蘇利軍 張志明

1.2.內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心781臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

1 系統(tǒng)建設(shè)背景

鐵塔是廣播電視傳輸發(fā)射過(guò)程中重要的硬件保障設(shè)施。作為天線的支撐物，鐵塔廣泛應(yīng)用于地面數(shù)字電視覆蓋、微波信號(hào)傳輸、調(diào)頻廣播信號(hào)覆蓋、中波和短波發(fā)射臺(tái)等，在廣播電視信號(hào)傳輸與發(fā)射工作過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，是保障安全播出的重要環(huán)節(jié)。

鐵塔的安全直接影響著廣播電視的播出安全。然而雷電、大風(fēng)、水災(zāi)、地震以及山體滑坡等自然災(zāi)害會(huì)對(duì)鐵塔的垂直穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響，會(huì)對(duì)鐵塔造成不同程度的損壞，甚至出現(xiàn)鐵塔傾斜、倒塔等重大事故，對(duì)廣播電視傳輸發(fā)射和鐵塔周圍人員人身安全造成嚴(yán)重威脅。

同時(shí)，鐵塔自身的金屬氧化、老化、腐蝕以及缺乏日常監(jiān)測(cè)也會(huì)影響鐵塔的使用壽命，影響其穩(wěn)定性。以781 臺(tái)為例，目前共有5 座自立塔和3 座桿式中波塔，大部分使用年限都在10 年以上，有的已使用30年以上，加之781 臺(tái)下轄臺(tái)站之間距離較遠(yuǎn)，人員分散，機(jī)房巡檢人員大多又不具備鐵塔監(jiān)測(cè)技能，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵塔出現(xiàn)的隱患問(wèn)題。為了更好地監(jiān)測(cè)鐵塔狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各類安全隱患，避免安全播出事故的發(fā)生，除了每年定期對(duì)鐵塔進(jìn)行檢修維護(hù)外，還需對(duì)鐵塔的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)全方位的監(jiān)測(cè)。因此，781 臺(tái)與北京金納科技有限公司合作研發(fā)了鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)填補(bǔ)了781臺(tái)鐵塔監(jiān)測(cè)的空白，為鐵塔安全運(yùn)行提供了有力保障。

2 系統(tǒng)主要功能

鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程鐵塔垂直度監(jiān)測(cè)、鐵塔基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)、風(fēng)向監(jiān)測(cè)、風(fēng)速監(jiān)測(cè)、溫濕度監(jiān)測(cè)、接地電阻監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)記錄鐵塔運(yùn)行數(shù)據(jù)，記錄、分析外界風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度變化等對(duì)鐵塔運(yùn)行安全的影響，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，確保鐵塔運(yùn)行的安全。如圖1、圖2 所示。

圖1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖2 系統(tǒng)界面圖

傾斜度監(jiān)測(cè)：系統(tǒng)采用高精度激光測(cè)量技術(shù)，實(shí)時(shí)采集鐵塔的傾斜度數(shù)據(jù)，當(dāng)鐵塔傾斜度超過(guò)規(guī)定的預(yù)警值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

偏移量監(jiān)測(cè)：系統(tǒng)采用高精度激光測(cè)量技術(shù)，實(shí)時(shí)采集鐵塔的偏移量數(shù)據(jù)，當(dāng)鐵塔偏移量超過(guò)規(guī)定的預(yù)警值時(shí)發(fā)出偏移量超標(biāo)報(bào)警信號(hào)。

基礎(chǔ)沉降監(jiān)測(cè)：系統(tǒng)采用高精度激光測(cè)量技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵塔的塔基沉降，當(dāng)鐵塔發(fā)生沉降時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

頂部風(fēng)向、風(fēng)速監(jiān)測(cè)：系統(tǒng)具有風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測(cè)功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵塔上方的風(fēng)向、風(fēng)速。

