原创《广播发射台站天馈线系统智能在线管理平台的设计》
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摘 要 本平台使用天馈线系统组成的基础性数据和维护积累的数据,建立发射台天馈线系统智能在线管理平台.用多种方法整合数据形成数据库.运用数据快速的分析天馈线系统的运行维护、备件、故障隐患处理或抢修、在线监测等,为规范化管理,高效化、数据化、智能化.本平台方便各级管理人员快速掌握天馈线系统的运行维护、备件管理、故障记录、故障分析、预测故障、检修安排、在线监测,提供便捷直观的查询、分析功能,满足发射台运行维护的分析需要,对发射台天馈线系统的数据化运行维护和管理有重要的意义.
关键词 智能；在线管理；数据
中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）205-0075-03
广播发射台天馈系统的维护工作工作量大、面多、点广、维护人员有限,日常巡视隐患故障排除和发生故障才处理比较被动,天馈线系统备件种类多、数量大,查找不方便,备件数量难把握、库房管理难度大等,维护检修计划多,维护任务繁重,工作量变大,重点维护部位凭经验,播音任务重,任务紧急,工作人员效率低、判断失误等情况等时有发生.
为了提高工作效率、故障判断准确率,运用维护积累的数据来分析,提前给出合理化检修维护意见,通过大数据分析,结合检修维护周期等给出科学性的计划以及维护方案为技术人员维护参考和提供依据.
1 工作的原理
根据天馈线设计原则结合设计图纸以及设计说明中的发射机功率、频率范围等,通过馈线馈电的一次参数和二次参数.一次参数是指馈电线单位长度的分布电阻R、电感L、漏电电导G 和电容；二次参数是指馈电线的特性阻抗W、衰减常数β 和相移常数α、传输系数ν、输入阻抗等,以及最大电压、电位、电流、电场强、最大传输功率、不平衡系数及波斜角理论知识,考虑馈线应有的安全系数,以及结合工作实际考虑风速、风向、温度、湿度、气压等数据计算馈线的承受的极限值,以及热成像技术的应用结合软件建立科学合理的动态模型计算覆冰厚度、杆塔风压风负荷等,各种荷载计算公式如下( 以短波国产500kW 为例估算）.
依据理论,利用传感器、光线传输等,通过解调器后上传于应用服务器,存于数据库.端通过输入数据及其他,通过软件来实现管理、在线监测等.
2 系统设计
天馈线系统智能在线管理平台由基础数据层、计算数据层、分析数据层和在线数据应用层四部分构成,基础数据层是此数据运行最基本的信息,包括软件平台、操作系统等；计算数据层是本系统搭建的核心内容,融合天馈线设计理论与计算、备件管理以及库房环境等；分析数据层是本系统搭建的目的,通过检修维护、隐患处理和故障抢修记录、分类、结合馈线理论知识分析等；在线数据应用层是本系统的搭建的天眼,通过馈线重要部位受天气、拉力、风力等,监测确保馈线安全运行.图1 为天馈线系统智能在线管理平台设备示意图.
3 软件设计
3.1 天馈线基础数据管理以及备件管理功能
天馈线系统由馈线路由、发射幕、反射幕、铁塔以及馈杆、拉线组合而成.每个系统由及馈线长度、馈杆、双门、哑铃、支撑、带耳板支撑环、U 型环（卸扣或卡环）、L 型线鼻子、反射幕、分馈线、硬馈线、引下线、绝缘蛋、变阻器、地锚、大拉线、偏转开关、跳笼、绝缘瓷棒( 哑铃）、蛋形绝缘子、连接钢环、绳皮、骑马式绳夹、旋转式螺旋扣、钢绞线、铜包钢、馈电原理、塔高、塔灯等实际统计值准确的记录详细的数据为基础,建立数据库.
天馈线系统基础信息统计,自动建立天馈线系统的整体三维立体模型,为了更好的了解天馈线系统各种参数,建立电子档案如图2.
备件管理：根据《广播电视天线工艺技术手册》的设计理论,测算各种天馈线系统各中备件总数量,依据根据实际运行情况、故障情况等,确定备件比例以及备件数量,便于订购,便于查找,便于管理；备件定期抽样检测: 比如高频瓷备件、塔灯电池主要性能测试.
快速测算功能：通过一次参数和二次参数、公式以及规律,计算输入笼形馈线特性阻抗、馈线设计馈线长度、各个元件数量（比如支撑换、带耳板支撑环、绝缘横支撑、铆钉）如图3.
