基于WebGIS的廣播電視無線發射臺站監測系統設計

王建海

摘要：近年來，廣播電視無線發射臺站數量持續增加的同時，廣播電視安全播出管理難度也在不斷加大。針對此種情況，文章介紹了一種基于WebGIS的廣播電視無線發射臺站監測系統設計。此設計主要具備覆蓋范圍、場強、干擾監測和臺站管理、安全播出3種功能，具體設計中采用B/S架構體系，將Node.js和WebGIS相結合，確保系統的操作簡便性和運行穩定性。另外，設計中根據數據標準以及系統調用要求，對采集數據進行轉換處理，并構建專用于系統數據處理和應用的系統數據庫設計方案。對系統進行實現及應用后，確認系統指揮人員可通過單一設備實現全國廣播臺站覆蓋范圍、場強以及干擾檢測分析，可滿足廣播電視無線發射臺監測使用要求。

關鍵詞：WebGIS；無線發射臺站；覆蓋范圍監測；場強監測；干擾監測；系統設計

中圖分類號：TP393? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著移動互聯網的快速發展，社會公眾的信息獲取渠道不斷發生變化。在此背景下，廣播電視媒體作為社會主流媒體，其安全播出需要設置在全國各處的廣播電視無線發射臺站作為支持。但隨著無線發射臺站技術系統的復雜化和多樣化、覆蓋范圍的持續擴大化，如今廣播電視安全播出保障難度也在不斷加大，各類安全播出突發事件時有發生。基于此，本文介紹一種基于WebGIS的廣播電視無線發射臺站監測系統設計，實時監測無線發射臺站覆蓋范圍、場強、干擾數據，并根據監測結果實施全局指揮調度，以保障廣播電視的安全播出。

1 系統總體架構設計

廣播電視無線發射臺站監測系統主要分為覆蓋范圍、場強、干擾監測和臺站管理、安全播出3大功能模塊，為滿足廣播電視覆蓋范圍、場強、干擾實時監測和安全播出的基本需求，各功能模塊和數據接口之間應實現無縫對接。

根據以上設計需求，系統采用B/S架構體系和模塊化設計，將整個系統分為數據層、服務層以及應用層3個層次。

（1）數據層：設計中數據層于Oracle數據庫中實現，主要涉及數據分為空間數據和關系數據（屬性數據）。數據層所采用的地圖數據為瓦片地圖，相關地圖調用采用Leaflet地圖框架提供的接口直接調用。

（2）服務層：系統運行中應用層先向服務層發出請求，服務層接收請求后，根據請求調用數據層對應的數據信息，所調用的數據以JSON格式反饋給應用層，應用層通過各類應用程序對調用數據進行可視化處理。

（3）應用層：設計中應用層主要采用Leaflet地圖框架和前端軟件中的HTML5，JavaScript，CSS3等多種技術共同實現。

2 系統基本功能模塊詳細設計

2.1 臺站管理設計

臺站管理模塊結構如圖1所示。

（1）臺站目標視點查詢：在臺站管理中搜索定位輸入目標臺站后，臺站管理模塊可直接獲取該臺站相關信息。

（2）臺站目標視點操作：在臺中管理功能中找尋到目標臺站后，可對目標臺站視點實施二維-三維轉換、旋轉和縮小放大操作［1］。

（3）臺站參數查詢：臺站管理功能可提高臺站資源信息即時狀態、實時分布等基本屬性信息查看功能。

2.2 覆蓋范圍、場強、干擾監測設計

覆蓋范圍、場強、干擾監測主要分為臺站點對面空間區域場強監測、臺站區域覆蓋面積監測以及臺站干擾監測3種子功能。

（1）臺站對面空間區域場強監測：基于電波傳播預測模型，結合臺站與周邊地理空間環境，計算臺站發射機周邊區域點對點場強，進而以點帶面顯示臺站發射機周邊場強變化及分布。

（2）臺站區域覆蓋面積監測：單臺站監測基于電波傳播預測模型，結合ITU-P526等國際電聯協議書模型，充分考慮不同地形地貌對發射機性能的影響和發射機自身參考性能，綜合計算臺站在不受干擾影響下的覆蓋理想覆蓋區域［2］；多臺站監測則是同時對多個臺站覆蓋區域進行分析，獲取在不受到干擾條件下多個臺站之間的區域覆蓋情況，具體計算過程與單臺站監測過程基本一致。

（3）臺站干擾監測：通過對多個臺站覆蓋監測結果進行對比分析，觀察各臺站覆蓋范圍重疊情況，以此來分析各臺站之間的相互干擾情況。

2.3 安全播出設計

安全播出模塊可提供安全指揮調度、預警區域分析等功能支持。

（1）安全指揮調度：通過WebGIS實現地理信息輔助分析和展示功能，并在地圖中直接顯示事件發生地點，實現地理信息和屬性信息的實時交互和顯示［3］。

（2）預警區域分析：預警分析功能可對事件所表現出的客觀規律，在警情發生前對發生后可能造成的影響進行模擬，為決策者提供影響范圍、影響程度等關鍵決策信息支持，以便于制定更具針對性的決策方案。

