中波广播发射台站一体化监管平台建设方案

2023-12-18洪正辉

电视技术 2023年9期

关键词：中波铁塔台站

洪正辉

（铜陵市转播台，安徽铜陵 244000）

0 引言

中波广播发射台站是广播信号发射和传播的基础设施，对其稳定性、可靠性以及信号质量的管理至关重要。本文旨在探讨中波广播发射台站一体化监管平台的建设方案，通过对各功能模块的详细研究，旨在提高广播信号的质量、减少运维成本，并确保广播服务的持续性。

1 中波广播发射台站概述

1.1 中波广播发射台站的概念

中波广播发射台站是一种专门用于中波广播传输的关键基础设施。我国规定，中波广播的频率范围为525 ～1 605 kHz[1]。这种广播形式在全球范围内用于传递信息、新闻、娱乐和文化内容。中波广播发射台站的历史可以追溯到广播技术的早期，在20 世纪初期开始广泛应用。这些发射台站通常由一系列复杂的设备组成，包括发射机、天线系统及调制器等，用于将声音和信息转换成电磁波，然后通过天线发送给广大听众。这些站点在信息、娱乐和文化传播方面发挥着重要作用，尤其是在偏远地区、农村地区以及紧急情况下，它们提供了广泛的覆盖范围，使人们能够接收广播信号，了解紧急情况和世界各地的动态[2]。

1.2 中波广播发射台站的组成系统

中波广播发射台站是由多个关键组成系统构成的复杂设施。每个系统都具有特定的功能，共同协作，以实现广播信号的传输和覆盖。以下是中波广播发射台站的主要组成部分。

（1）发射机。发射机是中波广播发射站的核心组件，负责将声音或数据信号转换为电磁波并将其发送到天线系统。发射机的功率和频率控制非常关键，以确保广播信号的质量和稳定性。

（2）天线系统。天线系统包括天线和相关设备，用于将电磁波有效地辐射出去。它们的设计与调整直接影响信号的覆盖范围和质量。

（3）调制器。调制器用于将声音或数据信号与无线电频率进行调制，以创建可传输的调制信号。这确保了信号在传输过程中的一致性。

（4）铁塔。铁塔是支撑天线系统的结构，通常位于一定高度的地点，以提高广播信号的覆盖范围。铁塔必须经过精心设计和维护，以确保安全和稳定性。

这些组成系统紧密协作，以确保广播信号的稳定传输。发射机将调制后的信号传输给天线系统，天线系统负责将信号辐射到广播范围内的接收器。铁塔的位置和高度也会影响信号的覆盖范围[3]。

1.3 中波广播发射台站一体化监管平台概述

中波广播发射台站一体化监管平台主要由服务层与应用层两个层面组成，实现对中波广播发射台站的智能化、自动化的信息管理、系统调度及运行维护等工作。一体化监管平台对于提升中波广播发射台站的运行质量有重要意义，实现对发射台站的实时监控、对运行与管理数据的整合分析、智能化的设备运行维护以及对播出节目的数据监控等功能。

2 中波广播发射台站一体化监管平台建设思路

2.1 总体方案及架构

本文针对中波发射台站监管需求，提出了中波广播发射台站一体化监管平台建设方案，建立一个集成性的监管系统，涵盖全方位的监控、管理和数据分析功能[4]。平台设计原则包括实时性、可扩展性、安全性以及用户友好性。

一体化监管平台建设的架构设计采用分层结构，包括数据采集层、数据处理与分析层、用户界面层。数据采集层通过传感器、监测设备收集实时数据，如信号质量、设备状态、环境参数等。收集的数据传输至处理与分析层，通过算法进行数据处理和异常检测，生成报警与分析报告。用户界面层提供直观的监管界面，展示实时数据、报警信息和设备状态。选择这种架构是为了确保数据的高效处理和准确分析，为监管决策提供有力支持。平台将采用云计算技术，以确保扩展性和灵活性。安全性方面，数据的传输将被加密，系统采用多层权限控制。

在总体方案及架构的引导下，该一体化监管平台将为中波广播发射台站提供可靠的监管手段，提升信号质量、减少故障，实现更智能化的运维管理[5]。

2.2 功能模块

2.2.1 全系统流程监测监管系统

全系统流程监测监管系统是一体化监管平台的关键组成部分，旨在监测中波广播发射站的广播信号流程，以确保广播信号的高质量和全面覆盖。该模块的主要功能包括广播信号质量监测和覆盖范围监测。它实时收集并分析广播信号的参数，如信号强度、频谱效益及多径干扰等，以评估广播信号的质量，同时，通过地理信息系统（Geographic Information System，GIS）技术，监测广播信号的覆盖范围，包括信号强度在不同地理区域的变化，以确保信号覆盖无死角。该模块使用的技术和工具如下：频谱分析仪用于测量信号频谱，检测潜在的频谱干扰；信号强度计用于监测广播信号的强度，并生成信号强度热图；GIS 被用于地理空间数据的收集、分析和可视化，以确定信号覆盖范围；数据分析软件用于处理大量数据，执行实时监测和生成质量报告[6]。

2.2.2 中波广播发射机智慧运维管理系统

中波广播发射机智慧运维管理系统旨在提高发射机的性能和降低维护成本，通过智能化手段实现高效运维。该模块通过实时监测发射机的运行状态，包括功率输出、温度、电压等关键参数，同时采用远程控制和自动化算法，实现对发射机的智能运维。它能够自动检测设备故障，进行预测性维护，提供故障诊断和远程修复功能，以减少停机时间和人工干预。与发射机性能和维护相关的关键指标如下。

