蘇利軍 張志明

1.2.內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心781臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

1 系統(tǒng)建設(shè)背景

鐵塔是廣播電視傳輸發(fā)射過程中重要的硬件保障設(shè)施。作為天線的支撐物，鐵塔廣泛應(yīng)用于地面數(shù)字電視覆蓋、微波信號傳輸、調(diào)頻廣播信號覆蓋、中波和短波發(fā)射臺等，在廣播電視信號傳輸與發(fā)射工作過程中起著至關(guān)重要的作用，是保障安全播出的重要環(huán)節(jié)。

鐵塔的安全直接影響著廣播電視的播出安全。然而雷電、大風(fēng)、水災(zāi)、地震以及山體滑坡等自然災(zāi)害會對鐵塔的垂直穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響，會對鐵塔造成不同程度的損壞，甚至出現(xiàn)鐵塔傾斜、倒塔等重大事故，對廣播電視傳輸發(fā)射和鐵塔周圍人員人身安全造成嚴(yán)重威脅。

同時，鐵塔自身的金屬氧化、老化、腐蝕以及缺乏日常監(jiān)測也會影響鐵塔的使用壽命，影響其穩(wěn)定性。以781 臺為例，目前共有5 座自立塔和3 座桿式中波塔，大部分使用年限都在10 年以上，有的已使用30年以上，加之781 臺下轄臺站之間距離較遠，人員分散，機房巡檢人員大多又不具備鐵塔監(jiān)測技能，很難及時發(fā)現(xiàn)鐵塔出現(xiàn)的隱患問題。為了更好地監(jiān)測鐵塔狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)各類安全隱患，避免安全播出事故的發(fā)生，除了每年定期對鐵塔進行檢修維護外，還需對鐵塔的運行狀態(tài)進行實時全方位的監(jiān)測。因此，781 臺與北京金納科技有限公司合作研發(fā)了鐵塔安全監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)填補了781臺鐵塔監(jiān)測的空白，為鐵塔安全運行提供了有力保障。

2 系統(tǒng)主要功能

鐵塔安全監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了遠程鐵塔垂直度監(jiān)測、鐵塔基礎(chǔ)沉降監(jiān)測、風(fēng)向監(jiān)測、風(fēng)速監(jiān)測、溫濕度監(jiān)測、接地電阻監(jiān)測，并實時記錄鐵塔運行數(shù)據(jù)，記錄、分析外界風(fēng)速、風(fēng)向、溫濕度變化等對鐵塔運行安全的影響，及時發(fā)現(xiàn)隱患，確保鐵塔運行的安全。如圖1、圖2 所示。

圖1 監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

圖2 系統(tǒng)界面圖

傾斜度監(jiān)測：系統(tǒng)采用高精度激光測量技術(shù)，實時采集鐵塔的傾斜度數(shù)據(jù)，當(dāng)鐵塔傾斜度超過規(guī)定的預(yù)警值時發(fā)出報警信號。

偏移量監(jiān)測：系統(tǒng)采用高精度激光測量技術(shù)，實時采集鐵塔的偏移量數(shù)據(jù)，當(dāng)鐵塔偏移量超過規(guī)定的預(yù)警值時發(fā)出偏移量超標(biāo)報警信號。

基礎(chǔ)沉降監(jiān)測：系統(tǒng)采用高精度激光測量技術(shù)，實時監(jiān)測鐵塔的塔基沉降，當(dāng)鐵塔發(fā)生沉降時發(fā)出報警信號。

頂部風(fēng)向、風(fēng)速監(jiān)測：系統(tǒng)具有風(fēng)速風(fēng)向監(jiān)測功能，可以實時監(jiān)測鐵塔上方的風(fēng)向、風(fēng)速。

接地電阻的變化監(jiān)測：系統(tǒng)具有接地電阻實時監(jiān)測功能，可以實時監(jiān)測鐵塔的接地電阻變化，避免鐵塔因接地電阻變化造成雷擊事故。