3 系統數據庫設計

3.1 數據處理

系統涉及數據主要包含空間數據和屬性數據兩種，空間數據采用ArcGIS軟件對數據進行編輯和轉換；屬性數據則采用Oracle，SQL，Excel等軟件進行數據編輯和轉換［4］，部分無法轉換數據需人工手動處理。

對轉換后的數據要素進行歸納匯總，編制數據庫設計所需的數據庫表，以臺站屬性為例，具體數據庫如表1所示。

3.2 存儲系統設計

參考現有空間數據管理、大型數據庫系統設計中數據集成管理所提供的多種解決方案，設計中采用Oracle數據庫管理系統，將數據系統設計與應用系統設計相結合。利用SQL語言實現空間數據和屬性數據的操作管理，通過RDBMS實現海量數據的存儲與管理、并發控制、數據倉庫等功能。

3.3 信息資源規劃及數據庫建設

根據數據系統設計流程實施系統相關數據信息資源規劃分析［5］，進而形成如圖2所示的系統數據庫總體結構。

4 系統功能實現

4.1 臺站管理

臺站管理可實現所有廣播電視無線發射臺的信號源、信號傳輸以及發射播出設備狀態數據進行監測分析，以采集數據及時發現和判斷故障臺站位置，并通過GIS進行展示。具體展示信息包括臺站設備地理空間分布、臺站設備實時工作狀態以及臺站分類管理等。

4.2 覆蓋范圍、場強、干擾監測

覆蓋范圍監測主要包括覆蓋人口面積統計和覆蓋范圍顯示兩種功能。具體覆蓋范圍顯示以克里金插值的插值作為限制，結合使用者所需的距離、形狀以及方向來設置邊界值，進而顯示臺站覆蓋范圍區間。

場強監測可通過鼠標點擊地圖上的臺站信息獲取臺站基本信息及發射機相關參數，結合已有地理空間數據、電波傳播預測模塊、發射機與目標點地形空間環境因子，綜合獲取場強監測結果。

臺站干擾監測可以根據用戶所選定區域范圍，分析區域內多個臺站的相互干擾情況。首先，需要導入區域內臺站的覆蓋范圍計算結果；其次，需要對結果進行可視化呈現；最后，使用者根據結果中覆蓋區域重疊情況確認臺站干擾。

4.3 安全播出

安全播出的安全指揮調度功能較為依賴監測結果。系統設計中的安全指揮調度子模塊中可全面顯示故障臺站、故障信息以及故障影響范圍，為安全指揮調度提供較為完善的數據支持，提高安全指揮調度決策可行性。

區域預警功能則可以根據預測結果向決策者提供故障來臨前的相關預測信息。具體預測信息在系統地圖中會以紅色高亮顯示，在點擊故障預測信息對應區域后，系統地圖會自動從二維界面轉為三維界面，方便使用者進一步了解故障區域具體情況。

5 結語

綜上所述，文章基于WebGIS地理空間分析技術，介紹一種廣播電視無線發射臺站監測系統設計方案。此系統主要包括覆蓋范圍、場強、干擾監測和臺站管理、安全播出3種功能模塊，相關功能可滿足廣播電視無線發射臺站管理、臺站覆蓋范圍、臺站場強、臺站干擾等多種監測功能，并為廣播電視安全播出提高安全指揮調度和故障預測分析支持，進而幫助決策? 者可根據分析結果制定更為科學合理的決策方案，保障廣播電視的安全播出效果。

參考文獻

［1］韋德全.廣播電視無線發射臺站遠程監控系統架構設計［J］.電視技術，2022（4）：173-176.

［2］武旸.發射臺電視機房自動化監測系統設計與應用［J］.電視技術，2012（6）：71-74.

［3］聶雄，黃斌全.廣西廣播電視發射臺遠程監控系統的設計［J］.電視技術，2011（22）：78-81，91.

［4］劉忠平.探究廣播電視發射臺自動化控制系統［J］.電視技術，2019（9）：47-49.

［5］江劍鋒.廣播電視發射臺播出信號檢測報警器設計制作［J］.電視技術，2022（7）：19-21，28.

（編輯 沈 強）

Design of radio and television wireless transmitter station monitoring system based on WebGIS

Wang? Jianhai

（Jiexiu Media Convergence Center， Jiexiu 032000， China）

Abstract： In recent years， while the number of radio and television wireless transmission stations has continued to increase， the difficulty of managing radio and television safety broadcasting has also increased. In view of this situation， this paper introduces a WebGIS-based radio and television wireless transmission station monitoring system design. This design mainly has three functions of station management， coverage， field strength， interference monitoring， and safe broadcasting， and adopts B/S architecture system in the specific design， combining Node.js and WebGIS to ensure the simplicity and operation stability of the system. In addition， according to the data standard and system call requirements， the collected data is converted and processed， and a system database design scheme dedicated to system data processing and application is constructed. After the implementation and application of the system， it is confirmed that the system commander can achieve the coverage， field strength and interference detection and analysis of the national broadcasting station through a single device， which can meet the monitoring and use requirements of radio and television wireless transmitters.

Key words： WebGIS; wireless transmitter stations; coverage monitoring; field strength monitoring; interference monitoring; system design