自动化信号监测系统

自动化信号监测系统（精选12篇）

自动化信号监测系统 篇1

无限广播发射台主要是将信号电磁波传给听众, 为了保证发射台能安全播出, 应建立自动化信号监测系统, 以提升发射台的播出能力, 这就需要信号监测选择好取点位置, 以便发射台监视各个节点的信号, 从而对整个机房进行全景监测, 进而使值班人员能够实时掌控信号节点的情况。

1 现状

无线广播电视发射台主要是将接收的信号源, 通过利用台内的链路环节传入发射机, 从而将节目传送出去。在传送电视节目时, 发射台通常会接收几种信号, 包括ASI、SDI等信号。在传送广播节目时, 发射台接收的信号包括AES/EBU等信号。一般情况下, 每套节目都会有多个信号源的传播路径, 这是为了使信号来源更加有效和安全, 而且每个信号源都经过分配器, 从而使其实现信号分配的功能, 并将信号传送到相应的切换和监测系统。在发射台中, 信号切换器依靠有无信号来完成切换功能, 从而使信号输出更加安全, 整个切换系统既支持自动切换, 又支持人工手动切换。其中, 发射机在发射信号时包括几种类型, 有开路模拟电视信号以及FM/AM广播信号, 除此之外, 还有DTMB国际地面数字信号。根据上述系统链路的特征, 自动化监测系统可分为两个部分, 一部分是处理层, 另一部分是展示层。

处理层:使用嵌入式的板卡结构, 将各种信源、信号及天线接收, 从而对其进行监测, 并把得到的数据传送到网络中。

展示层:通过监测主机, 从而获取网络中的信号, 使节目能实现多画面显示, 并且对其画面及质量进行监测。如果监测的信号出现问题, 能自动转化成语音或文字的形式通知机房人员, 使问题能得到及时的解决。当然, 通过整理报警信息, 同时与智能分析相结合, 能在关键时刻进行远程控制。

机房自动化信号监测系统由两部分组成, 一部分是嵌入式信号监测系统, 另一部分是多画面监测系统。

2 遵循原则

2.1 稳定安全。

使用嵌入式的设备, 不管是在信号监测方面, 还是故障报警方面, 或者是设备监测方面, 都使用嵌入式板卡, 全部模块运用热插拔的手段。从而使监测系统在运行期间更加安全, 并且加强系统运行的稳定性。

2.2 业务流程。

在用户模式的选择上, 重视发挥部门职能, 并简化整个业务流程, 根据目标的引导, 从而实现结果的输出。同时, 系统要尽可能的避免配置复杂化, 并减少重复输入现象发生的次数。

2.3 易于维护。

加强对子系统的维护工作, 使设备能进行自我诊断以及报警, 而相关维护人员在排除故障时, 只要更换对应的模块即可, 无需再对系统进行重新配置。

2.4 规范标准。系统硬件接口按照国家标准进行设计, 而且相关协议也要符合广电总局的标准。

2.5 灵活扩展。

在监测系统中, 其前端使用全IP构架, 能支持所有信号的输入, 在监测模式上采用分布式, 并严格遵循开放协议, 从而使其能与其它软件或设备进行对接。

3 监测系统

3.1 嵌入式。

嵌入式的监测系统可在复杂的机房环境中稳定运行, 该系统主要由几个部分组成, 分别为嵌入式监测板卡以及工业机箱, 除此之外, 还有电信级直流供电电源。3.1.1嵌入式核心监测板卡。该监测板卡使用的是DSP+FPGA构架, 可保证设备能安全运行, 使硬件计算功能和数据处理能力得到充分发挥。板卡能对自身的部件或故障进行检测, 一旦发现问题, 还能及时报警, 故障报警是由板卡CPU模块和相关故障在监测前端生成的。板卡通过打包所有信号的IP, 并利用网络组播技术, 从而实现数据的传输功能。相关信号被IP封装后, 便能任意调度、监看以及录制, 而且在实际的项目施工中, 也会使接线工作更加方便。在嵌入式核心监测板卡中, 数字信号监测板卡也是其重要的组成部分, 如图1所示, DTMB数字电视信号监测板卡。3.1.2工业机箱。工业机箱的设计采用机架式, 四块功能板卡可实现同时插入并且支持混插。其中, 功能模块设计使用的是后装载式, 可实现热插拨。而在其内部, 使用的是可插拨抽取式的风扇模块, 它可以促进其内部的空气流通, 具有冷却散热的作用。3.1.3电信级直流供电电源。电源的设计采用的是机架式, 可实现三路交流输入, 并支持输出三路12V直流, 在电源模块方面有三组150W电源, 可自动进行负载均衡, 并能备份冗余热。其中, 电源模块采用的是后装载的形式, 能进行热插拨, 不仅支持过温和过流, 也支持过压, 除此之外, 它还具有短路保护功能。它能接收来自远程的网络电源指示, 同时能实时监测工作温度, 并能在发现问题后及时报警。

3.2 多画面监控系统。

通过对相关节点进行监测, 对所传输的节目进行实时掌控, 自动排查节目故障, 并对发现的故障及时报警。在该系统中, 对节目进行监测并对组合画面进行监听。除此之外, 多画面监控系统的构成比较简单, 它是将多画面报警主机结合在一起组成的系统。

多画面监测系统主要是将传输的节目, 通过多画面主机传送到交换机上, 并对传输内容进行实时的监测和报警, 从而保证节目的安全播出。

4 综合报警及管理

系统拥有多种报警方式, 从而提醒机房人员及时排除故障, 其中包括语音提醒、状态灯提醒等方式。在使用语音报警时, 需要汇总多个监测点的报警信息, 并将报警信息做好分类。同时, 可根据报警信息自动生成相应的语音文件, 而且无需重新录音。

在系统运行中, 会对系统内部产生的故障和参数进行记录, 并可以方便其及时查询。在进行查询工作时, 可根据错误发生的时期和类型以及相关频道等方面, 从而进行系统查询工作。

它的用户管理权限分为两个部分, 一部分是超级用户, 另一部分是普通用户, 其中, 超级用户能任意控制系统用户, 对其进行增加或者删除, 而普通用户则不能。

结束语

综上所述, 本文通过建立自动化信号监测系统, 从而实现自动排出机房故障, 并通过相关的报警手段, 进而通知工作人员及时排除故障, 这种系统形式避免了只依靠值班人员进行排除故障检查的工作, 并且系统的效率得到了不断提升。

摘要：无线广播电视发射台为了保证视频的正常播出, 一般是通过人工值守的形式对其进行监测。如今发射台需要播出的频道在逐渐增多, 仅依靠人工进行排查故障的工作难度比较大, 一旦没有及时排除故障, 将会导致停播等事故。为了避免发生停播事故, 亟需建设自动化信号监测系统, 以更好的进行故障排除工作。主要阐述通过使用相关技术, 建设自动化信号监测系统, 从而保障播出安全。

关键词：发射台,自动化,嵌入式监控,多画面显示

参考文献

[1]及婷婷.无线广播电视发射台自动化信号监测系统探讨[J].电子技术与软件工程, 2014 (21) .

[2]何兰平.无线广播电视发射台自动化信号监测系统[J].广播与电视技术, 2012 (3) .

[3]曹金泉.广播电视发射台站自动化监控系统建设[J].电子世界, 2012 (19) .

[4]吾麦尔·麦麦提.无线广播电视发射台站自动化信号检测系统设计与实现[J].电子制作, 2015 (4) .

自动化信号监测系统 篇2

（深圳市地铁集团有限公司 运营总部 518000）

摘要：我国铁路的客运承载量很大，尤其是在春运前后。因此铁路必须要减少故障频率，才能保证在运作中保证其班次的稳定可靠。所以作为铁路部件中的一部分，信号电源系统的安全可靠，是信号工作的重点。本文分析铁路信号电源监测系统常见的几种故障，并提出了相应的维修措施，希望能为铁路信号电源监测工作提供参考意见。

关键词：信号电源监测系统；综合监测；信?设备；维修维护

0 引言

随着铁路的迅速发展，必须要有一个作为维护铁路综合平台的信号电源监测系统，其充当了高铁零部件监视器的作用，能够快速反应后作出预警信息，能够保证电源管理、全面监控。24小时不间断的监测，对故障快速反应，并及时向各个监视终端工作人员报告故障信号，并能告知维修人员故障发生位置及解决方式，从而能够全面高效的对设备故障进行抢修，能够为铁路工作者建立一套完整防范体系。

1铁路信号电源监测系统的常见故障分析

铁路信号电源监测系统一般会发生如下几个方面的故障：

1.1铁路联锁设备断电故障

铁路信号电源监测系统中，信号微机联锁设备系统起到十分关键的作用，而UPS则是该套设备中的重中之重，UPS电源监测一般处在电源屏幕的输出端口，其担任着联锁设备上下较为的用电安全和部分网络设施的用电。其中上位机是人机交互的关键设备，其功能是集中管理控制整个联锁设备系统；而下位机是现场设备控制、反馈的核心组件。在以往的设备故障中，UPS的损坏一般都是线路损坏造成的，老鼠咬坏、电线磨损、插头插座接触不良都会导致线路断电，但是这种情况下出现的断电一般不会出现电源监测系统报警，UPS依靠储蓄的电磁来维持联锁系统工作，一个小时待电耗尽了之后，会自动切断电源，如此导致联锁断电，这种情况下的故障带来的负面影响非常大，会直接导致信号设备大面积断电导致瘫痪，联锁数据丢失。而UPS线路检查时间都是固定的，若是在无人监测的情况下，线路断电，带来的损失将无法估量。

1.2铁路信号电源监测系统重复稳压故障

由于铁路设备的供应商来自不同的厂家，其生产出来的产品型号规格各不相同，例如车间的微机联锁。电源屏、UPS等。当这些设备在工作时，由于其运行的电压电流消耗不一致，必须要保证重复稳压。但是UPS设备又必须在一零一火的情况下不稳定供压才能工作，若是智能电源屏在提供两根火线情况下的稳定供压，就会出现UPS报警现象。这种自相矛盾的工作环境，着实是当前必须要解决的问题。

2针对上述问题的改进措施

2.1铁路联锁设备断电解决方案

2.1.1监视UPS电源工作状况

利用相关设备来对UPS电源的工作进行监控并做记录处理，若是其出现故障后突然断电，监视设备会迅速感应到经过量化转化过的反常数据，并一直发出警报，除非待工作人员检修电源恢复正常，警报声才会解除，设备恢复正常工作。

