張毅

摘要：天饋線是廣播發(fā)射機(jī)安全播音的重要環(huán)節(jié)之一，該文以中波發(fā)射機(jī)天饋線為例，探討天饋線傳統(tǒng)維護(hù)工作中的不足，提出用先進(jìn)設(shè)備和軟件分析的方法實現(xiàn)遠(yuǎn)程、實時監(jiān)控天饋線系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，既能大大減少人工巡檢維護(hù)的工作量，又能提高可靠性和有效性，并能及時發(fā)現(xiàn)異態(tài)或故障點(diǎn)進(jìn)行快速處理，確保不間斷高質(zhì)量的安全播音。

關(guān)鍵詞：天饋線；自動巡檢；異態(tài)；故障；報警

中圖分類號： TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）13-0069-03

廣播發(fā)射臺中波天線的天線場區(qū)大多離機(jī)房較遠(yuǎn)，少則幾百米，多則上千米。由于天饋線傳輸線路長，所以高頻節(jié)點(diǎn)接頭繁多，而且調(diào)配室調(diào)配元件也較多，其中真空電容、交換開關(guān)是故障多發(fā)隱患點(diǎn)。其中任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生異常都會導(dǎo)致停播，而查找、確定故障點(diǎn)的時間較長，更換元器件困難，極易造成大停播。確保安全播出是電臺的生命線，要求日常的維護(hù)工作以預(yù)防為主，提前發(fā)現(xiàn)異態(tài)及時解決，發(fā)生故障時能快速處理。天饋線系統(tǒng)長期在大功率、高電壓下工作，即使是優(yōu)良的器件也會出現(xiàn)不可預(yù)期的問題而導(dǎo)致事故，絕大部分事故的原因就是器件老化、接觸不良產(chǎn)生的，其主要表現(xiàn)為：在故障發(fā)生前數(shù)小時出現(xiàn)吱火、溫度升高等現(xiàn)象。因此，如果能準(zhǔn)確的在事故之前得知天饋線系統(tǒng)各設(shè)備的溫度分布和變化情況，也就掌控了天饋線線路、調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)的變化，做到異態(tài)和故障的預(yù)知預(yù)判，并且能快速找到異態(tài)或故障點(diǎn)進(jìn)行及時處理，也就能確保不間斷高質(zhì)量的安全播音。

1 天饋線自動巡檢的必要性

目前，廣播發(fā)射臺天饋線的維護(hù)以人工巡檢為主，天線組每天目檢巡視方式次數(shù)有限，不能保障第一時間發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時做好預(yù)防措施和應(yīng)急處理。另外，人工巡檢受人員的生理、心理素質(zhì)、責(zé)任心、外部工作環(huán)境、工作經(jīng)驗、技能技術(shù)水平的影響較大，存在漏巡，缺陷漏發(fā)現(xiàn)的可能性。且對于設(shè)備內(nèi)部的缺陷，通過簡單的巡視是難以發(fā)現(xiàn)的，比如設(shè)備、線路特殊部位發(fā)熱、絕緣不合格等缺陷。巡視人員巡視設(shè)備時需要站在離設(shè)備較近的地方，對巡視人員的人身安全也有一定的威脅，特別是在異?，F(xiàn)象查看、惡劣天氣特巡，事故原因查找時危險性更大。綜上所述，天饋線系統(tǒng)的人工巡檢存在及時性、可靠性差，花費(fèi)人工較多，存在較大的巡視過程風(fēng)險，巡視效率低下。而且天線場區(qū)的天線、調(diào)配室遠(yuǎn)離機(jī)房和辦公區(qū)，防火、防盜、防破壞等隱患也是不容忽視的安全播出隱患。

紅外熱像診斷技術(shù)是對設(shè)備表面輻射的紅外光像進(jìn)行非接觸、遠(yuǎn)距離熱成像檢測，不受電場干擾，因此具有直觀、準(zhǔn)確、靈敏度高、快速、安全、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，能從根本上改變?nèi)斯ぱ矙z運(yùn)行設(shè)備的故障隱患診斷方式。紅外熱像儀結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以大大減少發(fā)射傳輸線路運(yùn)行時的故障和人員在危險作業(yè)區(qū)作業(yè)的風(fēng)險性，可大大減少人員檢修的勞動力支持，提高巡檢可靠性與有效性，對保障安全播出有重要意義。

