中波廣播發(fā)射臺站一體化監(jiān)管平臺建設方案

洪正輝

（銅陵市轉(zhuǎn)播臺，安徽 銅陵 244000）

0 引 言

中波廣播發(fā)射臺站是廣播信號發(fā)射和傳播的基礎設施，對其穩(wěn)定性、可靠性以及信號質(zhì)量的管理至關重要。本文旨在探討中波廣播發(fā)射臺站一體化監(jiān)管平臺的建設方案，通過對各功能模塊的詳細研究，旨在提高廣播信號的質(zhì)量、減少運維成本，并確保廣播服務的持續(xù)性。

1 中波廣播發(fā)射臺站概述

1.1 中波廣播發(fā)射臺站的概念

中波廣播發(fā)射臺站是一種專門用于中波廣播傳輸?shù)年P鍵基礎設施。我國規(guī)定，中波廣播的頻率范圍為525 ～1 605 kHz[1]。這種廣播形式在全球范圍內(nèi)用于傳遞信息、新聞、娛樂和文化內(nèi)容。中波廣播發(fā)射臺站的歷史可以追溯到廣播技術的早期，在20 世紀初期開始廣泛應用。這些發(fā)射臺站通常由一系列復雜的設備組成，包括發(fā)射機、天線系統(tǒng)及調(diào)制器等，用于將聲音和信息轉(zhuǎn)換成電磁波，然后通過天線發(fā)送給廣大聽眾。這些站點在信息、娛樂和文化傳播方面發(fā)揮著重要作用，尤其是在偏遠地區(qū)、農(nóng)村地區(qū)以及緊急情況下，它們提供了廣泛的覆蓋范圍，使人們能夠接收廣播信號，了解緊急情況和世界各地的動態(tài)[2]。

1.2 中波廣播發(fā)射臺站的組成系統(tǒng)

中波廣播發(fā)射臺站是由多個關鍵組成系統(tǒng)構成的復雜設施。每個系統(tǒng)都具有特定的功能，共同協(xié)作，以實現(xiàn)廣播信號的傳輸和覆蓋。以下是中波廣播發(fā)射臺站的主要組成部分。

（1）發(fā)射機。發(fā)射機是中波廣播發(fā)射站的核心組件，負責將聲音或數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為電磁波并將其發(fā)送到天線系統(tǒng)。發(fā)射機的功率和頻率控制非常關鍵，以確保廣播信號的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

（2）天線系統(tǒng)。天線系統(tǒng)包括天線和相關設備，用于將電磁波有效地輻射出去。它們的設計與調(diào)整直接影響信號的覆蓋范圍和質(zhì)量。

（3）調(diào)制器。調(diào)制器用于將聲音或數(shù)據(jù)信號與無線電頻率進行調(diào)制，以創(chuàng)建可傳輸?shù)恼{(diào)制信號。這確保了信號在傳輸過程中的一致性。

（4）鐵塔。鐵塔是支撐天線系統(tǒng)的結構，通常位于一定高度的地點，以提高廣播信號的覆蓋范圍。鐵塔必須經(jīng)過精心設計和維護，以確保安全和穩(wěn)定性。

這些組成系統(tǒng)緊密協(xié)作，以確保廣播信號的穩(wěn)定傳輸。發(fā)射機將調(diào)制后的信號傳輸給天線系統(tǒng)，天線系統(tǒng)負責將信號輻射到廣播范圍內(nèi)的接收器。鐵塔的位置和高度也會影響信號的覆蓋范圍[3]。

1.3 中波廣播發(fā)射臺站一體化監(jiān)管平臺概述

中波廣播發(fā)射臺站一體化監(jiān)管平臺主要由服務層與應用層兩個層面組成，實現(xiàn)對中波廣播發(fā)射臺站的智能化、自動化的信息管理、系統(tǒng)調(diào)度及運行維護等工作。一體化監(jiān)管平臺對于提升中波廣播發(fā)射臺站的運行質(zhì)量有重要意義，實現(xiàn)對發(fā)射臺站的實時監(jiān)控、對運行與管理數(shù)據(jù)的整合分析、智能化的設備運行維護以及對播出節(jié)目的數(shù)據(jù)監(jiān)控等功能。