如何利用监控设备来实时监测UPS的线路的两端电压，来保证其正常稳定的工作？相关监测设备通过实时监控接收来自UPS两端的电压值的变化，来反馈目前UPS目前的工作状态。为保证设备的正常工作，从UPS监测到的电压变化直接会引入到监测采集系统，经过衰变电阻接入了互感器，完成信息采集过程。采用WB溪流运用电磁隔离原理制作而成的，精度十分高的电流互感器来进行监测，直流电压0 V-5 V输出，输入阻抗高（40 kΩ），UPS供电电路不受影响。在互感器被隔离之后，采集的信息运用交流信号，经过放大运算――精密整流――运算放大，转成了0 V-5 V的标准直流TTL逻辑电压。该直流电压与UPS输入端电压值是呈线性对应关系的。量化后的标准直流电压，经选通，送到监测采集机CPU板进行A/D转换，将模拟量转换成数字量后送入监测站机处理。UPS在其供给电源（交流220 V）切断后，应给站机（监视器）一个高电平信号（平时是低电平）。站机会给采集机的CPU告警信息（同时将通知在局域网内其他机器），采集机的红灯、喇叭同时报警，从而实现了提示和通知作用。

2.1.2利用电务维修机监视UPS电源工作状况

在一些人流量较少的小型车站可能没有安排监测设备，所以需要选择用电务维修机来对电源工作状况进行监测并实时记录。UPS电源一般会涉及带有串口，利用电务维修机连接UPS电源的计算机通口，在其供给电源（交流220V）切断，开始使用电池电能后，电务维修机收到UPS掉电信号会转发调度监控机和上位机，上位机显示器提示车务运转人员有告警信息，并且上位机在40 min（UPS电池基本耗干）后告警没有解除的话，将数据保存后正常退出，进一步保证了联锁机和上位机的安全正常工作。

2.1.3引出电源监测线

从联锁柜子里面引出电源监控线，在车站电务段值班室需要接入一个UPS电源正常供电指示灯，当出现故障的时候，故障指示灯就会熄灭，令相关值班人员能第一时间反应，迅速处理故障，不让故障影响正常铁路运行。

2.2铁路信号电源监测系统重复稳压故障解决方案

在铁路运行中，若是不对电路进行改造，可以只是使用电源屏不稳定电压或者是单独从室内迁出一条不稳定电压，为UPS供电，如此一条零线一条火线的情况下，取代稳定电压供电后，UPS不再会引起故障报警。另有一种方式就是利用供电电压灵敏度非常高的UPS，则可以调节其灵敏度为低等状态，这样在稳定电压供电的情况下，也不会出现频繁报警了。

3结束语

铁路通信信号在经历着翻天覆地的创新和变革，铁路信号计算机和网络水平的不断提高，信号电源监测系统作为铁路信号的唯一监测平台，将会发生积极的作用。随着用户需求多元化发展，信号电源监测系统的发展前景形式大好。

参考文献：

[1]林瑜筠.铁路信号智能电源屏[M].北京中国铁道出版社，2006.[2]铁路信号电源监测系统安全要求运基信号[2011]377号文件.中铁总公司，2011

自动化信号监测系统 篇3

关键词 铁路信号；微机监测系统；网络安全

中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0120-01

随着网络技术的发展，很多行业领域都已经采用了微机技术，不但弥补了传统的技术的落后现状，同样也促进了相关行业的迅速发展。我国的铁路信号系统同样采用了微机系统进行管理。但是随之而来的病毒入侵等网络不安全因素，对铁路信号的微机管理系统所造成的潜在威胁同样非常的大。本文就此问题进一步论述，以此对我国现阶段铁路信号微机系统的安全等问题进一步明确，促进我国铁路信号微机系统的发展。

1 微机监测系统网络安全防护现状

目前的微机监测系统一般都是三层次的网络结构，既由车站、领工区（车间）、电务段三级构成的计算机网络，电务段和领工区的管理人员可以通过微机监测网直接看到所辖各站信号设备和战场运作状况。目前网络遭受病毒侵袭的主要途径有：生产已经网络化，网络上任何一点感染病毒后，如不及时处理，容易全网蔓延；随着移动存储设备越来越广泛的使用，病毒通过移动设备感染的机率大大增加。一机多用，如某台终端机既用于调看生产监控，又兼作办公机；其他遭受恶意攻击等非正常感染病毒。

现阶段微机监测系统采取的网络安全防护措施包括以下几个方面。

1）要求把站机、终端机上的I/0接口，如光驱、欤驱、USB插口等用标签加封，并在主板BIOS里修改相应项屏蔽设备端口，杜绝在站机、终端机上进行与业务无关的作业。

2）微机检测安全服务器，站机、终端机，安装有MCAFEE网络版防毒软件或瑞星单机版杀毒软件，但没有建立专用的防病毒服务器，病毒库的更新不及时，单机版的软件只有维护人员到站上才能更新。

3）清理非法接入局域网的计算机，查清有无一机多用甚至多网的可能，并对非法接人的计算机进行屏蔽。

2 现有系统存在的安全问题及改进的主要参考原则

设计新的网络安全防护系统，应确保运行数据的完整性、可用性、可控性、可审查性。安全系统的改进可参考以下几个原则。

1）体系化设计原则。通过分析网络系统的层次关系．提出科学的安全体系和安全构架，从中分析出存在的各种安全风险，充分利用現有投资，并合理运用当今主流的安全防护技术和手段，最大限度地解决网络中可能存在的安全问题。

2）全局性、均衡性、综合性设计原则。从网络整体建设角度出发，提供一个具有相当高度，可扩展性强的安全防护解决方案，应均衡考虑各种安全措施的效果，提供具有最优性价比的网络安全防护解决方案。

3）可行性、可靠性、可审查性原则。可行性是设计网络安全防护方案的根本，它将直接影响到网络通信平台的畅通，可靠性是安全系统和网络通信平台正常运行的保证，可审查性是对出现的安全问题提供依据与手段。

4）分步实施原则。分级管理，分步实施。

3 系统改进可采取的的主要措施

维护管理方面我们可以做好以下几点改进。

1）微机监测增设防病毒服务器，定期升级服务器病毒库，将病毒入侵机率降至最低。安装防火墙，对连接网络中的计算机进行统一管理，确保网络安全。

2）科学处理补丁和病毒之间的矛盾。安装补丁时，应经过慎重的论证测试，可行在开发系统上进行测试，确保安全的前提下，再进行补丁安装，因为有些补丁可能与现行的操作系统发生冲突，进而影响整个系统的稳定性。

3）在生产网上组建VPN，创建一个安全的私有链接。

同时，为保证系统的安全管理 ，避免人为的安全威胁，应根据运行工作的重要程度划分系统的安全等级，根据确定的安全等级确定该系统的管理范围和安全措施。对机房实行安全分区控制，根据工作人员权限限定其工作区域。机房的出入管理可以采取先进的证件识别或安装自动识别登记系统，采用磁卡，身份证等手段对工作人员进行识别、登记、管理。根据职责分离和多人负责的原则，确定工作系统人员的操作范围和管理，制定严格的操作规程。针对工作调动或离职人员要及时调整相应授权。

4 可采用的网络安全新技术

建立完善的微机监测系统网络安全防护系统，需要现有网络安全防护系统的基础上，充分考虑防火墙、入侵检测／防护、漏洞扫描、防病毒系统等安全机制。由于网络技术的不断飞速发展，传统的防护技术已经不能适应复杂多变的新型网络环境，必须采用安全有效的网络安全新技术才能防患于未然，提高整个微机监测网络的安全性。可采用的新型网络安全技术包括以下几种。

1）链路负载均衡技术。链路负载均衡技术是建立在多链路网络结构上的一种网络流量管理技术。它针对不同链路的网络流量，通信质量以及访问路径的长短等诸多因素，对访问产生的径路流量所使用的链路进行调度和选择。可最大限度的扩展和利用链路的带宽，当某一链路发生故障中断时，可以自动将其访问流量分配给其它尚在工作的链路，避免IPS链路上的单点故障。

2）IPS入侵防御系统。网络入侵防御系统作为一种在线部署的产品，提供主动的，实时的防护，其设计目的旨在准确检测网络异常流量，自动应对各类攻击性的流量，不将攻击流量放进内部网络。

3）上网行为管理系统。上网行为管理系统能够提供全面的互联网控制管理，并能实现基于用户和各种网络协议的带宽控制管理。实时监控整个网络使用情况。

4）网络带宽管理系统。对整个网络状况进行细致管理，提高网络使用效率，实现对关键人员使用网络的保障，对关键应用性能的保护，对非关键应用性能的控制。可根据业务需求和应用自身需求进行带宽分配。

5）防毒墙。传统的计算机病毒防范是在需要保护的计算机内部建立反病毒系统，随着网络病毒的日益严重和各种网络威胁的侵害，需要将病毒在通过服务器后企业内部网关之前予以过滤，防毒墙就满足了这一需求。防毒墙是集成了强大的网络杀毒机制，网络层状态包过滤，敏感信息的加密传输，和详尽灵活的日志审计等多种安全技术于一身的硬件平台。在毁灭性病毒和蠕虫病毒进入网络前进行全面扫描，适用于各种复杂的网络拓扑环境。

5 总结

通过本文的分析，可以看出，我国铁路信号微机监测系统的应用得到了初步的效果，但是随着我国铁路系统的继续发展，网络安全是我们不得不考虑的问题，而且随着网络安全问题的越来越多，对我国铁路信号微机监测系统的安全性要求就越高，因此，在未来的发展过程中，我们需要进一步提升铁路信号微机监测系统的安全等级，只有这样才能促进我国铁路信号系统的安全，提升我国铁路信号系统的继续发展。

参考文献

[1]刘琦.铁路信号安全维护及监控系统设计思路及应用[J].安防科技,2007,03.

[2]崔百玲.铁路通信信号一体化技术探索[J].黑龙江科技信息,2011,27.

[3]王亚东.关于微机监测系统网络防护的探讨[J].科技咨询,2007,26.

