大功率短波發(fā)射機運行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

劉剛

摘 要：目前，在維護(hù)大功率短波發(fā)射機過程中，時常會因為值班人員對發(fā)射機自動化各系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)判斷錯誤造成停播事故，尤其是對自動化調(diào)度指令判斷失誤，審核不認(rèn)真造成停播事故，此類事故均屬于人為責(zé)任。基于此，設(shè)計了大功率短波發(fā)射機運行監(jiān)控系統(tǒng)，并介紹了其主要功能，該系統(tǒng)通過客戶端操作各子系統(tǒng)對短波發(fā)射機運行情況進(jìn)行監(jiān)控，輔助值班員對發(fā)射機運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，值班人員操作軟件對發(fā)射機運行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，保障發(fā)射機運行安全、穩(wěn)定、可靠。

關(guān)鍵詞：大功率短波發(fā)射機;監(jiān)控系統(tǒng);設(shè)計

中圖分類號：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）13-0045-03

Abstract： In the process of maintaining high-power short-wave transmitter， there are often outage accidents caused by errors in judging the data sent by the duty personnel to the transmitter automation systems， especially the errors in judging the automation dispatching instructions and inadequate auditing， which all belong to the human responsibility; Based on this， the operation monitoring system of high-power shortwave transmitter was designed， and its main functions were introduced. The system monitors the operation of HF transmitter through client operation subsystems and assists the attendant to monitor the operation status of transmitter. The on-duty personnel can predict the operation status of the transmitter through the operation software to ensure the safe， stable and reliable operation of the transmitter.

Keywords： high-power shortwave transmitter;monitoring system;design

隨著大功率短波發(fā)射機技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)射機自動化越來越凸顯出重要性。目前，一些短波發(fā)射機已實現(xiàn)有人值守?zé)o人值班，日常運行靠自動控制系統(tǒng)執(zhí)行。自動控制系統(tǒng)在使用過程中會出現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的對接問題，使值班留守人員判斷失誤，造成停播。本文設(shè)計的大功率短波發(fā)射機運行監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)射機自動化系統(tǒng)的重要組成部分，可以實時監(jiān)控發(fā)射機各子系統(tǒng)運行情況，輔助值班員維護(hù)發(fā)射機，保證發(fā)射機各系統(tǒng)安全運行[1]。

1 大功率短波發(fā)射機運行監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

機房運行監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成包括后臺運行管理系統(tǒng)、調(diào)度管理子系統(tǒng)、運行監(jiān)測子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、發(fā)射機自動化系統(tǒng)、天線自動交換系統(tǒng)及機房附屬設(shè)備自動化系統(tǒng)等，如圖1所示。本文重點分析調(diào)度管理子系統(tǒng)、運行監(jiān)測子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)三部分。

1.1 調(diào)度管理子系統(tǒng)

調(diào)度管理子系統(tǒng)是后臺運行管理系統(tǒng)的下位系統(tǒng)，接收并反饋上級平臺系統(tǒng)發(fā)來的調(diào)度指令，系統(tǒng)自動校驗調(diào)度指令內(nèi)容。若調(diào)度指令不可執(zhí)行，自動反饋不可開信息;若調(diào)度指令可執(zhí)行，將自動下發(fā)調(diào)度指令到發(fā)射機自動化系統(tǒng)、天線自動交換系統(tǒng)。本系統(tǒng)也可手動錄入調(diào)度指令進(jìn)行下發(fā)。

調(diào)度管理子系統(tǒng)是為完成調(diào)度功能單元處理各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)管理任務(wù)而設(shè)計的，其功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.1.1 調(diào)度接收。本系統(tǒng)接收由后臺運行管理系統(tǒng)下發(fā)的調(diào)度指令。值班員確定接收后自動向后臺運行管理系統(tǒng)發(fā)送接收確認(rèn)信息，并自動下發(fā)調(diào)度指令到發(fā)射機自動化系統(tǒng)、天線自動交換系統(tǒng)。系統(tǒng)具有自動識別調(diào)度指令基本信息的功能。若頻率、功率、節(jié)目源、天線及方向等信息出現(xiàn)與發(fā)射機工作參數(shù)不一致的情況，自動發(fā)出告警信息，調(diào)度令不可執(zhí)行，并自動向上級系統(tǒng)發(fā)送信息。

1.1.2 調(diào)度處理。后臺運行管理系統(tǒng)下發(fā)的調(diào)度指令成功接收，新調(diào)度指令自動生成至系統(tǒng)運行圖內(nèi)。按照執(zhí)行時間先后進(jìn)行排序，依次自動下發(fā)至發(fā)射機自動化系統(tǒng)，自動化系統(tǒng)逐條接收生成單機運行圖，值班員按照運行圖依次進(jìn)行試機調(diào)試，如不可開自動反饋信息[2]。調(diào)度管理子系統(tǒng)向天線自動交換系統(tǒng)自動逐條發(fā)送調(diào)度指令，生成天線運行圖，若有不可執(zhí)行頻率自動反饋信息。可手動增加調(diào)度指令，添加發(fā)射機各參數(shù)發(fā)送到發(fā)射機自動化系統(tǒng)和天線自動交換系統(tǒng)，實現(xiàn)臺內(nèi)代播和臨時調(diào)度等。

1.1.3 調(diào)度管理。具有接收、審核等賬號權(quán)限管理功能，值班員接收新的調(diào)度指令后向?qū)徍巳税l(fā)起任務(wù)，人工審核通過后向發(fā)射機、天線下發(fā)任務(wù)。多條調(diào)度令統(tǒng)一生成運行圖，值班員可直觀查看運行任務(wù)，也可根據(jù)時間、調(diào)度號等信息查詢歷史、當(dāng)前、未來調(diào)度信息。具有運行圖打印功能，方便值班人員監(jiān)看運行狀態(tài)。

