中波广播发射模拟演练系统设计与建设

朱明明 段晶 江苏广播电视总台广播发射中心

1.项目背景

江苏广播发射中心于2014年建成并投入使用，发射机采用等功率同机型主备配置，天馈线系统采用了主、备馈线和主、备调配网络的配置，一级保障的重点频率还配备了备份天线。发射系统、节传系统、天馈线切换系统都是配置先进、设计合理的系统，对整体安全播出提供了极高的系统级保障。但任何先进设备都要依靠人的操作，这就要求技术人员全面熟练掌握各系统的日常操作和应急措施。我们依据中波全链路工作流程，设计并搭建了一个模拟演练系统，可模拟发射系统、节传系统、天馈线切换系统的操作，方便进行学习、演练和考核。

2. 设计思路及方案

作为模拟系统，必须具备与实际系统相同的操作界面和功能逻辑，所以系统的设计是以广播发射中心的发射系统、节传系统、天馈切换系统为蓝本作为参考。但是从成本的角度来考虑，完全采用一样的设备是不可能的，我们从原中波发射台搬迁时带来了一些核心设备和备件，这样可以以最低成本构建整个系统，节约大量经费。

2.1 系统构成

模拟演练系统由节传系统、发射系统、天馈切换系统和视频学习系统构成。

节传系统将处理过的音频信号送至发射机音频输入端，由发射机产生已调波信号，并通过假负载吸收，系统总结构图见图1。

系统需满足以下需求：

（1）发射机需带功率工作。发射机能测量指标，能实验模块及备品备件。

（2）发射机各项指示需正常，可以进行故障模拟。

图1 系统总结构图

（3）节传部分需带音频工作，可以进行音频源切换、跨接操作。

（4）同轴开关需具备手动、电动切换功能，并且可以进行跨接操作。

（5）视频学习系统需满足单机运行或客户端运行。

2.2 发射系统设计思路及方案

发射系统是比较复杂的系统，主要是由发射机以及假负载、硬馈管和各种弯头、电源、地线组成。发射系统的核心设备是大功率中波发射机，原中波发射台2008年投入使用的我台第一台3DX型发射机，与发射中心目前采用的发射机是同一机型，操作完全一致，虽然已经使用了8年，但是各项状态尚可，我们将它分解、搬运至江苏广播发射中心并重新组装了起来。假负载采用的是25kW风冷假负载，馈管采用的是50803硬馈，通过直角弯头连接。

2.3 节传系统设计思路及方案

发射中心的节传系统主要由节目源（光纤信号、卫星信号）、无源数字音频分配器、数字三选一音频切换器、数字音频处理器、数字音频跳线架（筛孔盘）、服务器、交换机和音频连接线组成，节传系统框图见图2。

节传模拟系统结构与实际运行系统完全一致，因为只是单机运行，所以不需要服务器和交换机。原中波发射台采用的是有源音分、模拟音频三选一、音频处理器，从操作角度考虑可以替代目前发射中心使用的节传设备，节目源使用CD机代替。音分和音频三选一与音频处理器通过跳线架连接，发射中心配置的跳线盘是CANARE佳耐美48-12A/820AQ/EIA广播级48路音频跳线盘，价格昂贵，我们经过调研最终采用了NEUTRIKNYS-SPP-L1经济型24路48口音频跳线盘。

2.4 天馈切换系统设计思路及方案

图2 节传系统框图

天馈切换系统主要由机柜、同轴开关、Ulink以及控制器组成，天馈切换系统见图3。发射中心使用的天馈切换系统根据是否要进行主备天线切换分为两种：一种为两个同轴开关柜的，另一种为三个同轴开关柜的。

图3 天馈切换系统

作为模拟操作，只需要一个同轴开关柜即可。厂家给出的机柜报价太高，我们采用方钢和白铁板焊接自制机柜，从厂家采购同轴开关和Ulink，搭建模拟系统的同时作为备份器材。同轴开关型号是RL318-01，同轴开关倒换有自动、电动、手动三种操作方式。为了确保切换的安全，在同轴开关损坏的状况下，具备手动跨接功能。

