专利名称：广播专家系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及广播电台系统自动控制设备领域，更具体的说是一种广播 专家系统。技术背景广播电台是一个复杂的系统，成千上万个不同类型的设备连接在一起，即包括大型设备，如动力供应设备、发射机等，也包括小型设备，如CD、 MD音 乐播放机等，还有连接各个设备之间错综复杂的各种连线。这些设备集结在一 起形成一个超大型的整体系统，其目的就是将广播的内容持续不间断的发送至 各个终端。然而这么大型的系统在运行的过程中，难免其中某个设备存在故障 或者是意外的停止工作，从而造成对广播播出质量的影响，甚至是停播。因此有必要对广播电台的各个设备进行监控和设置预备机，能够及时发现 故障或问题的所在，保证播出质量。现有的监控系统相对独立，而且主要是针 对音频系统的监控。如现有的DSM-800多路音频监控系统，该系统可按用户指 定的周期对每一路输入通道单独设置监控时段，以适应各频道每天不同的播出 时间表。系统实时监控输入的信号，若检测不到输入信号时，系统立即播放报 警提示。现有的系统只能使值班人员单纯地知道电台音频播出中断，至于在哪个环 节出现问题，引起播出中断的设备是什么，该类设备使用的可靠性和各项历史 数据是什么就无法知道了 ，而且也忽视了其它的对于安全播出也至关重要的播 出环境以及供配电系统的监控。因此，现有的系统只起到筒单的报警提示功能， 对故障的排除无法起到指导性的作用，也无法监控各个设备之间运作的协调性， 跟无从给出设备更换或选用的建议性意见。人工智能作为21世纪的重大技术，现在以及日趋成熟。专家系统是人工智 能重要的领域，利用智能的计算机程序，运用知识进行推理，解决只有专家才 能解决的复杂问题。将专家系统应用于广播电台中，能够给广播领域的工程技 术人员和管理者的预测和决策提供了快速科学的依据和指引。实用新型内容 本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种实现播出的自动 化和智能化，给广播领域的工程技术人员和管理者的预测和决策提供了快速科 学的依据和指引的广播专家系统结构。本实用新型通过以下技术方案实现其实用新型目的。本实用新型设计了一种广播专家系统，系统结构主要包括对广播系统检测和监控的综合监控系统，对综合监控系统的监控数据进行统计和分析的分析统，用于存储监控数据和机器设备技术参数的数据库，以及用于人为监控和系 统设置的人机对话系统五大部分。人机对话系统分别与综合监控系统、分析评 估系统、预测参谋系统和数据库连接，分析评估系统和预测参谋系统与数据库 连接。硬件方面综合监控系统、分析评估系统、预测参谋系统和人机对话系统 主要由计算机系统构成，数据库由海量硬盘阵列构成。系统中综合监控系统实现播出监控的自动化和智能化，是安全播出强有力 的技术保障系统，通过综合监控系统检测到的监控数据，结合设备运行参数和 技术知识库构成网络数据库系统，预测参"i某系统通过故障分析、可靠性分析、 投资分析和预测分析等，能够实现快速的科学决策。安全播出是广播界时刻关心的问题，依靠传统的人工技术保障，难以实现 对广播安全播出更高的要求，同时也造成较大的人力资源浪费。综合监控系统 充分利用了单片机技术、计算机网络技术、通信技术等高新技术而开发的一套 监控系统，利用它可以对各种播出设备、播出链路和播出环境等进行大规模检 测点的监控，是广播专家系统最基础、最重要的一个模块，成为安全播出的强有力的智能及自动保障系统。系统包括用于与安装在各种设备上的各种传感 器连接的数据采集模块，用于将采集的原始数据进行分析处理成统计数据的数 据分析处理模块，用于对实时运作的设备进行智能自动控制和切换的智能自动 控制模块，和进行设备运作故障报警的自动报警模块，数据采集模块将原始的 数据通过数据分析处理模块处理之后分别传送至智能自动控制模块、自动报警 模块、数据库和人机对话模块。所述数据采集模块的硬件主要包括由单片机构成的中心控制器、设有多个 模拟量和数字量的多通道数据采集设备和自动恢复电路三部分。考虑安全播出
