中波臺播控系統技術改造

彭波華

（湖南省新聞出版廣電局衡陽中波轉播臺，湖南 衡陽 421000）

0 引 言

湖南省新聞出版廣電局衡陽中波轉播臺（簡稱衡陽中波轉播臺）目前承擔著轉播中央人民廣播電臺和湖南廣播電臺新聞頻道節目及兩個頻率的實驗任務。為了實現播出任務，衡陽中波轉播臺實行24時播出。衡陽中波轉播臺原來于2007年安裝的播控系統無法實現發射機自動倒換，不能處理不穩定信號源，存在被干擾等問題，已經不能適應當前的管理與技術要求。根據當前的實際情況，為解決人員值班疲勞等問題，保證安全優質播出，衡陽中波轉播臺決定對播控系統進行更新改造。

1 中波臺播控系統技術改造總體思路

衡陽中波轉播臺目前共播出4個頻率，每個頻率配置一主一備2臺發射機，現擁有2臺10 kW和6臺1 kW發射機。因原來于2007年安裝的播控系統已不能滿足當前的播出任務，需要對播控系統進行改造。此次改造主要包括相關播控設備、監測監控系統及防雷抗干擾三方面[1]。由于改造是在現有播出機房進行，需先拆除舊的播控系統，在保證正常播出的情況下，利用設備停機時間進行改造，因此很多工作都是在晚上進行。

衡陽中波轉播臺播控系統改造應滿足以下要求。

（1）保證系統安全可靠。數據丟失、遭到破壞的情況時有發生，要采用多種技術措施，保證在任何情況下、系統出現問題時，數據都能夠及時恢復。當發現病毒時，系統應能夠自動刪除病毒；對系統的使用者進行統一管理，授予不同權限，防止不法分子對系統進行破壞，影響安全優質播出[2]。

（2）保證系統前瞻性和先進性?，F在科學技術發展迅速，日新月異，新系統要能夠跟上技術發展趨勢，采用各種先進技術，實現兼容，滿足發展的需要。當增加新播出任務時，系統應能夠做到只增加相應的設備、進行簡單的技術改造，就能實現對播出系統及發射各環節的監控。

（3）保證系統運行高效性。系統的運行速度影響著使用效果，隨著業務量的增加，系統的網絡通信容量應能夠同步增加，但不會因為容量的增加而增加網絡延時的時間，要使系統運行速度達到最佳，以滿足發展的需要。

（4）保證系統操作方便，便于維護。系統操作界面布局要簡單明了，系統設置要便于操作，日常維護要方便安全，做到省時省力[3]。

2 衡陽中波轉播臺播控系統技術改造實施

2.1 播控系統改造指導思想

2.1.1 為臺站日常管理服務

發射臺運轉情況的優劣直接影響著用戶收聽的效果。臺站播控系統的一個重要作用就是建設發射臺站的自動化監控體系，其監測內容涵蓋了與發射工作相關的所有環節，包括發射流程、環境安防、供電體系、工作人員管理等多個方面，其建設指導原則是在自動化的基礎上，將人為因素造成故障的可能性降到最低，能夠在第一時間自動確定故障點，為后續的故障處理奠定基礎，從而在業務管理上為臺站領導松綁、減輕負擔，使發射臺管理能夠更統一規范、更科學合理[4]。

2.1.2 為安全播出工作服務

安全播出是廣電傳輸發射領域的重要工作，也是上級單位對發射臺站工作考核的重要指標。臺站的播控系統是安全播出工作最有力的保障。播控系統在整個發射流程中摒棄了人為干預環節，即使發生故障，也可以依靠智能設備進行處理，使臺站發射管理具備了準確性、及時性和科學性。另外，隨著今后臺站播控系統的日益完善，環境安防、供電等方面都將有相應的監控手段，從而在側面保證了安全播出工作的順利進行。

2.1.3 為未來新型運維體系建設服務

隨著發射機等相關設備集成化程度越來越高，發射技術越來越先進，設備維修維護可能走市場化的道路。統一化的臺站播控系統將是未來維護體系重要的故障報警信息以及運行參數信息的數據來源，為將來自動維護體系的建立確定了數據基礎。

2.2 播控系統改造的具體實施

本次播控系統改造涵蓋信號源自動化切換及監控、發射機自動化切換及監控、調幅度監測、發射機自動開關機、發射機房溫度煙霧報警等方面，主要采用多功能音頻智能切換器、廣播音頻處理器、調幅度監測儀、發射機終端監控設備、天線倒換控制器廣播監測解調編碼器以及動態環境監測儀等設備[5]。

