關于中波發射機音頻監測系統的警報分離

袁洪平

（安康廣播轉播臺，陜西 安康 725000）

0 引 言

中波廣播發射臺具有設備復雜、信息量大等特點，廣播轉播一直奉行“既經濟，又安全，高質量，不間斷”的十二字工作方針。為提高轉播質量，減輕工作人員的負擔，廣播轉播臺逐漸引入了自動播出控制系統。部分轉播廣播臺早在20世紀70年代就已經引入了自動監控技術，但是受到當時各種條件的限制，自動監控系統只能進行簡單的開關機操作，無法實現高度自動化。20世紀80年代開始嘗試將PLC應用到廣播發射的實時監控中，由于受到網絡和技術的限制，可實現的功能十分有限。直到20世紀90年代隨著計算機網絡和自動化控制技術的發展，廣播轉播系統的自動化監控技術才取得了巨大的進步。

自動化播出控制系統通過集中監控和集中管理，使中波廣播發射實現了自動化與智能化。不僅提高了廣播轉播的工作效率，也增強了發射系統的穩定性，確保發射機能夠安全平穩運行，減輕工作人員的負擔。自動播出控制系統的引入大幅度降低了廣播轉播的經濟成本和人力成本，進一步實現了“既經濟，又安全”的工作方針。

中波廣播自動播控系統主要是通過運用多種高科技手段來監控發射機和相關設備的運行狀態，包括對發射機的運行參數和狀態的采集，對工作環境的監測以及電力系統的數據采集、檢測等，同時還具有遠程實時監控、故障和報警檢測、數據存儲等功能。自動播出控制系統的引入使得中波廣播轉播工作由人工監測轉變為計算機監測，其中的音頻輸出監測模塊會實時輸出發射機轉播的節目內容，當出現發射機工作狀態異常或者電力系統故障等情況時自動播出控制系統會進行故障報警，提醒工作人員及時發現問題，進一步實現廣播轉播的“高質量，不間斷”工作方針。

雖然自動化播出控制系統的引入使得中波廣播轉播工作進一步實現了自動化和智能化，但是始終離不開工作人員在播出時段內待在值班室對各個系統進行監控。為進一步實現中波廣播轉播臺的“有人留守，無人值機”工作模式，安康廣播轉播臺對管理中心提出的“有人留守，無人值機”工作模式進入了較為深入地探討，初步制定出試行方案。方案中的一個重要環節是將發射機和各路信源信號的報警信號外接播放設備，將故障警報聲投放在本單位范圍內，以便留守人員第一時間發現故障[1]。值班室現用的監測模式為循環監聽并播放廣播節目，發生故障時自動播控系統會發出警報聲。故障警報聲和監測的廣播聲為同一路音頻信號，轉播臺試行方案中考慮到若直接將值班室的音頻監測輸出外接，那么監測輸出的廣播聲將對周圍居民造成噪音干擾，因此需要將故障警報聲和監測的廣播聲分離開來，僅將故障警笛聲外接[2]。現用音頻監測系統于前些年投入使用，系統當時設計為警報聲和監測的廣播音頻從同一端口輸出，監測和警報功能的相關代碼封裝在系統內部，但由于沒有系統源代碼，因此無法通過更改系統代碼解決相關問題。故現需尋找其他途徑將故障警報聲與監測廣播聲進行分離[3]。

1 需求分析

在不更改音頻監測軟件源代碼的情況下，將音頻監測軟件的故障警報聲和監測的廣播聲分離開來，提取出一路故障警報信號，一路廣播音頻信號[4]。

2 解決思路

2.1 思路一

將音頻檢測系統輸出的音頻信號輸入到按需求編程好的音頻選擇器，選擇輸出故障警笛聲。選擇器編程實現將音頻檢測系統輸出的音頻信號和故障警笛聲的音頻信號進行對比，當音頻監測系統輸出的信號頻譜和樣本警笛聲頻譜相似率高于臨界值時判斷為音頻檢測系統此時輸出的為故障警笛聲，此時輸出音頻監測系統的聲音。當音頻監測系統輸出的信號頻譜和樣本警笛聲頻譜相似率低于臨界值時判斷為音頻檢測系統此時輸出的為廣播信號，此時不輸出音頻監測系統的聲音[5]。此方法存在一定誤差，當廣播中存在相同警笛聲時會發生誤報，另外臨界值的選擇也十分重要，臨界值過高容易漏報，臨界值過低容易誤報，且實現過程較復雜。

