洪正輝

（銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)，安徽 銅陵 244000）

1 改造背景

中波發(fā)射臺(tái)的智慧化建設(shè)，是智慧廣電的重要組成部分。在國(guó)家廣播電視總局高度重視廣電行業(yè)智慧化發(fā)展的背景下，安徽省對(duì)智慧運(yùn)維建設(shè)做出了明確的要求，對(duì)臺(tái)站智慧化建設(shè)做出明細(xì)的規(guī)定。

銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)擔(dān)負(fù)本地中波實(shí)驗(yàn)工作。截至2021 年底，銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)中工作的中波發(fā)射機(jī)均為小功率脈沖持續(xù)時(shí)間調(diào)制（Pulse Duration Modulation，PDM）發(fā)射機(jī)，且均已超過(guò)報(bào)廢工作年限，存在故障率高、無(wú)故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等安全播出隱患[1]。為更好地保障安全播出，保障本地中波領(lǐng)域意識(shí)形態(tài)工作，轉(zhuǎn)播臺(tái)爭(zhēng)取到專項(xiàng)資金對(duì)臺(tái)站進(jìn)行智慧運(yùn)維升級(jí)改造。本次升級(jí)改造主要分為兩個(gè)方面，一是對(duì)臺(tái)站硬件方面的改造，二是智慧化監(jiān)測(cè)升級(jí)改造。

本文就智慧運(yùn)維改造情況進(jìn)行總結(jié)。盡管受到項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)不足限制，智慧化監(jiān)測(cè)改造工作只針對(duì)重要部分進(jìn)行升級(jí)改造，但已預(yù)留下一步升級(jí)空間。希望臺(tái)站改造經(jīng)驗(yàn)?zāi)転槠渌_(tái)站提供參考。

2 臺(tái)站智慧化運(yùn)維改造要求

銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)有4 部中波發(fā)射機(jī)（2 主2 備）和1 座中波自立塔。根據(jù)安徽省廣播電視局《廣播電視無(wú)線發(fā)射臺(tái)站智慧運(yùn)維建設(shè)的指導(dǎo)意見（試行）》文件，銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)按照數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化要求，依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)，構(gòu)建運(yùn)維數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化采集匯聚、故障智能發(fā)現(xiàn)定位、問題智能診斷分析、事件智能處置修復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)測(cè)預(yù)警的“一云+多端”智慧運(yùn)維體系，實(shí)現(xiàn)廣播電視無(wú)線發(fā)射臺(tái)站“有人留守、無(wú)人值班”的工作目標(biāo)。

2.1 硬件升級(jí)改造要求

根據(jù)臺(tái)站實(shí)際，硬件升級(jí)主要從兩個(gè)方面進(jìn)行。一是高頻接地改造，原有高頻接地電阻為2.1 Ω，已超過(guò)規(guī)定要求，必須進(jìn)行改造；二是中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)升級(jí)改造，將原有2 臺(tái)擬報(bào)廢PDM 發(fā)射機(jī)換成數(shù)字幅度調(diào)制（Digital Amplitude Modulation，DAM）發(fā)射機(jī)，相關(guān)饋線和匹配網(wǎng)絡(luò)同步更換[2]。

2.1.1 高頻接地改造要求

根據(jù)《廣播電視工程工藝接地技術(shù)規(guī)范》（GY/T 5084—2011）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，中、短波廣播發(fā)射臺(tái)、廣播電視衛(wèi)星上行地球站的發(fā)射機(jī)需要設(shè)置高頻接地體，接地電阻應(yīng)小于1 Ω。

2.1.2 中波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)升級(jí)改造要求

銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)擬采購(gòu)2 臺(tái)10 kW 全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)，發(fā)射方式為A3E，調(diào)制方式為數(shù)字幅度調(diào)制（DAM）。因發(fā)射機(jī)功率增大，原有發(fā)射機(jī)配套系統(tǒng)已不能滿足新購(gòu)發(fā)射機(jī)需求，為此主備切換開關(guān)、饋線及匹配網(wǎng)絡(luò)均需更換，其中匹配網(wǎng)絡(luò)需要重新設(shè)計(jì)安裝。