的重要性以及播出设备的分散性，数据采集模块的稳定性和灵活性是最为关键 的问题，因此系统采用内置嵌入式系统的单片机作为原始数据采集终端的控制中心。多通道数据采集设备利用51MCU、以太网络接口芯片、A/D转换器和相 关外围接口电路，采用了模块化的设计方法实现系统的硬件架构，负责对各种 被监控量的原始数据采集和传输，具有多通道(每个采集模块能够实现16个模 拟量、16个数字量的数据采集)、多数据类型和灵活扩充等优点。在通信协议方 面，采集模块同时支持以太网、电话线路和手机短信的数据传输方式，可实现 不同区域的远程实时监控。同时，为提高单片机的稳定性和可靠性，采用了看 门狗自动恢复电路设计，实现采集模块在无人机房的自动恢复功能。多通道数 据采集设备连接工艺系统数据采集设备、动力系统数据采集设备、音频系统数 据采集设备、发射机数据采集设备和环境数据采集设备。环境数据采集设备至 少包括温度传感器、照度传感器、空气清新度传感器、隔声门状态传感器和室 内监控摄像头中的 一种或多种。因为系统的数据采集采用了分布式的数据采集方式，庞大的各类原始数据 必须进行科学的分析处理才能被专家系统给予有效的利用，因此数据分析模块 综合了统计学原理以及可靠性工程原理进行统计和分析，通过长时间的实践， 利用纠错系统建立了可靠的数学分析模型，并与广播工艺紧密结合，根据广播 工艺的每个构成系统的连接方式，可以分析出系统运行的平均故障间隔、故障 率以及可靠度，并以图表的形式直观地反应出来， 一方面使技术人员对整个系 统的运行状况有一个全面的了解，同时也为专家系统搭建了最有效的数据平台。 数据分析模块采用在计算机中嵌入筛选软件构成，数据输入端与数据采集模块 连接，通过以下数学方法实现数据的筛选。首先是信息元的相关性，在考虑综合监控系统的信息元采集中，需要判断 信息元在专家系统中的地位以及信息元间的相关性，即判断其强相关或弱相关， 如(1)式所示。R= Uij I R"R4一"……"…… (1)其次是信息元采集系统的数据纠错，在工程中，由于工艺系统、音频系统、 动力系统和人机系统的信息量采集受到各种随机因数(温度、湿度、振动和电 磁场等)的影响，同时也受到信息采集器件参数的不一致性的约束，因此，采
集的数据的真伪将直接影响专家系统的准确性。实验证明，大量釆集器件(传感器)的参数为 YL 2-f(X)+(C ± 5)……(2) X——传感器的输入参数 Y…-传感器的输出参数 当满足 Y〉YJt《Y<Y2 I t<T 时，信息元^1判断为正确， 当满足 Y>Yi I t>TY<Y2 I t>T 时，信息元被判断为错误。 其中 t=n*AtAt为传感器每次数据采样的时间间隔 t为纠错定义的时间间隔最后将系统认为正确的数据通过人机对话系统显示出系统实时的运作状 态，传送到智能自动控制模块和自动报警模块作为监控数据，并存入数据库中 作为分析评估系统的统计依据和预测参i某系统预测的依据。广播系统既要实现安全播出，又要把技术人员解放出来，所以必须有高度 智能自动控制系统。智能自动控制模块的设计目的就是为实现"无人值班、有 人留守、定期维护，，的目标，因此在无人值班的情况下，当播出系统出现故障 时能够进行自动切换、自动恢复等功能。智能自动控制模块主要包括音频智能 控制设备、动力智能控制设备、发射机智能控制设备和空调系统智能控制设备， 主要体现在以下几方面的智能自动控制对音频信号进行监控，在播出信号出现故障的情况下，系统能够自动切换 到正常的信号进行抢通播出，而且考虑因为主持人的缺席而引起停播的因素， 系统还应具备硬盘音乐抢通功能，确保播出的无间断进行。实现对发射机的远 程监控，解决检修期间的防非法信号干扰的问题，同时实现发射机的远程控制 等。实现对动力系统的智能控制，对整个广播系统的供配电实现无人化管理， 在紧急情况下，如断电，能够釆用备用电源自动恢复供应，实现不间断电源供
