中波發(fā)射臺自動化播控系統(tǒng)研究

石確次仁

（西藏自治區(qū)廣播電視局日土中波轉(zhuǎn)播臺，西藏阿里 859700）

0 引言

中波發(fā)射臺自動化播控系統(tǒng)涉及較為復(fù)雜的軟硬件設(shè)施，根據(jù)其控制結(jié)構(gòu)以及功能劃分，可具體歸類于集中控制管理、分散控制管理以及分散集中管理模式，主要是將機(jī)房設(shè)備、遙控平臺以及各個播報平臺的功率、開關(guān)、功能進(jìn)行整合和組合管控，結(jié)合發(fā)射機(jī)的主設(shè)備、備用設(shè)備，以及頻率發(fā)射機(jī)主設(shè)備、備用設(shè)備，做好集中控制、精細(xì)化管理。

1 中波發(fā)射臺自動化播控模式

1.1 集中控制管理

集中控制管理模式較為常見，其整體結(jié)構(gòu)較為簡單，在對整體架構(gòu)打造過程中投入的資金相對較少，主要由播控平臺采取集中管理控制，實現(xiàn)對發(fā)射設(shè)備的體系化、精細(xì)化把控。現(xiàn)階段，在生產(chǎn)管理過程中，中波發(fā)射機(jī)還未實現(xiàn)自動化運作，中波發(fā)射臺自動化改造大多采取集中管理控制的方式，高度依賴機(jī)房監(jiān)控管理系統(tǒng)，一旦監(jiān)控平臺出現(xiàn)相應(yīng)的故障隱患，如服務(wù)器崩塌等，則會導(dǎo)致機(jī)房所有播控設(shè)備的運作受到影響，以至于整個播控系統(tǒng)無法發(fā)揮出實際的價值和作用，出現(xiàn)停播、停機(jī)的情況。集中控制管理模式具備獨特的優(yōu)勢和劣勢，須對癥下藥，完成對整個控制系統(tǒng)的精細(xì)化管控[1]。

1.2 分散控制管理

分散控制管理結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但是其安全性、可靠性、穩(wěn)定性相對較高，主要是將各頻率發(fā)射機(jī)在同一播控平臺上協(xié)同、互動使用，不同頻率發(fā)射機(jī)在運行過程中不會相互關(guān)聯(lián)。因此，在發(fā)射機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障問題后不會相互影響，可保證整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、牢固性，前期會投入大量的資源完成對不同頻率發(fā)射機(jī)設(shè)備的采購、布控。整個監(jiān)控平臺較為寬廣，后續(xù)的維護(hù)工作量也相對較大，很難在分散控制管理模式下開展標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備管控工作。因此，針對部分實力相對較為強(qiáng)勁的中波發(fā)射臺，可以采取分散控制的策略，保證整個系統(tǒng)的運行水平得到有效提升，但是也需要在該環(huán)節(jié)制定更加科學(xué)合理的運維管理計劃和方案，發(fā)揮整個系統(tǒng)的自動化價值。

1.3 分散控制，集中管理

“分散控制、集中管理”是當(dāng)前大部分中波廣播發(fā)射臺使用的核心模式，主要是采取對機(jī)房設(shè)施的集中管理、集中控制，并且結(jié)合不同頻率的主備機(jī)，完成基礎(chǔ)運作管理。此類管理控制模式具備較高的可控性和穩(wěn)定性，管理靈活，能夠有效規(guī)避以上兩種模式的弊端。同時，在當(dāng)前人工智能技術(shù)快速發(fā)展的背景下，中波臺的改造也實現(xiàn)了自動化、智能化發(fā)展，在分散管理控制過程中，能夠更好應(yīng)對不同設(shè)備、不同頻率主備機(jī)的管理維護(hù)需求，提高控制管理水平。因此，分散控制集中管理的模式結(jié)合人工智能系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)，對設(shè)備進(jìn)行管理運維期間，能夠做到精細(xì)化的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)調(diào)研，在設(shè)備維護(hù)管理過程中可做到對癥下藥，提高整體管控水平[2]。

2 中波發(fā)射機(jī)自動化系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 自動化系統(tǒng)的構(gòu)建結(jié)構(gòu)

