唐大旺 楊云鈞

（1.西藏自治區(qū)廣播電視局下察隅中波轉(zhuǎn)播臺，西藏察隅 860601；2.西藏自治區(qū)廣播電視局培訓中心，西藏拉薩 850000）

廣播具有覆蓋面大的突出優(yōu)點。目前還沒有哪一種信息網(wǎng)絡能和無線廣播的覆蓋面相比。特別在自然災害較為頻繁發(fā)生的區(qū)域，國家建立的自然災害預警系統(tǒng)就應用了智能化的應急廣播信息系統(tǒng)。

經(jīng)過智能化改造后的轉(zhuǎn)播臺站管理系統(tǒng)就是搭建成一個局域網(wǎng)管理模式。局域網(wǎng)使局部區(qū)域網(wǎng)絡化，其特點是覆蓋面積小、網(wǎng)絡傳輸數(shù)率高、傳輸誤碼率低。同時利用交換機技術(shù)把運行設備中的參數(shù)通過數(shù)據(jù)線與交換機接口或數(shù)據(jù)接收交換端口聯(lián)接，目前交換機是應用最為廣泛的數(shù)據(jù)鏈路轉(zhuǎn)換設備，如華為交換機。電力系統(tǒng)的相關(guān)信息與參數(shù)，發(fā)射機控制單元控制信息，信號系統(tǒng)與音頻處理器的相關(guān)參數(shù)值，機房運行環(huán)境系統(tǒng)的物理信息，各個系統(tǒng)進行模塊化改造后，它們的相關(guān)信息與相關(guān)運行指令經(jīng)過交換機與服務器處理后集成到控制室的客戶端計算機客戶端界面，進行相應的運行管理與監(jiān)測。

1.中波臺智能化改造實施方案

在西藏縣級的中波轉(zhuǎn)播臺中，整個播控系統(tǒng)主要由電力系統(tǒng)、信號與音頻處理系統(tǒng)、發(fā)射機系統(tǒng)、天線系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)5大部分組成。我們在智能化改造中，天線系統(tǒng)比較復雜，無法實現(xiàn)特有的技術(shù)改造，主要是利用環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)對其管理。同時在智能化改造過程中，一方面要合理有效利用原有的設備設施。另一方面要用合理科學的技術(shù)更新改造，設備更新使相應的技術(shù)系統(tǒng)升級換代。成熟的自動化與智能化系統(tǒng)對整個轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的性能有質(zhì)的提升。確?！叭凉M播出”的真正實現(xiàn)[1]。在此次改造中主要對電力系統(tǒng)、發(fā)射機系統(tǒng)、信號源與音頻系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進行智能化改造。

1.1 系統(tǒng)設計原則及依據(jù)

在智能化系統(tǒng)設計時，我們要充分考慮并遵循以下設計原則：（1）可行性和實用性。（2）管理性和技術(shù)先進成熟性、開放性和標準性。

1.2 具體的智能化改造方案

1.2.1 電力系統(tǒng)智能化平臺建設過程

電力系統(tǒng)是中波轉(zhuǎn)播臺運行的主要動力。不間斷穩(wěn)定的電力供應是實現(xiàn)中波臺各項運行任務和指標的基石。

改造前，使用外電與轉(zhuǎn)播臺自備發(fā)電機送電電兩路供電系統(tǒng)。一路：外電10kV—交變電壓器—配電室—全自動補償式穩(wěn)壓配電柜—發(fā)射機系統(tǒng)與機房控制系統(tǒng)。一路：自備發(fā)電機50kV—配電室—全自動補償式穩(wěn)壓配電柜—發(fā)射機系統(tǒng)與機房控制系統(tǒng)。在外電斷電的情況下，發(fā)電機啟動—配電室合閘—穩(wěn)壓器穩(wěn)定電壓—供電發(fā)射機系統(tǒng)與機房控制系統(tǒng)，一般正常情況下需時3min～5min。

改造實施方案：利用原來供電系統(tǒng)的一主一備增加不間斷的UPS供電部分。一路：外電10kV電壓—變壓器—配電室—三相精密凈化穩(wěn)壓電源—發(fā)射機系統(tǒng)與機房控制系統(tǒng)。二路：自備發(fā)電機—配電室—三相精密凈化穩(wěn)壓電源—發(fā)射機系統(tǒng)與機房控制系統(tǒng)。三路：UPS供電—發(fā)射機系統(tǒng)與機房控制系統(tǒng)。

