中波广播自动化监控系统对DAM发射机的监控及异常应急

王亚岚

【关键词】中波广播发射台自动化监控 应急预案 安全播出 微机数据采集控制单元

中波广播发射台自动化监控系统是由计算机监控系统、信源智能切换与处理、发射机指标状态采集系统、监视监听与数传系统、电力监测与控制、环境安防七个子系统组成。在硬件上采用的积木式结构，各子系统组成不同规模的监控系统。提高了整个系统的安全性、稳定性，当某个子系统出现故障时，不影响整个系统中其它功能的正常运行。

中波广播发射台自动化监控系统对DAM中波广播发射机自动化监控的实现，可以简单的用“下传上发”四字概括，下位机（采集器）上传发射机实时参数，上位机（控制桌发送控制指令的计算机，也叫服务器）发送指令。其链路所用硬件：上位机（服务器），交换机，ARM管理器（高速总线管理器，完成数字接口与以太网接口的转换），采集器（微机数据采集控制单元）;

微机数据采集控制器（采集器）具有独立工作的能力，也可接受上位机对它的系统设置和操作控制。采集器通过发射机对外接口板，对发射机的相关参数进行实时采集（不同机型采用不同的采集控制器），经ARM 管理器将数据传发给交换机，汇总到数据处理服务器，对各参数进行评判，对超限或异常的参数进行不同的报警处理，上位机并将操作命令发送到采集器，它把相应的指令通过开关量输出传送给发射机控制单元进行操作处理（例如开机/ 关机/ 降功率等）報警等。发射机数据采集器具有自动开关机、倒换备机、倒换天馈的功能。该系统可在手动模式下顺利完成以上操作功能。

计算机集中管理部分（上位机也叫数据处理服务器）：

1、通过适当接口现场控制高速总线接口收集各受控设备的参数和各种数据，检测其工作状态，并能发送各种控制指令，控制设备的工作状态。实现数据共享、远程监测与控制的功能。

2、自动监测发射机及其有关设备的运行情况，实时识别监测数据（包括模拟量和开关量）及工作状态，并能及时自动存盘或打印。

3、系统具有友好的人机界面，采用图形界面技术，利用鼠标和菜单可方便的完成各种功能。具有发射机运行情况的面板模拟显示和权限远程遥控功能。

4、系统设置分级权限管理，防止越权操作。系统凭密码或指纹（身份认证）进入。台外只能巡查工作情况，不可操作改写;值班员凭密码姓名填写值班日志;设置管理员凭密码姓名进入等。

5、按各发射机每周播出时间表实现自动开/ 关机的功能，手动操作优先。考虑到重要节目播出的特殊性，就不能按上述时间表了，需人机对话来操作。

6、具有完善的抄表和报表功能和完善的岗位管理功能。

7、具有完善的故障诊断、故障显示、自动记录、得当处理和报警功能。

8、具有完善合理的报警处理功能。在本台站有实时报警和历史报警查询;

故障处理及报警系统是保证机房安全播出的不可缺少的重要环节，除信号源自动切换处理及监听监视系统有自身的检测报警系统外，数据处理服务器对发射机参数及环境、电力参数进行全面超限判断，根据不同的故障情况进行不同级别的处理及报警。

一级报警：（1）对一类故障（包括各种联锁;高压电源;冷却设备;主整过压;输出监视板±5电源;B+，B-电源）等故障;（2）对连续的二类故障;（3）对各种低压电源故障;（4）断激励故障;（5）三秒以上的功放关断即无功率故障等。采取立即倒换备机，一级警报。

二级报警：（1）音频系统故障自动处理;（2）驻波保护;（3）瞬时的过激欠激过流等二类故障;（4）怪味气体等异常现象，采取有二级报警提醒。

音频工作站：

音频处理服务器（音频工作站）就是对各路音频信号（各信号源，入机信号，解调信号）进行实时监听监视的系统。不仅可以本地监控同时支持网络形式的远程监视监听。其通过实时对输入输出信源的音频进行采集，并通过LED动态柱图实时显示出来，而且对音频进行快速A/D转换采样，通过数字接口上传到计算机终端进行监视，可以通过计算机发送协议进行远程遥控。该系统硬件组成有信源智能切换与处理器、循环监听控制器（无线解调器）、六路调幅度监测仪、音频编码器、音频服务器。

