基层中波转播台站智能化改造中的计算机网络应用

唐大旺 杨云钧

（1.西藏自治区广播电视局下察隅中波转播台，西藏察隅 860601；2.西藏自治区广播电视局培训中心，西藏拉萨 850000）

广播具有覆盖面大的突出优点。目前还没有哪一种信息网络能和无线广播的覆盖面相比。特别在自然灾害较为频繁发生的区域，国家建立的自然灾害预警系统就应用了智能化的应急广播信息系统。

经过智能化改造后的转播台站管理系统就是搭建成一个局域网管理模式。局域网使局部区域网络化，其特点是覆盖面积小、网络传输数率高、传输误码率低。同时利用交换机技术把运行设备中的参数通过数据线与交换机接口或数据接收交换端口联接，目前交换机是应用最为广泛的数据链路转换设备，如华为交换机。电力系统的相关信息与参数，发射机控制单元控制信息，信号系统与音频处理器的相关参数值，机房运行环境系统的物理信息，各个系统进行模块化改造后，它们的相关信息与相关运行指令经过交换机与服务器处理后集成到控制室的客户端计算机客户端界面，进行相应的运行管理与监测。

1.中波台智能化改造实施方案

在西藏县级的中波转播台中，整个播控系统主要由电力系统、信号与音频处理系统、发射机系统、天线系统与环境监控系统5大部分组成。我们在智能化改造中，天线系统比较复杂，无法实现特有的技术改造，主要是利用环境监测网对其管理。同时在智能化改造过程中，一方面要合理有效利用原有的设备设施。另一方面要用合理科学的技术更新改造，设备更新使相应的技术系统升级换代。成熟的自动化与智能化系统对整个转播系统的性能有质的提升。确保“三满播出”的真正实现[1]。在此次改造中主要对电力系统、发射机系统、信号源与音频系统、环境监控系统进行智能化改造。

1.1 系统设计原则及依据

在智能化系统设计时，我们要充分考虑并遵循以下设计原则：（1）可行性和实用性。（2）管理性和技术先进成熟性、开放性和标准性。

1.2 具体的智能化改造方案

1.2.1 电力系统智能化平台建设过程

电力系统是中波转播台运行的主要动力。不间断稳定的电力供应是实现中波台各项运行任务和指标的基石。

改造前，使用外电与转播台自备发电机送电电两路供电系统。一路：外电10kV—交变电压器—配电室—全自动补偿式稳压配电柜—发射机系统与机房控制系统。一路：自备发电机50kV—配电室—全自动补偿式稳压配电柜—发射机系统与机房控制系统。在外电断电的情况下，发电机启动—配电室合闸—稳压器稳定电压—供电发射机系统与机房控制系统，一般正常情况下需时3min～5min。

改造实施方案：利用原来供电系统的一主一备增加不间断的UPS供电部分。一路：外电10kV电压—变压器—配电室—三相精密净化稳压电源—发射机系统与机房控制系统。二路：自备发电机—配电室—三相精密净化稳压电源—发射机系统与机房控制系统。三路：UPS供电—发射机系统与机房控制系统。

改造后，稳压电源进行更换以适应技术发展与运行安全的需要。由于原来的全自动三相电力稳压系统使用年限达10年，设备老化，故障已到多发频发的阶段。更换为三相精密净化稳压电源。JSW精密净化三相交流稳压器由于采用了国际先进的正弦能量分配原理，结合大功率LC滤波电路，稳压精度极佳。采用重载滤波电路，在输入端对高能干扰呈低阻抗，抗高能尖峰干扰能力强，能提供纯净的波形，该稳压器采用距饱和很远的电感，可抗不对称波形干，反应速度快、稳压精度高、可滤除尖峰、脉冲、波涌及下限波形，最适合精度精密仪器使用。三相分调：这样可以保证每相输出电压的精度不变，在负载发生变化或负载不平衡时，不会影响输出电压的平衡。完善的保护功能，过压、欠压、错相、过流、过载保护即旁路功能，方便日常维护，无任何机械调整装置、无碳刷、无磨损、无触点控制组件，一次安装成功后无需短周期维护和调整。这样的技术设备可以很好地适应和提高电力系统稳定性能。