2.5 视频学习系统设计思路及方案

视频学习是流程可视化的典型应用，由操作系统、服务器和大屏显示器组成。根据发射中心安全播出所涉及的工作流程和应急预案，拍摄大量素材，将其编辑成单个视频文件，分类整理存入数据库，开发客户端调用这些视频，可以方便用户随时查看学习。视频学习系统采用spring MVC+MyBaties构架。

Spring MVC模式简介：

（1）M-Model

图4 Spring MVC模式

模型的职责是负责业务逻辑。包含两层：业务数据和业务处理逻辑。比如实体类、DAO、Service都是属于模型层。

（2）V-View

视图的职责是负责显示界面和用户交互（收集用户信息）

（3）C-Controller

控制器是模型层M和图示层V之间的桥梁，用于控制流程。

Spring web MVC 是Spring框架一个非常重要的功能模块，实现了MVC结构，便于简单、快速开发MVC结构的web程序。Spring web MVC提供的API，封装了Web开发中常用功能，简化了Web过程。

3. 主要功能介绍

模拟演练系统是按照直播设备标准1：1搭建的仿真系统，起点高，实用性强，既可以进行模拟操作，也可以进行各种实验、故障仿真和技术研究。同时，模拟演练系统的设备还可以作为发射中心的备份设备，提高安播保障水平。

模拟演练系统与视频学习系统组成完整的学习系统，既可以进行理论学习，又可以进行实际操作，为人员的培训提供了极大的便利。

3.1 发射模拟系统功能

图5 流程可视化系统实验界面

图6 流程可视化视频画面

图7 模拟演练系统实景图

（1）模拟发射机日常基本操作

包括手动开关机操作，故障复位和故障记录查看、清空操作，断电检查及恢复送电操作。

（2）模拟更换备件操作

包括模块更换操作，联锁模块查找（3DX发射机具备精确的联锁指示功能，维修值机员可以在系统上练习联锁模块查找），整流硅桥更换操作（更换一个整流硅桥需要半个小时，有了模拟发射机，维修值机员有机会实战操作更换整流硅桥），损坏保险丝查找及更换操作等。

（3）模拟网络反射过大调整操作

调配网络变化会造成网络反射过大，直接原因就是网络电流和电压的相位和幅度不再匹配，通过调整电流和电压取样，可以补偿这种失调。

（4）模拟指标测试作业

发射机指标测试是每个维修值机员必须掌握的技术。

3.2 节传模拟系统功能

（1）模拟三选一手动切换、切断操作。

（2）模拟音频跨接操作

三选一手动切换、切断，音频跨接操作是发射中心应急预案类操作，有了模拟演练系统，人员可以经常进行练习。

3.3 同轴开关倒换模拟功能

（1）同轴开关电动倒换

（2）同轴开关手动倒换、跨接

在发射中心的日常操作中，发射机倒机、主备调配网络倒换、主备天线切换、灾备发射机上天线等操作都涉及到同轴开关的倒换，通过模拟练习可以增加人员的熟练程度，在紧急情况下可以更准确、快速的完成该项操作。

3.4 视频学习系统功能

（1）展示系统各环节常见故障的现象及处理办法

我们把发射系统和节传系统常见的故障拍摄成视频资料，清楚的展示出故障发生时的设备状态和故障指示，同时展示出规范化的处理过程，可以使人员对常见故障的处理更加熟悉、准确。

（2）展示各项工作流程基本操作的正确、规范步骤，供人员观摩学习。发射中心有很多基本的操作，例如功放模块的修理、发射机倒换备份天线、灾备发电机启动等，视频学习系统将这些技术操作的规范步骤拍摄下来，供员工选择性的学习，提高业务水平。

4. 模拟演练系统试运行情况说明

系统建成以后，经过了一段时间的试运行期，在此期间，系统使用情况良好，达到了预期的效果，表现为：

（1）发射机工作稳定，电声指标优良。

（2）同轴开关的电动、手动切换功能均正常。

（3）完成多次业务培训和岗前培训。

（4）3DX型发射机的备品备件均在模拟演练系统上进行测试。

（5）视频学习系统录入视频13个，主要操作流程都可以在学习系统进行查看。

5. 结束语

通过中波广播发射模拟演练系统建设，我们搭建了一个可供员工学习、培训、操作和考核的平台，更重要的是很多员工亲身参与了系统的建设，提高了业务水平和知识储备，为以后的实战提供了有效支撑。