何 一 趙 娜

1.2.內(nèi)蒙古新聞出版廣電局839臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在日新月異地發(fā)展。時(shí)下各類廣播發(fā)射機(jī)也都向著智能化方向發(fā)展，發(fā)射機(jī)的工作過程和信號(hào)傳輸，都采用計(jì)算機(jī)技術(shù)或計(jì)算機(jī)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這是非常重要的技術(shù)手段。

1 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組成與功能

1.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：全天候監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)并記錄相關(guān)數(shù)值，包括開、關(guān)機(jī)時(shí)間等，用于預(yù)警功能，同時(shí)對(duì)超限數(shù)值和異常數(shù)值情況做出報(bào)警。

2.預(yù)警功能：預(yù)警功能是一個(gè)與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合的功能。該功能需要從發(fā)射機(jī)獲取必要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)或者其他方式傳送至預(yù)警服務(wù)器，預(yù)警服務(wù)器根據(jù)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)合算法，高概率地預(yù)測(cè)出未來幾十分鐘甚至幾小時(shí)內(nèi)有可能產(chǎn)生的故障，提醒技術(shù)人員，及早進(jìn)行故障排查。

3.報(bào)警功能：由于預(yù)警功能采用的是高概率方式，為防止遺漏預(yù)警，還需有報(bào)警功能。報(bào)警主要是聲、光方式，在監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)的情況下，在發(fā)生故障的第一時(shí)間通過聲光報(bào)警通知技術(shù)人員處理故障。

4.自動(dòng)處理：發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在報(bào)警的同時(shí)，根據(jù)故障的嚴(yán)重程度進(jìn)行一些必要操作，如停機(jī)、倒換備機(jī)等，以保證安全播出，避免更大的事故出現(xiàn)。

5.打印功能：根據(jù)具體情況，本地或者遠(yuǎn)程對(duì)各類數(shù)據(jù)及報(bào)表進(jìn)行實(shí)時(shí)打印。

6.自、手動(dòng)操作互鎖：監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)和手動(dòng)操作兩種方式，在同一時(shí)間只能有一種操作方式可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，監(jiān)控系統(tǒng)必須鎖止另一種操作，以免發(fā)生沖突。

7.遠(yuǎn)程監(jiān)控功能：由于發(fā)射臺(tái)所處的位置多為偏遠(yuǎn)地區(qū)，所以監(jiān)控系統(tǒng)需提供遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，以方便對(duì)發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程有權(quán)限地訪問、控制、調(diào)測(cè)。

8.數(shù)據(jù)報(bào)表的生成與存儲(chǔ)：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)需要統(tǒng)計(jì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括開、關(guān)機(jī)時(shí)間，運(yùn)行時(shí)發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)，故障記錄等，自行生成的一些報(bào)表存儲(chǔ)于服務(wù)器內(nèi)，同時(shí)對(duì)根據(jù)需要所生成的報(bào)表也一并記錄存儲(chǔ)，在不人為刪除的情況下永久保存在服務(wù)器內(nèi)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、PLC 分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、多媒體，預(yù)判算法等手段組成含有監(jiān)、控、預(yù)、警、存等功能的廣播發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)。（圖1）

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上分為前端物理設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)通信層、應(yīng)用層。（圖2）

圖1

圖2

1.前端物理設(shè)備層：這一層是整個(gè)系統(tǒng)的最基層，主要包含所有設(shè)備上的采集器和傳輸線路，屬于純物理設(shè)備層；

2.數(shù)據(jù)采集層：依托前端物理設(shè)備層，采集廣播發(fā)射過程中必要的數(shù)據(jù)，通過傳輸線路將數(shù)據(jù)送往監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器，為應(yīng)用層各個(gè)功能模塊處理提供數(shù)據(jù)支撐；

3.數(shù)據(jù)通信層：主要包含計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操控管理和本地服務(wù)管理，包括存儲(chǔ)、報(bào)表生成等，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)需通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行使用權(quán)限設(shè)置；

