发射机掉功率智能监测报警平台的设计与实施
程皞琳
【摘要】本文介绍了一种利用成熟可靠器件实现发射机掉功率告警的集成创新方案，设计并搭建了发射机掉功率智能监测报警系统。该系统具有投入小、设备接入灵活、安装简单、反应灵敏、操作方便、可实现计算机远程集中控制等优点。系统的使用增强了发射机故障告警系统的及时性、准确性、可靠性，减轻了值班人员的压力，提升了台站保障安全播出能力。
【关键词】功率监测;智能平台;告警
中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.012
2017年宣城发射台利用中央地数覆盖资金完成了敬亭山台区监控系统数字化改造。数字化节目监控系统是基于千兆计算机网络平台，利用TS OVER IP与网络组播技术实现节目流透明传输，采用实时流媒体技术实现节目信号内容大屏重现，C/S软件架构实现系统硬件远程可控存储、查询、配置、调度等。较好的解决了广播电视无线地面数字电视和CDR数字广播开播后我台150余套各类广播电视信号内容监看、故障告警、节目回看、异态存储、设备调度的难题。
但系统在使用过程中也暴露了一些问题。一方面发射台站电磁环境复杂，存在较强的同频、邻频干扰。系统中开路接收信号使用共天线接收并将接收电平设定在接收门限附近提高系统对异态判断的灵敏度，受天气、环境、信号衰落等问题的影响，接收电平变化较大易引起系统误告警，值班员易麻痹迟滞处理故障的时间，存在较大故障隐患。另一方面数字信号在转码、分发、传输、重现有一定的时延，调频广播节目内容有一些停顿，系统难以发现一些瞬时的故障，难以发现故障于端倪，易造成故障扩大影响安全播出。本文介绍一种利用报警主机来实现发射机功率实时监测的创新方案，将发射机功率变化发现时间由10秒左右提高到1秒以内，彻底消除节目监视系统无告警问题。作为节目内容监测系统的有益补充为台站智能化监测系统建设提供参考。
1. 监测报警平台设计方案
1.1 总体方案
监控报警平台应能有效的避免雷击等不可抗力造成的系统失能现象，应独立于发射机系统且不干扰发射机正常工作，能与现有信号监测系统兼容实现计算机集成控制，显示，配置，要有明确、持续、可信的告警方式。系统应具备以下功能（总体图如图1所示）。
1）总线式结构，单台设备接入退出不影响其它设备正常工作。
2）对不同设备故障采用不同等级的报警方式。
3）网络化，智能化管理。
1.2 技术方案
发射机工作时，功率与工作电流成正比，电流随功率的变化而变化。利用这个原理采用高灵敏度电流互感继电器，通过监测发射机电流变化模拟功率变化并完成模拟量转换成开关量，经单防区模块送至告警主机，完成故障告警。技术方案如图2所示。
发射机掉功率智能报警平台由海康网络报警主机、单防区扩展模块、电流互感开关、声光报警器、集中控制系统软硬件等组成。
1.3 系统动作阈值确定
经实验分别测得数字电视功率与电流关系图（图3），调频发射机功率与电流对应关系图（图4）
根据测定数据选择功率变化时对应电流变化大的参考点来设定发射机动作阀值，调节电流取样互感继电器上的控制电位器使电流到达阈值时红灯和绿灯刚好切换。正常播出时红灯亮，当发射机电源电流低于动作阀值，绿灯亮，输出断开（故障）信号，触发故障，经单防区监测模块输出故障信号，通过总线送至报警主机。一旦功率下降到设定值，声光报警器动作，值班人員能第一时间监测到发射机的工作状态。单防区扩展模块可通过拨码设定各发射机地址，经总线连接送至报警主机，从而实现多台发射机功率监测报警功能。系统最大可同时监测255个不同类型的设备。
2. 平台管理与应用
2.1 集中控制软件VM4200
VM4200是为海康网络安防设备管理开发的应用软件平台，适用于嵌入式网络报警主机、硬盘录像机、混合型网络硬盘录像机、网络视频服务器、门禁设备、可视对讲设备和解码设备以及视音频编解码卡，支持实时预览、远程配置设备参数、录像存储、远程回放和下载、报警信息接收和联动、电视墙解码控制、电子地图、日志查询等多种功能。软件可通过海康威视官网下载。
2.2 软件设置
硬件连接正常后，我们需利用海康威视的客户端对每台被监测发射机进行软件设置。打开客户端，会看到每台发射机所对应的拨码号。该系统可设置8个子系统255个防区，为了最大化合理利用子系统，我们把开关机时间相同的发射机列入同一子系统进行集中设置，点开输入配置→子系统，在防区列表里将我们所需要布防的发射机添加进该子系统。
防区设置好，根据不同发射机播出时间不同来设置对应的监测报警时间，对每个子系统单独设防。告警类型根据故障类型分为设为全局告警和值班室告警，全局告警除值班室告警外同时宿舍区声光告警，如未来有需求还可以通过电话通知特定带班领导或通过GPRS通知特定手机。
2.3 系统的应用
2021年春节前后我台FM89.5MHz出现多次23点整点时整机瞬间掉功率故障，数秒后恢复正常状态。因时间太短，节目监控告警系统没有及时发现或因时间太短，值班员极易判断为误报警。出现故障时，掉功率自动报警系统立即声光报警，值机员在第一时间迅速赶到发射机处，发现确为发射机瞬间掉功率至零后立即恢复。这个故障具有很强一致性、重复性，我们判断不是设备故障，经观察发现由于节目在23点时因节目停顿时间较长导致激励器输入音频信号由数字切换到模拟，由于模拟卫星信号和光纤信号传输路由不同存在时间差，此时如模拟也没有音频信号，激励器就掉功率为零，信号来后又恢复至正常。在此故障处理中掉功率智能告警平台与节目监控系统互相验证消除了值班员误判，使故障得以及时发现、准确处理，提高了安全播出水平。
3. 结束语
该套监测平台投入成本小，安装简单，设备接入退出灵活、操作方便，监测灵敏。一旦发射机功率发生波动降到设定功率阀值，声光报警器会立即做出声光报警，提醒值班人员发射机故障，消除了节目内容监控系统中缺陷所带来的误报、错报问题。同时，系统与发射机系统物理隔离，互不影响能有效的防止因雷击造成的系统失能问题。作为台区整体监控报警系统的重要补充，提高了台站安全播出保障水平。
以海康威视网络报警主机为核心的报警平台，报警输入信号的本质就是对开关量的监测报警，结合海康威视的VM4200集中控制软件平台，可实现入侵告警、门禁、人脸识别、道闸、消防、环境监测等系统集中控制、监看、配置、管理，具有很强的易用性、扩展性。广播电视技术近年来飞速发展，运用现代科学技术发展和管理台站才是未来的趋势，建设智慧台站、智能台站将是时代的方向。