运行过程：当外电停电或异常情况下，外电自动终止或人工终止—UPS及时启动供电，播音不间断。此时机房值机人员或维修人员检查电源情况或处理相关故障，可根据需要启动备用发电机。备用发电机发电，当稳定电压电流后合闸供电。UPS自动供电终止，播音不间断。UPS在有外电情况下处于稳压或充电状态。

在机房控制室，值机人员可实时对配电情况在计算机界面上实现监测与控制设置。这样供电系统改造后就实现了如下目标：

（1）真正实现不间断供电，当外电断开时，UPS供电使发射机系统和机房控制系统运行，节目传输不中断。当自备发电机发电时，直到稳定供电后UPS停止供电，外电转为继续为蓄电池充电。同时UPS也实时起到稳定外电电压的作用，实现了不间断电源供电。

（2）电源稳定，改造后的电源系统三相电压、电流稳定，随着数字技术的应用，电源补偿系统能很好地平衡各相电压和电流。

（3）UPS电源是由25组12V铅锌蓄电池并联后再串联组成，电压为220V左右，能不间断供电8h。保证了电压的稳定时长，即使出现电源故障，维护人员就有足够的时间来处理故障。UPS的运行情况与故障可以在UPS的微机控制器上设置、查阅与显示。

（4）电力监控监测系统智能化改造后，值机人员与维护人员可以实时监测电力系统的相关运行参数情况，为电力设备的维护与相关更换提供直观依据。

1.2.2 发射机系统智能化改造

发射机系统是台站管理与运行的重要组成部分。是智能化改造与管理的核心。改造中采用先进的自动化控制技术、信息数字化技术、网络传输技术、建立智能化、网络化的台内监控平台实现对台站的发射机设备运行、安全防护进行及时或远程实时监控，满足各台站有人留守，达到无人值班的需求，确保安全播出。通过智能化、数字化、网络化的科学管理，在保证安全播出的前提下增强值机员的管理能力，有效提高工作效率和管理水平。以减轻工作强度和减少人为事故，降低运行成本。利用计算机管理系统的控制功能实现对各发射机及其配套设备的运行状况以及发射台的环境、安全等进行远程实时监控、监测、实现故障的迅速切换为故障类型判断与维护提供具体的判定与指示[2]。

改造前：中波广播发射机使用功率为1kW一主一备固态PDM配备。使用时，开关机需要手动或自动，抄表需要人工记录，必须定时或连续巡机观察发射机运行情况，人工查询CPU控制器的数据信息以判断发射机相关故障或运行情况，或通过功放盒上的指示灯发光情况判定发射机故障与运行状况。

改造后：继续利用广播发射机1kW的一主一备固态PDM配备。把每组发射机的CPU接口、开关机的控制接口、开关机状态指示灯，各频率的发射机控制单元用于数据或信息交换的接口都用数据线与华为数据交换器联接，交换器再用数据线发射机的监测电脑联接。监测电脑形成网络客户端可设置相应的C类IP地址，如：192.162.26.30。

改造后，增加协议转换模块FS、JS、JC、JQ10XX，作为IP地址转换的交换器。同时使用SBL安全块的TCD-04数据采集器对发射机控制器与开关机相关信息量进行采集。

发射机主机或备机运行时，其执行运行的相关参数与控制单元的设备相关参数以指令数据流的形式通过数据线发布到华为交换器，经华为交换器处理后的数据信息上传到发射机监测电脑，同时发射机的控制单元信息也传输到检测计算机客户端，每部发射机设置一个固定的IP地址。5部发射机设置5个控制单元IP地址。便于数据信息与指令的接收与相关指令的发送。这样就实现发射机系统的实时监测改造[3]。

在发射机监测电脑客户端的系统管理界面可以进行如下管理：

服务器部分：

（1）数据显示。在主界面，打开软件后显示的是自动化系统的服务器界面。它能显示机房内所有频率的发射机的工作情况：频率，工作在主机还是备机，发射机当前所处播音期段，入射功率、调幅度。