2.2 智慧化監(jiān)測(cè)改造要求

發(fā)射機(jī)監(jiān)控和電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有兩個(gè)主要功能。一是對(duì)2 個(gè)頻點(diǎn)共4 臺(tái)發(fā)射機(jī)進(jìn)行智能化監(jiān)控、實(shí)時(shí)工況監(jiān)測(cè)、越界報(bào)警、根據(jù)運(yùn)行圖自動(dòng)開關(guān)機(jī)、自動(dòng)抄表、自動(dòng)主備倒換以及發(fā)射機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)管理等。系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留在發(fā)射機(jī)數(shù)量增加時(shí)可擴(kuò)容功能，預(yù)留天饋線系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和鋼塔桅監(jiān)測(cè)等功能。二是對(duì)4 處關(guān)鍵供配電設(shè)備的電力參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、越限報(bào)警等。

2.2.1 發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控要求

發(fā)射機(jī)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控是在監(jiān)控室實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房2 個(gè)頻點(diǎn)共4 臺(tái)發(fā)射機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、工作參數(shù)、開關(guān)機(jī)（手動(dòng)/自動(dòng)）、“1+1”主備機(jī)倒換等進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄、抄表、報(bào)表以及故障報(bào)警與處理等[3]。

2.2.2 臺(tái)站的供配電監(jiān)測(cè)監(jiān)控要求

臺(tái)站的供配電監(jiān)測(cè)監(jiān)控主要是對(duì)臺(tái)供配電系統(tǒng)的4 處關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)[4]，可根據(jù)需要進(jìn)行門限設(shè)置，一旦監(jiān)測(cè)指標(biāo)超過(guò)門限，則啟動(dòng)報(bào)警。

2.2.3 臺(tái)站監(jiān)控管理平臺(tái)要求

臺(tái)站監(jiān)控管理平臺(tái)采用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合Web 實(shí)時(shí)通信技術(shù)與其他分布式客戶端/服務(wù)器（Client/Server，C/S）子系統(tǒng)客戶端組成統(tǒng)一的綜合信息訪問平臺(tái)；處理各采集設(shè)備上傳的發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)、供配電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及告警等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、匯總以及存儲(chǔ)，為客戶端插件提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)推送服務(wù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)看各發(fā)射機(jī)、供配電設(shè)備的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)。

3 臺(tái)站智慧化運(yùn)維建設(shè)實(shí)現(xiàn)與調(diào)試

2022 年5 月，銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)開始進(jìn)行臺(tái)站智慧化升級(jí)改造方案招標(biāo)采購(gòu)。2022 年8 月，開始進(jìn)行硬件升級(jí)和智慧化監(jiān)測(cè)兩個(gè)方面的升級(jí)改造。

3.1 硬件升級(jí)改造情況

3.1.1 高頻接地改造情況

根據(jù)《中、短波廣播發(fā)射臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GY/T 5034—2015）規(guī)定，高頻接地體可采用如下兩種方式。

一種是采用2 000 mm×1 000 mm×2 mm 紫銅板垂直埋入地下，其頂部距地表面不小于800 mm，或水平埋入地下，埋深不小于2 000 mm；接地體四周做土質(zhì)處理改善接地效果。接地體應(yīng)與發(fā)射機(jī)以最短距離連接。

另一種由多組接地體組成，每組接地體采用3 根Φ50 mm×5 mm、長(zhǎng)5 m 的銅管以2 m 間距垂直敷設(shè)，銅管之間用300 mm×1 mm 銅帶連接成等邊三角形，所有接地體應(yīng)均勻?qū)ΨQ排布；銅管頂部距地表面不小于1 000 mm；接地體四周做土質(zhì)處理改善接地效果。每組接地體之間采用300 mm×1 mm銅帶圍繞建筑物四周，距散水坡2 m 外連接組成環(huán)形，其埋設(shè)深度距地表面不小于600 mm。當(dāng)接地電阻不符合要求時(shí)，可適當(dāng)增加接地網(wǎng)面積。