自动化信号监测系统 篇4

关键词：广播电视无线信号,监测系统,实践

沙湾县广播电视台自从成立以来, 无线广播电视一直和有线电视信号传送交叉覆盖, 让广大人民群众能够顺畅收听。无线数字广播电视的建设完成也让沙湾县偏僻山村20万老百姓看好电视、听好广播的问题得到有效解决, 调频广播由最初的1个频率增添到当今的5个, 可是无线信号的监测变成急需解决的问题。2012年, 我县广播电视台开发了广播电视监测系统, 使用至今为相关人员第一时间发现和解决问题提供了便利。

1自动化监测系统概述

无线发射台是将电视、广播信号传输到百姓家中的基本设施。经过构建一套科学、高效的无线发射台信号自动化监测程序, 能够提升无线发射台的安全传输水平。第一时间发现传输安全隐患, 信号监测地点的选择特别重要, 经过对无线发射台输入信号源、切换器、接收设施、分配器等有关节点的信号加以监测, 完成机房链路的全过程监视, 有利于工作人员了解每个信号节点的状态。

沙湾县无线广播电视信号监测程序是一个效能齐备、技术领先、统一监测的无线电视、广播信号监测软件, 其运用全向天线接受、数据库、信息压缩等先进技术, 由一套全向广播、电视天线阵、指标智能测量、计算机硬盘刻录设施、频率扫描程序、 查询程序、数字报表程序构成。能够即时掌握本县空中电视、广播信号的传输状况。

此程序运用板块化设计, 运维便利, 在配给移动天线的状况下, 此套设施能够放到移动监测车中实施动态监视, 为找寻不正当电视、广播节目提供了先进措施, 为广播电视信号的安全传输奠定了技术基础。

2自动化监测系统的基本要求

为确保监测程序安全、平稳、有效运行, 另外能够顺应将来发展趋势, 程序应当达到。

2.1稳定安全

使用嵌入型一体化设施。信号监视、故障警示、 设施监测都使用嵌入型板卡实现, 每一个模块均能够进行热插拔。

2.2面向业务

使用面向组织效能的客户模式, 对业务过程进行压缩, 利用目标导引将结果导出, 防止繁杂配置与多次录入。

2.3便于运维

监测程序发生问题会马上报警。运维工作者仅需要更新有关问题模块, 更新后不用重新设置。

2.4规范标准

程序硬件接口依照国家统一要求、电源系统运用电信级模式、各层级协议参照政府相关要求与行业指标。

2.5灵活扩展

监测前端使用全IP结构, 支持广播电视领域每一种数字/ 模拟广播信号的录入。程序运用开放协议的分布监视形式, 能够和其他程序板块和硬件设施进行延展衔接。

3自动化监测系统实现的基本功能

3.1全方位信号接收功能

调频电视全向天线阵由六副对数天线构成, 相邻两个天线的夹角为60°, 可以无死角接收无线TV/FV信号, 确保在一定范围内都能够收到, 让不正当信号没有机会可利用。

3.2接收信号硬盘存储功能

客户可使用计算机设施设置、保存与修改正当频道、频率表和正当频率、频道的日常播放表, 当作找寻不正当信号的比照信号, 可以对存有异常的频率、频道信号加以搜集且储存、回访储存的影像资料, 且可以保存到客户选定的地点, 有助于工作者查找以前材料, 实施对照探究。

3.3扫频与方向测定功能

该程序能够同步对每个天线接收的电视频段或者广播频段的所有频段信号进行即时频谱扫描, 还能够由客户选定频段加以扫描, 另外还能够对选定的诸多频点实施扫描, 能够依据储存的正当电视、 广播信号和扫描的信号进行比较, 当产生和设置、 保存的正当电视、广播信号有出入的信号时, 确定为非法电视、广播信号, 这个时候六幅画面同步定频扫描且发出警示信息, 频谱数值最大的方向能够确定为非法电视、广播信号的传输方向。

3.4可以实现场强的准确测量

实现场强的精准计量是监测程序能够高效工作的基础, 从接收机中获得的中频AGC电压信号的变动和信号场强变动两者间呈现为十分繁杂的函数关系, 另外该电压不但和接收的频率有关系, 另外还和首个接收机高频回路的特殊性质有关系, 不可单一地运用此电压来测量接收的场强。

对于某一台接收机, 在接收一个频率的过程中, 将各个场强状况下的中频电压与频率逐一记载下来, 构成场强表格a, 经过长期的剖析与实践, 依据已构建的数学公式

S=F (V, a)

其中, S代表的是场强, V代表的是中频电压, a代表的是场强表格。为了让计量结果达到有关精准度要求, 可每间隔l0 d B场强测量获得一个电压数值而场强不单单是中频电压的函数, 同时是接收频率的函数, 即记录有频率的场强表格具有二维属性, 假如要更改100个频点的场强, 绘制场强表格就要得到1 000个计量信息, 此在实践过程中有很大难度, 所以一定要运用先进的技术举措降低场强表的数字数量。

构建同一个接收机的场强计算公式

S1=F1 (V, f)

其中, S1代表的是场强, V代表的是中频电压, f代表的是接收频率。由于各个接收频点均有一个场强表

a=A (f)

因此, Sl=Fl (V, f) =F (V, A (f) ) 将场强表中的频点降低为4个, 共计40个计量点。

所以对于任一接收机, 只要检测40个数据当作场强表, 便能够核算出任一接收频率下的场强表, 能够明显的减少生产运行过程中的工作数量。用真实的数据来核算出接收94.3 MHz等频率时的场强表。进而核算出某个频率的场强。

3.5综合报警

软件支持多个类型的报警方法, 来警示机房值班者。支持OSD状态灯报警、清楚语音报警、图像四周颜色变成红色等即时报警模式。运用语音报警程序, 利用网络地址整理源自于诸多监测主机发出的报警信号, 通过逻辑处置后再实施语音报警, 且可以依据报警信息的差异按类显现。能够对报警信息与报警原则进行自主设置。配置有语音文件库, 能够依据报警信息智能形成语音文件, 无需人工录音。利用音频混合器, 把节目伴音统一发送出报警器, 实现任一选取节目监视节目伴音。

3.6系统管理

数据库管理:程序能够即时记录监视故障与监测数据, 且能够利用互联网随时进行查询。能够从故障出现起止时间、故障出现类别、故障出现频道等多个选项中选取任何一项来实施数据库记录的查阅工作。

用户权限管控:支持2个层级的用户, 一个是普通用户, 另一个是超级用户。后者拥有增添或者删除程序用户的权限, 而前者不具有此权限。

4总结

长期以来, 我们始终对本县监测程序的运用进行研究。作为一名长时间奋斗在一线的技术工作者, 解决存在的缺陷与不足, 不能仅依托夜以继日的工作来预防非法信号的入侵, 更关键的是依托高科技设施, 特别是县一级的广播电视台, 技术工作者匮乏, 设施滞后, 资金严重不足, 预防不能仅停滞在口头层面上, 要实现安全、高质量、高效播出, 一定要从技术、设施方面想方法。

我们经过开发机房自动化信号监测软件, 实现了机房工作人员第一时间发现故障隐患, 技术人员能够利用报警效能逐个找寻, 完成软件故障的排查, 比单单依托值班工作者监视故障更客观、更高效, 保证了节目的安全、零秒、优质播出。

参考文献

[1]刘羽丹.广播电视监测技术的应用[C]//2006全国广播电视发射技术论文集 (1) .2006.

自动化信号监测系统 篇5

摘要：本文对铁路信号微机监测系统的网络安全防护现状和改进方向做了简要的分析和探讨。

关键词：微机监测 网络安全 改进方向

Abstract: This paper gives brief analysis and discussion security protection status and improving direction to railway signal microcomputer monitoring system network Keywords: microcomputer monitoring network safety improvement direction

铁路信号微机监测系统是电务部门安全的“黑匣子”，是电务部门实现状态修的重要手段，铁路信号微机监测系统网络的构建，使对各种信号设备状态及性能的全天候监视成为可能，其能够方便记录有关设备的动作次数，故障次数及使用和操作过程，有利于分清故障责任，缩短故障延时，同时实现维修管理信息的共享。

近年来，微机监测系统不断发展完善，功能进一步拓展。但随着互联网技术的深入发展，网络安全问题已成为微机监测系统不得不面对的新问题。由于微机监测系统在保证运输安全中无可替代的作用，必须采取有效手段防止计算机病毒的侵害，保证网络的安全可靠。

1微机监测系统网络安全防护现状

目前的微机监测系统一般都是三层次的网络结构，既由车站、领工区（车间）、电务段三级构成的计算机网络，电务段和领工区的管理人员可以通过微机监测网直接看到所辖各站信号设备和战场运作状况。该系统一般采用33．6kbps的音频通道构成的专用广域网或接入TMIS生产网2Mb光通道来传输数据，信息传输按TCP／I P协议进行，站机、终端机和服务器采用Windows2000／XP／2003操作系统，应用程序基于此平台进行开发。

目前网络遭受病毒侵袭的主要途径有[1]：

（1）维护人员日常使用移动存储设备进行维护，而移动存储设备感染病毒的几率高，在调试时计算机病毒易由此进入网络;（2）连接生产网，网络上有任何一点感染了病毒；

（3）一机多用，如某台终端机既用于调看，又兼作办公机；（4）遭受恶意攻击等其他非正常选径。

现阶段微机监测系统采取的网络安全防护措施有：

（1）微机检测的服务器，站机、终端机，安装有MCAFEE网络版防毒软件或瑞星单机版杀毒软件，但没有建立专用的防病毒服务器，病毒库的更新不及时，单机版的软件只有维护人员到站上才能更新。（2）要求把站机、终端机上的I／0接口，如光驱．欤驱、USB插口等用易碎标签加封，并在主板BIOS里修改相应项屏蔽设备端口，杜绝在站机、终端机上进行与业务无关的作业内容。

（3）清理非法接入局域网的计算机，查清有无一机多用甚至多网的可能，并对非法接人的计算机进行屏蔽。

2现有系统存在的安全问题及改进的主要参考原则

随着计算机网络的日益普及和广泛使用，各种安全威胁和计算机病毒也随之而来。从现有安全设施来看，现有的微机监测网络安全系统已经不能满足需要。

安全威胁主要有三个方面。一是操作系统的安全威胁：微机监测服务器，站机，终端机都采用Windows操作系统。网络上针对Windows系统产生的攻击相对较多，受到破坏的可能性就大。二是应用软件的安全威胁：设备提供商提供的应用授权版本不可能做到尽善尽美，于是出现各种各样的后门、漏洞、BUG等。三是直接或间接来自于生产网的安全威胁，这类威胁以病毒和网络攻击的方式直接作用于内部网络。

现有的系统设计时仅仅考虑如何连接网络，没有考虑到网络安全的问题，只是在使用中发现问题时增加了一些安全措施。随着网络安全攻、防技术的不断发展，计算机网络都必然存在着被有意或无意攻击和破坏的风险。现有的网络安全防护系统，已经不能完全适应新技术与新应用带来的实际需求。我们在设计新的网络安全防护系统时，必须要确保数据的机密性、完整性、可用性、可控性与可审查性，可以参考并遵循以下原则。

（1）体系化设计原则

通过分析网络系统的层次关系．提出科学的安全体系和安全构架，从中分析出存在的各种安全风险，充分利用现有投资，并合理运用当今主流的安全防护技术和手段，最大限度地解决网络中可能存在的安全问题。

（2）全局性、均衡性、综合性设计原则

从网络整体建设角度出发，提供一个具有相当高度，可扩展性强的安全防护解决方案•从微机监测网络系统的实际情况看，单纯依靠一两种安全措施，并不能解决全部的安全问题。所以，应均衡考虑各种安全措施的效果，提供具有最优性价比的网络安全防护解决方案。