2 系統(tǒng)分析

在中波天線場區(qū)，通過安裝紅外熱像監(jiān)視或視頻紅外雙模式監(jiān)控測溫，配合中心計算機(jī)和監(jiān)控圖像處理軟件系統(tǒng)，建立天饋線系統(tǒng)自動巡檢管理平臺，將天饋設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)信息、視頻圖像信息、測溫信息進(jìn)行整合和集成，實現(xiàn)天饋線系統(tǒng)巡檢工作的可視化、智能化，從而達(dá)到及早發(fā)現(xiàn)問題、取代人工巡檢的目的。實現(xiàn)線路和調(diào)配室現(xiàn)場設(shè)備遠(yuǎn)程可視化，能按照事先設(shè)定的巡視順序，值班人員在監(jiān)視中心可查看各攝像頭自動旋轉(zhuǎn)巡檢的信息，具備自動和手動巡視功能，夜間巡視自動開啟照明燈。可依次查看各監(jiān)測點(diǎn)的圖像和溫度數(shù)據(jù)。利用視頻和紅外測溫系統(tǒng)開展巡查，查看設(shè)備是否存在放電、發(fā)熱現(xiàn)象，具備超標(biāo)數(shù)據(jù)的自動報警功能。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計分析

1）系統(tǒng)可靠性：選擇硬件均為先進(jìn)、成熟、可靠產(chǎn)品，且能在強(qiáng)電磁環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

2）系統(tǒng)先進(jìn)性：采用目前最先進(jìn)的軟硬件組合，使系統(tǒng)兼容性、升級、擴(kuò)展更容易，并采取模塊結(jié)構(gòu)，維護(hù)簡單化。

3）系統(tǒng)實時性：信號實時上傳，真正做到實時性。

4）可擴(kuò)容性：可根據(jù)需要方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)逐級匯接，增減前端設(shè)備等。

2.2 系統(tǒng)需求分析

1）自動預(yù)警：發(fā)現(xiàn)目標(biāo)溫度異常自動報警，提示人員具體位置狀況信息，以便馬上排除故障。

2）準(zhǔn)確化：盡可能達(dá)到最高的精度要求和最好的成像效果。通過軟件開發(fā)實現(xiàn)熱成像良好的可視化應(yīng)用界面，并保證測量結(jié)果數(shù)據(jù)可信。

3）高速化：系統(tǒng)組成應(yīng)用現(xiàn)在先進(jìn)的計算機(jī)控制技術(shù)集中控制，探測器系統(tǒng)與計算機(jī)系統(tǒng)之間傳輸信息的傳輸率要求高；保證自動化狀態(tài)下，減少巡檢時間，提高巡檢效率。

4）數(shù)據(jù)保存和查詢：對監(jiān)測視頻數(shù)據(jù)保存1個月， 對報警數(shù)據(jù)前后時段視頻永久保存，對溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)永久保存。

5）自動報表：系統(tǒng)應(yīng)具備定期報表（按預(yù)置行程），及發(fā)現(xiàn)過熱故障的應(yīng)急報表功能。

3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對天饋線線路較長并且在室外的特點(diǎn)，本方案采用多監(jiān)控點(diǎn)接力的方式覆蓋整條線路。前端監(jiān)控點(diǎn)云臺按預(yù)置位進(jìn)行不間斷掃描，紅外、CCD傳感器實時獲取線路場景視頻、溫度信息，并回傳至后端監(jiān)控室。各監(jiān)控點(diǎn)預(yù)設(shè)IP地址，后端監(jiān)控軟件通過IP地址區(qū)分監(jiān)控區(qū)段、訪問前端監(jiān)控設(shè)備。

室外監(jiān)控點(diǎn)采用雙路視頻監(jiān)控，紅外、CCD視頻實時回傳；在線測溫，溫度信息實時回傳；按預(yù)置位不間斷掃描；

室內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)采用單路視頻監(jiān)控，紅外視頻實時回傳；在線測溫，溫度信息實時回傳；