中波臺自動化改造要充分結(jié)合集中分散管理控制模式，完成對各項設(shè)備結(jié)構(gòu)的體系化、精細(xì)化控制。在此期間，對播控系統(tǒng)進(jìn)行智能化、數(shù)據(jù)化、信息化改造，也需要注入機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)、下位機(jī)以及監(jiān)測平臺、發(fā)射機(jī)，對各頻率的數(shù)字化、信息化設(shè)備進(jìn)行一體化控制，完成綜合、全面的自動化管控。另外，可結(jié)合單機(jī)自動化管理控制模式，采用自動化運維管理程序，做好對信息資源的集中處理、儲存管控，按照既定程序，全方位執(zhí)行相關(guān)操作步驟，使整個發(fā)射機(jī)的自動化控制水平得到提升。同時，充分利用標(biāo)準(zhǔn)化的控制軟件、控制結(jié)構(gòu)，將各類設(shè)備系統(tǒng)的接口進(jìn)行有效連接，保證信息資源能夠?qū)崿F(xiàn)互動傳遞。

結(jié)合PLC 工業(yè)控制器，整合各類軟硬件系統(tǒng)，做到靈活編程、靈活控制，但是在操作管理過程中容易受到系統(tǒng)以及軟硬件設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化水平影響，其整體運行穩(wěn)定性相對較差。PLC 控制單元控制結(jié)構(gòu)具備相應(yīng)的局限性，但是其實際價值和作用也較為明顯，由于發(fā)射機(jī)自動化播控系統(tǒng)對整個智能運維水平要求較高，數(shù)據(jù)處理難度較大，可采取可編程邏輯器FPGA，實現(xiàn)高階段、高層次的管理控制，最大限度地提升整個系統(tǒng)的獨立性、完整性。

2.2 功能結(jié)構(gòu)劃分

現(xiàn)階段，在對中波發(fā)射臺自動化FPGA 系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)、建設(shè)、打造的過程中，需對其功能模式、結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，構(gòu)建完善的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在設(shè)定相關(guān)工作管理模式過程中，制定更加完整、全面的工作時間表和計劃表。比如，對系統(tǒng)播出的時間進(jìn)行合理設(shè)計，優(yōu)化現(xiàn)有的開關(guān)工作程序，實現(xiàn)對發(fā)射機(jī)自動播出功能的有效管控，對開關(guān)機(jī)的功率以及自動升降輸出功率進(jìn)行自主高效調(diào)整。

2.2.1 數(shù)據(jù)處理

對數(shù)據(jù)處理功能進(jìn)行優(yōu)化、完善，整個數(shù)據(jù)處理功能包含前期的數(shù)據(jù)采集、中后期的對比分析以及數(shù)據(jù)使用處理，可實現(xiàn)對發(fā)射器工作狀態(tài)的實時調(diào)整，結(jié)合相應(yīng)的微處理監(jiān)控單元，可將相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行有效收集、采集，再通過互聯(lián)網(wǎng)工具，將相關(guān)信息資源上傳到監(jiān)控管理平臺，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的線性計算以及結(jié)構(gòu)化分析，再將處理得到的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行有效整合，參照各種發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)、工作參數(shù)以及數(shù)據(jù)信息，做好功能調(diào)整以及相應(yīng)的參數(shù)修正。整個數(shù)據(jù)處理單元具備自動抄表以及數(shù)據(jù)歸檔、整理、統(tǒng)計、儲存、分析的基本功能[3]。

2.2.2 信息流通

結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化接口，將以太網(wǎng)、發(fā)射機(jī)、播控系統(tǒng)與各大監(jiān)控平臺進(jìn)行有效連接，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)信息的傳遞，在不借助人工干預(yù)的情況下，可保證數(shù)據(jù)資源的流通更加及時、高效。因此，整個系統(tǒng)的連接需具備較高的標(biāo)準(zhǔn)化水平，相關(guān)單位應(yīng)聯(lián)系整個生產(chǎn)商、設(shè)備供應(yīng)商、系統(tǒng)設(shè)計方，完成相應(yīng)的聯(lián)動設(shè)計，科學(xué)合理打造標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)以及各類系統(tǒng)軟硬件設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)。

