基于WebGIS的广播电视无线发射台站监测系统设计

王建海

摘要：近年来，广播电视无线发射台站数量持续增加的同时，广播电视安全播出管理难度也在不断加大。针对此种情况，文章介绍了一种基于WebGIS的广播电视无线发射台站监测系统设计。此设计主要具备覆盖范围、场强、干扰监测和台站管理、安全播出3种功能，具体设计中采用B/S架构体系，将Node.js和WebGIS相结合，确保系统的操作简便性和运行稳定性。另外，设计中根据数据标准以及系统调用要求，对采集数据进行转换处理，并构建专用于系统数据处理和应用的系统数据库设计方案。对系统进行实现及应用后，确认系统指挥人员可通过单一设备实现全国广播台站覆盖范围、场强以及干扰检测分析，可满足广播电视无线发射台监测使用要求。

关键词：WebGIS；无线发射台站；覆盖范围监测；场强监测；干扰监测；系统设计

中图分类号：TP393  文献标志码：A

0 引言

随着移动互联网的快速发展，社会公众的信息获取渠道不断发生变化。在此背景下，广播电视媒体作为社会主流媒体，其安全播出需要设置在全国各处的广播电视无线发射台站作为支持。但随着无线发射台站技术系统的复杂化和多样化、覆盖范围的持续扩大化，如今广播电视安全播出保障難度也在不断加大，各类安全播出突发事件时有发生。基于此，本文介绍一种基于WebGIS的广播电视无线发射台站监测系统设计，实时监测无线发射台站覆盖范围、场强、干扰数据，并根据监测结果实施全局指挥调度，以保障广播电视的安全播出。

1 系统总体架构设计

广播电视无线发射台站监测系统主要分为覆盖范围、场强、干扰监测和台站管理、安全播出3大功能模块，为满足广播电视覆盖范围、场强、干扰实时监测和安全播出的基本需求，各功能模块和数据接口之间应实现无缝对接。

根据以上设计需求，系统采用B/S架构体系和模块化设计，将整个系统分为数据层、服务层以及应用层3个层次。

（1）数据层：设计中数据层于Oracle数据库中实现，主要涉及数据分为空间数据和关系数据（属性数据）。数据层所采用的地图数据为瓦片地图，相关地图调用采用Leaflet地图框架提供的接口直接调用。

（2）服务层：系统运行中应用层先向服务层发出请求，服务层接收请求后，根据请求调用数据层对应的数据信息，所调用的数据以JSON格式反馈给应用层，应用层通过各类应用程序对调用数据进行可视化处理。

（3）应用层：设计中应用层主要采用Leaflet地图框架和前端软件中的HTML5，JavaScript，CSS3等多种技术共同实现。

2 系统基本功能模块详细设计

2.1 台站管理设计

台站管理模块结构如图1所示。

（1）台站目标视点查询：在台站管理中搜索定位输入目标台站后，台站管理模块可直接获取该台站相关信息。

（2）台站目标视点操作：在台中管理功能中找寻到目标台站后，可对目标台站视点实施二维-三维转换、旋转和缩小放大操作［1］。

（3）台站参数查询：台站管理功能可提高台站资源信息即时状态、实时分布等基本属性信息查看功能。

2.2 覆盖范围、场强、干扰监测设计

覆盖范围、场强、干扰监测主要分为台站点对面空间区域场强监测、台站区域覆盖面积监测以及台站干扰监测3种子功能。

（1）台站对面空间区域场强监测：基于电波传播预测模型，结合台站与周边地理空间环境，计算台站发射机周边区域点对点场强，进而以点带面显示台站发射机周边场强变化及分布。

（2）台站区域覆盖面积监测：单台站监测基于电波传播预测模型，结合ITU-P526等国际电联协议书模型，充分考虑不同地形地貌对发射机性能的影响和发射机自身参考性能，综合计算台站在不受干扰影响下的覆盖理想覆盖区域［2］；多台站监测则是同时对多个台站覆盖区域进行分析，获取在不受到干扰条件下多个台站之间的区域覆盖情况，具体计算过程与单台站监测过程基本一致。

（3）台站干扰监测：通过对多个台站覆盖监测结果进行对比分析，观察各台站覆盖范围重叠情况，以此来分析各台站之间的相互干扰情况。

2.3 安全播出设计

安全播出模块可提供安全指挥调度、预警区域分析等功能支持。

（1）安全指挥调度：通过WebGIS实现地理信息辅助分析和展示功能，并在地图中直接显示事件发生地点，实现地理信息和属性信息的实时交互和显示［3］。

（2）预警区域分析：预警分析功能可对事件所表现出的客观规律，在警情发生前对发生后可能造成的影响进行模拟，为决策者提供影响范围、影响程度等关键决策信息支持，以便于制定更具针对性的决策方案。