（3）可行性、可靠性、可审查性原则

可行性是设计网络安全防护方案的根本，它将直接影响到网络通信平台的畅通，可靠性是安全系统和网络通信平台正常运行的保证，可审查性是对出现的安全问题提供依据与手段。

（4）分步实施原则：分级管理，分步实施 3 系统改进可采取的的主要措施

维护管理方面我们可以做好以下几点改进：

（1）微机监测增设防病毒服务器，定期升级网络中机器的病毒库，减少病毒造成系统瘫痪的可能性。

（2）微机监删应增设网络安全服务器，安装防火墙，对连接在网络中的任何一台合法机器，实行统一管理，以确保网络的安全。

（3）科学处理补丁和病毒的矛盾。有些补丁可能与正在运行的操作发生冲突．影响系统的稳定工作．因此每次安装补丁都需经过慎重的论征测试，应先在开发系统上测试。

（4）在TMIS生产网上组建VPN，创建一个安全的私有连接。

同时必须制定出缜密的安全管理政策，避免人为因素构成的安全威胁，具体工作包括：

（1）根据工作的重要程度确定该系统的安全等级。（2）根据安全等级确定该系统的安全管理范围。

（3）制定相应的机房出入管理制度。实行分区控制，限制工作人员出入与己无关的区域。出入管理可采用证件识别或安装自动识别登记系统，采用磁卡，身份证等手段对工作人员进行识别、登记、管理。

（4）制定严格的操作规程。操作规程要根据职责分离和多人负责的原则，各负其责，不能超越自己的管辖范围。

（5）制定应急措施，对工作调动或离职人员要及时调整相应授权。

4可采用的网络安全新技术

建立完善的微机监测系统网络安全防护系统，需要现有网络安全防护系统的基础上，充分考虑防火墙、入侵检测／防护、漏洞扫描、防病毒系统等安全机制。由于网络技术的不断飞速发展，传统的防护技术已经不能适应复杂多变的新型网络环境，必须采用安全有效的网络安全新技术才能防患于未然，提高整个微机监测网络的安全性。可采用的新型网络安全技术包括[2]：

（1）链路负载均衡技术：链路负载均衡技术是建立在多链路网络结构上的一种网络流量管理技术。它针对不同链路的网络流量，通信质量以及访问路径的长短等诸多因素，对访问产生的径路流量所使用的链路进行调度和选择。可最大限度的扩展和利用链路的带宽，当某一链路发生故障中断时，可以自动将其访问流量分配给其它尚在工作的链路，避免IPS链路上的单点故障。

(2)IPS入侵防御系统：网络入侵防御系统作为一种在线部署的产品，提供主动的，实时的防护，其设计目的旨在准确检测网络异常流量，自动对各类攻击性的流量，尤其是对应用层的威胁进行实时阻断，而不是简单地监测到恶意流量 的同时或之后才发出警告。IPS接到外部数据流量时，如果检测到攻击企图，就会自动将攻击包丢掉或采取措施将攻击源阻断，而不将攻击流量放进内部网络。

(3)上网行为管理系统:上网行为管理系统能够提供全面的互联网控制管理，并能实现基于用户和各种网络协议的带宽控制管理。实时监控整个网络使用情况。

(4)网络带宽管理系统：对整个网络状况进行细致管理，提高网络使用效率，实现对关键人员使用网络的保障，对关键应用性能的保护，对非关键应用性能的控制。可根据业务需求和应用自身需求进行带宽分配。

(5)防毒墙：传统的计算机病毒防范是在需要保护的计算机内部建立反病毒系统，随着网络病毒的日益严重和各种网络威胁的侵害，需要将病毒在通过服务器后企业内部网关之前予以过滤，防毒墙就满足了这一需求。防毒墙是集成了强大的网络杀毒机制，网络层状态包过滤，敏感信息的加密传输，和详尽灵活的日志审计等多种安全技术于一身的硬件平台。在毁灭性病毒和蠕虫病毒进入网络前进行全面扫描，适用于各种复杂的网络拓扑环境。

统一威胁管理设备（UTM）：是由硬件、软件和网络技术组成的具有专门用途的设备，主要提供一项或多项安全功能，其具备的基本功能包括网络防火墙、网络入侵检测、防御和网关防毒功能。UTM设备将防病毒和入侵检测功能融于防火墙之中，成为防御混合型攻击的利器。UTM设备提供综合的功能和安全性能，降低了复杂度，同时也降低了成本。

确保网络安全需注意其他事项:（1）硬件保修期限：计算机设备的使用周期在铁路信号的维修规程中为故障修，因此，选择优良的国际品牌、便捷优良的售后服务是关键。

（2）隔离措施：强电、雷电等冲击很容易造成硬件的损坏，除做好系统防雷外，硬件本身的每个I／O应具备光隔措施，以确保整个系统的安全。

（3）系统安全：对Windows系统要及时升级，下载补丁屏蔽安全漏洞。（4）存储安全：系统维护用的移动存储器只能是专用，需要外用的存储设备只能出不能进。结束语

铁路信号微机监测系统网络的安全可靠直接关系着铁路运输的安全，关系着铁路电务部门故障检测、诊断的准确性。随着网络安全技术的不断发展完善，微机监测系统网络必将克服现有的种种缺陷和不足，最终走向成熟和完善。

参考文献

自动化信号监测系统 篇6

关键词：OPEN3000;调度自动化系统;信号;使用;分析

中图分类号：TM734     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2014）35-0066-02

随着智能电网在我国的发展，对调度自动化系统的自动化和智能化也提出了更高的要求，调度系统的信号采集与分析成为研究热点。平台化集成的电网调度自动化集成系统OPEN3000目前已经在我国各级调度得到了广泛使用，本文结合对OPEN3000系统的实际使用经验，以FES系统为切入点，以四遥信号为重点，对OPEN3000的信号使用进行了分析与研究。

1  OPEN3000调度自动化系统的构成

1.1  OPEN3000的系统配置

要对OPEN3000系统的信号使用进行分析，必须首先了解调度自动化系统的整体平台组成。OPEN3000遵循IEC61970规约，可以单独或同时支持EMS、DMS、WAMS和公共信息平台等应用系统，具有良好的开放性、可靠性和便利性。OPEN3000系统配置图如图1所示。

如图1所示，OPEN3000系统可以分为I区、II区和III区三个部分。其中，I区主要进行实时数据的采集和处理，包括数据库、SCADA系统、FES系统、AGC系统、PAS系统，是整个调度自动化系统中的核心区;II区主要是DTS系统，用来进行调度员的培训和仿真;III区主要是Web服务器，主要进行系统的浏览和查询。

1.2  OPEN3000系统的组成

OPEN3000调度自动化系统包括FES（前置应用子系统）、SCADA（实时监控子系统）、PAS（高级应用子系统）、AGC（自动发电控制子系统）、DTS（调度员培训仿真子系统）等。其中，FES系统是OPEN3000系统中实时数据输入、输出的中心，也是四遥（遥控，遥信，遥测，遥调）信号的通信通道。

1.3  变电站OPEN3000的配置顺序

对OPEN3000的配置顺序大致如下：首先登陆OPEN3000系统，根据所需配置的变电站顺序，兴建并填写相关的厂站信息，包括厂站的名称、编号、ID、模拟量信息等。然后根据实际的主接线图，使用GDesigner在OPEN3000中绘制厂站接线图，并将相应的电气设备与节点配置如数据库，添加相应的动态数据;此后，进入数据库的详细配置，包括动态参数配置、保护节点动作、各测点的遥测和遥信信号、相关公式定义等。最后，为FES定义相应的通信厂站表、通道表和规约，完成相应的四遥信号定义配置和点号计算。最后，设置相应的网络描述和定义，完成通讯配置后，可以打开仿真器开始仿真，测试变电站内各设备，相关的四遥信号是否能够正常上送，通讯是否正常，相关功能能否正常使用。

2  OPEN3000调度自动化系统的信号使用

调度自动化系统需要采集的主要是遥测、遥控、遥信、遥调这四遥信号，其中，遥测信号是指通过远动装置采集的远距离模拟量，遥信信号是通过远动装置采集的状态量、开关量、保护结点信号等反应系统运行工况的信号量，遥控是指调度系统通过远距离来控制断路器进行操作，遥调则侧重于对具备电动调节器的电气设备进行微调。

2.1  OPEN3000调度自动化系统信号的添加

四遥信号的采集、连接和分析判断是整个调度自动化系统的基础，要实现调度自动化的分析、决策、调度职能，准确添加并核对相关的四遥信号是基础，以测点遥信信号的添加为例，需要添加遥信信号的测点包括：开关、刀闸、继电保护设备的动作信号等，变压器的分接头遥信和其它一些不好归类的遥信一般放入测点遥信信号表进行处理。

对测点遥信信号的添加方式为：在系统的dbi界面点击“SCADA”，并在“设备类”中选择“测点遥信信息表”，在表中进行添加。对于较为特殊的遥信信号，如变压器分接头的设置需要特别注意，其信号输入需要在SCADA中的“计算类”打开“特殊计算表”，通过调用检索器来输入，实际使用中，应将变压器绕组表中对应的分接头位置拖入相关区域，将“档位”设置为计算类型，如果变压器的档位采用BCD算法，则还需要选择“档位BCD”，再调用此前设置的检索器，将变压器相应的调档开关遥信值对应输入，再在图形的相应位置上，对变压器的遥调进行调档操作。

2.2  OPEN3000调度自动化系统信号的触发关系设置

触发关系配置是指将四遥信号的相关属性与电气设备元件相关联，对于变电站调度自动化系统来说，设备是其系统数据库的核心内容，而所有的四遥信号都不是独立的，必须与相关的设备相关联，形成设备的属性，触发关系配置就是设备属性的设置过程。

在OPEN3000系统中，当相关设备如断路器、刀闸、保护设备等添加后，将自动触发生成相应的主遥信和遥测记录，而辅节点遥信需要重新定义。通过测点的遥信信息表、遥测信息表、保护信息表来配置触发关系，在这些表中都是单独的属性，应该注意的是，单点的信号和一些无法归类设备的遥测的处理，例如：对变电站直流屏的单独遥测就应该录入测点遥测信息表。

2.3  OPEN3000调度自动化系统信号的操作

在SCADA系统操作中，比较重要的操作有遥信对位、遥信（遥测）封锁、遥信（遥测）解封锁、遥测置数、遥控闭锁、遥控解锁、遥信变位等。其中，遥信对位是指当系统出现一次设备变位时，主接线图上的开关和刀闸将闪烁显示，遥信封锁是指将开关和刀闸锁定，不再接受前置FES上送的信号，而解封锁是与封锁相对而言的，解锁后可以正常接受相关信号，遥测置数是将遥测值进行人工置数，遥信变位是指改变开关或刀闸状态。