2.2.3 獨立運行

整個系統(tǒng)也應(yīng)具備獨立運行的系統(tǒng)功能，在獨立運行管理過程中，保證自動化操作更加完善、可靠，對其中的保護(hù)功能、監(jiān)控功能、報警功能等進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計，做好對相關(guān)信息資源以及相關(guān)設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)督管控，及時對其中異常的數(shù)據(jù)信息以及異常的運行工況給予相應(yīng)的警報控制，知會相關(guān)運維人員，采取更加科學(xué)、有效的運維控制手段，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的綜合管控。

2.2.4 故障處理

現(xiàn)階段，在中波發(fā)射機(jī)自動化系統(tǒng)構(gòu)建環(huán)節(jié)，最主要的是對故障進(jìn)行處理管控，在分散管理、集中控制等相關(guān)模塊，應(yīng)對各類機(jī)械設(shè)備、機(jī)電設(shè)備以及頻率發(fā)射機(jī)的工況參數(shù)進(jìn)行有效分析，做好對系統(tǒng)故障問題的自動識別分類，采取科學(xué)有效的溝通處理方法，完成信息控制，對其中過載、自動復(fù)位以及故障恢復(fù)功能、顯示功能、警報功能進(jìn)行科學(xué)高效管控，結(jié)合FPGA 芯片，采用可編程軟件，完成科學(xué)、有效的信息搜集和整合，實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的有效整理，也可以結(jié)合CMOS 工藝降低整個系統(tǒng)的能耗，使整個系統(tǒng)的集成化水平以及節(jié)能環(huán)保水平得到有效提升。

在整個中波發(fā)射機(jī)自動化系統(tǒng)控制管理環(huán)節(jié)，要對故障處理、運行管理、獨立性系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理模式進(jìn)行科學(xué)有效的控制，結(jié)合自動化管理單元以及單片機(jī)，對各項資源進(jìn)行有效協(xié)調(diào)、整理，提高整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的綜合運行管理水平。

2.3 自動化系統(tǒng)的運行功能達(dá)成

在整個中波發(fā)射臺自動化播控系統(tǒng)運行過程中，要有效協(xié)調(diào)處理器、儲存器、控制器、顯示器等多個單元，做好對各項信息資源的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。整個發(fā)射機(jī)的開關(guān)控制程序較為簡單，處理的數(shù)據(jù)信息相對較多，結(jié)合多方面的信息資源，完成非線性、非結(jié)構(gòu)化以及模糊控制管理。可采用“FPGA+DSP+ARM”的架構(gòu)，在數(shù)據(jù)管理、搜集、控制、執(zhí)行、處理等方面做好一體化控制。在整個結(jié)構(gòu)中，需以機(jī)房監(jiān)督管理為基礎(chǔ)，在播放機(jī)控制平臺、下位機(jī)、以太網(wǎng)以及相關(guān)信息傳輸體系的幫助下，借助相應(yīng)的TCP 協(xié)議以及微處理器核心單元，完成對信息資源的快速交換、處理、控制，實現(xiàn)對整個機(jī)房發(fā)射系統(tǒng)信息資料的全自動管控。以發(fā)射機(jī)的工況參數(shù)收集整理為基礎(chǔ)，對其中的音頻信號、工作狀態(tài)、工作程序以及數(shù)據(jù)調(diào)整控制進(jìn)行全時段、全方位管控，在控制器單元的協(xié)同管理下完成微調(diào)，實現(xiàn)全方位的狀態(tài)監(jiān)管、狀態(tài)控制[4]。

整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需整合豐富多元的開關(guān)控制邏輯器，做好對功率的實時高效管控，可利用邏輯開關(guān)控制器對高壓電源實施定向化管控。同時，需要對發(fā)射機(jī)各部位進(jìn)行開關(guān)控制，對其中存在的故障問題進(jìn)行有效隔絕處理，保證在出現(xiàn)故障問題后，各個結(jié)構(gòu)單元不會相互影響。因此，需結(jié)合相應(yīng)的開關(guān)邏輯控制器，在管理控制過程中做好全方位的邏輯分析。另外，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也應(yīng)具備故障自動化處理的基本功能，實時對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行高效判斷。在主機(jī)出現(xiàn)故障問題時，快速調(diào)動備機(jī)，做到快速切換處理，采取熱備份以及冷備份兩種管理控制模式，保證播出的連續(xù)性和可靠性。

