計算機(jī)技術(shù)在廣播發(fā)射監(jiān)控中的應(yīng)用

何 一 趙 娜

1.2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局839臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在日新月異地發(fā)展。時下各類廣播發(fā)射機(jī)也都向著智能化方向發(fā)展，發(fā)射機(jī)的工作過程和信號傳輸，都采用計算機(jī)技術(shù)或計算機(jī)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這是非常重要的技術(shù)手段。

1 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組成與功能

1.實時監(jiān)測：全天候監(jiān)測發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)并記錄相關(guān)數(shù)值，包括開、關(guān)機(jī)時間等，用于預(yù)警功能，同時對超限數(shù)值和異常數(shù)值情況做出報警。

2.預(yù)警功能：預(yù)警功能是一個與計算機(jī)緊密結(jié)合的功能。該功能需要從發(fā)射機(jī)獲取必要的實時數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)或者其他方式傳送至預(yù)警服務(wù)器，預(yù)警服務(wù)器根據(jù)這些實時數(shù)據(jù)結(jié)合算法，高概率地預(yù)測出未來幾十分鐘甚至幾小時內(nèi)有可能產(chǎn)生的故障，提醒技術(shù)人員，及早進(jìn)行故障排查。

3.報警功能：由于預(yù)警功能采用的是高概率方式，為防止遺漏預(yù)警，還需有報警功能。報警主要是聲、光方式，在監(jiān)控系統(tǒng)對發(fā)射機(jī)進(jìn)行全天候監(jiān)測的情況下，在發(fā)生故障的第一時間通過聲光報警通知技術(shù)人員處理故障。

4.自動處理：發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障時，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在報警的同時，根據(jù)故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行一些必要操作，如停機(jī)、倒換備機(jī)等，以保證安全播出，避免更大的事故出現(xiàn)。

5.打印功能：根據(jù)具體情況，本地或者遠(yuǎn)程對各類數(shù)據(jù)及報表進(jìn)行實時打印。

6.自、手動操作互鎖：監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備自動和手動操作兩種方式，在同一時間只能有一種操作方式可以實時進(jìn)行，監(jiān)控系統(tǒng)必須鎖止另一種操作，以免發(fā)生沖突。

7.遠(yuǎn)程監(jiān)控功能：由于發(fā)射臺所處的位置多為偏遠(yuǎn)地區(qū)，所以監(jiān)控系統(tǒng)需提供遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，以方便對發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程有權(quán)限地訪問、控制、調(diào)測。

8.數(shù)據(jù)報表的生成與存儲：計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需要統(tǒng)計發(fā)射機(jī)運行數(shù)據(jù)，包括開、關(guān)機(jī)時間，運行時發(fā)射機(jī)的各項指標(biāo)，故障記錄等，自行生成的一些報表存儲于服務(wù)器內(nèi)，同時對根據(jù)需要所生成的報表也一并記錄存儲，在不人為刪除的情況下永久保存在服務(wù)器內(nèi)。

2 系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)實際需求，對計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、PLC 分布式計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、多媒體，預(yù)判算法等手段組成含有監(jiān)、控、預(yù)、警、存等功能的廣播發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)。（圖1）

系統(tǒng)在設(shè)計上分為前端物理設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)通信層、應(yīng)用層。（圖2）

圖1

圖2

1.前端物理設(shè)備層：這一層是整個系統(tǒng)的最基層，主要包含所有設(shè)備上的采集器和傳輸線路，屬于純物理設(shè)備層；

2.數(shù)據(jù)采集層：依托前端物理設(shè)備層，采集廣播發(fā)射過程中必要的數(shù)據(jù)，通過傳輸線路將數(shù)據(jù)送往監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器，為應(yīng)用層各個功能模塊處理提供數(shù)據(jù)支撐；

3.數(shù)據(jù)通信層：主要包含計算機(jī)遠(yuǎn)程操控管理和本地服務(wù)管理，包括存儲、報表生成等，遠(yuǎn)程計算機(jī)需通過網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行使用權(quán)限設(shè)置；