（1）功率输出稳定性。监测发射机的输出功率，确保广播信号的稳定性和一致性。

（2）温度和冷却效率。跟踪发射机温度，预防发射机过热，提高冷却效率，延长设备寿命。

（3）电源健康。监控电源状态，以确保电源供应的可靠性，防止电源故障引起的停机。

（4）设备维护历史。记录设备维护历史，包括维修记录和维护计划，以提供运维决策的数据支持。

2.2.3 信源监测监管系统

信源监测监管系统旨在监测广播信号的源头，包括节目内容和信号源设备，以确保广播信号的质量和合规性。该模块通过监测节目内容的质量和内容合规性，确保广播信号传递正确的信息。它可以自动分析声音质量、音频编码和内容完整性，同时监测节目内容是否符合广播法规。信源监测监管系统还监测信号源设备的性能和稳定性，包括音频处理设备、编码器和调制器等。它实时追踪这些设备的状态，以便及时检测设备故障或性能下降现象，预防可能的信号质量问题。信源监测监管系统确保广播信号的质量和合规性。一旦检测到信号质量或合规性问题，系统将自动生成警报并生成详细的报告，以便运维团队采取纠正措施。系统可定期检查广播内容是否符合当地广播法规，以确保广播台站不违反法律规定。系统会存储广播内容的历史记录，以便进行追踪和审计。

2.2.4 铁塔状态监测监管系统

铁塔状态监测监管系统专注于监测和维护广播铁塔的状态，以提高其安全性和可靠性。系统采用多种传感器和监测设备，监测铁塔状态的多个方面，具体如下。

（1）温度监测。温度传感器监测铁塔的温度变化，防止过热或过冷，确保铁塔结构稳定性。

（2）风速和风向监测。风速仪器测量风速、风向以及风的变化，以评估铁塔面临的风险，确保铁塔的安全性。

（3）结构健康监测。通过应变传感器、震动传感器等来监测铁塔的结构健康状况，及时发现潜在的结构问题。

铁塔状态监测监管系统通过以下方式提高铁塔的安全性和可靠性。第一，早期故障检测。系统能够及时检测异常情况，如温度升高、风速超标或结构变形，从而及早发现潜在故障。第二，实时警报。当监测系统检测到危险情况，将自动发出警报，通知相关人员采取紧急措施，降低潜在风险。第三，数据分析和趋势预测。通过分析历史数据和趋势，系统可以预测铁塔状态的变化，帮助规划维护工作，提高可靠性。

2.2.5 台站环境监测监管系统

台站环境监测监管系统的主要任务是监测和维护广播台站的环境条件，包括空气质量、温度、湿度等。第一，空气质量监测。该系统通过气体传感器监测空气中的污染物浓度，如颗粒物、二氧化硫、一氧化碳等。这有助于确保广播设备的稳定运行，因为污染物可以损害设备的性能。第二，温度监测。温度传感器监测广播设备的工作环境温度，防止过热或过冷可能对设备造成的损害。第三，湿度监测。湿度传感器测量空气中的湿度水平，有助于防止设备受潮和腐蚀。

台站环境对广播设备的性能有重要影响。过高的温度可能导致设备过热，降低效率，过低的湿度可能引起静电放电问题。监测系统有助于维护合适的工作环境，以确保设备的稳定性和性能。合适的台站环境也有助于维护工作人员的健康和安全。高污染或有害气体浓度可能对员工造成危害，而过度潮湿或干燥的环境也可能对他们的健康产生负面影响。通过监测和维护台站环境，可以减少设备的损坏和维修成本，延长设备的寿命，降低运营成本。

2.2.6 供电监测监管系统

供电监测监管系统的任务是监测和管理广播台站的电力供应，以确保广播持续稳定运行。供电监测监管系统通过电力传感器和监控设备实时监测电力供应的关键参数，包括电压、电流、频率等。它还能够监测电力质量，如电压波动、谐波和电压不稳定性。供电监测监管系统的关键任务之一是确保广播不受电力故障的影响。一旦系统检测到电力供应问题，会立即发出警报，并采取以下措施。首先，备用电源切换。如果主电源发生故障，系统可以自动切换到备用电源，如发电机或不间断电源，以确保广播的持续性。其次，电力负载管理。系统可以监测台站的电力负载，自动调整设备的运行状态，以优化电力使用。最后，远程控制。一些系统还具备远程控制功能，允许操作员远程控制设备，进行电力切换和维修。供电监测监管系统的目标是确保广播台站始终具备稳定的电力供应，以防止电力故障对广播服务造成的中断。通过及时监测和自动化控制，它可以快速应对电力问题，提高广播的可靠性和持续性。

3 中波广播发射台站一体化监管平台实际运行效果

以铜陵市转播台一体化监管平台建设为例，2022 年4 月，安徽省广播电视局发布《广播电视无线发射台站智慧运维建设的指导意见（试行）》，铜陵市转播台于2022 年开展了一体化监管平台建设项目，以数字化、标准化、智慧化、一体化为依托，充分运用云计算、大数据、物联网、人工智能等技术，构建了一体化监管平台，实现台站发射机监控、节传设备监控、播出节目监控、节目一致性监控、天馈线系统监控、钢塔桅监测、供配电系统监控、环境监控、安防监控、故障诊断以及运行维护等功能。铜陵市转播台一体化监管平台已成为集运维数据采集汇聚、故障智能发现定位、问题智能诊断分析以及风险智能预测预警等多功能为一体的监管平台，有效提升了铜陵市转播台日常运维、监控、管理的智慧化水平。