中波台播控系统技术改造

彭波华

（湖南省新闻出版广电局衡阳中波转播台，湖南 衡阳 421000）

0 引 言

湖南省新闻出版广电局衡阳中波转播台（简称衡阳中波转播台）目前承担着转播中央人民广播电台和湖南广播电台新闻频道节目及两个频率的实验任务。为了实现播出任务，衡阳中波转播台实行24时播出。衡阳中波转播台原来于2007年安装的播控系统无法实现发射机自动倒换，不能处理不稳定信号源，存在被干扰等问题，已经不能适应当前的管理与技术要求。根据当前的实际情况，为解决人员值班疲劳等问题，保证安全优质播出，衡阳中波转播台决定对播控系统进行更新改造。

1 中波台播控系统技术改造总体思路

衡阳中波转播台目前共播出4个频率，每个频率配置一主一备2台发射机，现拥有2台10 kW和6台1 kW发射机。因原来于2007年安装的播控系统已不能满足当前的播出任务，需要对播控系统进行改造。此次改造主要包括相关播控设备、监测监控系统及防雷抗干扰三方面[1]。由于改造是在现有播出机房进行，需先拆除旧的播控系统，在保证正常播出的情况下，利用设备停机时间进行改造，因此很多工作都是在晚上进行。

衡阳中波转播台播控系统改造应满足以下要求。

（1）保证系统安全可靠。数据丢失、遭到破坏的情况时有发生，要采用多种技术措施，保证在任何情况下、系统出现问题时，数据都能够及时恢复。当发现病毒时，系统应能够自动删除病毒；对系统的使用者进行统一管理，授予不同权限，防止不法分子对系统进行破坏，影响安全优质播出[2]。

（2）保证系统前瞻性和先进性。现在科学技术发展迅速，日新月异，新系统要能够跟上技术发展趋势，采用各种先进技术，实现兼容，满足发展的需要。当增加新播出任务时，系统应能够做到只增加相应的设备、进行简单的技术改造，就能实现对播出系统及发射各环节的监控。

（3）保证系统运行高效性。系统的运行速度影响着使用效果，随着业务量的增加，系统的网络通信容量应能够同步增加，但不会因为容量的增加而增加网络延时的时间，要使系统运行速度达到最佳，以满足发展的需要。

（4）保证系统操作方便，便于维护。系统操作界面布局要简单明了，系统设置要便于操作，日常维护要方便安全，做到省时省力[3]。

2 衡阳中波转播台播控系统技术改造实施

2.1 播控系统改造指导思想

2.1.1 为台站日常管理服务

发射台运转情况的优劣直接影响着用户收听的效果。台站播控系统的一个重要作用就是建设发射台站的自动化监控体系，其监测内容涵盖了与发射工作相关的所有环节，包括发射流程、环境安防、供电体系、工作人员管理等多个方面，其建设指导原则是在自动化的基础上，将人为因素造成故障的可能性降到最低，能够在第一时间自动确定故障点，为后续的故障处理奠定基础，从而在业务管理上为台站领导松绑、减轻负担，使发射台管理能够更统一规范、更科学合理[4]。

2.1.2 为安全播出工作服务

安全播出是广电传输发射领域的重要工作，也是上级单位对发射台站工作考核的重要指标。台站的播控系统是安全播出工作最有力的保障。播控系统在整个发射流程中摒弃了人为干预环节，即使发生故障，也可以依靠智能设备进行处理，使台站发射管理具备了准确性、及时性和科学性。另外，随着今后台站播控系统的日益完善，环境安防、供电等方面都将有相应的监控手段，从而在侧面保证了安全播出工作的顺利进行。

2.1.3 为未来新型运维体系建设服务

随着发射机等相关设备集成化程度越来越高，发射技术越来越先进，设备维修维护可能走市场化的道路。统一化的台站播控系统将是未来维护体系重要的故障报警信息以及运行参数信息的数据来源，为将来自动维护体系的建立确定了数据基础。

2.2 播控系统改造的具体实施

本次播控系统改造涵盖信号源自动化切换及监控、发射机自动化切换及监控、调幅度监测、发射机自动开关机、发射机房温度烟雾报警等方面，主要采用多功能音频智能切换器、广播音频处理器、调幅度监测仪、发射机终端监控设备、天线倒换控制器广播监测解调编码器以及动态环境监测仪等设备[5]。