以遥测量的封锁和解封锁为例，在变电站的主接线图中，选中相关的要测量动态数据，通过单击鼠标右键，在弹出的菜单中进行操作，并可以输入相关的值和备注。

3  OPEN3000调度自动化系统信号的分析和处理

3.1  遥测信号的处理

从变电站采集到的遥测信号是系统其它计算量和高级应用的基础，也是调度系统进行事故追忆的基础，因此，遥测信号是进行远方监控和调度的重要内容。对遥测信号的处理流程为：前置系统FES服务器通过变电站侧的RTU实时获取遥测数据，经过相关的数据分析和处理后，经数据总线上送到SCADA服务器，在服务器的相关处理模块中对数据进行合理性检查、更新数据库、检测数据范围等相关处理。

3.2  遥信信号的处理

变电站遥信状态是系统数据处理和逻辑判断的基础，对变电站调度自动化系统而言，应确保系统的可靠运行，能够准确及时地反映一次设备的状态，不丢失设备的遥信信息。与遥测信号的处理流程相似，遥信信号也是经过FES服务器从厂站的RTU采集数据，然后上传至SCADA服务器，并进行合理性检查和数据库更新，对遥信变位信号输出告警，对双位置遥信进行校验，一旦校验错误输出告警，并根据遥信状态辅助事故追忆和数据储存。

3.3  遥控和遥调信号的处理

遥控和遥调是系统输出到设备的信号，系统接收到采集的遥测和遥信信号后，上送SCADA服务器，经过调度主站的分析和处理，输出相关的遥控和遥调信号，对相关的一次设备进行调控，以调节电力系统内部的潮流和负荷分布，OPEN3000调度自动化系统有多种遥控方式，包括普通遥控、直接遥控、首席操作、双席操作、顺序控制、统一群控等。

4  结  语

电网技术的发展和革新是一个持续的过程，随着智能电网时代的来临，电网设备的智能化、自动化、自愈化程度不断提升，以OPEN3000为代表的调度自动化系统也朝着分析型调度迈进，以为智能电网提供更好的决策、分析、调控支撑。在可以预见的将来，地区电网的调度还将继续发展，具体包括调度功能的丰富，能量管理功能的提升等，此外，电网运行方式的综合计算、电网检修计划的制定、电力市场运营、电能的计量计费等综合性应用系统都将集成和统一到平台中，我国电网调度自动化系统的发展空间十分广阔。

参考文献：

[1] 肖红霞，康贤，军姚朝.调度自动化系统在电网中的应用[J].云南电力技术，2011，（6）.

[2] 熊德智.500 kV电网运行集控中心关键系统的设[D].长沙：长沙理工大学，2010.

[3] 周伟峰.电网调度自动化系统灾备策略研究及其前置子系统的设计与实现[D].北京：国网电力科学研究院，2009.

[4] 万黎升.基于IEC61970的电网调度集成信息平台研究[D].南京：东南大学，2007.

以遥测量的封锁和解封锁为例，在变电站的主接线图中，选中相关的要测量动态数据，通过单击鼠标右键，在弹出的菜单中进行操作，并可以输入相关的值和备注。

3  OPEN3000调度自动化系统信号的分析和处理

3.1  遥测信号的处理

从变电站采集到的遥测信号是系统其它计算量和高级应用的基础，也是调度系统进行事故追忆的基础，因此，遥测信号是进行远方监控和调度的重要内容。对遥测信号的处理流程为：前置系统FES服务器通过变电站侧的RTU实时获取遥测数据，经过相关的数据分析和处理后，经数据总线上送到SCADA服务器，在服务器的相关处理模块中对数据进行合理性检查、更新数据库、检测数据范围等相关处理。

3.2  遥信信号的处理

变电站遥信状态是系统数据处理和逻辑判断的基础，对变电站调度自动化系统而言，应确保系统的可靠运行，能够准确及时地反映一次设备的状态，不丢失设备的遥信信息。与遥测信号的处理流程相似，遥信信号也是经过FES服务器从厂站的RTU采集数据，然后上传至SCADA服务器，并进行合理性检查和数据库更新，对遥信变位信号输出告警，对双位置遥信进行校验，一旦校验错误输出告警，并根据遥信状态辅助事故追忆和数据储存。

3.3  遥控和遥调信号的处理

遥控和遥调是系统输出到设备的信号，系统接收到采集的遥测和遥信信号后，上送SCADA服务器，经过调度主站的分析和处理，输出相关的遥控和遥调信号，对相关的一次设备进行调控，以调节电力系统内部的潮流和负荷分布，OPEN3000调度自动化系统有多种遥控方式，包括普通遥控、直接遥控、首席操作、双席操作、顺序控制、统一群控等。

4  结  语

电网技术的发展和革新是一个持续的过程，随着智能电网时代的来临，电网设备的智能化、自动化、自愈化程度不断提升，以OPEN3000为代表的调度自动化系统也朝着分析型调度迈进，以为智能电网提供更好的决策、分析、调控支撑。在可以预见的将来，地区电网的调度还将继续发展，具体包括调度功能的丰富，能量管理功能的提升等，此外，电网运行方式的综合计算、电网检修计划的制定、电力市场运营、电能的计量计费等综合性应用系统都将集成和统一到平台中，我国电网调度自动化系统的发展空间十分广阔。

参考文献：

[1] 肖红霞，康贤，军姚朝.调度自动化系统在电网中的应用[J].云南电力技术，2011，（6）.

[2] 熊德智.500 kV电网运行集控中心关键系统的设[D].长沙：长沙理工大学，2010.

[3] 周伟峰.电网调度自动化系统灾备策略研究及其前置子系统的设计与实现[D].北京：国网电力科学研究院，2009.

[4] 万黎升.基于IEC61970的电网调度集成信息平台研究[D].南京：东南大学，2007.

以遥测量的封锁和解封锁为例，在变电站的主接线图中，选中相关的要测量动态数据，通过单击鼠标右键，在弹出的菜单中进行操作，并可以输入相关的值和备注。

3  OPEN3000调度自动化系统信号的分析和处理

3.1  遥测信号的处理

从变电站采集到的遥测信号是系统其它计算量和高级应用的基础，也是调度系统进行事故追忆的基础，因此，遥测信号是进行远方监控和调度的重要内容。对遥测信号的处理流程为：前置系统FES服务器通过变电站侧的RTU实时获取遥测数据，经过相关的数据分析和处理后，经数据总线上送到SCADA服务器，在服务器的相关处理模块中对数据进行合理性检查、更新数据库、检测数据范围等相关处理。

3.2  遥信信号的处理

变电站遥信状态是系统数据处理和逻辑判断的基础，对变电站调度自动化系统而言，应确保系统的可靠运行，能够准确及时地反映一次设备的状态，不丢失设备的遥信信息。与遥测信号的处理流程相似，遥信信号也是经过FES服务器从厂站的RTU采集数据，然后上传至SCADA服务器，并进行合理性检查和数据库更新，对遥信变位信号输出告警，对双位置遥信进行校验，一旦校验错误输出告警，并根据遥信状态辅助事故追忆和数据储存。

3.3  遥控和遥调信号的处理

遥控和遥调是系统输出到设备的信号，系统接收到采集的遥测和遥信信号后，上送SCADA服务器，经过调度主站的分析和处理，输出相关的遥控和遥调信号，对相关的一次设备进行调控，以调节电力系统内部的潮流和负荷分布，OPEN3000调度自动化系统有多种遥控方式，包括普通遥控、直接遥控、首席操作、双席操作、顺序控制、统一群控等。

4  结  语

电网技术的发展和革新是一个持续的过程，随着智能电网时代的来临，电网设备的智能化、自动化、自愈化程度不断提升，以OPEN3000为代表的调度自动化系统也朝着分析型调度迈进，以为智能电网提供更好的决策、分析、调控支撑。在可以预见的将来，地区电网的调度还将继续发展，具体包括调度功能的丰富，能量管理功能的提升等，此外，电网运行方式的综合计算、电网检修计划的制定、电力市场运营、电能的计量计费等综合性应用系统都将集成和统一到平台中，我国电网调度自动化系统的发展空间十分广阔。

参考文献：

[1] 肖红霞，康贤，军姚朝.调度自动化系统在电网中的应用[J].云南电力技术，2011，（6）.

[2] 熊德智.500 kV电网运行集控中心关键系统的设[D].长沙：长沙理工大学，2010.

[3] 周伟峰.电网调度自动化系统灾备策略研究及其前置子系统的设计与实现[D].北京：国网电力科学研究院，2009.

自动化信号监测系统 篇7

关键词：自动控制系统,INSQL数据采集,IE数据发布,报警信号监测

太原煤气化第二焦化厂自动化程度比较高,全厂各个工艺都有DCS监测点,其中重要的工艺参数报警具有较高的代表性,生产管理人员可以通过对这些数据的监测和分析,加大生产现场的管理力度,为此,开发了“控制系统重要工艺信号报警次数监测系统”的程序,监测系统实时显示了50路重要工艺信号的上限值、下限值、实时值以及报警次数。

1 开发环境

历史数据库服务器和数据发布服务器Poweredge2600,服务器操作系统为Windows 2003,全厂应用终端操作系统以Windows XP为主,均支持IE浏览。项目开发采用了完全面向对象的程序设计语言,具有简单、现代、类型安全、性能优良等特点的Visual C#.net,数据库采用WONDERWARE 公司的INSQL数据库,INSQL数据库与艾默生DeltaV DCS通过OPC协议通讯获取现场数据,数据发布采用了IE浏览器。

2 设计思路和部分程序设计代码

2.1 设计思路

在DCS系统中通过设定的条件触发一个事件,其中设定的条件可以是工艺参数的报警值、PID调节的设定值等。每一次触发事件,都分别被一个计算块记录和累计, 直至一个设定周期后累计值全部清零,进入下一个累计环节,累计值反映了重要工艺信号的报警次数。累计周期根据工艺要求,可以设定为一天、一周、一个月不等。本程序记录了50路工艺信号的现场实时值和报警次数,为实现这些数据传输,数据库服务器的IP地址与现场自动控制系统的IP地址必须设在同一网段,通过OPC link等I/O驱动方式,在INSQL管理平台的IDAS上建立新的topic,与自动控制系统的连接,对每个工艺点进行组态,以获取不同扫描时间、不同性质的现场数据,重要工艺信号报警次数的现场数据存入INSQL的Real-time Database。而数据发布系统,则采用B/S结构,利用C#.net、XML+SVG对实时数据库进行开发,通过IE浏览器,将每一路工艺信号的“实时值”和“报警次数”实时发布到工厂每个管理者的终端上(数据刷新频率为2s)。

2.2 部分程序设计代码

(1) 数据获得GetData.aspx.cs

(2) 数据显示zdb j.aspx

3 结束语

通过控制系统重要工艺信号报警次数测试系统,生产管理人员可观察某个工艺信号的报警次数的多少,监控工艺环境状态和现场控制设备,降低自控系统的运行风险,为生产管理、设备检修提供了科学依据,也可以通过对PID调节的监测,有效提高产品的质量和数量,更为企业管理在月度、年度考核当中提供了科学的、量化的管理手段。在煤炭和煤化工行业有着很广泛的应用前景。

参考文献

[1](美)Bradley L Jones.21天学通C#.NET[M].信达工作室,译.北京:人民邮电出版社,2002.

