覆蓋正在廣播的內(nèi)容，能夠強行喚醒處于休眠狀態(tài)的公共廣播系統(tǒng)發(fā)布緊急廣播。

2 公共廣播系統(tǒng)等級劃分

公共廣播系統(tǒng)屬于擴聲音響系統(tǒng)，電聲指標必然是其等級劃分的依據(jù)，此外，功能指標也是其等級劃分的重要依據(jù)，按照《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》對兩項指標的要求，公共廣播系統(tǒng)的等級劃分如下表：

3 水力發(fā)電廠應(yīng)急廣播系統(tǒng)建設(shè)

3.1 設(shè)備系統(tǒng)性能指標

3.1.1 聲壓級

聲壓級的單位是分貝，是反映聲音大小、強弱的最基本參量?？諝庵袇⒖悸晧阂话闳?*10E-5Pa，這是正常人耳能察覺1kHz聲波的最低聲壓值，聲壓級為零分貝，將待測聲壓有效值與參考聲壓的比值取常用對數(shù)，再乘以20，即為聲壓級。如某處的聲壓比參考聲壓大100倍，那么該處的聲壓級則為40分貝。根據(jù)《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》的指標要求，建議水力發(fā)電廠應(yīng)急廣播系統(tǒng)的聲壓級應(yīng)不低于86分貝。

3.1.2 頻率特性

反映揚聲器對不同頻率聲波的輻射能力，是在輸入揚聲器的信號電壓恒定不變時，揚聲器輸出聲壓隨輸入信號的頻率變化而變化的規(guī)律。人類聽覺的理論聲波范圍在20Hz～20kHz，一般低音揚聲器的頻率范圍在20Hz～3kHz，中音揚聲器的頻率范圍在500Hz～5kHz，高音揚聲器的頻率范圍在2Hz～20kHz，水力發(fā)電廠應(yīng)急廣播系統(tǒng)應(yīng)選用高音揚聲器。此外，還可考慮額定頻率范圍的不均勻度，也就是輸出電壓幅度的最大值與最小值之比，單位是分貝，普通功放在20Hz～20kHz聲波范圍約為±1dB～±3dB，優(yōu)質(zhì)功放在20Hz～20kHz聲波范圍僅約±0.1dB。

3.1.3 信噪比

反映聲音的音質(zhì)，是放大器輸出的信號電壓與同時輸出的噪聲電壓之比，信噪比越高表示雜音越少，根據(jù)《公共廣播系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》的指標要求，建議水力發(fā)電廠應(yīng)急廣播系統(tǒng)的信噪比應(yīng)不低于70dB，然而，高保真效果的信噪比應(yīng)在110dB以上。

3.2 設(shè)備系統(tǒng)選型

3.2.1 傳統(tǒng)廣播與IP網(wǎng)絡(luò)廣播的對比

廣播系統(tǒng)包括模擬廣播、調(diào)頻廣播、數(shù)控廣播和網(wǎng)絡(luò)廣播4種類型，其中，模擬廣播、調(diào)頻廣播和數(shù)控廣播均屬于傳統(tǒng)廣播。模擬廣播受電壓、功率、阻抗等因素影響，傳輸距離短，頻率低，易受干擾，多路廣播易產(chǎn)生串音，系統(tǒng)擴展性差；調(diào)頻廣播會在調(diào)制解調(diào)器中引入噪聲，且設(shè)備老化、頻點偏移會導(dǎo)致信號失真；數(shù)控廣播受傳輸方式的控制，只能用分區(qū)、分組的方式實現(xiàn)控制，廣播功能缺乏個性化應(yīng)用。相較而言，網(wǎng)絡(luò)廣播以其固有優(yōu)越性統(tǒng)領(lǐng)當今主流，成為廣泛普及和應(yīng)用的廣播方式。網(wǎng)絡(luò)廣播采用TCP/IP技術(shù)，用IP包形式實現(xiàn)音頻信號在網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)/廣域網(wǎng)）上傳送，形成純數(shù)字傳輸?shù)碾p向音頻擴聲系統(tǒng)，無需單獨布線，只需將音頻終端接入計算機網(wǎng)絡(luò)，安裝使用簡單，擴展靈活方便，解決了傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)音質(zhì)不佳、維護管理復(fù)雜，缺乏互動性的瓶頸。因此，建議水力發(fā)電廠應(yīng)急廣播系統(tǒng)采用IP網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)。