2.2.1 多功能音频智能切换器

音频智能切换器连接着卫星接收机（或其他信源设备）和音频处理器，可以选择需要的信号源输出。衡阳中波转播台采用的音频切换器集手/自动切换、显示、报警、应急广播等功能于一体，可输入4路信号源，优先输出第一路；设备面板上的液晶显示器能实时显示4路输入音频信号的情况，并且用柱形图表示。音频切换器能识别数字音频和模拟音频，手动或自动切换后输出两路音频信号。断电时，这款音频切换器默认把第一路信号源直接送到下一个设备，不会因断电而导致信号中断。目前衡阳中波转播台为每个频率配备了一台信源切换器。

2.2.2 广播音频处理器

由于接收到的信号源在传输过程会存在噪声，不同信号源的质量也不同，这就需要音频处理器进行处理，稳定信号的幅度，保证输出信号的质量，避免导致发射机过调。

衡阳中波转播台采用的广播音频处理器是中短波调幅广播发射机专用的音频处理器，能有效提升发射机平均调幅度，抑制发射机过调。通过音频处理器处理的音频信号的平均电平始终保持一致，能够稳定发射机的平均调制度，极大地改善广播收听效果，使信号源得到更有效的处理，可提高信号源的稳定性，同时也能间接提高发射系统的运行效率。

2.2.3 调幅度监测仪

衡阳中波转播台采用的调幅度监测仪是一款集显示、报警、数字输出于一身的中短波调幅度监测仪。该设备面板设有液晶显示屏，可同时对6部发射机的幅度进行动态显示，对监测的节目可单独设置监测门限，设备可单独使用，也可以配合播控软件使用。该设备可在系统内的客户端设置每一路的频道号、调幅度以及载波报警阀值。

2.2.4 发射机终端监控设备

衡阳中波转播台发射机监控终端设备为数据采集控制器，是播控系统自动化监控最重要的环节，可对台站所有设备如发射台站传输设备、发射设备等进行采集控制，支持对发射设备的运行状态、指标状态、工作状态等所有状态进行实时采集，支持发射设备远程开关机等参数控制。当收到播控监控管理系统发出的控制指令如开机、关机、升降功率等，数据采集控制器立刻把这些指令通过开关量送到发射机的控制单元，进行相应的操作，完成控制系统的指令。数据采集控制器具有传送数据的功能，能把接收到的计算机系统的采集命令实时传送到监控系统计算机，可以根据发射台站的工作时间需要设置自动开关机时间，运用“钳形”扼流技术抗共模干扰，运用“瞬变”泄流技术抗差模干扰；具备主、备机同时监控管理的功能，可自动识别停机故障，进行主备机倒换操作。

2.2.5 天线倒换控制器

衡阳中波转播台使用的天线自动倒换控制器与发射机数据采集控制器一起配合使用。当收到播控监测管理系统发出的倒换天线指令，天线倒换控制器立刻进行天线倒换。同时在该设备上能直观地看到发射机天线是处于主机状态还是备份状态，避免误操作；既可以在设备上直接手动倒换天线，也可以在控制系统远程操作倒换天线。

2.2.6 广播监测解调编码器

衡阳中波转播台采用的广播监测解调编码器可以开路监听6路广播信号，设备带有液晶屏幕，具有循环/强制监听功能，可以显示播出的通道频率和6路节目音频信号的柱形图。6路节目的频率可根据实际需要进行设置，设备可以对6路音频信号进行采集编码，通过以太网方式进行输出。

2.2.7 动态环境监测仪

衡阳中波转播台采用的动态环境监测仪可以采集16路开关量信号，能实现机房温湿度、烟感、浸水、门禁、红外、照明灯等参数的采集，能实时监测机房温湿度、烟感等。当达到设置值时，动态环境监测仪报警，提醒值班人员检查原因，保证安全播出。衡阳中波转播台分别在发射机房10 kW发射机、6台1 kW发射机中间位置及UPS供电处放置了3个温湿度和烟雾传感器。

2.3 播控系统监控管理系统改造

监控管理系统采用Silverlight+.net框架技术，支持任何尺寸图像的无缝整合。采用B/S（Brower/Server）结构，用户工作界面通过浏览器实现，主要事务逻辑在服务器端实现，大大简化了客户端电脑的负荷。该系统界面整洁，易于操作。系统主要有核心监测、总体观察、信源调度及工况监测等功能模块。