信源智能切换与处理器是集对音频信号处理、四选一音频信源自动切换、音频信源的应急手动切换、环出监测、断电直通，mp3垫音设备与一体的设备。

音频处理：在中波广播发射机工作过程中，音频信号的电平大小直接关系着发射机的调幅度，信号太小调幅度不够，信号太大则调幅度过调，这两种情况都属于劣播。音频处理模块，它具有增益自动延迟控制、动态峰值衰减、门限静噪、峰值对称处理、带宽压缩控制消除失真等功能，能将发射机的信源信号的电平稳定在0dBm左右，使播出质量达到最佳。然而，由于音频处理器的动态调整范围有限，一般为26dB，一旦遇到音频动态范围变化过时，会出现音频处理器失效的情况，系统中设计了无源型平衡式衰减器，它的衰减范围0-24dB，衰减步长为2dB。在遇到音频信源变化过大时，可采用人为干预方式，将信号再送入音频处理器之前预衰减n个dB。

自动切换：通过数字化采样实时判断音频有无状态，一旦主路信源丢失将自动切换到备用信源上，一旦主路信源恢复发射机的输入信号将自动切回到主路信源上。但当主路信源丢失，而第一路备用信源无信号而有杂音电平时，将不能切换到下一路备用信源而影响安全播出，这时就需要音频信源的应急手动切换！

环出监测： 在中波监控系统中我们每部发射机提供了四路信源选择，其中第一路为主信源，其它三路为备用信源。同时信源处理系统对每一路输入信源做环出处理提供监测信号。

断电直通：断电直通功能可以有效的将音频处理器自身故障时，从而导致发射系统故障的问题避免掉。但是，该音频处理器的缺点是只有主机对主路信源具有断电直通功能，对其它备用信源没有断电直通功能;而且备机工作时对任何一路信源都没有断电直通功能！而且断电直通的信号因没有进行幅度压缩处理，送入发射机会造成因信号幅度过大而使发射机过荷保护造成停播。（这种情况已经在传音系统中创新改进解决了）

循环监听控制器：

开路天线接收发射机发出的信号，送达循环监听控制器，解调出所需通道信号，经音频编码器编码后，在音频服务器界面上呈现实时动态柱状彩条。CYK-601循环监听控制器。就是一个独立的无线解调器;通过天线接收来解调信号，对各部设备的解调信号按预置的时间间隔、以及预选的通道进行循环播放监听，即可动态设置监听时间和监听通道。在特殊的情况下值班员可以将循环监听控制器强制切换到指定通道上进行固定节目的监听。通过这种方式可以有效避免因为音频处理服务器出现故障时造成不能监听的问题，为音频服务器的备用监听方式。

六路调幅度监测仪：（监测载波与调幅度）

从发射机输出监测板（取样射频信号），经检波盒检波后进入调幅度监测仪，通过RS422通讯接口、ARM管理器网口转换，传给交换机到服务器。并通过音频音频编码器后，载波和调幅度信号在服务器呈动态实时柱状彩条;

CYK-602AM调幅度监测仪对发射机输入的射频信号处理，能够实时动态显示载波和调幅度（标称值均为百分数）。RS422通信接口，可以输出实时的调幅度监测值及越限报警信息，报警后设备可自动保存数据信息并通过接口传给上位机，使系统更精确的进行信息管理，增强了系统的监控能力，报警功能时段与发射机播出时间保持一致，即发射机播出时间内发生情况报警，发射机播出时间段外不会报警。

音频编码器

系统中的数字式可视化监视监听模式，运用独特的多路音频编码器（32路音频独立编码），将各路音频信号编码压缩，通过局域网（交换机）传送至音频处理服务器，经音频处理服务软件包计算处理，将中波发射过程中的不同音频信号量化成可视的动态柱形图的方式，这样可以通过视觉同时浏览多路音频信号的工作状态，同时也可以对音频信号进行定量分析和处理故障报警。采用音频信号差动对比监测，系统将输入到发射机的音频信号与射频解调信号进行对比监测，一旦出现故障可一目了然地发现是哪个环节的问题。同时根据需求将数字音频信号解压解码送音箱监听，服务软件可根据用户的要求任意组织音频柱图的监视画面，并提供循环监听以及固定频率监听的功能。

系统中每套节目的主用信源、及各路备分信源和解调音频信号。在音频服务器上都可以进行各路音频的柱图监视和音频信号的选择监听，即多套节目同时浏览，同时可监视发射机的载波功率，可监听任何一路音频。可将某套节目的所有信源集中监视监听，从而增进了播出效果，解决了信源监视的各个盲区，达到统揽全局的目标。并具有独立报警功能。

每一频率一般采用主备机播出，该系统将音频处理后的信源信号进行四路分配器输出，不但可以为主备两部发射机提供高质量的信源信号，而且可以通过冗余信源对去往发射机的信号进行监测（对入机信号监测监听），另外还冗余一路信号备用。

播出系统紧急事件应急与改进

一、信号源部分本台现播中一和省一两套中波广播节目，主用光纤信号，备用信号源中星6B（卫星接收机），还有备用光纤信号。

1、當主用信号中断时，智能音频处理切换器应能自动切换到备用信号，如果切换失效，值班员应立即将智能音频处理切换器转为手动切换状态，进行人工选择切换备用信号。如果手动切换失灵，采用接线板的插线“切换”处理（即调换主备信号源插线）。