3.2.2 IP網(wǎng)絡(luò)廣播的數(shù)據(jù)流傳輸

IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?種方式分別是單播、廣播和組播，單播是主機之間“一對一”的通訊模式，其缺點是占用帶寬大，如果100個客戶機需要相同的數(shù)據(jù)，則服務(wù)器需要逐一傳送，重復(fù)100次相同的工作；廣播是主機之間“一對所有”的通訊模式，缺點是無法向不同客戶提供個性化和多樣化的服務(wù)，但由于無需路徑選擇，所以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低廉；組播是主機之間“一對一組”的通訊模式，缺點是沒有糾錯機制，但可以通過一定的容錯機制進行彌補。由于IP網(wǎng)絡(luò)廣播屬于大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，一般采用“單播+組播”的通訊方式，用單播方式傳遞數(shù)據(jù)量小的同步控制命令，提高可靠性和穩(wěn)定性；用組播方式傳遞廣播語音數(shù)據(jù)流，提高帶寬效率。

3.3 水力發(fā)電廠泄洪廣播告警系統(tǒng)的應(yīng)用實例

3.3.1 系統(tǒng)的功能用途

泄洪廣播告警系統(tǒng)屬于緊急廣播范疇，主要針對水庫調(diào)度工作，用于對水庫大壩上、下游水位和水流的突然變化提前發(fā)布通知，提醒電站周邊相關(guān)區(qū)域的全體人員注意人身和物品安全，及時撤離至安全區(qū)域。

3.3.2 系統(tǒng)設(shè)計與配置

泄洪廣播告警宜采用戶外無線IP網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地形地貌特點和廣播覆蓋需求規(guī)劃站點，確定站點的位置和數(shù)量。由于IP網(wǎng)絡(luò)廣播具有強大的系統(tǒng)擴展性能，現(xiàn)以9個站點為例構(gòu)建系統(tǒng)，設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示：

按照系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃獨立組建局域網(wǎng)，可通過無線網(wǎng)橋設(shè)備實現(xiàn)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，保證系統(tǒng)設(shè)備實時穩(wěn)定在線，還可通過管理軟件監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖及IP地址分配如圖2所示，其中，無線網(wǎng)橋的傳輸距離與其功率有關(guān)，綜合考慮建設(shè)成本，如有站點距離超出無線網(wǎng)橋的傳輸距離，可采用中繼方式（如圖2的站點7）。

站點設(shè)備主要由太陽能電池板、免維護電池、無線通信模塊、無線收擴機和揚聲器構(gòu)成，具體接線如圖3所示。太陽能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)支持互聯(lián)網(wǎng)接入計算機監(jiān)控，實現(xiàn)遠程狀態(tài)查看和參數(shù)設(shè)置。另外，各站點應(yīng)能通過主機配置實現(xiàn)單點廣播、分組廣播、全體廣播、自動定時廣播功能。

3.3.3 安裝注意事項

機柜內(nèi)的設(shè)備安裝應(yīng)綜合考慮設(shè)備重量、設(shè)備取電、操作使用等因素，一般將較重的功放設(shè)備放置機柜最底層，向上依次為電源時序器、音源設(shè)備、系統(tǒng)主機、工控機/控制面板，應(yīng)使用托條或托板支撐設(shè)備，不能只用螺絲固定面板，否則會導(dǎo)致設(shè)備面板變形，且設(shè)備運行不安全。此外，各設(shè)備之間至少保持1～2cm間隔供通風散熱。由于雷電及電氣干擾會對廣播系統(tǒng)形成惡劣影響，造成交流噪聲和設(shè)備芯片老化甚至燒焦，因此，室內(nèi)/室外廣播設(shè)備、機柜必須設(shè)專用地線接至接地裝置，且接地電阻不大于4歐姆。

3.3.4 常見故障處理

關(guān)于音效異常的檢查處理：一是檢查音頻通路是否連接不良，某段音頻線的連接不良均能導(dǎo)致播放異?；蛲耆珶o聲；二是檢查聲卡是否錯誤，在系統(tǒng)服務(wù)器或遠程客戶端上實時喊話，模擬音源的采集通過系統(tǒng)服務(wù)器或客戶端電腦的聲卡進行，若計算機聲卡沒有安裝、聲卡驅(qū)動程序錯誤、多聲卡選擇錯誤、聲卡軟件選項錯誤，則可能出現(xiàn)采集外接音源音質(zhì)差、斷續(xù)、無聲等音效異常情況，此時，應(yīng)按照聲卡設(shè)備說明，確保硬件安裝、驅(qū)動程序、軟件設(shè)置等正確無誤。

關(guān)于設(shè)備不通電的檢查處理：一是測量輸入電壓是否與額定輸入電壓一致，判斷是否存在高壓電擊損壞；二是檢查電源座的保險絲是否熔斷，將燒壞的保險進行換新處理，此時若再次燒保險，則可能設(shè)備內(nèi)部存在過流短路現(xiàn)象，應(yīng)及時將設(shè)備返廠檢查處理。

關(guān)于站點無音頻輸出的檢查處理：檢查網(wǎng)絡(luò)適配器至功放設(shè)備的信號線是否存在松動或錯接線的現(xiàn)象。

參考文獻

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（作者單位：龍灘水力發(fā)電廠）