2.2 思路二

由于音頻監測系統是整個自動播控系統的一部分，音頻監測是運行在其中一臺客戶端的軟件，可另外配置一臺客戶端電腦，安裝并運行音頻監測軟件，運行時僅開啟報警功能。難點在于更改服務器上的配置文件和配置客戶端的過程[6]。

2.3 思路三

實驗發現音頻監測軟件在同一客戶端可以運行多個實例，并且多個實例間獨立運行且不相互影響。故此可以在客戶端運行兩個音頻監測軟件，一個正常監測，另一個關閉循環監聽僅輸出故障警報聲。在同時運行時，兩個檢測軟件同時占用了音頻輸出端口，兩種聲音同時輸出，需要讓不同軟件從不同端口輸出到不同的播放設備[7]。

本思路解決方法有以下兩種。一種是自動播控系統的客戶端采用分屏工作模式，外接一個帶音頻輸出端口的顯示屏或者電視屏，分別在兩個分屏上運行音頻監測軟件，各自的音頻信號分別從各自的音頻輸出口輸出到兩套播放設備，從而實現分離。其原理如圖1所示。

另一種是在客戶端外接獨立聲卡，利用Audio Router軟件實現為不同程序分配不同音頻輸出設備。用該軟件控制一個音頻監測軟件用主機原有的音頻輸出端口，另一個用獨立聲卡輸出，從而實現聲音的分離[8]。其原理如圖2所示。

比較3種思路相，其中思路三實現過程相對簡單，成本較低。該思路的兩種解決方案相比較可知，方案二的成本較低，且實施起來更簡單方便，故采用該方案進行試驗。

3 解決過程

在客戶端同時運行兩個音頻檢測軟件，其中一個進行循環監聽并報警，用音頻輸出設備分配工具Audio Router軟件設置音頻從原始聲卡輸出到值班室的揚聲器[9]。另一個僅進行故障報警，關閉循環監聽，用Audio Router軟件設置音頻從外接的獨立聲卡輸出到本轉播臺全范圍內的揚聲器。配置并調試好兩套播放設備后，通過人為制造出故障報警測試方案的有效性[10]。

4 試驗結果

人為制造光纖信號丟失和發射機故障關機等故障，試驗發現思路三的方案二可以正常報警檢測，并能實現監測廣播和警報聲分離。

5 反思與改進

為使本轉播臺的“有人留守，無人值機”模式試行方案更科學合理，對以上兩個自動播控系統的改造方案進一步改善，將分離出的音頻監測警報聲用于控制室外的聲光報警器，當發生故障時處于機房大樓外的工作人員也能及時發現故障報警，有效地降低播出事故的發生概率。

改進的重點在于實現用現有的警報音頻來觸發聲光報警器。即實現音頻聲音控制聲光報警器的開關。這相當于要制造一個音頻繼電器，當有音頻信號時開關閉合，沒有音頻信號時進行短暫的延時后斷開，從而實現控制聲光報警器的開關。音頻繼電器可根據需要自行設計，也可以購買市場上售賣的音頻控制開關。改善后的工作原理如圖3所示。

圖3 改善后工作原理圖

6 結 論

許多中波轉播臺現在使用的廣播自動播控系統都和安康廣播轉播臺使用的自動播控系統類似，由于年代較久部分設計已經無法滿足使用要求，轉播臺站又沒有該系統的原始設計資料，無法從系統內部解決各種問題，只能另辟蹊徑從別的方面解決現存不足問題。針對安康廣播轉播臺現在使用的播控系統無法做到輸出監測與故障報警分離的問題，在實際使用過程中帶來許多不便。由于無法更改自動播控軟件內部代碼，因此技術人員嘗試過多種途徑將輸出檢測信號與故障報警分離開來，最后通過拓展客戶端軟件和外接獨立聲卡實現兩路信號的分離。改造完成后，進行多次人為制造光纖信號丟失、發射機故障關機等故障來檢驗改造效果。最終確定改造后的自動播控系統能實現監測廣播和警報聲分離。該自動播控系統還有三相電壓顯示不準確等其他問題待解決，下一步將考慮進一步解決其他問題，從而確保能真正實現“有人留守，無人值機”工作模式，減輕值機與維護的工作負擔。