大功率短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉剛

摘 要：目前，在維護(hù)大功率短波發(fā)射機(jī)過程中，時(shí)常會(huì)因?yàn)橹蛋嗳藛T對(duì)發(fā)射機(jī)自動(dòng)化各系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)判斷錯(cuò)誤造成停播事故，尤其是對(duì)自動(dòng)化調(diào)度指令判斷失誤，審核不認(rèn)真造成停播事故，此類事故均屬于人為責(zé)任?；诖?，設(shè)計(jì)了大功率短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，并介紹了其主要功能，該系統(tǒng)通過客戶端操作各子系統(tǒng)對(duì)短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，輔助值班員對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，值班人員操作軟件對(duì)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，保障發(fā)射機(jī)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。

關(guān)鍵詞：大功率短波發(fā)射機(jī);監(jiān)控系統(tǒng);設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）13-0045-03

Abstract： In the process of maintaining high-power short-wave transmitter， there are often outage accidents caused by errors in judging the data sent by the duty personnel to the transmitter automation systems， especially the errors in judging the automation dispatching instructions and inadequate auditing， which all belong to the human responsibility; Based on this， the operation monitoring system of high-power shortwave transmitter was designed， and its main functions were introduced. The system monitors the operation of HF transmitter through client operation subsystems and assists the attendant to monitor the operation status of transmitter. The on-duty personnel can predict the operation status of the transmitter through the operation software to ensure the safe， stable and reliable operation of the transmitter.

Keywords： high-power shortwave transmitter;monitoring system;design

隨著大功率短波發(fā)射機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，發(fā)射機(jī)自動(dòng)化越來越凸顯出重要性。目前，一些短波發(fā)射機(jī)已實(shí)現(xiàn)有人值守?zé)o人值班，日常運(yùn)行靠自動(dòng)控制系統(tǒng)執(zhí)行。自動(dòng)控制系統(tǒng)在使用過程中會(huì)出現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的對(duì)接問題，使值班留守人員判斷失誤，造成停播。本文設(shè)計(jì)的大功率短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)射機(jī)各子系統(tǒng)運(yùn)行情況，輔助值班員維護(hù)發(fā)射機(jī)，保證發(fā)射機(jī)各系統(tǒng)安全運(yùn)行[1]。

1 大功率短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成包括后臺(tái)運(yùn)行管理系統(tǒng)、調(diào)度管理子系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)、天線自動(dòng)交換系統(tǒng)及機(jī)房附屬設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)等，如圖1所示。本文重點(diǎn)分析調(diào)度管理子系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)三部分。

1.1 調(diào)度管理子系統(tǒng)

調(diào)度管理子系統(tǒng)是后臺(tái)運(yùn)行管理系統(tǒng)的下位系統(tǒng)，接收并反饋上級(jí)平臺(tái)系統(tǒng)發(fā)來的調(diào)度指令，系統(tǒng)自動(dòng)校驗(yàn)調(diào)度指令內(nèi)容。若調(diào)度指令不可執(zhí)行，自動(dòng)反饋不可開信息;若調(diào)度指令可執(zhí)行，將自動(dòng)下發(fā)調(diào)度指令到發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)、天線自動(dòng)交換系統(tǒng)。本系統(tǒng)也可手動(dòng)錄入調(diào)度指令進(jìn)行下發(fā)。

調(diào)度管理子系統(tǒng)是為完成調(diào)度功能單元處理各環(huán)節(jié)的系統(tǒng)管理任務(wù)而設(shè)計(jì)的，其功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.1.1 調(diào)度接收。本系統(tǒng)接收由后臺(tái)運(yùn)行管理系統(tǒng)下發(fā)的調(diào)度指令。值班員確定接收后自動(dòng)向后臺(tái)運(yùn)行管理系統(tǒng)發(fā)送接收確認(rèn)信息，并自動(dòng)下發(fā)調(diào)度指令到發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)、天線自動(dòng)交換系統(tǒng)。系統(tǒng)具有自動(dòng)識(shí)別調(diào)度指令基本信息的功能。若頻率、功率、節(jié)目源、天線及方向等信息出現(xiàn)與發(fā)射機(jī)工作參數(shù)不一致的情況，自動(dòng)發(fā)出告警信息，調(diào)度令不可執(zhí)行，并自動(dòng)向上級(jí)系統(tǒng)發(fā)送信息。

1.1.2 調(diào)度處理。后臺(tái)運(yùn)行管理系統(tǒng)下發(fā)的調(diào)度指令成功接收，新調(diào)度指令自動(dòng)生成至系統(tǒng)運(yùn)行圖內(nèi)。按照?qǐng)?zhí)行時(shí)間先后進(jìn)行排序，依次自動(dòng)下發(fā)至發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，自動(dòng)化系統(tǒng)逐條接收生成單機(jī)運(yùn)行圖，值班員按照運(yùn)行圖依次進(jìn)行試機(jī)調(diào)試，如不可開自動(dòng)反饋信息[2]。調(diào)度管理子系統(tǒng)向天線自動(dòng)交換系統(tǒng)自動(dòng)逐條發(fā)送調(diào)度指令，生成天線運(yùn)行圖，若有不可執(zhí)行頻率自動(dòng)反饋信息?？墒謩?dòng)增加調(diào)度指令，添加發(fā)射機(jī)各參數(shù)發(fā)送到發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)和天線自動(dòng)交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)內(nèi)代播和臨時(shí)調(diào)度等。