根據(jù)臺(tái)站實(shí)際，高頻接地采用第2 種方案。具體操作是：先挖5 m 長(zhǎng)、2 m 深、不小于0.6 m 寬的接地基坑，在基坑內(nèi)用洛陽(yáng)鏟打2 個(gè)間距為4 m 的Φ80 mm×1 500 mm 孔洞；孔洞內(nèi)垂直放入Φ50 mm×1 500 mm 的電解離子接地棒（純銅）；基坑外用洛陽(yáng)鏟打2 個(gè)Φ80 mm×（1 500+500） mm 孔洞（分別距基坑內(nèi)2 個(gè)孔洞4 m），孔洞內(nèi)同樣垂直放入Φ50 mm×1 500 mm 的電解離子接地棒，4 個(gè)離子棒之間用40 mm×4 mm 銅包鋼扁鋼進(jìn)行連接，銅包鋼連接線距離地面不低于500 mm。接地基坑到室內(nèi)機(jī)房接地引線采用100 mm×2 mm 銅帶連接，所有連接點(diǎn)均要求銅焊工藝?yán)喂毯附硬⒆霰匾栏幚怼＝拥鼗觾?nèi)需要進(jìn)行土質(zhì)改良以進(jìn)一步降低接地電阻阻值，改善接地效果，主要添加降阻劑、碎木炭。綜合考慮臺(tái)機(jī)房各發(fā)射機(jī)的功率，機(jī)房地槽內(nèi)的高頻接地銅帶間采用200 mm×0.4 mm 銅帶連接。所有設(shè)備安裝調(diào)試完成后，測(cè)得高頻接地電阻為0.01 Ω，符合設(shè)計(jì)要求。

3.1.2 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)升級(jí)情況

2022 年7 月，銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)經(jīng)公開招標(biāo)，采購(gòu)2 臺(tái)無(wú)錫華康10 kW DAM 中波發(fā)射機(jī)及配套的自動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)、饋線及匹配網(wǎng)絡(luò)并完成安裝調(diào)試。發(fā)射機(jī)、自動(dòng)轉(zhuǎn)化開關(guān)和饋線架設(shè)比較簡(jiǎn)單，這里不再詳述。匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)具有一定技術(shù)難度，本次采用的是雙頻共塔網(wǎng)絡(luò)，其設(shè)計(jì)安裝調(diào)試如下。

安裝調(diào)試前，測(cè)得兩個(gè)頻點(diǎn)對(duì)天線的阻值分別為Z1=54+j4.51 Ω 和Z2=290-j31.5 Ω，為實(shí)現(xiàn)2 個(gè)頻點(diǎn)的阻抗均為Z1=Z2=50+j0 Ω，整個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)由預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)、阻塞網(wǎng)絡(luò)、匹配網(wǎng)絡(luò)及吸收網(wǎng)絡(luò)組成，兩個(gè)頻點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)互相獨(dú)立，放置于兩個(gè)網(wǎng)架。吸收網(wǎng)絡(luò)由1 個(gè)電感對(duì)地并聯(lián)，獨(dú)立于兩個(gè)頻點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，其阻值L0=33.5 μH。

考慮設(shè)計(jì)由易到難，頻點(diǎn)1 的網(wǎng)絡(luò)較為簡(jiǎn)單，由匹配網(wǎng)絡(luò)、阻塞網(wǎng)絡(luò)組成。經(jīng)過(guò)計(jì)算，阻塞網(wǎng)絡(luò)由并聯(lián)諧振電路組成，其阻值分別為C11=750 pF，L11=13.93 μH；匹配網(wǎng)絡(luò)由串聯(lián)諧振電路組成，其阻值分別為C12=450 pF，L12=16.7 μH。