菜单功能里有主菜单：在主界面的空白处，单击右键可以查看日志、报警操作、数据库、日常管理、软件的管理及切换到其他监测系统。

（2）客户端部分。客户端部分与服务器部分基本功能相同，只是减少了控制单元参数设置、动作检测、load功能。

（3）利用值班员管理系统可以实现人员值班管理与维护记录。

实现目标：

（1）监测每部发射机的发射频率、发射功率、不平衡功率，监测激励器的发射频率、调幅度、输入输出信号相关参数值等。

（2）发射机的开关控制，可设定人工、自动开关机2种状态，可在控制室通过计算机控制发射机开关设定和控制个发射机的自动开关机时间表一般时间表不少于3段。

（3）可设定系统工作状态的人工倒换或自动到还。在自动控制下，可设定发射机的各个参数门限，以确保发射机的工作状态正常机故障的及时报告和报警。

（4）倒机要有如下保护措施：不能带高压倒机，频率不正确不允许开，功率越限不能开功放电源。

（5）计算机界面能实时显示以上信息以供查询。

（6）实现了值机员的工作信息的全管理和维护信息的全管理。

1.2.3 信号源监测系统与音频系统智能化改造

信号源与音频系统是整个转播系统的前端，是节目信息质量重要保证。必须实现不间断的接收。中波广播信号使用上星站卫星广播转发信号，利用特定的地面广播卫星信号接收装置进行不同卫星转发器的广播节目信号的处理。

用音频处理器对卫星接收机的信号进行解调和调制后才能还原成广播节目。PDM的音频处理器使用的数模音频转换器是一种专业的数字音频模拟音频的转换器，它主要用于广播电台的不同音频形式的音频设备（模拟和数字）间的接口转换，可以适应32KHZ-96KHZ、16Bit-24Bit内各种数字采集模式的音频。可以同时实现数字音频输入模拟音频输出的功能。

改造前：中波台使用的是一主一备2路信号源。能实现主备信号源切换。一般是值机员在值班室根据自己的判断与相关情况自由处理，如：日凌干扰出现后才决定手动切换。出现很大的随意性，对节目的质量有一定的影响。音频处理器使用合成音频处理器。

改造后：中波转播台的信号源还是利用原来的一主一备信号源，把原来卫星信号接收机更换为性能具有音频信号交换器的接收机，接收机再与音频处理器联接。同时利用处理器的相关接口用数据线与GPS时钟联接，集成智能化安播系统。信号源切换系统提供实时的、双向的数据传输。卫星接收机采用ASN1240型音频专用卫星接收机，各频率发射机使用一主一备卫星接收机。同时准备应急跳线盘作为第三路信号接收器。作为紧急状况下的信号源系统。每部发射机的卫星信号接收器接受的节目的音频信号都用专用数据线联接到GPS时钟的相应接线口。GPS时钟与智能化服务器通过数据线连接。

对接收的节目信号进行解调和调制。音频处器使用RS10型的三通道类型。同时与值机员只需通过计算机界面上的操作就能达到独立检测、独立切换某节目源的目的。使用3路信号源，一主一备，信号直通。把不同频率发射机的卫星信号接收机，相应频率的音频处理器集成在一起，放置在发射机旁。集成智能化安播系统利用传输数据线联接到机房控制室的计算机上。

信号源系统实现目标：（1）对主备用信号源有无，是否正常，在用和备用情况进行远程实时监测。（2）可设定各套节目信号源监测时间表，可远程实现人工切换和自动轮循切换对各路信号源和各输出信号的监听监测。（3）可人工切换和自动切换，本地切换响应时间小于500ms。远程切换响应时间小于1s时当用于播出的信号源无音频而备用信号源正常时，自动切换到备用信号源。（4）信号源使用一主一备，紧急备用直通。（5）信号源有限切换选择，可远程设定信号源的主备状态。（6）信号源接入不少于3个通道，主通道应具有远程强制直通功能和断电直通功能。（7）监测中心能够在计算机界面实时监听和监看每路广播信号的各个运行参数与指示。在控制室，利用音箱可以同时监听到坚挺的音质，清晰流畅、无杂音。

2.结语

经过智能化平台建设后，机房规范化建设有了质的提高：（1）计算机网络技术的应用提升了转播台站的技术含量，应用局域网管理模式。提高了中波台的安全运行能力。适应了技术发展的现实与未来需要。（2）设备设施的更新换代提升了播出质量的提高与稳定，确保“三满播出”的实现。（3）机房技术人员能在控制室内轻松完成全套的操作要求，实时了解天线区到机房及台区周围环境。提高了中波台技术人员的技术能力和管理能力。（4）技术人员的角色发生转变，从单纯的值机员变成了既是值机员又是管理者。技能的要求更具体。（5）台内管理人员利用网络可以了解设备运行情况与故障发生情况，为维护重点提供直观而直接资料。