戶外溫濕度監(jiān)測：本系統(tǒng)對鐵塔進行實時監(jiān)測的同時，還實時監(jiān)測鐵塔頂部的溫濕度變化，掌握溫濕度對鐵塔數(shù)據(jù)的影響。如圖3 所示。

圖3 鐵塔監(jiān)測示意圖

桅桿監(jiān)測：本系統(tǒng)對桅桿進行實時監(jiān)測，實時監(jiān)測桅桿的傾斜度變化，全面掌握鐵塔數(shù)據(jù)。

自立塔監(jiān)測系統(tǒng)主要設(shè)備如表1 所示。

表1 自立塔監(jiān)測系統(tǒng)主要設(shè)備

3 系統(tǒng)特點

3.1 直觀性

鐵塔安全監(jiān)測系統(tǒng)可以實時采集風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、鐵塔垂直度、鐵塔基礎(chǔ)沉降、接地電阻等多種環(huán)境變化參數(shù)，并且可對實時監(jiān)測的風(fēng)速、風(fēng)向及鐵塔垂直度的數(shù)據(jù)經(jīng)過傳輸記錄在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，繪制鐵塔偏移的曲線圖。進一步提高了對鐵塔監(jiān)測的能力，值班人員通過顯示屏就可以直觀的掌控室外風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度及鐵塔傾斜方向、傾斜的數(shù)據(jù)。

3.2 智能化

系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)存儲、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理等功能。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集的同時，將鐵塔及相關(guān)參數(shù)的變化量進行實時記錄存儲，可根據(jù)鐵塔基礎(chǔ)沉降變化、鐵塔傾斜變化、鐵塔傾斜方位變化、風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度等特征來自行判斷鐵塔存在的異常情況。具備極強的隱患統(tǒng)計功能，對鐵塔變化規(guī)律進行統(tǒng)計分析，并以曲線圖的形式展示以及數(shù)據(jù)導(dǎo)出。還可以從后臺查看監(jiān)測的歷史數(shù)據(jù)、接收報警信息和鐵塔變化的工作參數(shù)。

3.3 高精度

系統(tǒng)實時上報、及時分析、隨時記錄、有警必報。鐵塔基礎(chǔ)沉降、鐵塔垂直度偏移精確到絲米（0.1 毫米）級，既省去了人工測量的人工成本又減少了人工測量時人為因素和設(shè)備因素的誤差，而且不受人工測量的時間和氣候條件的限制，可以實時的進行監(jiān)測和記錄。

3.4 低功耗

系統(tǒng)采用低功耗、節(jié)能設(shè)計?？偣β什怀^50 瓦，塔上設(shè)備均采用12 伏安全電壓供電，數(shù)據(jù)傳輸采用室外用網(wǎng)線。設(shè)備體積小，重量輕，安裝方便。

3.5 高質(zhì)量

系統(tǒng)的室外單元均采用防水金屬外殼，設(shè)備與金屬外殼設(shè)有絕緣裝置，箱體特殊定制密封圈，能夠做到防雷電、防雨、防潮、防沙塵，適用于各種惡劣的氣候環(huán)境。

3.6 擴展性

系統(tǒng)接口開放，后期擴展性好，可并入智慧機房值班管控系統(tǒng)，由機房的智能管理實現(xiàn)在機房內(nèi)對鐵塔的管理。

結(jié)束語

鐵塔安全監(jiān)測系統(tǒng)已在781臺自立塔安裝調(diào)試使用，目前各設(shè)備運行穩(wěn)定，效果良好，后期將進一步推廣應(yīng)用于781 臺另外幾座自立塔和拉線塔上。該系統(tǒng)的投入使用，大大提高了781 臺廣播電視安全播出保障水平，為今后標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化管理兩臺兩站打下堅實基礎(chǔ)。