备件库房环境管理（湿度、温度）：由于大部分元件都是铜或镀铜、铁材料的,所以铜、 铁元器件以及高频瓷的在库房内保存,为了防止铜氧化、铁生锈以及高频瓷绝缘度的降低,对库房要求温度、湿度、门窗的密闭、灯光等环境中,为了保证元器件的完好性,必须在库房内分类特定环境保存,装设温、湿度器监测仪控制自动加热除湿机.
3.2 天馈线检修维护管理功能
天馈线维护工具管理：安全帽、安全带、短路接地线、梯子、工作鞋、工作服、钢丝绳、钢丝绳套、吊斗、卷扬机、麻绳、滑车、水准仪、经纬仪等以及便捷式新型工具的应用等重点对安全用具的管理（比如试验、性能测试、保养等）到期系统自动提醒.
天馈线系统的各部位维护周期、项目、要点根据实际情况和结合运行图,有选择的行成一个检修计划,定期提示维护人员对天馈线系统进行维护.
维护记录（隐患排除、故障处理）通过统计故障的分类统计（时间、故障部位、处理方法、附图）,定期形成运行报表；通过故障进行故障分析和隐患点预测,为检修工作提供可靠依据,发起建议性隐患部位临时性检修提醒（结合运行图）.
检修工作安排管理：结合实际运行图来自动显示检修时段、根据任务建议使用哪类工作票、需要检修备件以及辅助工具,危险点提醒,以及安全措施.
3.3 天馈线系统在线监测分析功能
为了能在恶劣天气下,使天馈线系统最大限度正常运行,对特殊天气进行时时在线监测：在线拉力监测（风力、温度、拉力）天气对天馈线系统运行以及维护都有很大影响,东北冬季时间较长,平均都在零下20℃以下,长年风力较大是天馈线系统经受巨大考验,特别是冬季馈线冷缩加之风的影响,导致馈线各部位拉力增大,为正常运行带来隐患,不能提前发现及时排出,为了确保在安全范围内在重要连接点装设温度传感器、拉力传感器、风力传感器来分析计算可承受拉力、设置报警值,通过监测系统提醒维护人员采取措施.
在线浮冰监测：传输馈线覆冰
是在东北初春或者冬季,降雪或者雨雪交加的天气,当气温下降时在播出时传输馈线、绝缘子等处附着水滴凝结成冰,即覆冰.因为受温度、湿度、风速、风向等诸多因素共同影响的结果,所以采用准确的监测分析方法和实用的数学模型,对传输馈线覆冰状态进行实时监测,能够对在恶劣大气环境中运行的馈线路由及绝缘磁棒等的覆冰（雪）情况进行在线监测,采用覆冰监测手段,结合风力、温度设置报警值,通过监测系统提醒维护人员采取措施.
在线视频监测：采用热成像技术,对异常点、故障率高,故障点多,为了便于收集一手,通过视频资料对故障点、现象、时间等记录,后快速对故障简单分析等,形成事件应对方法供处理故障参考.
天馈线系统整体分析；时时通过数据对运行天馈线系统和检修的情况整体进行动态分析,全面了解天馈线的情况如图5.
平台由传感器传输和输入变换成基础数据,组成建立数据库,各部分功能通过连接相应数据计算分析,并为实际工作提高参考和依据,同时直观的反应到平台,达到科学,动态时时监测的和管理的目的.
4 天馈线系统智能在线管理平台的特点数字化.运用大数据来分析整个天馈线系统的管理、备件、故障点,有针对性的解决,一些实际问题（备件量化管理、备件查询、故障统计分析）.
智能化.多种方法交叉使用提高故障和隐患处理的准确性,快速分析有选择的做出判断,以及为平时工作提供重点依据打下基础.
标准化.规范天馈线系统各种管理,确保各项工作做到细致入微,提高工作效率.
在线化.时时对天馈线系统的监测和监看,确保快速做出反应,及时处理隐患.
5 结论
天馈线系统智能在线管理平台为了加强天馈线系统安全运行、维护、管理、在线监测、故障分析等一体化、智能化、数字化方面发展,通过大数据定性、定量的分析、科学合理的制定维护方案以及维护安排.
为备件标准化管理和保存提供便利,为维护性工作打下坚实基础,确保维护工具的安全起至关重要的作用.为天馈线系统数据化、智能化、在线化管理维护具有深远意义,更为安全播出建立全方位的保障体系.
参考文献
[1]陈国玳,高福群,薛发.天线和馈电线[M].北京：人民邮电出版社,1985.
[2]白磊.中短波天线电磁辐射分析[M].北京：华北电力大学,2012.
管理平台论文参考资料：
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