大型铁塔天线维护辅助软件

刘汉民国家新闻出版广电总局六四一台，福建泉州　362000



大型铁塔天线维护辅助软件

刘汉民
国家新闻出版广电总局六四一台，福建泉州362000

摘要天线维护辅助软件，是指应用计算机技术，在电脑中真实再现施工现场及教学环境，利用软件中的各种施工设备、工具及人机交互界面技术，在电脑中进行施工操作，使天线维护过程不再局限于施工时间、地域。利用辅助软件的网络功能，施工团队实现联网练习，达到更好地辅助天线维护及天线教学。

关键词ProE；天线维护；天线教学

传统天线维护施工方案的制定，维护团队只能在施工现场展开图纸，用手比划进行方案讨论及大型机械的布置方式研究，存在很大的不确定因素；传统天线维护技能教学，靠老师傅施工过程中口传心授，培训方式局限性很大。本软件应用先进的三维技术，打破传统的现场施工模式及教学模式，将天线施工及教学场景在电脑中真实再现，便于施工方案、现场布置方案确定，极大地方便了天线教学工作。

1　制作软件

本软件应用ProE机械制图工具及3DS max三维动画制作、渲染工具，绘制各种天线施工及教学所要用到的三维图像。配合3D引擎技术，通过编写VSC#及JS程序，附加于三维图像上，实现三维图像的动画处理及事件处理，通过3D渲染技术，展现逼真的施工现场。

2　软件制作介绍

2.1软件系统结构

本软件主要由登录界面、选择菜单、I型天线区演练、II型天线区演练、短波天线区演练、天线馈线区、中波I型抢修演练、中波II型抢修演练、短波天馈线抢修演练、短波馈线绝缘子抢修演练、编插钢丝绳演练及网络设置功能等模块，如图1。

图1

2.2功能模块介绍

登录界面如图2，输入正确的密码，点击Enter按键。进入系统主菜单后，可以选择不同功能模块，如图3。

图2

图3

2.2.1I型天线区演练模块

如图5，进入I型演练场地后，在窗口的右边为天线工具栏，窗口的下方为一组快捷键。使用者以第一人称形式浏览天线区，并在任意位置将工具栏中的工具拉出，进行模拟布场，从而打破了传统天线施工布置只能现场操作的局限性，真正实现随时随地、不花费人力物力达到同样的效果。II型天线区演练模块、短波天线区演练模块与I型相似，不再复述。

2.2.2天线馈线演示

如图4，天线馈线是广播传输介质，进入此模块，可查看馈现分布情况并指导维护工作。

图4

图5

2.2.3中波I型抢修模块

施工之前，需要到机房挂安全警示牌、桌牌、个人名牌等操作，防止机器开机，送电至工作位置导致人身安全事故。首先，操作键盘方向键走到机房警示牌柜并点击鼠标右键取牌，如图6。操作键盘方向键行至控制台和挂通地钩处，按住鼠标左键分别将安全警示桌牌、安全警示挂牌拖至正确位置，如图7、图8。

图6

图7

图8

继续操作键盘方向键进入仓库，如图9，取通地钩，挂于传输天馈线上，如图10，预防机器意外开机导致传输馈线带电，强电流可通过此通地钩引入地下，避免危害人身安全。

图9

图10

图11

2.2.4短波馈线绝缘子抢修

短波天线采用了大量的绝缘子，由于户外条件差，容易遭受台风、冰冻天气、冰雹等恶劣气候影响而断裂。本功能模块针对此问题设计，提高维修人员抢修故障熟练程度。

短波抢修施工，一般采用两台卷扬机，带动两钢丝绳，将吊斗升到空中工作位置进行施工。施工之前，需要到机房挂安全警示牌、个人名牌，到仓库取通地钩，挂于传输馈线上，与上述相似，不再复述。进入抢修现场，如图11。依次安放钢丝绳套、滑轮、吊斗、卷扬机，如图12、图13。准备工作完毕，操作屏幕下方的快捷按键，如图14，控制两台卷扬机升降，将吊斗提升到任意位置进行抢修工作，如图15。当吊斗到达指定位置高度后，从右侧工具栏中拖取葫芦、新绝缘子等工具，完成对故障的修复，如图16。

图12

图13

图14

图15

图16

图17

2.2.5短波天馈线抢修

短波传输馈线由大量绝缘子承担绝缘和机械固定作用，当绝缘子因不可抗因素出现断裂时，会造成功率信号传输中断，影响安全播音。本功能提高了应对故障抢修的熟练程度。

如图17，拖动抢修现场右侧工具栏中的工具，分别安装好梯子、绳套、葫芦等，按照软件提示操作鼠标左击葫芦手柄放出链条，钩住因故障掉落地面的馈线端子，在葫芦手柄上右击鼠标收回链条，使馈线被拉回原来位置，如图18。操作鼠标左键将工具栏中的新绝缘子拖至修复位置固定好，完成抢修过程。如图19。

图18

图19

图20

2.2.6编插钢丝绳演练模块

钢丝绳，广泛应用于广电、重型工业、海洋船泊、建筑施工等行业。在广电领域，分布有数量众多的重型铁塔，钢丝绳发挥了重要的作用。钢丝绳的编插操作，成为天线维护技能中不可或缺的一部分。传统教学中，一般为老师傅带领徒弟手把手教。教学时间短、编插步骤复杂、编插绳油腻、编插费时费力，成为掌握编插技能的瓶径。本模块采用三维技术，将编插过程软件化，使编插过程更形象化，学习更为便利，尚属国内首创。如图20，通过选择正确的编插位置及编插钢丝芯，完成钢丝绳编插过程。

2.2.7网络功能

广电天线维护一般为团队作业。团队协同作业演练，为本软件的重点功能之一。如图21，可以设置建立服务器，或者输入远程服务器IP地址及端口号，实现联网协同作业。联网成功后，即可实现多人联合演练。如图22，为多人联合布场功能。天线施工模拟现场大，人员涣散，本软件开发了对讲机功能，可实现网络通讯功能，便于现场指挥，统一行动。

图21

图22

3　软件制作碰到的问题及其解决

软件制作过程碰到诸多困难，从细节上总结，问题有：葫芦收发链条、钢丝绳模型制作及其编插操作、卷扬机的伸缩动作等许多仿真动作尚属首创，没有成功案例可以借鉴，靠一点点编写、调试底层驱动代码解决；大模型一次性导入会出现图像属性与三维引擎不兼容的问题，采取分步导入，逐个解决不兼容问题；项目越做越大，电脑运行越慢，采取升级电脑硬件及图形算法优化的解决办法。从宏观上总结，问题有：开发采用的3D引擎不成熟、开发平台不成熟而进行多次平台更换及频繁的项目整体搬迁修改，工作量巨大；项目具体功能需求并不明确，随着项目开发进度逐步确定项目需求；项目开发后期，源代码巨大，需要更规范的代码归档归类，防止程序运行混乱。

4　结论

项目开发过程中，得到了单位领导及同事们的大力支持，提出了很多改进建议，表示感谢。此项目经过两年多的开发及应用，获得国家新闻出版广电总局无线电台管理局科技进步奖二等奖的好成绩。大型铁塔天线维护辅助软件，给维护工作者提供一个虚拟真实的练习系统，通过使用本软件，对熟悉工作流程、提高维护技能、强化安全意识起到了很好作用。

中图分类号TN8

文献标识码A

文章编号1674-6708（2016）165-0099-04

作者简介：刘汉民，国家新闻出版广电总局六四一台。