智能化管理系统在中波天馈线系统中的应用探析

智能化管理系统在中波天馈线系统中的应用探析

林旭升

广东省汕头中波转播台   515800

摘要：中波天馈线系统是中波发射系统重要的组成部分，其工作状态直接影响整个系统的发射效率。由于天馈线系统在高电压、大电流、强辐射条件下工作，因而故障率很高，一旦故障出现，就会造成较长时间的停播事故。利用智能化管理系统，针对天馈线系统的常见问题进行监测管理，可以避免或减小天馈线系统的故障率，本文对智能化管理系统在天馈线系统中的应用实践进行详细的论述。

关键词：智能化管理系统；天馈线系统，应用实践；分析论述

0 引言

中波天馈线系统包括发射天线、传输馈线和天馈线调网络。由于天馈线系统设施都在室外，人的监管能力受限制，且无备份设施，一旦出现故障，就需要一定的时间对故障进行排查，造成较长时间的停播。近年来，智能化管理系统逐步应用到广播发射台，采取针对性的技术手段，对天馈线系统常见问题进行监测管理，由于智能化管理系统具有全天候、全方位、精细化管理的特点，可以及时发现问题并采取相应的处理措施，变被动为主动，大大减小了故障发生率。

1 主、备发射机切换监测管理

当天馈线系统出现故障时，有时不容易判断是发射机故障还是天馈线系统故障，智能化管理系统可以根据发射机工作状态或天馈线工作状态进行监测判断，根据监测结果进行切换处理，可以快速判断出故障原因。

1.1 主、备发射机监测管理系统组成架构

目前，广播发射机大都采用一主一备的工作方式工，也就是说两部发射机共用一个天馈线系统。智能化管理系统通过采集器采集发射机的工作参数，同时还能对主、备发射机进行切换控制。这里所说的主、备发射机是模糊定义，一部发射机可以是主机、也可以是备机，或者定义为A发射机或B发射机，通常是本单位工作人员主观认为的主机或者备机。当其中一部发射机出现故障时，智能化管理系统通过控制器对主、备发射机进行开、关机控制和天线转换控制。除此之外，两部发射机还可以根据预设的时间轮流工作，互为主备，这样的话，可以均衡的使用两部发射机，避免长期使用一台，有利于延长发射机的使用寿命。

智能化主备切换系统组成架构如图1所示。图1由两套切换系统和智能化管理系统组成。频率一和频率二切换系统分别由主发射机、备发射机、主发射机采集器、备发射机采集器、天线自动倒换控制器、高频切换开关及假负载组成。两套切换系统通过交换机与智能化管理系统主机相连，智能化管理系统包括管理主机、监测客户端和服务器组成。

1.2 主、备发射机切换工作原理

智能化管理系统采用集中控制-分散采集的工作方式，每部发射机都配备一个采集控制器，采集控制器采集发射机模拟工作参数和工作状态，采集的数据通过交换机传到管理主机。正常情况下，管理主机通过监测客户端显示发射机的各种参数和工作状态。当发射机主要参数或工作状态发生变化，超过设定的门限时，表明发射机有故障出现，智能化管理系统将按照预设的程序执行发射机的开、关机或倒换天线操作，同时给出故障报警信号，提醒工作人员进行相应的处理。

天线倒换是通过主采集控制器和天线倒换控制器完成的。无论是故障原因造成的天线倒换或者是正常的互为备份天线倒换，用于倒换的使能设置、相关参数、自动开、关机时间均存储于主采集控制器中，主采集控制器采集主发射机模拟量和开关量，并可对发射机进行开、关机及升降功率等操作控制；备机采集控制器采集备用发射机模拟量和开关量，并可对备用发射机进行开、关机及升降功率等操作控制。最后所有主发射机和备发射机的实时数据、控制状态都经主采集控制器上传到智能化管理系统监控主机上，并通过客户端进行显示和操作管理。

1.3 主、备发射机切换原则

主备发射机切换时应遵循安全第一、本地优先的原则。天线切换装置在高电压、大电流条件下工作，天线的切换不能像弱电开关切换那样随意，频繁的切换容易降低开关的使用寿命，高频切换产生的浪涌电压还容易损坏发射机部件，因此，天线切换要本着安全第一的原则。

由于天线切换存在着本地操作和智能化远程操作同时进行的可能，为了避免同时操作参产生的不确定性故障，应将现场的人工操作为最优先级别，智能化远程切换操作权限次之，人工操作应完全摆脱系统操作的影响，避免智能化管理系统出问题时影响到人工操作。

1.3 主、备发射机切换中的安全问题

上述已经提及过，高频切换开关属于易损件，如果切换操作不到位或者野蛮操作，很容易造成切换器损坏，造成较长时间的停播事故，还有可能出现人身安全事故。在设计安装天线切换装置时，应采取多重保护措施，确保切换过程的中的设备安全和人身安全。

切换装置中的安全措施主要是各种联锁保护措施，一是保证切换之前所有发射机都处于关机状态，避免较大的高频打火问题出现；二是避免不确定性原因造成的切换开关反复操作问题出现。另外，为了防止管理系统误操作引起的切换事故发生，应设置一定的权限，只有获得权限的管理人员才能对管理系统进行操作控制。