应。在广播系统中，很多高精度设备对环境的要求十分高，如直播室的录音设 备等，特别是对工作温度的要求，空调系统智能控制设备能够维持各个工作间 在设定的温度范围内。音频智能控制设备包括主播机、第一备播机、第二备播机、补乐机、调音 台、抢通切换器和监控中心机，所述主播机和第一备播机通过调音台与抢通切 换器连接，第二备播机和补乐机直接与抢通切换器连接，抢通切换器控制端连 接监控中心机，监控中心机信号输入端连接音频系统数据采集设备。第一备播 机作为主播机的第一代替音源，当主播机出问题的时候，第一备播机能够及时 抢通切换器能够及时切换到第 一备播机上。第二备播机是在当第 一主播机也不 能工作或者是调音台出现故障的时候，作为备用音源使用，此时监控中心机控 制抢通切换器将音源切换到第二备播机上。如果以上三个播放器均无法播放， 则将音源切换到补乐器上，防止广播中出现无声的现象。监控中心机通过音频 系统数据采集设备来判断抢通切换器的切换。实现了广播自动化，使广播播控 无人值班成为现实，保障了广播的安全播出。智能自动控制模块还预留有多个用于拓展对其他系统进行智能化控制的结 构，用于进一步完善广播专家系统。所述自动报警模块包括声音报警设备、文字报警设备、远程传呼报警设备 和短信报警设备等多种报警机制。当专家系统发现播出系统或播出设备出现故 障的时候，系统可以同时进行声音、系统文字报警，提示在场工作人员故障发 生和所在位置，以方便技术人员了解故障情况并根据具体情况进行快速抢修。通过MODEM发送短信传呼第一时间通知相关技术人员，使技术人员能够到位， 对机器和设备进行及时的维修。而且通过手机短信平台把详细的故障情况通过 手机短信息发送给有关人员，主要是各级主管，并可以设定在超过多长时间未 排除故障就通知上一级主管人员，使各级主管能够及时协调工作，并对停机做 出相应的应急策略。在上述的结构&出上，本实用新型可以通过中心控制系统与综合监控系统、 预测参谋系统、数据库和人机对话系统连接用于控制和协调其他四个系统之间 的工作，并作为数据交换中心。这样的网络结构能够简化整个系统的布线设计， 降低系统的维护成本，并可以设置备用的中心控制系统以提高整个专家系统的安全性和稳定性。专家系统在综合监控系统采集到的数据的基础上，结合设备运行参数及技 术知识库，通过分析评估系统综合统计学原理以及可靠性工程原理可以进行各 类的统计和分析，方便技术人员和管理者从各方面了解播出系统的状况。分析 评估系统主要包括与数据库连接的历史数据查询模块、故障查询模块和分析统 计模块，分析统计模块将数据库中的数据进行分析统计后再将分析统计结果存 入数据库。分析评估系统通过软件设计可以实现以下几种形式的查询1. 历史数据查询统计系统提供多种方式、多种类型的查询方式，方便技术 人员按照自己的需要对故障数据和历史数据进行查询，并支持查询结果导出 Excel报表的功能。2. 故障查询功能系统可以以设备、类型、地点或者链路进行查询统计，链 路可以根据实际的需求进行灵活定义，满足不同的工艺需求。3. 多种形式的统计结果系统可以按功能进行各类的统计分析，包括各种设 备、系统的可靠度、故障率、故障次数和MTBF等，对于与每个分析结果都通 过图表曲线的方式进行显示。预测参谋系统是广播专家系统的应用核心，通过在计算机上设计各种类型 的数学模型程序，主要包括故障处理指引模块、设备选用建议模块和设备故障预测一莫块三个部分。预测参谋系统通过以下数学模型对系统故障进行分析与预测。专家系统中 的分析、预测能力是系统构建的重要部分，故障率和可靠性是系统分析和预测 的重要项目。其数学描述如下平均故障间隔MTBFMTBF=T/r —— (3 )其中T-——T=St n个相同设备运行的总时间 r———该类型设备运行时出现的故障数；故障率Xf4/MTBF可靠度R=exp(-Xto)t0——单个设备运行统计时间在监控数据库平台的&出上，与设备运行系统链接，结合广播的工艺流程，
利用大量的技术知识库进行多级的各种逻辑运算分析，给技术人员和管理者提 供各类的预测分析和决策参谋。1. 给技术人员提供故障处理的最佳指引专家系统的设计目的就是给使用者提供最直观、最快速的指引，因此当某 个设备或者某个系统出现故障的时，系统会根据不同的故障情况，通过对技术 知识库的分析，自动给技术维护人员提示解决故障的办法，使系统能够以最快 的速度恢复正常。当设备不可修复时，系统会自动与设备运行系统进行连接， 从库存设备中自动搜索出可以替换的同类型设备，为系统的恢复贏得了时间。2. 给设备选型提供科学的依据什么设备比较稳定？选择怎么样的设备比较科学？设备的可靠性如何？等 等这些问题都是每个电台采购设备比较关心的问题，本系统的预测参谋系统为 解决这些问题提供了一个科学有效的依据。