2、当节目信号内容异常或遇非法信号袭扰是，值班员应仔细准确辨别，及时手动切换。如确认各路信号均为非正常信号时，可暂输出禁止，同时拉响警铃，报告总值班和台领导。

3、当控制桌的UPS电源正常供电时，控制桌的UPS电源正常指示绿色灯亮。当控制桌的UPS电源发生故障无输出时，此时控制桌的供电电源将自动切换到外线供电，同时绿色指示灯灭。若由于线路或某设备故障无法整体供电时，利用临时电源插板取墙壁电源接在UPS电源输出插头给控制桌设备供电。也可利用临时插线板给卫星接收机供电，把卫星信号做播出播出信号（此信号幅度较小，不经过音频处理器直通入发射机时不发生过荷），维持播音。尽快恢复控制桌的供电。

4、智能音频处理切换器故障无输出时，应采用其断电直通功能（即第一路输入和主用输出断电时直通），或在接线板上进行跳线处理（选择信号幅度较小的卫星信号），维持播音。但是，该音频处理器的缺点是只有主机对主路信源具有断电直通功能，对其它备用信源没有断电直通功能;而且备机工作时对任何一路信源都没有断电直通功能！而且断电直通的信号因没有进行幅度压缩处理，送入发射机会造成因信号幅度过大而使发射机过荷保护造成停播。

为了缩短处理故障时间，充分利用智能音频切换处理器的断电直通功能。在智能四选一音频切换处理器前对第一路主用信号再单独加装一个音频处理器，来预防因智能四选一音频处理切换器故障无输出，应用其断电直通功能，可以防止了光纤信号幅度过大造成机器过荷停播事故。

二、监控系统

自动化监控系统主要负责发射机的正常开/ 关机和运行情况的监测判断处理和警报。它对发射机的正常播出是很重要，但非决定作用，因为发射机在“本地”状态时可实现人工操作正常播出。

1、上位机、交换机ARM管理器等信号通路故障可能造成上下行信息中断监控失效，虽然不至于造成发射机的停播，但已构成安全隐患，此时应加强巡视和监听，报告总值班及时处理。

2、下位机（采集器）故障不能实现自动开机时，可采用断电复位处理，如还不能正常运行可采用本地状态人工操作。

3、在不能实现自动开＼ 关机，主用发射机故障时不能倒换备机，监控失效等问题时，值班员应将发射机置于本地位置，完全由人工监控：合低压开关（必须），再选择适当功率开机，发射机的工作状态靠人工巡视掌握，及时报告总值班或台领导做出处理。

三、发射机部分

在监控系统工作正常的情况下，当发射机出现异常导致低功率或无功率输出时，监控系统会立即报警并做出适当处理。值班员应密切监视，仔细观察并做详细记录，对不正常的情况做出正确的判断和处理。

1、主机开机失败，或播音过程中发生故障，监控系统将自动倒换开启备机，发出警报。值班员要记录主机故障表现，且通知总值班。备机正常播音后，可手动开启主机到假负载，仔细观察每个步骤的表现，记录故障现象，判断故障部位和原因，在自己无法处理时及时告知台领导，组织技术力量抢修。故障排除后，确定发射机在遥控状态，监控系统要进行“倒机恢复”的操作。

2、播音过程中，当主备机同时发生故障时，应遵循先易后难，减少停播时间的原则，首先解决故障明显较易解决的机器，尽快恢复节目播出。

3、播音过程中，当多次发生如过流、过压或欠激、过激等机器本身的不稳定情况时，要人为倒换备机（注意切换方法）。组织技术力量抢修。

4、重要节目播出时或遇恶劣天气时，相关备机处在热备份状态。遇恶劣天气，如沙尘暴，大风，强雷电天象时，发射机多次发生驻波、过流、过压等保护时应适当降低功率播出，备机处在热备份状态。在不能用低功率维持播音时，经上级部门同意后方可暂时关机，雷电减弱时立即恢复播音。

5、当机房突然停电，值班员、总值班应及时与配电室取得联系，并守候在机房，待来电时快速恢复播出。

6、播音过程中，偶然接到连播通知，而又不能对播出时间列表进行修改时，首先合发射机低压开关，再将发射机置于“本地”位置，待播音结束后，机器恢复“遥控”状态。

7、播音中，如要微调发射机工作状态，要适当降低输出功率，半功率开启备机，以防不当。所有的事故及处理情况要及时向总值班、台领导汇报，并做好详细记录。

以上是我对本台自动监控系统对DAM发射机的监控及异常状态应急处理的学习和总结，不妥之处在所难免，期待给与斧正。