4.應(yīng)用層：應(yīng)用層是監(jiān)控系統(tǒng)的最頂層，是直接面向使用者的，其中包括監(jiān)控系統(tǒng)所有功能的模塊、算法、UI界面，涵蓋了故障預(yù)警，事故警報(bào)、報(bào)表打印，值班員工作記錄等功能。

3 主要技術(shù)特征

以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的廣播監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下特征：

1.對(duì)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制，實(shí)時(shí)記錄設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，具有高精度、實(shí)時(shí)性。UI界面直觀，操作便捷，擁有適應(yīng)發(fā)射系統(tǒng)的核心算法，保障預(yù)警和警報(bào)的準(zhǔn)確性。同時(shí)基于時(shí)下5G技術(shù)，更易實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)異地讀取、計(jì)算，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

2.廣播發(fā)射監(jiān)控采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，采用現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)、PLC、遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)組合的多級(jí)互聯(lián)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在保證互相聯(lián)通的情況下又分別獨(dú)立，互不干擾，具有可靠的穩(wěn)定性。

4 廣播發(fā)射計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的干擾源及處理措施

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過程中面臨的最大問題就是高頻干擾。廣播系統(tǒng)所發(fā)射的高頻信號(hào)會(huì)竄入監(jiān)控系統(tǒng)中，主要通過采集設(shè)備的取樣信號(hào)、空間電磁輻射和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接地裝置進(jìn)行干擾。高頻干擾信號(hào)會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)傳輸丟包，設(shè)備取樣不準(zhǔn)確等一系列問題，針對(duì)這些問題，我們采用以下方案解決。

4.1 硬件手段

在部署前端設(shè)備和傳輸線路時(shí)，必須選用抗干擾性較強(qiáng)的采集設(shè)備，做好接地工作，電源部分的線路需選用鎧裝屏蔽電纜，防止高頻干擾和高頻感應(yīng)造成的采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確和設(shè)備打火損壞現(xiàn)象；同時(shí)需采用屏蔽網(wǎng)線或者光纜作為數(shù)據(jù)傳輸線路，盡可能短地布置走線，避免高頻信號(hào)直接作用于傳輸線路造成丟包等問題，影響實(shí)時(shí)性。在采樣信號(hào)進(jìn)入傳輸線路和服務(wù)器前，分別安裝濾波裝置，減少共模干擾。正確接地，在部署系統(tǒng)時(shí)應(yīng)區(qū)分高、低頻電路，采用對(duì)應(yīng)的接地方式。

4.2 軟件抗干擾設(shè)計(jì)

盡管硬件抗干擾可濾除大部分干擾信號(hào)，但因干擾信號(hào)產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，且具有很大的隨機(jī)性，很難保證系統(tǒng)完全不受干擾。因此往往在硬件抗干擾措施的基礎(chǔ)上，采取軟件抗干擾技術(shù)加以補(bǔ)充。我們主要采用數(shù)據(jù)誤差判斷和數(shù)字濾波方式。

1.數(shù)據(jù)誤差判斷：多次獲取同一采集設(shè)備的取樣值，直到連續(xù)兩次或兩次以上的采集結(jié)果完全相同時(shí)才視為有效。若多次采集后，信號(hào)總是變化不定，可停止采集，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于廣播監(jiān)控實(shí)時(shí)性要求較高，故不可將重復(fù)采集周期設(shè)置過長(zhǎng)，影響實(shí)時(shí)性。

2.數(shù)字濾波：針對(duì)信號(hào)被隨機(jī)干擾的情況，可以采用數(shù)字濾波技術(shù)。該方法具有可靠性高和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中。此外，數(shù)字濾波的常用方法還有：程序判斷濾波法、中值濾波法、算術(shù)平均濾波法、遞推平均濾波法等。

5 結(jié) 語(yǔ)

在廣播發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)中加入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，既可提高工作效率，降低運(yùn)行成本，又可為技術(shù)人員更為直觀地提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為廣播發(fā)射的安全提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。