2 中波廣播發(fā)射臺站一體化監(jiān)管平臺建設思路

2.1 總體方案及架構

本文針對中波發(fā)射臺站監(jiān)管需求，提出了中波廣播發(fā)射臺站一體化監(jiān)管平臺建設方案，建立一個集成性的監(jiān)管系統(tǒng)，涵蓋全方位的監(jiān)控、管理和數(shù)據(jù)分析功能[4]。平臺設計原則包括實時性、可擴展性、安全性以及用戶友好性。

一體化監(jiān)管平臺建設的架構設計采用分層結構，包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理與分析層、用戶界面層。數(shù)據(jù)采集層通過傳感器、監(jiān)測設備收集實時數(shù)據(jù)，如信號質(zhì)量、設備狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等。收集的數(shù)據(jù)傳輸至處理與分析層，通過算法進行數(shù)據(jù)處理和異常檢測，生成報警與分析報告。用戶界面層提供直觀的監(jiān)管界面，展示實時數(shù)據(jù)、報警信息和設備狀態(tài)。選擇這種架構是為了確保數(shù)據(jù)的高效處理和準確分析，為監(jiān)管決策提供有力支持。平臺將采用云計算技術，以確保擴展性和靈活性。安全性方面，數(shù)據(jù)的傳輸將被加密，系統(tǒng)采用多層權限控制。

在總體方案及架構的引導下，該一體化監(jiān)管平臺將為中波廣播發(fā)射臺站提供可靠的監(jiān)管手段，提升信號質(zhì)量、減少故障，實現(xiàn)更智能化的運維管理[5]。

2.2 功能模塊

2.2.1 全系統(tǒng)流程監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)

全系統(tǒng)流程監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)是一體化監(jiān)管平臺的關鍵組成部分，旨在監(jiān)測中波廣播發(fā)射站的廣播信號流程，以確保廣播信號的高質(zhì)量和全面覆蓋。該模塊的主要功能包括廣播信號質(zhì)量監(jiān)測和覆蓋范圍監(jiān)測。它實時收集并分析廣播信號的參數(shù)，如信號強度、頻譜效益及多徑干擾等，以評估廣播信號的質(zhì)量，同時，通過地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）技術，監(jiān)測廣播信號的覆蓋范圍，包括信號強度在不同地理區(qū)域的變化，以確保信號覆蓋無死角。該模塊使用的技術和工具如下：頻譜分析儀用于測量信號頻譜，檢測潛在的頻譜干擾；信號強度計用于監(jiān)測廣播信號的強度，并生成信號強度熱圖；GIS 被用于地理空間數(shù)據(jù)的收集、分析和可視化，以確定信號覆蓋范圍；數(shù)據(jù)分析軟件用于處理大量數(shù)據(jù)，執(zhí)行實時監(jiān)測和生成質(zhì)量報告[6]。

2.2.2 中波廣播發(fā)射機智慧運維管理系統(tǒng)

中波廣播發(fā)射機智慧運維管理系統(tǒng)旨在提高發(fā)射機的性能和降低維護成本，通過智能化手段實現(xiàn)高效運維。該模塊通過實時監(jiān)測發(fā)射機的運行狀態(tài)，包括功率輸出、溫度、電壓等關鍵參數(shù)，同時采用遠程控制和自動化算法，實現(xiàn)對發(fā)射機的智能運維。它能夠自動檢測設備故障，進行預測性維護，提供故障診斷和遠程修復功能，以減少停機時間和人工干預。與發(fā)射機性能和維護相關的關鍵指標如下。