接地電阻的變化監(jiān)測(cè)：系統(tǒng)具有接地電阻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵塔的接地電阻變化，避免鐵塔因接地電阻變化造成雷擊事故。

戶外溫濕度監(jiān)測(cè)：本系統(tǒng)對(duì)鐵塔進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，還實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵塔頂部的溫濕度變化，掌握溫濕度對(duì)鐵塔數(shù)據(jù)的影響。如圖3 所示。

圖3 鐵塔監(jiān)測(cè)示意圖

桅桿監(jiān)測(cè)：本系統(tǒng)對(duì)桅桿進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桅桿的傾斜度變化，全面掌握鐵塔數(shù)據(jù)。

自立塔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要設(shè)備如表1 所示。

表1 自立塔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要設(shè)備

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

3.1 直觀性

鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、鐵塔垂直度、鐵塔基礎(chǔ)沉降、接地電阻等多種環(huán)境變化參數(shù)，并且可對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的風(fēng)速、風(fēng)向及鐵塔垂直度的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)傳輸記錄在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，繪制鐵塔偏移的曲線圖。進(jìn)一步提高了對(duì)鐵塔監(jiān)測(cè)的能力，值班人員通過(guò)顯示屏就可以直觀的掌控室外風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度及鐵塔傾斜方向、傾斜的數(shù)據(jù)。

3.2 智能化

系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理等功能。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，將鐵塔及相關(guān)參數(shù)的變化量進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄存儲(chǔ)，可根據(jù)鐵塔基礎(chǔ)沉降變化、鐵塔傾斜變化、鐵塔傾斜方位變化、風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度等特征來(lái)自行判斷鐵塔存在的異常情況。具備極強(qiáng)的隱患統(tǒng)計(jì)功能，對(duì)鐵塔變化規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并以曲線圖的形式展示以及數(shù)據(jù)導(dǎo)出。還可以從后臺(tái)查看監(jiān)測(cè)的歷史數(shù)據(jù)、接收?qǐng)?bào)警信息和鐵塔變化的工作參數(shù)。

3.3 高精度

系統(tǒng)實(shí)時(shí)上報(bào)、及時(shí)分析、隨時(shí)記錄、有警必報(bào)。鐵塔基礎(chǔ)沉降、鐵塔垂直度偏移精確到絲米（0.1 毫米）級(jí)，既省去了人工測(cè)量的人工成本又減少了人工測(cè)量時(shí)人為因素和設(shè)備因素的誤差，而且不受人工測(cè)量的時(shí)間和氣候條件的限制，可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。

3.4 低功耗

系統(tǒng)采用低功耗、節(jié)能設(shè)計(jì)?？偣β什怀^(guò)50 瓦，塔上設(shè)備均采用12 伏安全電壓供電，數(shù)據(jù)傳輸采用室外用網(wǎng)線。設(shè)備體積小，重量輕，安裝方便。

3.5 高質(zhì)量

系統(tǒng)的室外單元均采用防水金屬外殼，設(shè)備與金屬外殼設(shè)有絕緣裝置，箱體特殊定制密封圈，能夠做到防雷電、防雨、防潮、防沙塵，適用于各種惡劣的氣候環(huán)境。

3.6 擴(kuò)展性

系統(tǒng)接口開(kāi)放，后期擴(kuò)展性好，可并入智慧機(jī)房值班管控系統(tǒng)，由機(jī)房的智能管理實(shí)現(xiàn)在機(jī)房?jī)?nèi)對(duì)鐵塔的管理。

結(jié)束語(yǔ)

鐵塔安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已在781臺(tái)自立塔安裝調(diào)試使用，目前各設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好，后期將進(jìn)一步推廣應(yīng)用于781 臺(tái)另外幾座自立塔和拉線塔上。該系統(tǒng)的投入使用，大大提高了781 臺(tái)廣播電視安全播出保障水平，為今后標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化管理兩臺(tái)兩站打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。