系统通过大量的运行数据分析，结 合设备运行系统的维修记录，通过MTBF分析、可靠性分析和设备运行曲线等 综合分析，判断出各类广播设备的性能特性，为技术管理者如何评定及选择合 适的设备提供客观的科学依据。3. 为更换设备提供预测当前系统的可靠性如何？设备的寿命如何？何时该考虑设备的更新？每年 用于设备更新的费用多少比较合适？这些都是从事技术和管理者十分关心的问 题。本系统利用设备工程管理的方法，综合设备在线数据、运行数据和故障记 录进行分析，分别对设备、链路及播出系统进行可靠性分析、MTBF分析，对 设备、系统的安全性和可靠性给出科学的评估，对将要出现故障的设备进行预 测，让管理者提前考虑相关设备的更新，以保证整个系统的安全稳定运行。同 时通过设备的可靠性和残值分析曲线，系统为每年的设备投资预算提供科学参 考指引。所述人机对话系统包括用于验证用户权限的登陆模块，用于设置设备参数 和报警参数的系统设置模块，用于查询历史和分析统计数据的查询模块和用于 查看设备工作状态的状态监控模块，登陆模块分别与系统设置模块、查询模块 和状态监控模块连接。系统设置模块分别与数据库和自动报警模块连接用于设 置设备的工作参数和报警参数，查询模块分别与历史数据查询模块、故障查询
模块和分析统计模块连接用于查询各种数据，状态监控模块分别与数据库、数 据分析处理模块、智能自动控制模块、自动报警模块和预测参谋系统连接用于 接收各个设备的实时运作数据、工作参数和预测数据。登陆模块主要用于配备给不同用户不同操作权限，保证职能的分工，提高 系统的安全性。查询模块用于接入分析评估系统综合统计学原理以及可靠性工 程原理可以进行各类的统计和分析，方便技术人员和管理者从各方面了解播出 系统的状况。系统设置^^莫块适用于对整个专家系统人工千预，作为一个计算机 系统来说，还有许许多多要进行改良的方面，而且现在尚未有较为完整的历史 数据供予参考，而预测参谋系统在很大程度上又基于对历史数据的分析来做出 预测，因此需要人工干预修改的内容还很多。系统设置模块主要用于对各个设 备的工作参数的调整和^"改，以达到最佳工作效率和最高的协调性。状态监控 模块为人机对话系统的一个核心的模块，主要由用于接收各种信息元的计算机 和显示装置构成。通过生动的图形显示各个设备的工作状态、连接状态，通过 指针的指向可以显示各个设备的产品信息、工作参数和预测参谋系统的建议和 提示等等信息。通过状态监控模块可以十分直观的了解整个广播系统的工作情 况，当出现故障的时候能够及时对故障进行判断和定位，提高了故障排除的效 率。系统可以对各类播出设备、调音台矩阵、播出环境和播出机拒及供配电系 统等进行实时监控，并且预留了通用的系统接口，可以方便地对相关系统进行 自动控制。由于需要监控的设备很多，而且每个监控数据均需要进行记录作为历史参 考，因此需要有大型的数据库来存储这些数据。根据数据类型的不同，可以将 数据库分成用于存储经过数据分析处理模块处理过的数据的监控数据库、用于 存储通过系统设置模块配置的设备运行参数数据库和用于存储各种设备技术参 考数据的技术知识数据库。监控数据库与历史数据查询模块、故障查询模块和 分析统计模块连接用于提供查询和分析数据，设备运行参数数据库、技术知识 数据库与状态监控模块连接用于提供设备说明和运行参数，三个数据库均与预测参谋系统连接提供预测的综合数据。广播专家系统充分利用当今先进的技术手段和计算机技术而开发出来的一 套专家系统，其高度的自动化和智能化为安全播出提供强有力的技术手段，在
应用中不断升级完善，给广播技术人员和管理人员提供快速科学的决策和有价 值的管理依据。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；图2为图1的详细结构示意图；图3为本实用新型实施例2的结构示意图；图4为图3的详细结构示意图；图5为智能自动控制模块的结构示意图；图6为直播室监控界面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。 实施例1如图1所示的广播专家系统结构，包括对广播系统检测和监控的综合监 控系统1 ，对综合监控系统1的监控数据进行统计和分析的分析评估系统2，对 监控数据和分析评估结杲进行预测分析和决策参谋的预测参i某系统3,用于存储 监控数据和机器设备技术参数的数据库4,以及用于人为监控和系统设置的人机 对话系统5，五个主要部分。