（1）功率輸出穩(wěn)定性。監(jiān)測發(fā)射機的輸出功率，確保廣播信號的穩(wěn)定性和一致性。

（2）溫度和冷卻效率。跟蹤發(fā)射機溫度，預防發(fā)射機過熱，提高冷卻效率，延長設備壽命。

（3）電源健康。監(jiān)控電源狀態(tài)，以確保電源供應的可靠性，防止電源故障引起的停機。

（4）設備維護歷史。記錄設備維護歷史，包括維修記錄和維護計劃，以提供運維決策的數(shù)據(jù)支持。

2.2.3 信源監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)

信源監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)旨在監(jiān)測廣播信號的源頭，包括節(jié)目內(nèi)容和信號源設備，以確保廣播信號的質(zhì)量和合規(guī)性。該模塊通過監(jiān)測節(jié)目內(nèi)容的質(zhì)量和內(nèi)容合規(guī)性，確保廣播信號傳遞正確的信息。它可以自動分析聲音質(zhì)量、音頻編碼和內(nèi)容完整性，同時監(jiān)測節(jié)目內(nèi)容是否符合廣播法規(guī)。信源監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)還監(jiān)測信號源設備的性能和穩(wěn)定性，包括音頻處理設備、編碼器和調(diào)制器等。它實時追蹤這些設備的狀態(tài)，以便及時檢測設備故障或性能下降現(xiàn)象，預防可能的信號質(zhì)量問題。信源監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)確保廣播信號的質(zhì)量和合規(guī)性。一旦檢測到信號質(zhì)量或合規(guī)性問題，系統(tǒng)將自動生成警報并生成詳細的報告，以便運維團隊采取糾正措施。系統(tǒng)可定期檢查廣播內(nèi)容是否符合當?shù)貜V播法規(guī)，以確保廣播臺站不違反法律規(guī)定。系統(tǒng)會存儲廣播內(nèi)容的歷史記錄，以便進行追蹤和審計。

2.2.4 鐵塔狀態(tài)監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)

鐵塔狀態(tài)監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)專注于監(jiān)測和維護廣播鐵塔的狀態(tài)，以提高其安全性和可靠性。系統(tǒng)采用多種傳感器和監(jiān)測設備，監(jiān)測鐵塔狀態(tài)的多個方面，具體如下。

（1）溫度監(jiān)測。溫度傳感器監(jiān)測鐵塔的溫度變化，防止過熱或過冷，確保鐵塔結構穩(wěn)定性。

（2）風速和風向監(jiān)測。風速儀器測量風速、風向以及風的變化，以評估鐵塔面臨的風險，確保鐵塔的安全性。

（3）結構健康監(jiān)測。通過應變傳感器、震動傳感器等來監(jiān)測鐵塔的結構健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)潛在的結構問題。

鐵塔狀態(tài)監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)通過以下方式提高鐵塔的安全性和可靠性。第一，早期故障檢測。系統(tǒng)能夠及時檢測異常情況，如溫度升高、風速超標或結構變形，從而及早發(fā)現(xiàn)潛在故障。第二，實時警報。當監(jiān)測系統(tǒng)檢測到危險情況，將自動發(fā)出警報，通知相關人員采取緊急措施，降低潛在風險。第三，數(shù)據(jù)分析和趨勢預測。通過分析歷史數(shù)據(jù)和趨勢，系統(tǒng)可以預測鐵塔狀態(tài)的變化，幫助規(guī)劃維護工作，提高可靠性。

2.2.5 臺站環(huán)境監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)

臺站環(huán)境監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)的主要任務是監(jiān)測和維護廣播臺站的環(huán)境條件，包括空氣質(zhì)量、溫度、濕度等。第一，空氣質(zhì)量監(jiān)測。該系統(tǒng)通過氣體傳感器監(jiān)測空氣中的污染物濃度，如顆粒物、二氧化硫、一氧化碳等。這有助于確保廣播設備的穩(wěn)定運行，因為污染物可以損害設備的性能。第二，溫度監(jiān)測。溫度傳感器監(jiān)測廣播設備的工作環(huán)境溫度，防止過熱或過冷可能對設備造成的損害。第三，濕度監(jiān)測。濕度傳感器測量空氣中的濕度水平，有助于防止設備受潮和腐蝕。