3 系统数据库设计

3.1 数据处理

系统涉及数据主要包含空间数据和属性数据两种，空间数据采用ArcGIS软件对数据进行编辑和转换；属性数据则采用Oracle，SQL，Excel等软件进行数据编辑和转换［4］，部分无法转换数据需人工手动处理。

对转换后的数据要素进行归纳汇总，编制数据库设计所需的数据库表，以台站属性为例，具体数据库如表1所示。

3.2 存储系统设计

参考现有空间数据管理、大型数据库系统设计中数据集成管理所提供的多种解决方案，设计中采用Oracle数据库管理系统，将数据系统设计与应用系统设计相结合。利用SQL语言实现空间数据和属性数据的操作管理，通过RDBMS实现海量数据的存储与管理、并发控制、数据仓库等功能。

3.3 信息资源规划及数据库建设

根据数据系统设计流程实施系统相关数据信息资源规划分析［5］，进而形成如图2所示的系统数据库总体结构。

4 系统功能实现

4.1 臺站管理

台站管理可实现所有广播电视无线发射台的信号源、信号传输以及发射播出设备状态数据进行监测分析，以采集数据及时发现和判断故障台站位置，并通过GIS进行展示。具体展示信息包括台站设备地理空间分布、台站设备实时工作状态以及台站分类管理等。

4.2 覆盖范围、场强、干扰监测

覆盖范围监测主要包括覆盖人口面积统计和覆盖范围显示两种功能。具体覆盖范围显示以克里金插值的插值作为限制，结合使用者所需的距离、形状以及方向来设置边界值，进而显示台站覆盖范围区间。

场强监测可通过鼠标点击地图上的台站信息获取台站基本信息及发射机相关参数，结合已有地理空间数据、电波传播预测模块、发射机与目标点地形空间环境因子，综合获取场强监测结果。

台站干扰监测可以根据用户所选定区域范围，分析区域内多个台站的相互干扰情况。首先，需要导入区域内台站的覆盖范围计算结果；其次，需要对结果进行可视化呈现；最后，使用者根据结果中覆盖区域重叠情况确认台站干扰。

4.3 安全播出

安全播出的安全指挥调度功能较为依赖监测结果。系统设计中的安全指挥调度子模块中可全面显示故障台站、故障信息以及故障影响范围，为安全指挥调度提供较为完善的数据支持，提高安全指挥调度决策可行性。

区域预警功能则可以根据预测结果向决策者提供故障来临前的相关预测信息。具体预测信息在系统地图中会以红色高亮显示，在点击故障预测信息对应区域后，系统地图会自动从二维界面转为三维界面，方便使用者进一步了解故障区域具体情况。

5 结语

综上所述，文章基于WebGIS地理空间分析技术，介绍一种广播电视无线发射台站监测系统设计方案。此系统主要包括覆盖范围、场强、干扰监测和台站管理、安全播出3种功能模块，相关功能可满足广播电视无线发射台站管理、台站覆盖范围、台站场强、台站干扰等多种监测功能，并为广播电视安全播出提高安全指挥调度和故障预测分析支持，进而帮助决策  者可根据分析结果制定更为科学合理的决策方案，保障广播电视的安全播出效果。

参考文献

［1］韦德全.广播电视无线发射台站远程监控系统架构设计［J］.电视技术，2022（4）：173-176.

［2］武旸.发射台电视机房自动化监测系统设计与应用［J］.电视技术，2012（6）：71-74.

［3］聂雄，黄斌全.广西广播电视发射台远程监控系统的设计［J］.电视技术，2011（22）：78-81，91.

［4］刘忠平.探究广播电视发射台自动化控制系统［J］.电视技术，2019（9）：47-49.

［5］江剑锋.广播电视发射台播出信号检测报警器设计制作［J］.电视技术，2022（7）：19-21，28.

（编辑 沈 强）

Design of radio and television wireless transmitter station monitoring system based on WebGIS

Wang  Jianhai

（Jiexiu Media Convergence Center， Jiexiu 032000， China）

Abstract： In recent years， while the number of radio and television wireless transmission stations has continued to increase， the difficulty of managing radio and television safety broadcasting has also increased. In view of this situation， this paper introduces a WebGIS-based radio and television wireless transmission station monitoring system design. This design mainly has three functions of station management， coverage， field strength， interference monitoring， and safe broadcasting， and adopts B/S architecture system in the specific design， combining Node.js and WebGIS to ensure the simplicity and operation stability of the system. In addition， according to the data standard and system call requirements， the collected data is converted and processed， and a system database design scheme dedicated to system data processing and application is constructed. After the implementation and application of the system， it is confirmed that the system commander can achieve the coverage， field strength and interference detection and analysis of the national broadcasting station through a single device， which can meet the monitoring and use requirements of radio and television wireless transmitters.

Key words： WebGIS; wireless transmitter stations; coverage monitoring; field strength monitoring; interference monitoring; system design