河南地球站音频广播信号监测系统 篇8

技术人员详细调研后, 没有找到适合本站需求的音频广播信号监测系统, 为此, 根据音频广播节目播出的实际情况, 自主研发河南地球站音频广播信号监测系统。该系统使用相关硬件采集音频广播信号, 通过开发软件对音频广播信号进行分析和处理, 从而完成对音频广播信号的自动化监测。

在开发过程中, 该站技术人员刻苦钻研, 攻破了多个技术难点, 并根据值班实际需求进行人机界面的不断优化, 最终使系统功能得以完善。

一、系统构成

河南地球站音频广播信号监测系统是由解码器、接收机、采集卡、工控机、监测软件、监视器、音箱等组成, 如图1所示。

二、系统功能与实现

河南地球站音频广播信号监测系统的软件是系统的核心组成部分。信号采集、信号分析、告警输出、数据记录等功能均由软件实现。系统软件全部代码由该站技术人员采用Delphi7自主进行编写和调试。

1. 主界面的设计制作。作为人机交互的桥梁, 软件主界面承担着显示信息和接收指令的任务。界面设计务必做到尽可能容纳足够多的有用信息的同时简化日常操作步骤。因此在主界面设计方面, 该站技术人员结合实际工作应用进行了功能上的反复推敲和优化, 并进行了大量的界面美化设计, 自行绘制了音量柱图形 (软件主界面见图2) 。在软件主界面任意位置点击鼠标右键可弹出右键菜单, 能进行参数设置、数据查询和录音回放、录音文件夹、循环监听、最小化、退出等功能的选择。

该站共承担了经济台、信息台单声、交通台、文艺台、农业台、人民台和信息台立体声七套音频广播节目 (8个单声) 的上行任务。界面布局采取分组并列对比显示方案, 即在软件主界面中每一套音频广播单声划分为一个子监测区, 共分为8个子监测区 (信息台立体声占据2个子监测区) 。每个子监测区中包括一套音频广播节目单声的主、备信号源和接收信号3个监测点。8个子监测区可同时监测24路音频广播单声信号。

子监测区具有直观、明确的信息显示功能, 具体内容结合图3进行详细说明。

图中的 (1) 为子监测区名称标签:标示出子监测区的音频广播节目名称。 (2) 、 (6) 为监测点名称和告警开关:文字可标示其下方对应音量柱图形的监测点名称;底色为暗绿色表示下方监测点告警开关为开启状态, 左键单击后变为红色则表示此监测点语音告警关闭。 (3) 、 (5) 、 (7) 为监测点状态:底色为蓝色表示当前音频广播的监听功能开启, 音箱正在播放该监测点音频广播信号的声音, 同一时间只能有一路广播处于监听状态;底色为红色闪烁, 表示其所对应监测点音频广播信号处于告警状态;其他情况下底色为黑色。 (4) 为告警时间:背景色为暗红, 时间为黄色, 当前监测点出现告警时将显示故障开始时间。 (8) 为音量柱图形:该站技术人员自行设计绘制的音量柱图形, 可直观实时的显示音频广播信号的音量电平高低。

2. 参数设置。在参数设置界面 (图4) 中可对子监测区标签和告警参数等进行详细设置。合理的参数设置能使广播信号的故障告警更加准确、快速, 达到提高安全播出保障能力的预期目的。

3.数据查询和录音回放。在数据查询和录音回放界面 (图5) 可对告警历史记录进行查询和录音文件的回放。

(1) 上半部分是数据查询区域, 可通过日期、通道名称、告警状态等进行条件查询。在数据列表框内可显示查询结果。

(2) 下半部分为录音回放区域。在数据列表内选中一条故障记录, 录音回放区域可自动提取与选中故障记录相对应的录音文件, 并在右侧信息栏内显示出对应的告警数据信息。

播放器功能完善, 且在录音播放过程中点击“跳至告警前5秒”按钮, 可将播放进度跳转至故障时间点5秒前的位置, 方便快速监听故障现象。

4. 录音文件夹。在右键菜单中点击“录音文件夹”可通过资源管理器快速打开录音文件所在的文件夹。

5. 循环监听。在右键菜单中点击“循环监听”, 可开启循环监听功能。

6. 最小化。在右键菜单中点击“最小化”, 可最小化软件界面, 方便进行其他操作。

7. 音频广播信号的故障判断。该系统采用的是模拟视音频采集卡, 音频广播节目故障是通过模拟信号的音量电平高低进行判断。该站技术人员反复对代码进行了调试、优化, 使软件各项指标满足了要求, 整个系统达到了实时、快速、准确、安全的预期目标。

三、主要创新点

1. 实时、准确、快速、安全的监测系统。

《河南地球站音频广播信号监测系统》可使值班员通过一个界面同时监看24路音频广播单声的实时播出情况;具有准确的故障告警和信息记录能力;通过计算机控制, 可自动、快速的分析所有音频广播信号, 便于值班员快速的发现和处理故障;一个实时、准确、快速的监测系统可有效保障该站卫星音频广播节目的安全播出。

2. 创新的自动循环监听功能。

音频广播信号异常而常规监测系统又无法准确检测, 易造成劣播甚至是停播事故, 需要值班员定时手动对每一路音频广播节目进行声音监听和判断。该功能利用计算机软件自动化控制技术从根本上改变了音频广播信号的监听模式, 实现了无需值班员手动干预的自动循环监听。通过设置循环监听时长和循环监听周期两个参数, 可根据情况改变循环监听的时间和频率。该系统投入使用后, 值班员通过此功能及时发现了某路广播的劣播现象并及时进行了处理, 未造成播出事故, 从而保障了安全播出。

3. 自制的音量柱图形。

现有的具备类似功能的控件无法满足本系统对音量柱图形的美观及功能需求, 该站技术人员自行制作了具有色彩渐变的美观度高、实用性强的音量柱图形。其唯美的显示效果和足够大的显示面积可减轻值班员的视觉疲劳, 提高故障判断的准确度。

4. 音频广播信号分组并列对比显示布局。

现有的监测系统中音频广播信号监测多为附属功能, 只是对音量柱进行简单排列, 不利于值班员观察。该站技术人员在进行了不同的组合搭配试验后, 创出分组并列对比显示的布局方案。该方案将同一路音频广播节目的主、备信号源和接收信号3个监测点作为一个监测组放在一起显示, 在分组顶部共用一个节目名称标签, 每个监测点又具有独自的监测点名称标签。当节目出现故障方便进行信号源及接收信号的对比, 使值班员可以很直观地看到这一路音频广播节目的播出状态。

5. 友好的人机交互界面。

在软件的主界面设计上优化了值班过程中的常用操作。需要时只需点击某一路音频广播信号的相应区域即可开启或关闭声音监听, 并以颜色区分声音监听的开关状态。需要打开或关闭某一路音频广播信号的告警只需在相应子标签上进行点击即可, 无需进入设置菜单进行繁杂的操作。当出现故障告警时, 相应节目的子标签下方会自动出现当前故障的开始时间, 而无需再进入记录查询界面进行查找, 方便值班员进行故障记录和汇报。

6. 人性化的数据记录及录音回放功能。

在数据库的故障记录中具有中断时长记录, 当故障恢复后, 系统将自动计算本次故障的持续时间并将其添加至数据库中, 免去了值班员人工计算故障时长的麻烦。

录音回放界面除具备一般播放器的功能外, 我站技术人员结合数据库为其创新地提出了“跳至告警前5秒”按钮, 使录音回放功能具备了独有的快速定位故障时间点的能力。方便了故障现象的快速再现, 不必耗费时间听取多余无用的录音。

电视系统中数字视频信号的监测 篇9

对于数字电视节目监测离不开监视器, 为了使监视器准确重现原图像, 需要规范调整。根据ITU BT-818和ITU BT-815标准, 首先调整监视器的亮度和对比度。亮度调整是进行黑电平调整, 调整亮度电平时, 视频信号是在垂直方向整体移动。一般使用PLUGE信号中的三电平信号调整亮度, PLUGE信号中的三电平信号包括-2%黑、0%黑和+2%灰。将PLUGE信号输入到监视器的输入端, 如果我们从屏幕上看到-2%黑的电平条, 说明信号的黑电平有些偏高。如果从屏幕看不到+2%黑的电平条, 表明信号的黑电平有些偏低。实际上, 只要调整到从屏幕上看-2%黑和0%黑两个条相同, 同时能够显示出+2%黑的电平条, 此时, 亮度电平已经调整到适当位置。其次对比度调整是调整亮度信号的放大量。将亮度的层次拉开, 信号底部的基点是不动的, 对比度的调整没有相应的标准, 一般根据环境以及人眼的主观感觉调整到一个适当位置。而颜色调整实际是色度信号幅度的调整, 表现在屏幕上就是色彩饱和度的调整。调整过程中, 需要输入彩条信号, 对于标准的100%彩条信号, 若监视器色度的调整符合标准, 相应的蓝路信号在白、青、紫和蓝条的电平幅度就完全一致。一般在监视器上有一个只看蓝色的按键, 按下去后, 屏幕上只显示蓝色信号, 此时只需要调整色度旋钮, 使相应的亮度区域一致即可。这样就可以使监视器准确的重放出原始颜色。

在数字节目图像信号记录和技术质量审查时, 不仅要监测复合全电视信号幅度不超过标准规定, 而且要确保分量信号R、G、B色域不越限超标。这一点在进行数字节目质量监测时已经充分得以证明, 有些图像信号的复合全电视信号幅度测量时并没有超过800mV, 但在R、G、B信号色域监测时已经越限超标, 而且实际观看的图像也是明显偏色的。根据上面所说的监测方法, 不仅要有复合全电视信号幅度监测功能, 而且应具备R、G、B色域监测功能。目前具有钻石显示和箭头显示功能的监测仪, 以及具有Five Bar显示功能的监测仪, 都能用于判定R、G、B信号色域是否越限超标, 而且很容易区分是哪个通道色域超标。这些显示功能上/下限指标均可以预置门限值, 用户根据不同标准任意设定使用。