在整個自動化系統(tǒng)功能達(dá)成領(lǐng)域，主要利用各種各樣的開關(guān)邏輯控制器、功率邏輯控制器以及故障處理單元，結(jié)合完整、全面的控制結(jié)構(gòu)，做好全方位細(xì)節(jié)管控，將各項數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效整合、分析、使用、控制，提高整個結(jié)構(gòu)的綜合運行水平。

3 自動化系統(tǒng)的難點

3.1 技術(shù)指標(biāo)的在線實時監(jiān)測

中波臺無人機(jī)房的自動化運行，需保證其監(jiān)測功能滿足機(jī)房設(shè)施的運行需求，對輸入發(fā)射機(jī)的各類音頻信號進(jìn)行實時采樣分析，再將采集到的數(shù)字信息進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換、切換處理，結(jié)合無線電調(diào)節(jié)，將各類音頻信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)變，將其放入音頻比對分析模塊，對其中的異常情況進(jìn)行監(jiān)管。在此過程中，主要是對信號的噪聲失真度、響應(yīng)時間、調(diào)幅以及各項音頻指標(biāo)進(jìn)行評估和衡量，對播音質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)、有效的評定。因此，工作人員需要結(jié)合行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對發(fā)射機(jī)在線信息噪聲的計算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格管控，整個計算量較大，需做好多方位評估分析。

3.2 輸出網(wǎng)絡(luò)的阻抗設(shè)施監(jiān)測

在運行過程中，如果發(fā)射機(jī)網(wǎng)絡(luò)阻抗的變化存在超出預(yù)設(shè)限定數(shù)值的情況，則會導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性受到影響，在中波發(fā)射臺自動化播控過程中，對網(wǎng)絡(luò)阻抗的實時監(jiān)測管理涉及較為復(fù)雜的工作流程、工作事項，需做好網(wǎng)絡(luò)阻抗的計算以及軟件、無線電解調(diào)，對各類射頻信號、基帶信號進(jìn)行有效整理、整合，參照歷史數(shù)據(jù)信息，做好評估衡量，同時，需要結(jié)合相應(yīng)的波形圖、頻譜圖，開展體系化、高效化控制。因此，工作人員、技術(shù)人員需完成多方面的數(shù)據(jù)信息收集整理，對其中的標(biāo)準(zhǔn)件以及網(wǎng)絡(luò)阻抗、矩陣切換器以及各類信號單元進(jìn)行有效檢測，但是整個數(shù)據(jù)分析的工作量相對較大，很難在短時間內(nèi)出具更加完整、全面的結(jié)果，其監(jiān)測管理水平還有待進(jìn)一步提升[5]。

3.3 自動功率的調(diào)整控制

自動功率調(diào)整控制包含較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，需做好對微處理器、采集器、控制器的實時高效管控。由中波發(fā)射機(jī)與采集器、控制器進(jìn)行有效連接，對其中的輸出功率、模擬量、反射功率、開機(jī)開關(guān)量、關(guān)機(jī)開關(guān)量、升功率進(jìn)行精細(xì)化監(jiān)管控制，包含模擬監(jiān)控接口、狀態(tài)量接口以及各類信息信號連接單元。在管理控制過程中，整個結(jié)構(gòu)體系的信息流通、信息采集控制較為復(fù)雜，如果缺少豐富的工作經(jīng)驗[6]，則很難對各類異常數(shù)據(jù)做出更加科學(xué)、高效的判斷。因此，相關(guān)運維人員、管理人員在對相關(guān)功率問題進(jìn)行判斷、識別、控制的過程中，還存在較大欠缺，需加大人員教育培訓(xùn)力度，使其在信息整理過程中能夠?qū)ψ詣庸β收{(diào)整控制結(jié)構(gòu)做出更加科學(xué)高效的把控[7]。

4 結(jié)語

在中波發(fā)射臺自動化播控系統(tǒng)構(gòu)建打造過程中，需完善現(xiàn)有的控制邏輯、控制結(jié)構(gòu)，優(yōu)化控制管理方法，提高整個系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)的綜合運行水平和效率。各單位應(yīng)完善控制架構(gòu)，優(yōu)化控制體系，對中波發(fā)射臺的自動化功能達(dá)成進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)定。