1.1.3 調(diào)度管理。具有接收、審核等賬號(hào)權(quán)限管理功能，值班員接收新的調(diào)度指令后向?qū)徍巳税l(fā)起任務(wù)，人工審核通過后向發(fā)射機(jī)、天線下發(fā)任務(wù)。多條調(diào)度令統(tǒng)一生成運(yùn)行圖，值班員可直觀查看運(yùn)行任務(wù)，也可根據(jù)時(shí)間、調(diào)度號(hào)等信息查詢歷史、當(dāng)前、未來調(diào)度信息。具有運(yùn)行圖打印功能，方便值班人員監(jiān)看運(yùn)行狀態(tài)。

1.1.4 發(fā)射機(jī)、天線系統(tǒng)調(diào)度處理流程。圖3為大功率短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度業(yè)務(wù)處理流程圖。

發(fā)射機(jī)接收到調(diào)度指令，自動(dòng)更新單機(jī)運(yùn)行圖，運(yùn)行圖標(biāo)記更新后的差異部分，值班員可根據(jù)標(biāo)記進(jìn)行對(duì)比，提前進(jìn)行試機(jī)操作及時(shí)反饋信息。系統(tǒng)可設(shè)置調(diào)度執(zhí)行前若干小時(shí)可操作調(diào)度指令，超過設(shè)定時(shí)間系統(tǒng)默認(rèn)調(diào)度可執(zhí)行。如果遇到調(diào)度指令與發(fā)射機(jī)播出任務(wù)有沖突，出現(xiàn)不可播出情況，自動(dòng)生成代播任務(wù)。天線自動(dòng)交換系統(tǒng)接收到調(diào)度指令，自動(dòng)更新天線運(yùn)行圖，若新調(diào)度與原運(yùn)行圖有沖突，自動(dòng)反饋不可開信息。

1.2 運(yùn)行監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

運(yùn)行監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，具有告警圖像、聲音提示，出現(xiàn)發(fā)射機(jī)故障及時(shí)告警。值班員通過系統(tǒng)監(jiān)控界面，直觀監(jiān)看各發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，如播出頻率、節(jié)目源、天線、方向、播出功率等，可監(jiān)聽播出聲音效果[3]。出現(xiàn)故障信息，值班員可根據(jù)告警信息及時(shí)到故障點(diǎn)處理故障，減少分析故障時(shí)間。并把發(fā)射機(jī)各操作動(dòng)作信息存儲(chǔ)發(fā)送到運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，為分析故障原因提供數(shù)據(jù)保障。運(yùn)行監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)功能構(gòu)架如圖4所示。

1.3 數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)大是功率短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)各子系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并按照各系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送。運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)離線時(shí)，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)對(duì)分鐘數(shù)據(jù)進(jìn)行本地存儲(chǔ);系統(tǒng)上線后，自動(dòng)把存儲(chǔ)的分鐘數(shù)據(jù)上傳到運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)主要由三部分組成。第一，信息查詢和顯示。可以依據(jù)查詢條件搜索到需要的數(shù)據(jù)，也可模糊查詢，幫助值班員快速搜索到需要的數(shù)據(jù)信息。第二，數(shù)據(jù)分類入庫。把各子系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分類發(fā)送到運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，有效管理各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)。第三，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)定時(shí)上傳?？稍O(shè)置時(shí)間定期進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)空間，避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵，造成各子系統(tǒng)故障。圖5為數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)是運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)和各子系統(tǒng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)交換的紐帶，負(fù)責(zé)調(diào)度和發(fā)射系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入和輸出，統(tǒng)一接收調(diào)度指令，經(jīng)過處理分發(fā)到各發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)、天線自動(dòng)交換系統(tǒng)，把調(diào)度管理子系統(tǒng)的所有操作指令可靠傳輸?shù)礁髯酉到y(tǒng)，并管理保存各子系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)[4]。

2 技術(shù)構(gòu)架

該系統(tǒng)采用.NET語言開發(fā)，功能模塊設(shè)計(jì)采用組件化和軟件分層的思想，將程序區(qū)別層級(jí)，并將功能封裝成獨(dú)立的組件文件，以實(shí)現(xiàn)模塊化。這符合軟件工程高內(nèi)聚和松耦合的設(shè)計(jì)理念。

人機(jī)交互界面采用BootStrap腳本框架（主要成分為HTML、JavaScript）開發(fā)界面，簡(jiǎn)單易用，更加人性化，效果美觀大方。

基礎(chǔ)界面采用AJAX和API作為上層界面效果的支持，保證了界面交互的反應(yīng)速度和功能的穩(wěn)定性。

功能實(shí)現(xiàn)模塊采用EF動(dòng)態(tài)鏈接庫方式，以便實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的組件化或模塊化。

數(shù)據(jù)庫采集MySQL或SQlServer，結(jié)合XML文件和Properties配置文件，實(shí)現(xiàn)更靈活地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖6為技術(shù)架構(gòu)圖。

3 結(jié)論

大功率短波發(fā)射機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，將代播請(qǐng)求、相應(yīng)的設(shè)備工況等信息反饋給后臺(tái)運(yùn)行管理系統(tǒng)，向發(fā)射機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)和天線自動(dòng)交換系統(tǒng)發(fā)送帶周期的運(yùn)行時(shí)間表，能夠?qū)崟r(shí)接收反饋各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行，能夠更好地監(jiān)控短波發(fā)射運(yùn)行，使值班人員能夠全面地了解發(fā)射機(jī)運(yùn)行的情況，保障發(fā)射機(jī)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏亮華.DX-200中波發(fā)射機(jī)房智能監(jiān)控平臺(tái)[D].南昌：南昌大學(xué)，2009.

[2]張光禮.基于各機(jī)型通用的發(fā)射機(jī)房運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)[J].電子世界，2018（12）：35-36.

[3]趙勇.DF100A型短波發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)[J].科技傳播，2014（24）：98-99.

[4]周春來，趙成安，孫芳.基于嵌入式Web的發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].控制工程，2008（5）：605-609.