不同的是:具有钻石和箭头显示功能的监视仪除上/下门限值可预置外, 还具有超标象素占整个画面象素面积的百分比数值的设定, 这给使用者一个宽限, 即只有超标象素面积占整个画面面积达到或超过设定的百分比时才报警, 确定为超标;而具有Five Bar显示功能的监测仪没有此项面积百分比设定, 即超标象素不管占整个画面象素面积的百分比多大, 只要超标幅度达到设定的门限值, 就以红色警示区显示超标。

数字信号还可以用眼图来确定和检验串行数字信号的传输质量, 把串行数字信号输入到示波器的信号输入端, 并用本输入数字信号作为示波器的扫描触发信号, 扫描周期选为二个时钟周期, 即两个码元的时间, 由于输入数字信号以扫描周期重叠显示在荧光屏上, 形成一个图形, 宽度同一个码元宽, 高度同数字信号的脉冲幅度。对于一个频带宽度无限宽的系统, 数字信号从1到0和从0到1的转换速度非常快, 转换时间可为零, 显示出的图形为矩形。但实际传输系统的频带宽度有限, 数字信号的0和1的转换时间变慢, 脉冲的上升沿和下降沿不再陡峭, 并有上冲和下冲, 相位抖动, 不同宽度脉冲的幅度有了差别, 甚至脉冲的顶部和底部变得倾斜了, 因此显示图形形状与人眼形状相似, 称为眼图。

如果数字信号的模拟波形是理想的, 眼图会呈现为一系列方框, 但在实际系统中, 由于带宽、噪声以及抖动等因素的影响, 会造成眼图的闭合, 数字系统最终关心的是眼图的闭合程度。通常幅度变化, 噪声等因素造成眼在垂直方向上的闭合, 定时抖动影响水平闭合, 整个数字系统在正常工作时, 应保持眼的开度。眼图广泛应用于确定设备的特性和技术标准、安装后的验收检测、以及系统设备维护测试, 眼图观测和分析是对数字信号质量进行检验的一种较好的方法。

眼图观测通常包括:幅度、时钟周期、上升和下降时间、过冲和下冲以及抖动等参量, 使用专用的数字分量波形监视器或示波器可以进行观测。SMPTE 259M规定的信号电平和参数的容限如下, 对于非平衡输出的串行接口, 输出阻抗为75Ω, 反射损耗≥15dB (5MHz~270MHz) , 输出信号幅度变化在800mVpp的±10%以内, 直流偏置信号半幅度点电平在0V±0.5V范围内, 20%~80%上升时间0.4~1.5ns之间, 80%~20%下降时间0.4ns~1.5ns之间, 上升时间与下降时间差值0.5ns, 上冲小于信号幅度的10%, 下冲小于信号幅度的10%。对于非平衡输入的串行接口特性和参数容限为输入阻抗75Ω, 反射损耗≥15分贝 (5MHz~270MHz) , 电缆均衡1/2时钟频率上电缆的衰减量≤30dB。

串行数字信号监测的另一个指标是抖动。数字信号在形成、编码、处理、传送和变换中, 数据发生跳变, 由于数字信号的跳变对它们的理想位置在时间上的变化, 产生了偏移。抖动是串行数字传输系统中最重要的参数之一, 它能够在数字数据的传送和恢复中引起差错, 当这种偏差变得足够大时, 数据可能被译错。表征和测量抖动性能对串行数字系统可靠和可预测的工作非常重要。

根据不同抖动频率成分使接收机失锁的幅度频率曲线, 可见抖动速率越高, 对设备影响越严重, 抖动的分类要以所包含的频率成分来划分, 大致分为绝对抖动、定时抖动、校正抖动和低频抖动, 与其它抖动相比, 校正抖动是最重要的抖动测量参数, 它能够直接给出影响数字接收机正确恢复数据能力的信息。串行数字信号抖动参数和限值:定时抖动的下限频率为10Hz, 校正抖动的下限频率为1kHz~100kHz之间, 测量的上限频率在1/10时钟频率以上, 定时抖动限值应小于0.2UI, 校正抖动限值应小于0.2UI。

电视图像中对于数字视频信号除了以上几种监测指标外, 还有误码的测试。误码不仅使电视图像出错, 而且严重时还会造成图像丢失, 误码的产生主要由传输环境, 如信噪比下降、高频抖动、设备接地、设备间连接的电气特性不好、电源干扰等造成, 其测试主要通过固定图形测试法和在线EDH检测和处理。

随着数字化进程的不断深入, 数字产品逐渐进入了电视领域, 传统的测量和监测手段已不能适应新技术的要求, 如何对数字电视信号进行有效的监测和可量化的管理就成为各个电视台普遍关心的问题。使用具有性能优良的数字图像测试仪器对电视系统进行测试, 从而客观的、公正的对数字电视系统给出全面评价, 有利于数字电视系统进行科学的设备选型、系统验收, 一个好的信号监测系统应该能够具有良好的检测精度、丰富的检测内容、灵活多样的报警方式以及操作方便的监测软件, 这样可以更好地提高电视设备的数字化改造。

摘要：随着数字化、网络化技术在广播电视领域的应用, 数字电视图像的清晰度、饱和度都有了质的飞跃, 对数字电视节目系统图像质量的监测与测量, 有利于科学的进行设备选型、系统验收, 促进广播电视技术事业的发展。

关键词：监测,PLUGE信号,色域,眼图,抖动

参考文献

[1]李汉舟, 潘泉, 张洪才, 赵春晖, 冯旻.基于数字图像处理的温度检测算法研究[J].中国电机工程学报, 2003, 6.

有线电视信号实时监测系统的设计 篇10

为确保有线电视安全优质播出, 满足广大群众对有线电视播出质量的要求, 对有线电视停播, 盗播非法节目和私拉乱接盗取电视信号等破坏行为进行有效防范事预防和监测尤为必要。本课题通过对电视信号的实时监测, 可以及时发现上述问题, 系统对有线电视网中实际传输情况进行实时监测, 并将监测结果通过手机模块发短信的形式传到控制中心。

2 有线电视信号实时监测系统的硬件组成

整体的结构框图如图1所示:

2.1 行、场同步信号分离电路设计

从全电视信号中分离出同步信号, 将同步投在切割前钳齐, 采用幅度切割法将同步信号分离出来。分离出来的复合同步脉冲, 在经过积分电路, 可消除行脉冲而取出场同步脉冲。因为场同步脉冲比行同步脉冲要宽的多, 于是在积分器电容上累积电荷多, 使输出电压较高, 估积分器又称为宽度分离器。通常采用的幅度分离器抗大脉冲干扰的能力较差, 因此需要在幅度分离之前加入脉冲干扰消除电路。

2.2 计数器系统的电路设计

实现该计数器电路功能模块的硬件电路如图2所示。

2.3 串并传输转换系统的电路设计

实现该功能模块的硬件电路如图3所示。

在该部分信号通过74LS164 (8位移位寄存器) , 完成串并传输转换。74LS244是8位线行缓存器完成对信号驱动的加强。74LS373 (三态输出的8D锁存器) 控制8253的A0, A1。

3 全系统实现的电路分析

要实现在同一根电缆中同时传送视频图像和控制信号, 关键的问题在于如何避免控制信号对视频图像信号的干扰。基本方法是在视频图像信号的场消隐期间传送控制信号。本系统选用LM1881同步信号分离器, 从视频全电视信号中选出场同步信号Vsyn (由3脚输出) 。并可从7脚输出奇偶 (O/-E) 方波, 判别是奇次场 (正半周, 1) , 还是偶次场 (负半周, 0) 。

LM1881产生的场同步脉冲Vsyn, 出现在输入的视频全电视信号中场同步信号前沿以后28us-30us处 (t0) 。以此处为基准, 经过开槽脉冲、均衡脉冲、行同步脉冲等12个脉冲的上升沿。就是第7行或第320行的行同步脉冲的后沿 (t1) , 形成定时脉冲Pt1再以t1处为基准, 经过15个行同步脉冲的计数到t2, 形成定时脉冲Pt2。再以此形成选行脉冲Px, 如图4所示。控制信号通过一个受选行脉冲Px控制的视频电路, 就可被插入到场消隐期间规定的位置上 (第7~21行, 或第32O~334行) , 在同一根电缆中传送出去。含有控制信号的视频全电视信号, 通过一个受选行脉冲Px控制的视频选通门电路, 就可选出插入在消隐期间的控制信号。

4 结束语

该系统主要利用LM1881分离行、场同步信号, 通过CD4066选通系统选取出控制信号所在行, 再经74LS164串并转换电路, 最后送入AT89C52单片机进行分析处理。当然, 该系统在设计中还存在不尽如人意的地方, 主要表现为不支持对声音信号的实时监测, 所以还有待进一步的改善。

参考文献

[1]周志敏, 周纪海, 纪爱华.开关电源实用电路[M].北京:中国电力出版社, 2005.

[2]周志敏, 周纪海, 纪爱华.充电器电路设计与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2005.

[3]胡汉才.单片机原理及其接口技术 (第2版) [M].北京:清华大学出版社, 2003.

[4]张明峰.PIC单片机入门与实战[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.

自动化信号监测系统 篇11

【关键词】电子自动闭塞系统；监测维护终端

The Study and simulation research on the Monitoring Maintenance Terminal for Electronic Automatic Block System

Zhang Rui-fang

（Key Laboratory of Opto-electronic Technology and Intelligent Control，Ministry of Education，Lanzhou Jiaotong University，Lanzhou 730070）

Abstract：The monitoring maintenance terminal for electronic automatic block system blend the computer network communication，database，software engineering as a whole，provide the scientific basis for electricity department to master current status of interval host and analysis accident by monitoring and recording the operation of the system’s state and communication data. This monitoring maintenance terminal completely meets the need of technical requirements，realizes the real-time monitoring，diagnosising，positioning，preventing the fault of the monitoring maintenance terminal.