改造后，穩(wěn)壓電源進行更換以適應技術(shù)發(fā)展與運行安全的需要。由于原來的全自動三相電力穩(wěn)壓系統(tǒng)使用年限達10年，設備老化，故障已到多發(fā)頻發(fā)的階段。更換為三相精密凈化穩(wěn)壓電源。JSW精密凈化三相交流穩(wěn)壓器由于采用了國際先進的正弦能量分配原理，結(jié)合大功率LC濾波電路，穩(wěn)壓精度極佳。采用重載濾波電路，在輸入端對高能干擾呈低阻抗，抗高能尖峰干擾能力強，能提供純凈的波形，該穩(wěn)壓器采用距飽和很遠的電感，可抗不對稱波形干，反應速度快、穩(wěn)壓精度高、可濾除尖峰、脈沖、波涌及下限波形，最適合精度精密儀器使用。三相分調(diào)：這樣可以保證每相輸出電壓的精度不變，在負載發(fā)生變化或負載不平衡時，不會影響輸出電壓的平衡。完善的保護功能，過壓、欠壓、錯相、過流、過載保護即旁路功能，方便日常維護，無任何機械調(diào)整裝置、無碳刷、無磨損、無觸點控制組件，一次安裝成功后無需短周期維護和調(diào)整。這樣的技術(shù)設備可以很好地適應和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性能。

運行過程：當外電停電或異常情況下，外電自動終止或人工終止—UPS及時啟動供電，播音不間斷。此時機房值機人員或維修人員檢查電源情況或處理相關(guān)故障，可根據(jù)需要啟動備用發(fā)電機。備用發(fā)電機發(fā)電，當穩(wěn)定電壓電流后合閘供電。UPS自動供電終止，播音不間斷。UPS在有外電情況下處于穩(wěn)壓或充電狀態(tài)。

在機房控制室，值機人員可實時對配電情況在計算機界面上實現(xiàn)監(jiān)測與控制設置。這樣供電系統(tǒng)改造后就實現(xiàn)了如下目標：

（1）真正實現(xiàn)不間斷供電，當外電斷開時，UPS供電使發(fā)射機系統(tǒng)和機房控制系統(tǒng)運行，節(jié)目傳輸不中斷。當自備發(fā)電機發(fā)電時，直到穩(wěn)定供電后UPS停止供電，外電轉(zhuǎn)為繼續(xù)為蓄電池充電。同時UPS也實時起到穩(wěn)定外電電壓的作用，實現(xiàn)了不間斷電源供電。

（2）電源穩(wěn)定，改造后的電源系統(tǒng)三相電壓、電流穩(wěn)定，隨著數(shù)字技術(shù)的應用，電源補償系統(tǒng)能很好地平衡各相電壓和電流。

（3）UPS電源是由25組12V鉛鋅蓄電池并聯(lián)后再串聯(lián)組成，電壓為220V左右，能不間斷供電8h。保證了電壓的穩(wěn)定時長，即使出現(xiàn)電源故障，維護人員就有足夠的時間來處理故障。UPS的運行情況與故障可以在UPS的微機控制器上設置、查閱與顯示。

（4）電力監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)智能化改造后，值機人員與維護人員可以實時監(jiān)測電力系統(tǒng)的相關(guān)運行參數(shù)情況，為電力設備的維護與相關(guān)更換提供直觀依據(jù)。

1.2.2 發(fā)射機系統(tǒng)智能化改造

發(fā)射機系統(tǒng)是臺站管理與運行的重要組成部分。是智能化改造與管理的核心。改造中采用先進的自動化控制技術(shù)、信息數(shù)字化技術(shù)、網(wǎng)絡傳輸技術(shù)、建立智能化、網(wǎng)絡化的臺內(nèi)監(jiān)控平臺實現(xiàn)對臺站的發(fā)射機設備運行、安全防護進行及時或遠程實時監(jiān)控，滿足各臺站有人留守，達到無人值班的需求，確保安全播出。通過智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化的科學管理，在保證安全播出的前提下增強值機員的管理能力，有效提高工作效率和管理水平。以減輕工作強度和減少人為事故，降低運行成本。利用計算機管理系統(tǒng)的控制功能實現(xiàn)對各發(fā)射機及其配套設備的運行狀況以及發(fā)射臺的環(huán)境、安全等進行遠程實時監(jiān)控、監(jiān)測、實現(xiàn)故障的迅速切換為故障類型判斷與維護提供具體的判定與指示[2]。

改造前：中波廣播發(fā)射機使用功率為1kW一主一備固態(tài)PDM配備。使用時，開關(guān)機需要手動或自動，抄表需要人工記錄，必須定時或連續(xù)巡機觀察發(fā)射機運行情況，人工查詢CPU控制器的數(shù)據(jù)信息以判斷發(fā)射機相關(guān)故障或運行情況，或通過功放盒上的指示燈發(fā)光情況判定發(fā)射機故障與運行狀況。