其中综合监控系统1是实现播出监控的自动化和智能化，是安全播出强有 力的技术保障系统，主要负责整个广播电台系统的所有设备的监控数据的收集， 对原始数据进行可靠性筛选，在设备出现故障的情况下能够自动进行主、备机 的切换，并进行报警。综合监控系统1将经过筛选的数据存入数据库4中，可 以通过人机对话系统5进行报警和设置报警参数。此系统主要由安装有可靠性 筛选软件的计算机、用于收集数据的单片机系统和报警设备组成。分析评估系统2的功能是综合统计学原理以及可靠性工程原理对数据库4 中的数据可以进行各类的统计和分析，通过人机对话系统5展示各种统计分析 结果，方便技术人员和管理者从各方面了解播出系统的状况，并将统计分析结 果存入数据库4中方便查询。此系统由安装由统计评估软件的计算机构成，通 过数据线与数据库4和人机对话系统5连接。预测参谋系统3是广播专家系统的应用核心，通过在计算机上设计各种类 型的数学模型程序，通过分析数据库4中的各种数据，给技术人员和管理者提 供故障处理指引功能，在广播电台系统发生故障时，指示故障发生最可能位置和设备，如何在最短时间内排除故障；设备选用建议功能，通过对历史数据的分析，能够得出那些厂家的设备质量较好，故障率抵，与其他设备兼容性高，给设备购买维护人员提供最准确的指导信息；和设备故障预测功能，通过对历 史数据的分析，结合模糊数学模型推测下一次故障发生的时间，提前进行故障 提醒，大大缩短了故障处理时间和发生率。预测参谋系统3的结果可以通过人 机对话系统5展示给操作人员。数据库4主要用于存储各种历史数据和中间数据，由于数据量庞大，所以 其主体结构为由多个磁盘构成的磁盘阵列计算机系统，也可以设有其他形式的 海量存储器和^f分存储系统。数据库4分析评估系统2和预测参i某系统3的分 析依据，也是人机对话系统5显示的数据源。人机对话系统5的主要功能是提供监控界面和人工搡作的入口，其有一部 或多部计算机构成，并设有用于显示整个广播电台系统和各个子系统状态的监 控屏幕和人工操作设备，如键盘、鼠标等。综合监控系统1收集的实时监控数 据、分析评估系统2的统计结果、预测参i某系统3的建议和提醒和数据库4中 记录的各个设备的信息均可以通过综合监控系统1显示出来，可以通过软件将 各个设备的实时监控数据通过图形的形式表示，更具有直观性，方便监控。同 时可以设置有超级连接，可以通过点击图形查询设备更详细的信息。人机对话 系统5安装有管理软件，能够对各个设备的具体工作参数进行设置，对综合监 控系统1的监控参数进行设置，实现整个广播电台系统各个设备的远程控制和 中心监控。人机对话系统5的另一个重要功能就是用户权限的限制功能，由于 人机对话系统5具有人工干预功能，且整个系统的设置十分专业化，所以为提 高系统的安全性，需要对登入的用户进行相应的权限限制。如有些用户能够进 行系统设置或部分系统设置，有些用户就只有监控和查询的功能。结合图2对本实施例的详细结构做进一步的说明。如图所示，所述综合监控系统1包括用于与安装在各种设备上的各种传 感器连接的数据采集模块11，用于将采集的原始数据进行分析处理成统计数据 的数据分析处理模块12,用于对实时运作的设备进行智能自动控制和切换的智 能自动控制模块13，和进行设备运作故障报警的自动报警模块14,数据采集模块11将原始的数据通过数据分析处理模块12处理之后分别传送至智能自动控 制模块13、自动报警模块14、数据库4和人机对话模块5。数据采集模块11包括由单片机构成的中心控制器111、设有多个模拟量和 数字量的多通道数据采集设备112和自动恢复电路113。考虑安全播出的重要性 以及播出设备的分散性，数据采集模块的稳定性和灵活性是最为关键的问题， 因此系统采用内置嵌入式系统的单片机作为原始数据采集终端的中心控制器 111。多通道数据采集设备112利用51MCU、以太网^4^口芯片、A/D转换器和 相关外围接口电路，采用了模块化的设计方法实现系统的硬件架构，负责对各 种被监控量的原始数据采集和传输，具有多通道(每个采集模块能够实现16个 模拟量、16个数字量的数据采集)、多数据类型和灵活扩充等优点。在通信协议 方面，采集模块同时支持以太网、电话线路和手机短信的数据传输方式，可实 现不同区域的远程实时监控。