室外線路根據(jù)實際長度布設(shè)若干個雙視監(jiān)控點(diǎn)位，覆蓋所有饋線路由。每個調(diào)配室室內(nèi)布設(shè)1～2個紅外監(jiān)控點(diǎn)位，覆蓋所有調(diào)配室內(nèi)原件。

3.1 圖像采集前端

1）調(diào)配室紅外熱像監(jiān)測：主調(diào)室設(shè)置2臺固定方位的紅外熱像監(jiān)測點(diǎn)， 分調(diào)室分別設(shè)置1 臺固定方位的紅外熱像監(jiān)測點(diǎn)，主要監(jiān)測對象是真空電容、交換開關(guān)，電感線圈。

2）天饋線線路監(jiān)測：天饋線路由監(jiān)測，建設(shè)3個固定方位的紅外熱像加視頻雙槍監(jiān)測點(diǎn)。主要監(jiān)測對象是饋線線路和接點(diǎn)，及時發(fā)現(xiàn)線路上的過熱點(diǎn)和吱火點(diǎn)。

3）天線區(qū)全場監(jiān)測：1個點(diǎn)。在主調(diào)室和分調(diào)室之間室外設(shè)置一具有云臺控制的紅外熱像加視頻雙槍監(jiān)測點(diǎn)，視場能覆蓋天線區(qū)全場。通過云臺控制監(jiān)視角度，實現(xiàn)對天線全場區(qū)域的視頻加紅外熱像監(jiān)視。攝像頭可按照設(shè)定的次序和速率自動巡航。

3.2 光纖通信和網(wǎng)絡(luò)

1）建立各節(jié)點(diǎn)設(shè)備到主機(jī)房的光纖網(wǎng)絡(luò)連接線路。

2）建立各節(jié)點(diǎn)設(shè)備的光電轉(zhuǎn)換（光端機(jī)或光纖收發(fā)器）和通信（網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)）等。

3.3 監(jiān)控中心機(jī)房設(shè)備和軟件

1）通過網(wǎng)絡(luò)視頻錄像設(shè)備（NVR）進(jìn)行監(jiān)視圖像的記錄。

2）建立數(shù)據(jù)服務(wù)器作為數(shù)據(jù)存儲，故障監(jiān)測軟件和工作業(yè)務(wù)的硬件平臺。

3）完成后臺圖像自動識別和監(jiān)測應(yīng)用軟件的開發(fā)。實現(xiàn)熱成像良好的可視化應(yīng)用界面和功能，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)及紅外圖像自動進(jìn)行保存。

4 軟件主要功能

系統(tǒng)軟件功能從視頻顯示功能、自動巡線功能、巡線控制功能、紅外測溫與分析功能、圖像儲存回放功能、報警功能和安全管理功能7方面設(shè)計。

1）視頻顯示功能

① 支持紅外視頻圖像和可見光圖像同屏實時監(jiān)視，紅外和可見光幀率不低于15幀/s。

② 紅外圖像分辨率324×256，紅外圖像支持灰度和偽彩顯示。

③ 支持原始紅外溫度熱像圖和可見光圖像的傳輸。

④ 支持多畫面預(yù)覽，支持多路紅外視頻和多路可見光視頻同屏顯示；在一臺工作站的顯示器上能實時同時顯示多路紅外以及多路可見光圖像，并且不改變圖像的原始分辨率。同時，用戶也可以通過對多臺紅外熱像位與可見光攝像機(jī)的全分辨率圖像進(jìn)行實時顯示、操作與溫度數(shù)據(jù)分析。支持預(yù)覽分組切換、手動切換。

2）自動巡檢功能

① 系統(tǒng)具備視頻和紅外自動巡視功能，在可設(shè)定的間隔時間內(nèi)對全站的監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行圖像巡檢，參與輪檢的對象可以任意設(shè)定，間隔時間可設(shè)置。

② 實時圖像自動復(fù)位，即可對的紅外熱像儀設(shè)定默認(rèn)監(jiān)控位置，正常狀態(tài)下攝像機(jī)保持默認(rèn)位置，在控制完成的可設(shè)定的時間段內(nèi)恢復(fù)默認(rèn)監(jiān)控位置。