臺站環(huán)境對廣播設備的性能有重要影響。過高的溫度可能導致設備過熱，降低效率，過低的濕度可能引起靜電放電問題。監(jiān)測系統(tǒng)有助于維護合適的工作環(huán)境，以確保設備的穩(wěn)定性和性能。合適的臺站環(huán)境也有助于維護工作人員的健康和安全。高污染或有害氣體濃度可能對員工造成危害，而過度潮濕或干燥的環(huán)境也可能對他們的健康產(chǎn)生負面影響。通過監(jiān)測和維護臺站環(huán)境，可以減少設備的損壞和維修成本，延長設備的壽命，降低運營成本。

2.2.6 供電監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)

供電監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)的任務是監(jiān)測和管理廣播臺站的電力供應，以確保廣播持續(xù)穩(wěn)定運行。供電監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)通過電力傳感器和監(jiān)控設備實時監(jiān)測電力供應的關鍵參數(shù)，包括電壓、電流、頻率等。它還能夠監(jiān)測電力質(zhì)量，如電壓波動、諧波和電壓不穩(wěn)定性。供電監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)的關鍵任務之一是確保廣播不受電力故障的影響。一旦系統(tǒng)檢測到電力供應問題，會立即發(fā)出警報，并采取以下措施。首先，備用電源切換。如果主電源發(fā)生故障，系統(tǒng)可以自動切換到備用電源，如發(fā)電機或不間斷電源，以確保廣播的持續(xù)性。其次，電力負載管理。系統(tǒng)可以監(jiān)測臺站的電力負載，自動調(diào)整設備的運行狀態(tài)，以優(yōu)化電力使用。最后，遠程控制。一些系統(tǒng)還具備遠程控制功能，允許操作員遠程控制設備，進行電力切換和維修。供電監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)的目標是確保廣播臺站始終具備穩(wěn)定的電力供應，以防止電力故障對廣播服務造成的中斷。通過及時監(jiān)測和自動化控制，它可以快速應對電力問題，提高廣播的可靠性和持續(xù)性。

3 中波廣播發(fā)射臺站一體化監(jiān)管平臺實際運行效果

以銅陵市轉(zhuǎn)播臺一體化監(jiān)管平臺建設為例，2022 年4 月，安徽省廣播電視局發(fā)布《廣播電視無線發(fā)射臺站智慧運維建設的指導意見（試行）》，銅陵市轉(zhuǎn)播臺于2022 年開展了一體化監(jiān)管平臺建設項目，以數(shù)字化、標準化、智慧化、一體化為依托，充分運用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術，構建了一體化監(jiān)管平臺，實現(xiàn)臺站發(fā)射機監(jiān)控、節(jié)傳設備監(jiān)控、播出節(jié)目監(jiān)控、節(jié)目一致性監(jiān)控、天饋線系統(tǒng)監(jiān)控、鋼塔桅監(jiān)測、供配電系統(tǒng)監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控、故障診斷以及運行維護等功能。銅陵市轉(zhuǎn)播臺一體化監(jiān)管平臺已成為集運維數(shù)據(jù)采集匯聚、故障智能發(fā)現(xiàn)定位、問題智能診斷分析以及風險智能預測預警等多功能為一體的監(jiān)管平臺，有效提升了銅陵市轉(zhuǎn)播臺日常運維、監(jiān)控、管理的智慧化水平。

4 結 語

在廣播行業(yè)的不斷發(fā)展中，中波廣播發(fā)射臺站一體化監(jiān)管平臺的應用展現(xiàn)出巨大的潛力。這個平臺不僅提升了廣播信號的質(zhì)量和可靠性，還降低了運維成本，為廣播行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的支持。隨著技術的不斷進步，一體化監(jiān)管平臺將繼續(xù)發(fā)展和演進，可為廣播業(yè)帶來更多創(chuàng)新和改進。