4.應(yīng)用層：應(yīng)用層是監(jiān)控系統(tǒng)的最頂層，是直接面向使用者的，其中包括監(jiān)控系統(tǒng)所有功能的模塊、算法、UI界面，涵蓋了故障預(yù)警，事故警報、報表打印，值班員工作記錄等功能。

3 主要技術(shù)特征

以計算機(jī)技術(shù)為核心的廣播監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下特征：

1.對發(fā)射機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制，實時記錄設(shè)備運行的狀態(tài)，具有高精度、實時性。UI界面直觀，操作便捷，擁有適應(yīng)發(fā)射系統(tǒng)的核心算法，保障預(yù)警和警報的準(zhǔn)確性。同時基于時下5G技術(shù)，更易實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)異地讀取、計算，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2.廣播發(fā)射監(jiān)控采用計算機(jī)系統(tǒng)，采用現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)、PLC、遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)組合的多級互聯(lián)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在保證互相聯(lián)通的情況下又分別獨立，互不干擾，具有可靠的穩(wěn)定性。

4 廣播發(fā)射計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的干擾源及處理措施

計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中面臨的最大問題就是高頻干擾。廣播系統(tǒng)所發(fā)射的高頻信號會竄入監(jiān)控系統(tǒng)中，主要通過采集設(shè)備的取樣信號、空間電磁輻射和現(xiàn)場設(shè)備的接地裝置進(jìn)行干擾。高頻干擾信號會造成網(wǎng)絡(luò)傳輸丟包，設(shè)備取樣不準(zhǔn)確等一系列問題，針對這些問題，我們采用以下方案解決。

4.1 硬件手段

在部署前端設(shè)備和傳輸線路時，必須選用抗干擾性較強的采集設(shè)備，做好接地工作，電源部分的線路需選用鎧裝屏蔽電纜，防止高頻干擾和高頻感應(yīng)造成的采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確和設(shè)備打火損壞現(xiàn)象；同時需采用屏蔽網(wǎng)線或者光纜作為數(shù)據(jù)傳輸線路，盡可能短地布置走線，避免高頻信號直接作用于傳輸線路造成丟包等問題，影響實時性。在采樣信號進(jìn)入傳輸線路和服務(wù)器前，分別安裝濾波裝置，減少共模干擾。正確接地，在部署系統(tǒng)時應(yīng)區(qū)分高、低頻電路，采用對應(yīng)的接地方式。

4.2 軟件抗干擾設(shè)計

盡管硬件抗干擾可濾除大部分干擾信號，但因干擾信號產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，且具有很大的隨機(jī)性，很難保證系統(tǒng)完全不受干擾。因此往往在硬件抗干擾措施的基礎(chǔ)上，采取軟件抗干擾技術(shù)加以補充。我們主要采用數(shù)據(jù)誤差判斷和數(shù)字濾波方式。

1.數(shù)據(jù)誤差判斷：多次獲取同一采集設(shè)備的取樣值，直到連續(xù)兩次或兩次以上的采集結(jié)果完全相同時才視為有效。若多次采集后，信號總是變化不定，可停止采集，發(fā)出報警信號。由于廣播監(jiān)控實時性要求較高，故不可將重復(fù)采集周期設(shè)置過長，影響實時性。

2.數(shù)字濾波：針對信號被隨機(jī)干擾的情況，可以采用數(shù)字濾波技術(shù)。該方法具有可靠性高和穩(wěn)定性好的特點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)計算機(jī)測控系統(tǒng)中。此外，數(shù)字濾波的常用方法還有：程序判斷濾波法、中值濾波法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法等。

5 結(jié) 語

在廣播發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)中加入計算機(jī)系統(tǒng)，既可提高工作效率，降低運行成本，又可為技術(shù)人員更為直觀地提供實時動態(tài)的運行數(shù)據(jù)，為廣播發(fā)射的安全提供了強有力的技術(shù)支持。