頻點(diǎn)2 的網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜，無(wú)法簡(jiǎn)單用阻塞和匹配兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試完成，增加了由兩個(gè)電感組成的預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，阻塞網(wǎng)絡(luò)由并聯(lián)諧振電路組成，其阻值分別為C21=1 000 pF、L21=19.1 μH；匹配網(wǎng)絡(luò)由串聯(lián)諧振電路組成，其阻值分別為C22=750 pF，L24=7.62 μH；預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)電感組成，其中一個(gè)電感串聯(lián)在電路上，L22=14.4 μH，一個(gè)電感對(duì)地并聯(lián)，L23=9.14 μH。

除滿足基本設(shè)計(jì)要求外，還考慮以下幾個(gè)方面。

（1）加裝石墨放電球、高頻放電磁環(huán)和通地閘刀，充分考慮防雷功能。

（2）充分考慮到大功率天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的熱耗問題，設(shè)計(jì)兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)架，確保所有元器件溫度不會(huì)過(guò)高，保證天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，最大可能地提高天線的輻射效率。

（3）在中心頻率±10 kHz 帶寬內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)駐波比均要小于1.2。

（4）設(shè)計(jì)時(shí)考慮阻塞網(wǎng)絡(luò)、陷波網(wǎng)絡(luò)要有足夠的衰減量，以保證本頻不受他頻的影響。

（5）設(shè)計(jì)時(shí)還充分考慮元器件的選擇。電感線圈自身?yè)p耗要小，線徑要按發(fā)射機(jī)功率1.2 倍原則選取，電感量要有30%的富余量以便調(diào)試。電容Q值要高，精度要高，電壓、電流及視在功率按發(fā)射機(jī)功率1.2 倍原則選取。

3.2 智慧化監(jiān)測(cè)改造情況

2022 年8 月，銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)硬件升級(jí)完成后，開始智慧化監(jiān)測(cè)改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房2 個(gè)頻點(diǎn)共4 臺(tái)發(fā)射機(jī)和臺(tái)供配電的智慧化監(jiān)測(cè)，主要由發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、供配電監(jiān)控系統(tǒng)、臺(tái)站智慧化平臺(tái)及監(jiān)測(cè)報(bào)警等模塊組成。

3.2.1 智慧化平臺(tái)硬件

銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)硬件升級(jí)完成后，4 臺(tái)發(fā)射機(jī)中有3 臺(tái)擁有數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，只要發(fā)射機(jī)廠家提供協(xié)議，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)即可直接讀取發(fā)射機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)。另有1 臺(tái)發(fā)射機(jī)無(wú)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，只能進(jìn)行硬采集，本方案采用的是匯鑫MD9931 采集器，對(duì)該發(fā)射機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。4 臺(tái)發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集后，通過(guò)交換機(jī)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行處理。

3.2.2 智慧化平臺(tái)軟件功能

銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)智慧化平臺(tái)軟件采用多層C/S+B/S 混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件和供配電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件采用C/S+B/S 混合結(jié)構(gòu)[5]，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)采集、發(fā)射機(jī)控制及多客戶端監(jiān)測(cè)，并將采集的數(shù)據(jù)及其他工作數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。

4 結(jié)語(yǔ)

銅陵市轉(zhuǎn)播臺(tái)智慧化建設(shè)從實(shí)際情況出發(fā)，用有限經(jīng)費(fèi)完成臺(tái)站智慧化升級(jí)，配合臺(tái)站現(xiàn)有的播出節(jié)目監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和安防監(jiān)控系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了有人值守、無(wú)人值班的工作要求。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)近一年的運(yùn)行，所有模塊工作穩(wěn)定，符合設(shè)計(jì)要求，很好地保障了臺(tái)站的安全播出工作。