1.1.4 發(fā)射機、天線系統(tǒng)調(diào)度處理流程。圖3為大功率短波發(fā)射機運行監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度業(yè)務(wù)處理流程圖。

發(fā)射機接收到調(diào)度指令，自動更新單機運行圖，運行圖標(biāo)記更新后的差異部分，值班員可根據(jù)標(biāo)記進(jìn)行對比，提前進(jìn)行試機操作及時反饋信息。系統(tǒng)可設(shè)置調(diào)度執(zhí)行前若干小時可操作調(diào)度指令，超過設(shè)定時間系統(tǒng)默認(rèn)調(diào)度可執(zhí)行。如果遇到調(diào)度指令與發(fā)射機播出任務(wù)有沖突，出現(xiàn)不可播出情況，自動生成代播任務(wù)。天線自動交換系統(tǒng)接收到調(diào)度指令，自動更新天線運行圖，若新調(diào)度與原運行圖有沖突，自動反饋不可開信息。

1.2 運行監(jiān)測子系統(tǒng)

運行監(jiān)測子系統(tǒng)實時監(jiān)測各發(fā)射機自動化系統(tǒng)運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，具有告警圖像、聲音提示，出現(xiàn)發(fā)射機故障及時告警。值班員通過系統(tǒng)監(jiān)控界面，直觀監(jiān)看各發(fā)射機運行狀態(tài)，如播出頻率、節(jié)目源、天線、方向、播出功率等，可監(jiān)聽播出聲音效果[3]。出現(xiàn)故障信息，值班員可根據(jù)告警信息及時到故障點處理故障，減少分析故障時間。并把發(fā)射機各操作動作信息存儲發(fā)送到運行監(jiān)控系統(tǒng)，為分析故障原因提供數(shù)據(jù)保障。運行監(jiān)測子系統(tǒng)的系統(tǒng)功能構(gòu)架如圖4所示。

1.3 數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)大是功率短波發(fā)射機運行監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，實時存儲各子系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并按照各系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送。運行監(jiān)控系統(tǒng)離線時，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)對分鐘數(shù)據(jù)進(jìn)行本地存儲;系統(tǒng)上線后，自動把存儲的分鐘數(shù)據(jù)上傳到運行監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)主要由三部分組成。第一，信息查詢和顯示。可以依據(jù)查詢條件搜索到需要的數(shù)據(jù)，也可模糊查詢，幫助值班員快速搜索到需要的數(shù)據(jù)信息。第二，數(shù)據(jù)分類入庫。把各子系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分類發(fā)送到運行監(jiān)控系統(tǒng)，有效管理各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)。第三，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)定時上傳。可設(shè)置時間定期進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)空間，避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵，造成各子系統(tǒng)故障。圖5為數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)是運行監(jiān)控系統(tǒng)和各子系統(tǒng)自動化數(shù)據(jù)交換的紐帶，負(fù)責(zé)調(diào)度和發(fā)射系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入和輸出，統(tǒng)一接收調(diào)度指令，經(jīng)過處理分發(fā)到各發(fā)射機自動化系統(tǒng)、天線自動交換系統(tǒng)，把調(diào)度管理子系統(tǒng)的所有操作指令可靠傳輸?shù)礁髯酉到y(tǒng)，并管理保存各子系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)[4]。

2 技術(shù)構(gòu)架

該系統(tǒng)采用.NET語言開發(fā)，功能模塊設(shè)計采用組件化和軟件分層的思想，將程序區(qū)別層級，并將功能封裝成獨立的組件文件，以實現(xiàn)模塊化。這符合軟件工程高內(nèi)聚和松耦合的設(shè)計理念。

人機交互界面采用BootStrap腳本框架（主要成分為HTML、JavaScript）開發(fā)界面，簡單易用，更加人性化，效果美觀大方。

基礎(chǔ)界面采用AJAX和API作為上層界面效果的支持，保證了界面交互的反應(yīng)速度和功能的穩(wěn)定性。

功能實現(xiàn)模塊采用EF動態(tài)鏈接庫方式，以便實現(xiàn)整個系統(tǒng)的組件化或模塊化。

數(shù)據(jù)庫采集MySQL或SQlServer，結(jié)合XML文件和Properties配置文件，實現(xiàn)更靈活地存儲數(shù)據(jù)。

圖6為技術(shù)架構(gòu)圖。

3 結(jié)論

大功率短波發(fā)射機運行監(jiān)控系統(tǒng)，將代播請求、相應(yīng)的設(shè)備工況等信息反饋給后臺運行管理系統(tǒng)，向發(fā)射機自動化系統(tǒng)和天線自動交換系統(tǒng)發(fā)送帶周期的運行時間表，能夠?qū)崟r接收反饋各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)發(fā)射系統(tǒng)自動化運行，能夠更好地監(jiān)控短波發(fā)射運行，使值班人員能夠全面地了解發(fā)射機運行的情況，保障發(fā)射機運行安全、穩(wěn)定、可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏亮華.DX-200中波發(fā)射機房智能監(jiān)控平臺[D].南昌：南昌大學(xué)，2009.

[2]張光禮.基于各機型通用的發(fā)射機房運行監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)[J].電子世界，2018（12）：35-36.

[3]趙勇.DF100A型短波發(fā)射機的自動化控制系統(tǒng)[J].科技傳播，2014（24）：98-99.

[4]周春來，趙成安，孫芳.基于嵌入式Web的發(fā)射機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].控制工程，2008（5）：605-609.