Key words：Electronic Automatic Block System；Monitoring Maintenance Terminal

1.引言

目前我国时速160km以下的区间自动闭塞系统，即CTCS0/CTCS1级自动闭塞系统仍采用传统的继电器组合电路实现自动闭塞的逻辑关系，电路体积大，维护和排除故障困难，影响自动闭塞区段的通过能力。随着计算机技术、信息技术和电子技术的快速发展，使自动闭塞系统的电子化，即电子自动闭塞系统的实现成为可能。

监测维护终端实时接收区间控制系统主机发送的监测信息，并通过人机界面显示。系统还具有数据逻辑判断功能，当通信数据异常时，及时进行报警，避免因系统故障或通信异常影响列车安全[1]。监测维护终端是监视区间控制主机通信状态、可靠运行，及时发现和排除潜在隐患，进行事故分析的重要设备[2]。通过对监测维护终端的仿真研究，实现其各个部分功能的数据化仿真与测试，对于保证设计方案的正确性，测试设备的适应性，减少试验周期与试验成本，提高行车效率，保证高速铁路建设质量是十分必要的。

本论文拟实现电子双线双向自动闭塞系统监测维护终端的仿真，具有重要意义。目前，还缺少对区间控制主机监测维护终端的仿真，本论文正是针对此问题，提出方案，实现监测维护终端仿真，使电子双线双向自动闭塞系统的仿真系统更加完善。

2.监测维护终端简介

2.1 主要功能

自动闭塞系统的电子化实现采用集中式控制模式，系统单独设置区间控制机柜，由区间控制系统主机和区间电子执行单元组成。电子自动闭塞系统监测维护终端的主要功能有以下几点：

（1）具有操作方便易于维护的人机交互界面。

（2）实时显示并记录系统运行情况。

（3）对所记录的信息进行逻辑分析。

（4）对所记录的信息提供查询、打印、回放。

（5）对异常情况进行报警，根据系统故障性质分别产生一级报警、二级报警、三级报警和预警。

（6）监测维护终端应当独立于电子自动闭塞系统，终端的故障不能影响系统正常运行。

2.2 监测内容

监测维护终端对电子自动闭塞系统的工作状态进行监测报警，具体内容如下[3]：

（1）区间控制系统主机的工作状态，区间控制系统主机与联锁、邻站的通信接口状态。

（2）CPU板卡、通信板、LXA信号机点灯模块板卡、区间轨道电路模块板卡接口通信状态。

（3）联锁接发车进路信息、线路方向信息、信号降级信息。

（4）邻站的边界信息、改方信息。

（5）区间区段信息：空闲、占用码位。

（6）区间信号点灯状态：灭灯、红灯、绿灯、黄灯、绿黄。

（7）轨道电路编码信息。

（8）区间控制系统主机维护报警信息。

3.监测维护终端需求概述

监测维护终端设备启动应由系统初始化、与区间控制主机建立通信，对邻站控制系统、联锁系统的通信建立监听三个过程组成。在系统主机上电、复位后，应首先进行系统各变量状态的初始化。

3.1 系统总体功能和结构

电子自动闭塞系统具备诊断与维护功能，同时把监测状态信息发送给集中监测设备。监测维护终端通过以太网接口实现对区间信号控制系统的监测和维护。系统结构图如1所示。

电子自动闭塞系统的总体功能有以下几点：

（1）根据列车进路状态和轨道区段状态，实现区间轨道电路的载频、低频信息编码功能，并控制区间轨道电路发送方向。

（2）可以获取区间轨道电路状态信息。

（3）可以实现区间运行方向与闭塞控制。

（4）实现站间安全信息传输，实时传输区间轨道电路状态、区间方向等安全信息。

（5）实现区间信号机点灯控制。

（6）实现中继站控制。

（7）具备诊断与维护功能，同时把监测状态信息发送给集中监测设备。

3.2 硬件系统需求

本系统所需硬件设备如表1所示。

3.3 软件系统需求

本文以Windows 2000／XP及以上环境作为操作平台，用Visual C++ 6.0及其以上版本进行开发。其中区间显示数据，进路显示数据等以文本文件的形式存储，区间进路实时数据及信号灯点灯状态以Access表格的形式存储。软件设计采用自顶向下的设计思想，将系统分为通信接口、记录存储、数据查询和数据显示四个功能模块，采用模块化的设计思想实现监测维护终端功能。

3.4 系统外部接口需求

监测维护系统通过一路100Base-T以太网接口与区间控制系统主机连接。实时接收由区间控制系统主机传输的状态信息和报警信息。通信通道采用点对点连接方式。监测维护系统和区间控制系统主机的通信接口为标准RJ45类型。数据流图如图2所示。

区间控制系统主机发送至监测维护终端的监测信息有：

（1）系统工作状态和通信接口状态：硬件板卡状态、与本站模拟系统、邻站模拟系统通信接口状态；

（2）区间信号点灯状态；

（3）轨道电路编码；

（4）方向继电器驱动输出；

（5）与ZPW-2000接口信息。

4.结束语

本文分析原有继电自动闭塞系统的工作电路，包括闭塞分区电路及移频总报警电路，分析监测信息与报警条件，对自动闭塞系统监测维护终端进行了研究。根据自动闭塞系统电子化实现的系统原理，采用仿真技术及模块化软件设计思想对电子双线双向自动闭塞系统监测维护终端进行辅助研究和预研验证，并且实现对电子双线双向自动闭塞系统的实时监测和系统故障的诊断、实时定位和预防功能。

参考文献

[1]林瑜筠.新型移频自动闭塞[M].北京:中国铁道出版社,2007.

[2]赵相荣.TJWX-2000型信号微机监测系统[M].北京:中国铁道出版社,2003

[3]铁路信号集中监测系统技术条件[J].运基信号[2010]709号.

作者简介：张瑞芳（1986—），女，甘肃兰州人，硕士研究生，现就读于兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室，研究方向：交通信息工程及控制。

自动化信号监测系统 篇12

引言

随着通信与广播电视业务的发展，无线电频谱迅速、大量的被占用，频道拥挤和相互间干扰日趋严重，为了能有效地利用无线电频谱，减少相互间的干扰，信号监测业务随之成为必要。调幅广播信号监测系统是用于实时监测短波调幅广播信号的调幅度、载波频率的专用系统。

图1为调幅广播信号质量监测系统的系统框图。本系统由数据采集模块、总线控制模块、数据处理模块、上位机通信模块组成。其工作方式为：输入信号通过线性数控增益放大器后由A/D转换器采样，采样后的数据由FPGA送入DSP进行数据处理，所得到的监测结果由FPGA通过PCI接口送入上位机。同时由DSP对采样所得信号大小进行监测，通过FPGA对线性数控增益放大器的增益进行调整，使其输出信号满足系统测量要求。

算法和数字处理软件

调幅广播信号的特点是载波频率相对稳定而调幅度实时变化，所以系统每监测一百次调幅度再监测一次载波频率同样可以达到监测信号的目的。系统所要监测的信号的带宽小于10kHz，频率范围为1.5MHz～30MHz。若对信号进行过采样，为保证测量精度则采样频率要达到240MHz，后续数据处理难度较大，所以系统选择对信号进行欠采样。采样点数为N=4096。

调幅信号调幅度的计算公式如下：

其中m为调幅度，A为包络上、下两正峰间的幅度，B为包络上、下两负峰间的幅度。

本系统中先用频域移相法求得A/D采样后信号的Hilbert变换，然后取绝对值即可得到AM信号的上包络。因为单音调幅信号的上、下包络关于零轴对称，所以只要得到上、下包络其中之一就能根据式 (1) 求得调幅度。

设输入信号为f (t) ，则由采样定理可知采样前信号的频谱F (ω) 和采样后信号的频谱FS (ω) 有如下关系：

设输入正弦信号为：

则采样后信号的频谱为：

根据上式可知，信号的频谱在ω=ωi-nΩ处有峰值。由下式可知只要计算出n值和通过傅里叶变换估计欠采样后信号的频率ω，正弦信号的真实频率ωS就可准确求出。

输入信号最高频率为30MHz，系统选取最小公倍数为60MHz的两个采样频率分别为fs1、fs2 (fs1=60/264MHz=0.228MHz、fs2=60/261MHz=0.230MHz) 对信号进行采样，对采样后的信号作FFT变换，与fs1和fs2相对应的频率分别为f1=fs1×n1/N和f2=fs2×n2/N。由此可粗略的得到信号的载波频率为：

进而为了达到1Hz的测量精度，必须进行频谱细化。若要达到0.5Hz分辨率，则分析200Hz谱宽需要计算400点。在粗估计频率的前后100Hz内进行频率细化分析，分别对f1和f2作n1和n2周围400点的DFT变换。变换后得到频谱F1和F2，分别求出其幅度最大值对应的位置nF1和nF2，从而得到精估计的信号频率值1～f和f2～：

根据式 (6) 可以列出两组载波频率的矩阵：

最后根据式 (8) 中最接近的两个值fcn1和fcn2就可以计算出载波频率值为：

根据上述算法可得到DSP中数据处理软件的流程图 (图2) 。

FPGA逻辑设计

本系统中FPGA主要用来协调各个模块间的数据传输，分别为A/D采样数据到DSP的传输、DSP计算结果到PCI接口的传输以及数控增益放大器的增益控制。同时FPGA还为系统工作提供了必要的时钟、复位信号、控制信号 (图3) 。

器件选择

A/D转换器是整个监测系统的关键部件，它的性能往往直接影响整个监测系统的技术指标。当A/D有效位数大于12位时量化损失为0.0055dB，其对测量精度的影响可忽略不计。系统选用的A/D转换器为ADI公司的AD9433。输入AD9433的信号幅度要控制在一定的范围内，否则会造成失真，甚至烧毁芯片，所以要在AD9433之前用运放对信号幅度进行调控。同时根据调幅广播信号幅度实时变化的特点，要求所选择的运放增益可变。基于上述要求系统选用ADI公司的线性数控增益放大器AD8320。

系统对信号采样点数为N=4096，算法采用Hilbert变换解调求调幅度和欠采样求载波频率，所以每计算100次调幅度和1次载波频率所需要的运算量大概为：

本系统选用ADI公司SHARC系列的ADSP-21262作为数据处理芯片。

根据A D S P-21262性能可估算出系统完成一次调幅度测量所需要的时间大概为800μs，完成一次载波频率测量所需要的时间大概为10ms，可以满足系统实时性要求。

在总线控制模块中，系统选用Altera公司Cyclone II系列中的EP2C8Q208C8 FPGA芯片。

PCI接口模块选用PLX公司的PCI总线控制芯片PC19054。

结语

本文介绍了一种基于DSP的调幅广播信号监测系统，采用了数字信号处理的方法，与模拟监测技术相比处理更加灵活、测量精度更高、并且大大提高了系统的可靠性。本系统已成功应用于实践，经过实践检查，载波频率测量精度达到1Hz，调幅度测量精度达到3%，测量效果满足实际需要。

参考文献

[1].胡广书.数字信号处理[M].北京:清华大学出版社, 2006

[2].刘书明, 罗军辉.ADSP SHARC系列DSP应用系统设计[M].北京:电子工业出版社, 2003

[3].苏涛等.高性能DSP与高速实时信号处理[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2002

[4].程继兴, 吴乐南, 张仕元.数字调幅广播系统中包络检波方法研究[M].电子工程师.2003 (6)

[5].吴继华, 王诚.设计与验证:Verilog HDL[M].北京:人民邮电出版社, 2006