3）巡線控制功能

① 紅外鏡頭為定焦鏡頭?？梢栽O(shè)置現(xiàn)場攝像機(jī)，包括設(shè)置預(yù)置位、預(yù)置設(shè)置部位名稱、測溫位置等。

② 可見光鏡頭支持變焦控制，云臺支持上、下、左、右移動及步長、速度控制，云臺停止。

4）紅外測溫與分析功能

① 測溫精度由設(shè)備指標(biāo)決定，全屏幕多點(diǎn)同時測溫，可以自動全屏捕捉最高溫與最低溫。

② 各類偽彩顯示，并可將屏幕上任意溫度區(qū)域以醒目顏色顯示。

③ 根據(jù)對云臺和紅外熱像儀的初始設(shè)置，系統(tǒng)自動控制紅外熱像儀，對監(jiān)測目標(biāo)進(jìn)行拍攝，采集紅外圖像，并根據(jù)用戶設(shè)定的閾值，進(jìn)行初步的診斷分析。

④ 可對圖像指定區(qū)域進(jìn)行測溫分析，對測溫區(qū)溫度超限可自動識別并報警。可以設(shè)置溫度閾值，當(dāng)設(shè)備溫度異常時產(chǎn)生告警。

⑤ 可以根據(jù)設(shè)備對象的紅外發(fā)射率和測溫距離進(jìn)行測溫校正；（電容表面銀質(zhì)與線路的紅外發(fā)射率不同）。

5）圖像儲存回放功能

① 針對紅外圖像和可見光視頻，可以進(jìn)行存儲，在需要的情況下，可以根據(jù)查詢條件，回放視頻錄像。紅外圖像和可見光視頻存儲1個月，故障告警時圖像永久保存。

② 支持按通道號、錄像類型、文件類型、起止時間等條件進(jìn)行錄像資料的檢索和回放。

③ 支持錄像文件回放，紅外原始視頻文件可以回放和全屏測溫。

6）報警功能

① 觸發(fā)超溫自動報警時，報警信號、內(nèi)容等可在監(jiān)控畫面自動顯示；

② 報警類別是：畫面變化報警、溫度異常報警。報警可根據(jù)需要進(jìn)行分級，報警信號、報警內(nèi)容可在任何畫面自動顯示；當(dāng)發(fā)生報警時，紅外視頻服務(wù)器能自動進(jìn)行存盤錄像，同時傳送報警信息和相關(guān)圖像。

③ 報警信息儲存管理，實現(xiàn)報警聯(lián)動錄像，具備長延時錄像和慢速回放功能。可以多種方式查詢報警信息。

④ 報警信息可以區(qū)分該報警信息是否已被用戶檢查確認(rèn)；如用戶未確認(rèn)，則在設(shè)定時間內(nèi)重發(fā)報警。

⑤ 重發(fā)報警時間間隔可設(shè)定。設(shè)備檢測溫度報警閾值可設(shè)置。

7）安全管理功能

① 系統(tǒng)保存自動生成的重要數(shù)據(jù)，包括用戶信息、報警信息、操作記錄、日志等。

② 對自動生成的系統(tǒng)運(yùn)行日志、運(yùn)行曲線報告、超溫報警報告，可查詢及打印輸出。

③ 系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯性，不會因誤操作等原因而導(dǎo)致系統(tǒng)出錯和崩潰。

5 結(jié)束語

利用紅外加可視監(jiān)控攝像頭，采用嚴(yán)格的電磁防護(hù)技術(shù)措施，利用光纖傳輸，抗干擾效果好。應(yīng)用紅外非接觸方式監(jiān)測溫度，不影響天饋線系統(tǒng)正常運(yùn)行，又可保證監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備安全，經(jīng)軟件進(jìn)行圖像對比、溫度分析等數(shù)據(jù)處理后，能夠及時發(fā)出異態(tài)告警，提醒值班、維護(hù)人員及時處理，提高了發(fā)射機(jī)安全播出的保障能力。

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