2 天馈线系统监测管理

智能化管理系统对调配网络温度、馈管温度及天馈线阻抗进行监测管理，当被检测对象出异态时，管理系统做出降功率、关机和报警显示处理，提醒工作人员进行相应的处理。

2.1调配网络温度监测

天馈线调配网络的作用是实现天线与馈线的匹配，从而达到最佳发射效果。利用智能化管理系统对调配网络进行监测管理，可以及时发现问题，避免出现停播事故。调配网络的监测管理包括两个方面：一是对调配间内实施24小时视频安防监控，二是利用热成像技术对调配网络的温升变化进行监测管理。图2为天馈线系统监测管理目标设备连接拓扑图。

2.1.1 视频安防监控

天馈线调配网络一般安装在发射天线下方一个独立的调配间内，为了确保安全播出，中波发射台将调配间及天线下方一定的区域作为台内安全防护重点部位，一方面是避免人为的安全事故发生，另一方面是及时发现安全区域内是否有水侵，小动物入侵问题发生，因此，在调配网络房内或天线下方安装多个视频监控摄像头，全天候不间断对防护区域内进行监视保护。

2.1.2 温度监测管理

由于调配网络采用了感抗元件，在工作过程中会产生大量的热量，过高的热量积累会影响到天馈线的阻抗匹配效果，严重时造成网络元件损坏。由于调配网络距离机房有一定的距离，天调网络的温度监测问题一直是一个难题。利用红外非接触式测温技术，可以很容易的实现对调配网络的温度监测，温度变化情况可以即时的在机房监控电脑上显示出来，当温升异常时，管理系统会及时给出声光报警信号。

红外热成像技术是一种新型非接触测温技术，它利用红外探测器感受红外辐射能量，再对感受到的信号进行处理，还原成标准的视频信号，在显示器上显示原始信号，技术人员可以根据显示屏显示情况，分析判断调配网络上温升情况，以此来判断调配网络温升是否正常。图3左侧是天调室内调配网络热成像监控界面，右侧是调配网络实物视频显示界面。

2.2 馈管温度监测

这里所说的馈管是指发射机与同轴馈线之间的管状馈线，也称硬馈。发射机产生的大功率高频信号通过馈管连接到传输馈线，再送到调配网络。由于馈管部分存在连接弯头、插芯和切换器等部件，容易因接触不良而产生打火或热量积累问题，发射机长期运行，馈管内部的变化情况又不容易被人发现，轻者造成发射机停机保护，重者会造成火灾事故发生。

综上所述，馈管温度的监测管理也是减少天馈线系统故障率的重要手段。利用温度传感器，对馈管容易出问题的部位进行实时温度监测，并将监测数据传到环境采集器内，技术人员可以通过多功能温度监测主机观察馈管温度变化情况，当馈管温度超过设定的限度时，监控软件上会有馈管温升异常报警显示。图4为馈管温升监测管理示意图。

2.3 天馈线阻抗的监测

天馈、馈线及调配网络阻抗是利用阻抗检测设备实现的。阻抗监测一般是以发射机天线零位大小值为参考值，当零位过大，超过预置的阈值时即认为天馈线阻抗发生了变化，当馈管、调配网络阻抗变化或调整不当，温度变化过大时，管理系统即判断天馈线系统有失调故障出现。天馈线阻抗的监测系统可以是单独的系统，也可以用是全台智能化管理系统的一部分，具体工作原理这里不再赘述。

3 常见问题处理

由于天馈线系统处在强磁场区域，电磁环境异常复杂，在智能化监测管理系统安装过程中，存在信号传输问题、供电问题和干扰问题

3.1信号传输问题

调配网络视频监控及热成像监测设备之间全部采用高质量屏蔽线或者6类带屏蔽网线，能用光纤取代的全部使用光纤，从调配网络到发射机房的信号传输线使用铠纤沿馈线传输，光纤收发器外壳做好接地处理。

3.2 供电问题

由于馈线上有很强的高频感应信号，不建议供电线路沿着馈线架设，有条件的可以使用铠铅电缆地埋方式。最好的供电方式是在天馈线调配间内安装一台太阳能加UPS供电系统，采用UPS供电，可以减少供电环节的高频辐射干扰，最大程度保障监测数据的真实性和准确性。

3.2 抗干扰措施

上述的信号传输和供电措施其实也是抗干扰的两种措施，除此之外，还应采取以下几种抗干扰措施：

一是给所有监测设备供电线路上加装滤波器，滤波器可以消减一定的感应电压，是最为有效的一种抗干扰手段；二是所有检测设备外壳全部采用金属材质，运用屏蔽手段减少干扰；三是监测管理设备数字信号与模拟信号分离，数据总线与供电系统分离。

结束语

智能化管理系统在中波天馈线系统中的的应用，是实现安全播出、提高管理效率、确保覆盖效果的重要手段，是现代科技应用到发射台的必然趋势。但从另一方面讲，再先进的管理系统，也是一种辅助管理手段，人的因素才是决定一切的因素，因此，树立良好的敬业精神，精心维护和使用智能化管理系统，是广播发射台技术管理人员必备的职业技能。

参考文献

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