2.2.1 多功能音頻智能切換器

音頻智能切換器連接著衛星接收機（或其他信源設備）和音頻處理器，可以選擇需要的信號源輸出。衡陽中波轉播臺采用的音頻切換器集手/自動切換、顯示、報警、應急廣播等功能于一體，可輸入4路信號源，優先輸出第一路；設備面板上的液晶顯示器能實時顯示4路輸入音頻信號的情況，并且用柱形圖表示。音頻切換器能識別數字音頻和模擬音頻，手動或自動切換后輸出兩路音頻信號。斷電時，這款音頻切換器默認把第一路信號源直接送到下一個設備，不會因斷電而導致信號中斷。目前衡陽中波轉播臺為每個頻率配備了一臺信源切換器。

2.2.2 廣播音頻處理器

由于接收到的信號源在傳輸過程會存在噪聲，不同信號源的質量也不同，這就需要音頻處理器進行處理，穩定信號的幅度，保證輸出信號的質量，避免導致發射機過調。

衡陽中波轉播臺采用的廣播音頻處理器是中短波調幅廣播發射機專用的音頻處理器，能有效提升發射機平均調幅度，抑制發射機過調。通過音頻處理器處理的音頻信號的平均電平始終保持一致，能夠穩定發射機的平均調制度，極大地改善廣播收聽效果，使信號源得到更有效的處理，可提高信號源的穩定性，同時也能間接提高發射系統的運行效率。

2.2.3 調幅度監測儀

衡陽中波轉播臺采用的調幅度監測儀是一款集顯示、報警、數字輸出于一身的中短波調幅度監測儀。該設備面板設有液晶顯示屏，可同時對6部發射機的幅度進行動態顯示，對監測的節目可單獨設置監測門限，設備可單獨使用，也可以配合播控軟件使用。該設備可在系統內的客戶端設置每一路的頻道號、調幅度以及載波報警閥值。

2.2.4 發射機終端監控設備

衡陽中波轉播臺發射機監控終端設備為數據采集控制器，是播控系統自動化監控最重要的環節，可對臺站所有設備如發射臺站傳輸設備、發射設備等進行采集控制，支持對發射設備的運行狀態、指標狀態、工作狀態等所有狀態進行實時采集，支持發射設備遠程開關機等參數控制。當收到播控監控管理系統發出的控制指令如開機、關機、升降功率等，數據采集控制器立刻把這些指令通過開關量送到發射機的控制單元，進行相應的操作，完成控制系統的指令。數據采集控制器具有傳送數據的功能，能把接收到的計算機系統的采集命令實時傳送到監控系統計算機，可以根據發射臺站的工作時間需要設置自動開關機時間，運用“鉗形”扼流技術抗共模干擾，運用“瞬變”泄流技術抗差模干擾；具備主、備機同時監控管理的功能，可自動識別停機故障，進行主備機倒換操作。

2.2.5 天線倒換控制器

衡陽中波轉播臺使用的天線自動倒換控制器與發射機數據采集控制器一起配合使用。當收到播控監測管理系統發出的倒換天線指令，天線倒換控制器立刻進行天線倒換。同時在該設備上能直觀地看到發射機天線是處于主機狀態還是備份狀態，避免誤操作；既可以在設備上直接手動倒換天線，也可以在控制系統遠程操作倒換天線。

2.2.6 廣播監測解調編碼器

衡陽中波轉播臺采用的廣播監測解調編碼器可以開路監聽6路廣播信號，設備帶有液晶屏幕，具有循環/強制監聽功能，可以顯示播出的通道頻率和6路節目音頻信號的柱形圖。6路節目的頻率可根據實際需要進行設置，設備可以對6路音頻信號進行采集編碼，通過以太網方式進行輸出。

2.2.7 動態環境監測儀

衡陽中波轉播臺采用的動態環境監測儀可以采集16路開關量信號，能實現機房溫濕度、煙感、浸水、門禁、紅外、照明燈等參數的采集，能實時監測機房溫濕度、煙感等。當達到設置值時，動態環境監測儀報警，提醒值班人員檢查原因，保證安全播出。衡陽中波轉播臺分別在發射機房10 kW發射機、6臺1 kW發射機中間位置及UPS供電處放置了3個溫濕度和煙霧傳感器。

2.3 播控系統監控管理系統改造

監控管理系統采用Silverlight+.net框架技術，支持任何尺寸圖像的無縫整合。采用B/S（Brower/Server）結構，用戶工作界面通過瀏覽器實現，主要事務邏輯在服務器端實現，大大簡化了客戶端電腦的負荷。該系統界面整潔，易于操作。系統主要有核心監測、總體觀察、信源調度及工況監測等功能模塊。