改造后：繼續(xù)利用廣播發(fā)射機1kW的一主一備固態(tài)PDM配備。把每組發(fā)射機的CPU接口、開關(guān)機的控制接口、開關(guān)機狀態(tài)指示燈，各頻率的發(fā)射機控制單元用于數(shù)據(jù)或信息交換的接口都用數(shù)據(jù)線與華為數(shù)據(jù)交換器聯(lián)接，交換器再用數(shù)據(jù)線發(fā)射機的監(jiān)測電腦聯(lián)接。監(jiān)測電腦形成網(wǎng)絡客戶端可設置相應的C類IP地址，如：192.162.26.30。

改造后，增加協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊FS、JS、JC、JQ10XX，作為IP地址轉(zhuǎn)換的交換器。同時使用SBL安全塊的TCD-04數(shù)據(jù)采集器對發(fā)射機控制器與開關(guān)機相關(guān)信息量進行采集。

發(fā)射機主機或備機運行時，其執(zhí)行運行的相關(guān)參數(shù)與控制單元的設備相關(guān)參數(shù)以指令數(shù)據(jù)流的形式通過數(shù)據(jù)線發(fā)布到華為交換器，經(jīng)華為交換器處理后的數(shù)據(jù)信息上傳到發(fā)射機監(jiān)測電腦，同時發(fā)射機的控制單元信息也傳輸?shù)綑z測計算機客戶端，每部發(fā)射機設置一個固定的IP地址。5部發(fā)射機設置5個控制單元IP地址。便于數(shù)據(jù)信息與指令的接收與相關(guān)指令的發(fā)送。這樣就實現(xiàn)發(fā)射機系統(tǒng)的實時監(jiān)測改造[3]。

在發(fā)射機監(jiān)測電腦客戶端的系統(tǒng)管理界面可以進行如下管理：

服務器部分：

（1）數(shù)據(jù)顯示。在主界面，打開軟件后顯示的是自動化系統(tǒng)的服務器界面。它能顯示機房內(nèi)所有頻率的發(fā)射機的工作情況：頻率，工作在主機還是備機，發(fā)射機當前所處播音期段，入射功率、調(diào)幅度。

菜單功能里有主菜單：在主界面的空白處，單擊右鍵可以查看日志、報警操作、數(shù)據(jù)庫、日常管理、軟件的管理及切換到其他監(jiān)測系統(tǒng)。

（2）客戶端部分?？蛻舳瞬糠峙c服務器部分基本功能相同，只是減少了控制單元參數(shù)設置、動作檢測、load功能。

（3）利用值班員管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)人員值班管理與維護記錄。

實現(xiàn)目標：

（1）監(jiān)測每部發(fā)射機的發(fā)射頻率、發(fā)射功率、不平衡功率，監(jiān)測激勵器的發(fā)射頻率、調(diào)幅度、輸入輸出信號相關(guān)參數(shù)值等。

（2）發(fā)射機的開關(guān)控制，可設定人工、自動開關(guān)機2種狀態(tài)，可在控制室通過計算機控制發(fā)射機開關(guān)設定和控制個發(fā)射機的自動開關(guān)機時間表一般時間表不少于3段。

（3）可設定系統(tǒng)工作狀態(tài)的人工倒換或自動到還。在自動控制下，可設定發(fā)射機的各個參數(shù)門限，以確保發(fā)射機的工作狀態(tài)正常機故障的及時報告和報警。

（4）倒機要有如下保護措施：不能帶高壓倒機，頻率不正確不允許開，功率越限不能開功放電源。

（5）計算機界面能實時顯示以上信息以供查詢。

（6）實現(xiàn)了值機員的工作信息的全管理和維護信息的全管理。

1.2.3 信號源監(jiān)測系統(tǒng)與音頻系統(tǒng)智能化改造

信號源與音頻系統(tǒng)是整個轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的前端，是節(jié)目信息質(zhì)量重要保證。必須實現(xiàn)不間斷的接收。中波廣播信號使用上星站衛(wèi)星廣播轉(zhuǎn)發(fā)信號，利用特定的地面廣播衛(wèi)星信號接收裝置進行不同衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的廣播節(jié)目信號的處理。

