中波天饋線自動巡檢系統(tǒng)的研究

葉 劍

（作者單位：國家新聞出版廣電總局五0一臺）

中波天饋線自動巡檢系統(tǒng)的研究

葉 劍

（作者單位：國家新聞出版廣電總局五0一臺）

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，我國廣播電視事業(yè)得到了長足發(fā)展。在廣播電視系統(tǒng)中，天饋線是廣播發(fā)射機(jī)安全播音中的重要環(huán)節(jié)之一。現(xiàn)階段，中波天饋線的人工巡檢存在著不少的缺陷和安全隱患。在此種情況下，中波天饋線自動巡檢系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。本文首先針對系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計進(jìn)行敘述；然后闡述了系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)的目標(biāo)；最后對系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計以及軟件的主要功能進(jìn)行了詳細(xì)分析。

天饋線；自動巡檢系統(tǒng)；中波天饋線

現(xiàn)階段，我國廣播發(fā)射臺天饋線的維護(hù)工作大多以人工巡檢為主，但人工每天巡檢的次數(shù)是有限的，受人的因素影響比較大，難免發(fā)生人為誤判。采用自動巡檢系統(tǒng)能從根本上解決人工巡檢時誤判和安全方面的各種隱患，提高巡檢可靠性和有效性，對保障廣播電視的安全播出具有極其重要的意義。

1　系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計

在天饋線系統(tǒng)中，發(fā)生故障的概率一般都與溫度有密切關(guān)系。利用這個特點(diǎn)，使用紅外熱成像原理對天饋線系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測，達(dá)到充分了解和掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的目的。如果有問題，可以在第一時間發(fā)現(xiàn)，并且確定故障點(diǎn)，保障廣播電視安全播出。利用非接觸性紅外線熱像機(jī)可以在安全距離內(nèi)對一個電路元件、連接點(diǎn)以及線路表面溫度進(jìn)行實時測量，并且用最直觀的圖像顯示出來。一旦發(fā)生溫度過熱或者超過允許值的情況，就及時采取措施進(jìn)行處理，避免設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)燒壞、燒斷等惡劣現(xiàn)象，為廣播電視安全播出提供強(qiáng)有力的保障。

中波天饋線自動巡檢系統(tǒng)可以分成圖像采集前端、光纖通信以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心和機(jī)房設(shè)備軟件三部分。在中波的天線場區(qū)，通過安裝紅外熱像監(jiān)視對饋線和調(diào)配室內(nèi)器件溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，利用光纖將數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，然后配合中心計算機(jī)和監(jiān)控圖像的處理軟件，形成一套天饋線系統(tǒng)自動巡檢管理平臺，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、視頻信息以及溫度信息進(jìn)行監(jiān)測與匯總統(tǒng)計分析［1］。

2　系統(tǒng)實現(xiàn)的目標(biāo)

通過運(yùn)用天饋線自動巡檢系統(tǒng)，可以對設(shè)備的各種信息進(jìn)行及時反饋，實現(xiàn)以下幾個目標(biāo)。

2.1自動預(yù)警

如果發(fā)現(xiàn)溫度異常或者超出預(yù)設(shè)值的情況，會及時做出預(yù)警，并提示工作人員具體發(fā)生溫度異常的區(qū)域，方便工作人員對故障以及隱患點(diǎn)進(jìn)行及時排除。

2.2精準(zhǔn)化

運(yùn)用天饋線自動巡檢系統(tǒng)，可以利用有限資金對運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行精確監(jiān)測和成像。與此同時，通過熱成像軟件，可以保證熱成像擁有良好的可視化界面，直觀、形象以及生動，保證監(jiān)測數(shù)量的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)的可信度。

2.3快速化

系統(tǒng)采用目前先進(jìn)的計算機(jī)控制技術(shù)中的集中控制技術(shù)，保證了在熱成像系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)之間信息傳輸?shù)母咚俣扰c高精準(zhǔn)度，使設(shè)備時刻處在高效運(yùn)行狀態(tài)，有效減少了巡檢時間，極大提高了巡檢效率。

2.4數(shù)據(jù)保存和查詢

系統(tǒng)對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)具有自動保存功能，并且可以持續(xù)保持1個月或更長時間。一旦發(fā)生故障，發(fā)生報警的視頻將會永久保存，以備后續(xù)的研究觀察工作使用，對于溫度的監(jiān)測數(shù)據(jù)則會實現(xiàn)永久保存。

2.5自動報表

系統(tǒng)可以對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)定期形成報表，供工作人員查閱，并有過熱故障的應(yīng)急報表功能。與此同時，還能實現(xiàn)長期穩(wěn)定的工作，節(jié)約了人力成本［2］。

3　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計以及軟件主要功能

3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

在圖像采集前端，對于室內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)，調(diào)配室內(nèi)考慮到夜間沒有可見光，采用紅外熱像進(jìn)行監(jiān)測，采取單路視頻的監(jiān)控方式，利用紅外視頻進(jìn)行回傳，進(jìn)行在線測溫度。在主調(diào)配室和4個分調(diào)配室，根據(jù)在用器件分布情況各設(shè)置2臺紅外熱像監(jiān)測點(diǎn)，并且這些監(jiān)測點(diǎn)的位置都固定不變，主要用來監(jiān)測真空電容、交換開關(guān)以及電感線圈。