核心监测模块以动态柱形图的方式显示发射机的输出功率和调幅度，在一个界面可以集中监视所有发射机的工作情况，如图1所示。

图1 核心监测

总体监测模块集中展示发射机的工作状态，如天线倒换情况、具体哪台发射机工作等，可以在此界面了解全台所有发射机的工作情况，如图2所示。

图2 总体监测

在信源调度模块，可以手动在系统内进行信号源的切换，也可以设置为自动切换模式，避免因信号源中断导致停播事故。

在工况监测模块可以看到发射机运行时的详细数据，发射机发生故障时，通过这些数据可以更快地判断故障点，加快维修速度，如图3所示。

图3 工况监测-发射机

除此之外，系统还有环境监测、故障查询等模块。抄表分析功能可以自动、定时抄表，减轻了值班员的工作；人员管理与交接信息功能可以更好地帮助管理者对机房值班员进行管理；参数设置模块可对发射机的开关机时间进行设置，实现发射机的自动开关机，如图4所示。

图4 参数设置

2.4 播控系统改造防雷和抗干扰措施

在发射台站中，电磁环境相对复杂，尤其是发射系统，电磁干扰情况更加严重。有些发射台站位于山上，本身就易遭雷电袭击。发射台的这种特性，使得发射机的监测监控设备面临严峻的挑战，一旦解决不好防雷和干扰问题，势必会对整个系统造成安全隐患，从而直接影响到安全播出工作[6]。

2.4.1 防雷方面

施工时，应对系统中各节点进行多点充分接地，同时电力保护部分应增加限压型浪涌保护器，对因雷电导致的感应电压进行分级泄放。大部分设备采用带有浪涌保护的双路冗余电源，电源部分增加浪涌保护功能，可以在一定程度上削弱残存的电压，保证设备供电的稳定和连续，使设备运行更加安全和耐用。

2.4.2 抗干扰方面

针对中波台的特殊工作环境，播控系统所有设备充分考虑发射台电磁信号强的特性，加大了设备的附铜面积，每个设备设计专门的接地柱，与设备内部器件充分接触；每个设备与接地铜排连接，实现与零电位的等电位，提高设备的稳定性。装设备的机柜与设备、监控桌都做了接地处理。

播控设备信号接入部分，增加信号隔离器功能的设计，同时具有抗干扰设计。当出现信号浪涌，可通过自恢复保险丝进行信号切断，防止浪涌电压对设备的冲击。

连接网线采用秋叶原超五类网线，使用带有屏蔽功能的水晶头。对数据信号进行两次滤波，先采用低通电路滤除掉高频干扰信号，再通过数学计算对信号进行二次滤波处理，保证信号未受到干扰。显示器采用HDMI线。

3 中波台播控系统技术改造后的成果

播控系统从改造至今已运行半年多时间，经过多次检验，达到了预期目标，提高了台站的工作效率，减轻了值班人员的工作强度，为安全播出提供了有力的技术保障。

3.1 发射过程实时监测

技术改造实现了台站对整个发射过程的实时监测。在监控管理系统界面，维护人员可以第一时间了解全系统的主要参数，掌握设备播出情况。其中任何环节出现异常，系统会立即发出报警声，通知值班人员，提高了故障处理响应效率。

3.2 发射机自动倒换

技术改造实现了发射机的自动倒换。当主发射机出现故障，监控管理系统会发出指令，立即启动天线倒换器倒换天线，并发出指令开启备份发射机，保证正常播出，解决了原播控系统存在的不能自动倒换的问题。

3.3 解决了信号源干扰问题

技术改造采用专用的音频处理器，提高了信号源的稳定性，减少了对发射机的损害，提高了发射机工作的稳定性。电磁干扰等现象也大大减弱。

3.4 实现统一管理

改造后，本台站数据与上级单位播控系统实现了联通，全省各发射台站的整体播出情况数据通过专网上传至上级单位播控系统。上级管理机构在总播出监控系统可以随时查看各发射台站的播出情况，实现了整个湖南省中波系统的统一管理。

3.5 节省维护成本

改造采用网络电源管理器，通过网络技术，在中心平台系统中远程控制机房机柜内所有设备电源的通电，也可随时查看当前设备的供电情况。维护人员只需通过系统进行远程操控维护，节省了人力、物力成本。

4 结 语

这次播控系统改造任务重、工作量大，既要满足当前的工作需求，又要满足未来发展需求，尽量不造成资源浪费、重复投资。在实际改造时，为保证正常播出以及便于后期故障检修，前期技术团队进行了大量的线路布置、标号等工作。播控系统的改造，推进了“无人值机，有人留守”工作的进程。随着科学技术的进步以及随时出现的新播出任务，台站所有工作人员要时刻学习技术，为新时代的中波事业服务。