用音頻處理器對衛(wèi)星接收機的信號進行解調(diào)和調(diào)制后才能還原成廣播節(jié)目。PDM的音頻處理器使用的數(shù)模音頻轉(zhuǎn)換器是一種專業(yè)的數(shù)字音頻模擬音頻的轉(zhuǎn)換器，它主要用于廣播電臺的不同音頻形式的音頻設備（模擬和數(shù)字）間的接口轉(zhuǎn)換，可以適應32KHZ-96KHZ、16Bit-24Bit內(nèi)各種數(shù)字采集模式的音頻?？梢酝瑫r實現(xiàn)數(shù)字音頻輸入模擬音頻輸出的功能。

改造前：中波臺使用的是一主一備2路信號源。能實現(xiàn)主備信號源切換。一般是值機員在值班室根據(jù)自己的判斷與相關(guān)情況自由處理，如：日凌干擾出現(xiàn)后才決定手動切換。出現(xiàn)很大的隨意性，對節(jié)目的質(zhì)量有一定的影響。音頻處理器使用合成音頻處理器。

改造后：中波轉(zhuǎn)播臺的信號源還是利用原來的一主一備信號源，把原來衛(wèi)星信號接收機更換為性能具有音頻信號交換器的接收機，接收機再與音頻處理器聯(lián)接。同時利用處理器的相關(guān)接口用數(shù)據(jù)線與GPS時鐘聯(lián)接，集成智能化安播系統(tǒng)。信號源切換系統(tǒng)提供實時的、雙向的數(shù)據(jù)傳輸。衛(wèi)星接收機采用ASN1240型音頻專用衛(wèi)星接收機，各頻率發(fā)射機使用一主一備衛(wèi)星接收機。同時準備應急跳線盤作為第三路信號接收器。作為緊急狀況下的信號源系統(tǒng)。每部發(fā)射機的衛(wèi)星信號接收器接受的節(jié)目的音頻信號都用專用數(shù)據(jù)線聯(lián)接到GPS時鐘的相應接線口。GPS時鐘與智能化服務器通過數(shù)據(jù)線連接。

對接收的節(jié)目信號進行解調(diào)和調(diào)制。音頻處器使用RS10型的三通道類型。同時與值機員只需通過計算機界面上的操作就能達到獨立檢測、獨立切換某節(jié)目源的目的。使用3路信號源，一主一備，信號直通。把不同頻率發(fā)射機的衛(wèi)星信號接收機，相應頻率的音頻處理器集成在一起，放置在發(fā)射機旁。集成智能化安播系統(tǒng)利用傳輸數(shù)據(jù)線聯(lián)接到機房控制室的計算機上。

信號源系統(tǒng)實現(xiàn)目標：（1）對主備用信號源有無，是否正常，在用和備用情況進行遠程實時監(jiān)測。（2）可設定各套節(jié)目信號源監(jiān)測時間表，可遠程實現(xiàn)人工切換和自動輪循切換對各路信號源和各輸出信號的監(jiān)聽監(jiān)測。（3）可人工切換和自動切換，本地切換響應時間小于500ms。遠程切換響應時間小于1s時當用于播出的信號源無音頻而備用信號源正常時，自動切換到備用信號源。（4）信號源使用一主一備，緊急備用直通。（5）信號源有限切換選擇，可遠程設定信號源的主備狀態(tài)。（6）信號源接入不少于3個通道，主通道應具有遠程強制直通功能和斷電直通功能。（7）監(jiān)測中心能夠在計算機界面實時監(jiān)聽和監(jiān)看每路廣播信號的各個運行參數(shù)與指示。在控制室，利用音箱可以同時監(jiān)聽到堅挺的音質(zhì)，清晰流暢、無雜音。

2.結(jié)語

經(jīng)過智能化平臺建設后，機房規(guī)范化建設有了質(zhì)的提高：（1）計算機網(wǎng)絡技術(shù)的應用提升了轉(zhuǎn)播臺站的技術(shù)含量，應用局域網(wǎng)管理模式。提高了中波臺的安全運行能力。適應了技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實與未來需要。（2）設備設施的更新?lián)Q代提升了播出質(zhì)量的提高與穩(wěn)定，確?！叭凉M播出”的實現(xiàn)。（3）機房技術(shù)人員能在控制室內(nèi)輕松完成全套的操作要求，實時了解天線區(qū)到機房及臺區(qū)周圍環(huán)境。提高了中波臺技術(shù)人員的技術(shù)能力和管理能力。（4）技術(shù)人員的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，從單純的值機員變成了既是值機員又是管理者。技能的要求更具體。（5）臺內(nèi)管理人員利用網(wǎng)絡可以了解設備運行情況與故障發(fā)生情況，為維護重點提供直觀而直接資料。