對于室外天饋線線路的監(jiān)測，天饋線線路的特點(diǎn)是相對比較長且常年暴露在室外風(fēng)吹日曬，為此采用雙路視頻監(jiān)控的方式，使用紅外、CCD視頻在預(yù)定位置進(jìn)行不間斷掃描并進(jìn)行實時回傳，實現(xiàn)在線測溫度；根據(jù)室外的饋線實際長度和地形環(huán)境設(shè)置了7個視頻雙槍監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)控點(diǎn)的位置是固定的，主要用來監(jiān)測饋線線路和節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，對線路上的過熱點(diǎn)進(jìn)行及時反饋，對天線區(qū)的全場進(jìn)行有效監(jiān)控。在此過程中，攝像頭會按照計算機(jī)控制中心設(shè)定的次序和速率進(jìn)行自動巡航。

在光纖通信和網(wǎng)絡(luò)方面，需要對各節(jié)點(diǎn)設(shè)備和主機(jī)房之間用光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電路連接，還需要在各節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和通信等，消除天線區(qū)強(qiáng)電磁場對弱小電信號的影響。

在監(jiān)控中心機(jī)房設(shè)備和軟件方面，利用網(wǎng)絡(luò)視頻錄像等相關(guān)軟件對圖像進(jìn)行監(jiān)視并且及時記錄，對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)可以建立數(shù)據(jù)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)儲存之用，這個服務(wù)器是一個故障監(jiān)測軟件和工作業(yè)務(wù)硬件平臺。在完成后臺的圖像識別以及監(jiān)測應(yīng)用軟件開發(fā)之后，就可以實現(xiàn)熱成像及其良好的可視化用戶界面，實現(xiàn)其軟件最大功能，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)和生成的熱成像進(jìn)行自動保存。

3.2軟件的主要功能

天饋線自動巡檢系統(tǒng)的軟件主要功能有很多，包括視頻顯示功能、自動巡線功能、巡線控制功能、紅外測溫與分析功能、圖像存儲回放功能、報警功能以及安全管理等。

3.2.1視頻顯示功能

該功能主要可以實現(xiàn)紅外視頻圖像和可見光圖像的同屏顯示，并且對其進(jìn)行有效監(jiān)控，在監(jiān)控過程中，紅外和可見光的幀率不會低于每秒15幀。還可以對分辨率在324*256的紅外圖像進(jìn)行精確分辨，并且支持灰度和偽彩的顯示，也能支持原始的紅外溫度熱像圖和可見光圖像的傳輸。與此同時，還支持多畫面的預(yù)覽效果。在進(jìn)行視頻圖像預(yù)覽時，支持分組預(yù)覽，且能手動切換。

3.2.2自動巡檢功能

該功能可以對紅外以及視頻進(jìn)行自動巡檢，可以設(shè)定特定時間段，對全部監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行圖像巡檢。而且工作人員可隨時對巡檢對象進(jìn)行設(shè)定，每輪進(jìn)行巡檢的時間也可通過手動設(shè)定。另外，還具有對圖像的自動復(fù)位功能，即紅外熱像監(jiān)控點(diǎn)在設(shè)定時間段內(nèi)可以設(shè)定位置，在相應(yīng)時間段內(nèi)會對設(shè)定好的某個位置點(diǎn)進(jìn)行全程監(jiān)控，在超過設(shè)定時間段后，則恢復(fù)到默認(rèn)的監(jiān)控位置上。

3.2.3巡線控制功能

在該系統(tǒng)中，紅外攝像頭可以稱之為定焦鏡頭，可以在現(xiàn)場設(shè)置攝像機(jī)，對預(yù)設(shè)位置、預(yù)設(shè)位置器件名稱以及需要測試的部位溫度等內(nèi)容進(jìn)行相對應(yīng)設(shè)定。與此同時，雙槍可見光鏡頭還可以支持變焦控制，進(jìn)行上、下、左、右的移動，對步長以及速度都進(jìn)行控制。

3.2.4紅外測溫與分析功能

該功能可以對溫度進(jìn)行精確測量，根據(jù)需要，能夠在全屏幕上顯示多點(diǎn)的所測溫度，捕捉到最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，表達(dá)比較形象直觀。通過對積累下來的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析后，可以得出不同月份和季節(jié)，某一特定器件的溫升參數(shù)，實測中的溫度超出溫升參數(shù)就會自動報警。此外，還可以預(yù)防性地更換異常溫升器件，提前消除各種隱患。

3.2.5圖像儲存回放功能

該功能可以儲存監(jiān)測到的紅外圖像和可見光的視頻，便于日后的查詢。同時，對于發(fā)生報警的視頻以及圖像，可以永久儲存［3］。

4　結(jié)語

運(yùn)用天饋線自動巡檢系統(tǒng)中的紅外熱像診斷技術(shù)，可以對設(shè)備的表面所輻射的紅外圖像進(jìn)行遠(yuǎn)程成像監(jiān)測，直觀、準(zhǔn)確地反映設(shè)備的狀態(tài)，從根本上改變了人工巡檢方式所隱藏的各種隱患。與此同時，還可以減少巡線勞動強(qiáng)度，在很大程度上提高維護(hù)效率，降低因天饋線系統(tǒng)引起的廣播電視停播率。

［1］鐘明，習(xí)玄輝.中波天饋線自動巡檢系統(tǒng)的設(shè)計［J］.電腦知識與技術(shù)，2015（14）.

［2］鐘明，方欣，習(xí)玄輝，等.中波八塔天饋線紅外熱成像自動巡檢系統(tǒng)的設(shè)計［J］.廣播電視信息，2015（7）.

［3］張毅.中波天饋線自動巡檢系統(tǒng)研究［J］.電腦知識與技術(shù)，2015（13）.