中波发射台远程监控系统的组成架构与运行环境

2022-02-10吴雨桐

西部广播电视 2022年24期

关键词：发射台中波发射机

吴雨桐

（作者单位：云南省广播电视局东川696台）

1 监控系统的功能特点

1.1 监控系统功能

中波发射台远程监控系统包括信号源系统设备、发射机、发射机主备切换设备、信号监听回传设备、供配电系统设备、安防视频监控设备、室内外环境监控设备。

1.2 监控系统特点

1.2.1 可靠性

系统软件具有完善的备份和保护机制，当意外原因导致设备故障或数据损毁时，系统会自动输入备份系统，同时预装的还原系统自动还原故障前的设备状态和系统数据。

1.2.2 安全性

系统具有完善的、安全的、模块化的访问机制。系统设置了身份验证、分级权限和防“黑客”侵入程序，一方面防止“黑客”对系统进行破坏，另一方面可以防止合法用户越权访问。

1.2.3 开放性

系统采用模块化、开放式网络协议结构，可以很好地兼容其他软件，方便与大多数具备通信功能的硬件设备进行对接。目前发射台普遍使用的数字化调幅（Digital Amplitude Modulation，DAM）发射机和脉冲宽度调制式（Pulse-Duration Modulation，PDM）发射机都自带通信协议端口。

1.2.4 易维护

系统具备人性化的维护信息显示功能，维护信息包括当前设备运行状态、数据异常报警、自身诊断结果。技术人员可根据显示情况对设备进行维护。

2 组成架构与硬件设备子系统

2.1 监控系统架构

监控系统不仅可以方便本台工作人员对系统设备、周边环境进行监控管理，还能同时实现远程管理。远程监控又包括兄弟台协同监控和领导层监控，在本台工作人员不够的情况下，可以委托兄弟台站进行监控管理。领导层指的是本台领导和上一级业务管理（无线电台管理）部门。监控系统协同管理与领导层管理架构如图1所示。图中中波台1-4为监控对象，监管台为兄弟协同监管台，领导层可以对监管对象和协同监管台进行监控管理[1]。

图1 监控系统协同管理与领导层管理架构

2.2 监控设备子系统

中波发射台监控系统目标设备子系统包括信号源、发射机、天线倒换、监听回传、供配电、安防视频、环境监测系统。设备子系统组成拓扑图如图2所示。

图2 系统设备组成拓扑图

2.2.1 信号源监控子系统

在信号源监控子系统中，音频切换矩阵的串行通信接口进行协议转换并接入监测系统，通过监控前端的操作与显示单元，实现网络监测功能。监测监控的内容包括当前正在使用的节目信号的实时状态、对信号异态进行报警、手动切换或自动到其他路由的信号源等[2]。信号源监控子系统控制示意图如图3所示。

图3 信号源远程监测控制示意图

2.2.2 发射机监控

通过发射机专用采集通信设备及监控软件，对正在运行的发射机的实时状态、数据及发射机开关机、主备机倒换等操作进行监控，同时完成对异态信息的报警等。发射机采集器可采集的发射机数据：

（1）发射机整机参数：输出功率、反射功率、天线电压驻波比、功放温度、冷却风机、高低压电源。

（2）功率放大器整机参数：工作电压、工作电流、过载、过热、欠激励、过激励、功放关闭等。

（3）激励器参数：频率、频偏、输入信号、输出信号。

监控系统对发射机主要参数进行采集，将采集的数据送到监控计算机进行处理，一方面在显示屏上显示，另一方面对参数越限进行声光报警指示、短信发送、报警存储、降功率和关闭发射机高压等操作处理[3]。发射机数据采集系统框图如图4所示：

图4 发射机数据采集系统框图

2.2.3 天线自动倒换控制

为了确保安全播出，中波发射台发射机大都采用“一主一备（A+B）”的方式工作，当一台发射机出现故障时，可以切换到另一台发射机工作。当A发射机出故障时，监控系统给采集控制器发送指令，通过自动切换系统切换天线，A发射机切换到中波专用负载，由技术人员排查发射机故障；B发射机切换到发射天线，保证正常播出。同理，当B发射机出现故障时，A发射机切换到天线，维持正常播出。

主、备采集控制器之间只有一条串行通信线，备用采集器执行从主用控制器过来的命令，并向主用采集器发送实时数据，主用和备用采集器与监控系统进行数据交换，切换指令可以采用自动方式切换，也可以实现远程切换和人工切换。天线自动倒换控制整套工作机制如图5所示：

图5 天线自动倒换控制整套工作机制示意图

2.2.4 播出节目监听回传

节目监听回传属于无人值守台站建设的一部分。按照广播电视相关细则要求，各中波台站开路监听设备的音频信号应远程回传至领导层监测中心（无线电管理中心或监测管理中心），实现远程网络的音频监听功能。通过对中波台开路监听的音频信号进行网络编码，将生成的数字音频信号送入监测网络，方便领导层远程监听和监管[4]。

2.2.5 配电监控子系统

中波发射台供配电系统为发射设备提供能源。统计表明，由于供电故障造成的停播事故占有很大的比例，因此有必要对供配电系统的工作状态进行监控。电力采集设备通过对稳压器的监测实现供电系统的监测，包括稳压器的输入三相电压、电流（市电），输出的三相电压、电流，稳压器设备具有串口，通过电力采集器实现对稳压器数据的监测，当出现电压偏低或偏高时（报警上限、下限可根据用户需要进行设置），以及出现电流偏大（报警门限可根据客户需要进行设置）时，在监控软件上进行声光报警提示。

2.2.6 安防音视频监控子系统

安防视频监控系统是一个独立的系统，较早之前，各中波台已经完成了视频监控系统的安装，远程监控系统是通过硬盘录像机数据接口与协议，对各中波台硬盘录像机内的监控数据进行解析，解析的数据传输到监管层系统服务器，监管层对各台安防音视频信息进行处理并在显示系统中予以展示。安防音视频回传示意图如图6所示。

图6 安防音视频回传示意图

3 监控系统软件

监控软件是监控系统的管理程序，其作用是对监控目标数据进行处理，并根据数据状态作出相应的操作控制处理。监控软件主要实现用户管理、值班管理、报警管理、自动抄表、操作记录、报表统计、历史曲线和系统设置等功能。

3.1 用户管理

用户管理是对用户信息的统一管理，包括添加新用户、修改用户资料、删除用户等功能。用户管理列表中显示的是当前系统中所有的用户信息，其中包括用户名、电话、姓名、角色、地点等信息。

3.2 值班管理

值班管理是根据当前的工作情况而设定的一个交接班模式，一般情况下核心机房或某些特定岗位需要24小时留人值守，这样会出现员工换岗交接班的情况，接班人通过指纹验证后，系统会产生一条记录，该记录会记载交班人、接班人姓名，交班人对接班人的交代，即交班意见及交班时间。

3.3 报警管理

报警管理包括报警查询和报警信息。报警查询主要是查看某个中波台某台设备在某个时间段内的报警情况，列表中会罗列出报警设备、报警字段、报警值、报警时间等信息。根据列表中的报警信息可以查看该时间段的报警条数，可对频繁报警字段的设备进行检修，以免给后期的工作埋下隐患[5]。报警信息包括指标名称、报警门限、报警延时、告警次数、告警级别、抄表数据、弹窗报警、声光报警、短信报警、微信报警、告警号码、操作等信息。