核心監測模塊以動態柱形圖的方式顯示發射機的輸出功率和調幅度，在一個界面可以集中監視所有發射機的工作情況，如圖1所示。

圖1 核心監測

總體監測模塊集中展示發射機的工作狀態，如天線倒換情況、具體哪臺發射機工作等，可以在此界面了解全臺所有發射機的工作情況，如圖2所示。

圖2 總體監測

在信源調度模塊，可以手動在系統內進行信號源的切換，也可以設置為自動切換模式，避免因信號源中斷導致停播事故。

在工況監測模塊可以看到發射機運行時的詳細數據，發射機發生故障時，通過這些數據可以更快地判斷故障點，加快維修速度，如圖3所示。

圖3 工況監測-發射機

除此之外，系統還有環境監測、故障查詢等模塊。抄表分析功能可以自動、定時抄表，減輕了值班員的工作；人員管理與交接信息功能可以更好地幫助管理者對機房值班員進行管理；參數設置模塊可對發射機的開關機時間進行設置，實現發射機的自動開關機，如圖4所示。

圖4 參數設置

2.4 播控系統改造防雷和抗干擾措施

在發射臺站中，電磁環境相對復雜，尤其是發射系統，電磁干擾情況更加嚴重。有些發射臺站位于山上，本身就易遭雷電襲擊。發射臺的這種特性，使得發射機的監測監控設備面臨嚴峻的挑戰，一旦解決不好防雷和干擾問題，勢必會對整個系統造成安全隱患，從而直接影響到安全播出工作[6]。

2.4.1 防雷方面

施工時，應對系統中各節點進行多點充分接地，同時電力保護部分應增加限壓型浪涌保護器，對因雷電導致的感應電壓進行分級泄放。大部分設備采用帶有浪涌保護的雙路冗余電源，電源部分增加浪涌保護功能，可以在一定程度上削弱殘存的電壓，保證設備供電的穩定和連續，使設備運行更加安全和耐用。

2.4.2 抗干擾方面

針對中波臺的特殊工作環境，播控系統所有設備充分考慮發射臺電磁信號強的特性，加大了設備的附銅面積，每個設備設計專門的接地柱，與設備內部器件充分接觸；每個設備與接地銅排連接，實現與零電位的等電位，提高設備的穩定性。裝設備的機柜與設備、監控桌都做了接地處理。

播控設備信號接入部分，增加信號隔離器功能的設計，同時具有抗干擾設計。當出現信號浪涌，可通過自恢復保險絲進行信號切斷，防止浪涌電壓對設備的沖擊。

連接網線采用秋葉原超五類網線，使用帶有屏蔽功能的水晶頭。對數據信號進行兩次濾波，先采用低通電路濾除掉高頻干擾信號，再通過數學計算對信號進行二次濾波處理，保證信號未受到干擾。顯示器采用HDMI線。

3 中波臺播控系統技術改造后的成果

播控系統從改造至今已運行半年多時間，經過多次檢驗，達到了預期目標，提高了臺站的工作效率，減輕了值班人員的工作強度，為安全播出提供了有力的技術保障。

3.1 發射過程實時監測

技術改造實現了臺站對整個發射過程的實時監測。在監控管理系統界面，維護人員可以第一時間了解全系統的主要參數，掌握設備播出情況。其中任何環節出現異常，系統會立即發出報警聲，通知值班人員，提高了故障處理響應效率。

3.2 發射機自動倒換

技術改造實現了發射機的自動倒換。當主發射機出現故障，監控管理系統會發出指令，立即啟動天線倒換器倒換天線，并發出指令開啟備份發射機，保證正常播出，解決了原播控系統存在的不能自動倒換的問題。

3.3 解決了信號源干擾問題

技術改造采用專用的音頻處理器，提高了信號源的穩定性，減少了對發射機的損害，提高了發射機工作的穩定性。電磁干擾等現象也大大減弱。

3.4 實現統一管理

改造后，本臺站數據與上級單位播控系統實現了聯通，全省各發射臺站的整體播出情況數據通過專網上傳至上級單位播控系統。上級管理機構在總播出監控系統可以隨時查看各發射臺站的播出情況，實現了整個湖南省中波系統的統一管理。

3.5 節省維護成本

改造采用網絡電源管理器，通過網絡技術，在中心平臺系統中遠程控制機房機柜內所有設備電源的通電，也可隨時查看當前設備的供電情況。維護人員只需通過系統進行遠程操控維護，節省了人力、物力成本。

4 結 語

這次播控系統改造任務重、工作量大，既要滿足當前的工作需求，又要滿足未來發展需求，盡量不造成資源浪費、重復投資。在實際改造時，為保證正常播出以及便于后期故障檢修，前期技術團隊進行了大量的線路布置、標號等工作。播控系統的改造，推進了“無人值機，有人留守”工作的進程。隨著科學技術的進步以及隨時出現的新播出任務，臺站所有工作人員要時刻學習技術，為新時代的中波事業服務。