同时，为提高单片机的稳定性和可靠性，采用了 看门狗自动恢复电路113设计，实现采集模块11在无人机房的自动恢复功能。根据监控的数据类型和设备的不同，与多通道数据采集设备112连接的感 应器可以分成工艺系统数据采集设备71，应用于监控各个设备是否在正常使 用状态下工作，主、备机器的切换状态等，具体与各个设备连接。动力系统数 据采集设备72,主要用于监控广播电台系统的动力供应，动力线路的切换和备 用电源的启动等，与配电系统连接。音频系统数据采集设备73，这是整个广播 电台的关键采集设备，广播电台的运作需要保证不间断播出，因此发射机发射 的音频信号是否正常显得尤为重要，这些设备用于采集主播机、备播机、主要 播控设备和发射机的输出音频信号等。发射机数据采集设备74，用于远程收集 发射机的工作数据，与发射机相连接。和环境数据采集设备75,广播电台作为 一种大型的高精度设备，设备安装的外界环境对设备的工作有着重大的影响， 如温度、照明、空气清新度和隔音等因数对直播室和直播人员的声音质量有着 重大的关联，需要严格控制在一定范围内。因此环境数据采集设备75至少包括 温度传感器、照度传感器、空气清新度传感器、隔声门状态传感器和室内监控 摄像头中的一种或多种。多通道数据采集设备112将工艺系统数据采集设备71 、动力系统数据采集 i殳备72、音频系统数据采集i殳备73、发射机数据采集设备74、环境凄t据采集i殳 备75所采集的原始数据传送到通过数据分析处理模块12筛选之后分别传送至 智能自动控制模块13、自动报警模块14。如果发现设备运作不正常，则由自动 报警模块14进行自动报警，并由自动控制模块13切换到备用机器上。所述智能自动控制模块13主要包括音频智能控制设备、动力智能控制设备、 发射机智能控制设备和空调系统智能控制设备。以音频智能控制设备为例介绍 自动控制模块13的工作原理，如图5所示，音频智能控制设备包括主播机131、 第一备播机132、第二备播机133、补乐机134、调音台137、抢通切换器135 和监控中心机136,所述主播机131和第一备播机132通过调音台与抢通切换器 135连接，第二备播机133和补乐机134直接与抢通切换器135连接，以上音源 均通过抢通切换器135再由发射器8播出，抢通切换器135控制端连接监控中 心机136,监控中心机136信号输入端连接音频系统数据采集设备73。第一备 播机132作为主播机131的第一代替音源，当主播机131出问题的时候，第一 备播机132能够及时抢通切换器135能够及时切换到第一备播机132上。第二 备播机133是在当第一主播机132也不能工作或者是调音台137出现故障的时 候，作为备用音源使用，此时监控中心机136控制抢通切换器135将音源切换 到第二备播机133上。如果以上三个播放器均无法播放，则将音源切换到补乐 器134上，防止广播中出现无声的现象。监控中心机136通过音频系统数据采 集设备73来判断抢通切换器135的切换。音频系统数据采集设备73还有一个 信号源是来自发射机8发射后的导频信号，如杲检测不到该信号，发射机智能 控制设备将进行报警并控制发射机电源开关。动力智能控制设备和空调系统智 能控制设备也是如此工作，空调系统智能控制设备还有一方面的数据来自环境 数据采集设备75，当所监控的空间温度过高或过低的时候，能够自动调节温度 正常状态。自动报警模块14包括声音报警设备、文字报警设备、远程传呼报警设备和 短信报警设备。当自动报警模块14接收到的数据超出预设的范围时，则播出系 统或播出设备出现故障。则启动声音、系统文字报警，提示在场工作人员故障 发生和所在位置，以方便技术人员了解故障情况并根据具体情况进行快速抢修。 通过MODEM发送短信传呼第一时间通知相关技术人员，使技术人员能够到位,
对机器和设备进行及时的维修。而且通过手机短信平台把详细的故障情况通过 手机短信息发送给有关人员，主要是各级主管，并可以设定在超过多长时间未 排除故障就通知上一级主管人员，使各级主管能够及时协调工作，并对停机做 出相应的应急策略。分析评估系统2包括与数据库4连接的历史数据查询模块21、故障查询模 块22和分析统计模块23,分析统计模块23将数据库4中的数据进行分析统计 后再将分析统计结果存入数据库4。预测参谋系统3包括故障处理指引模块31 、 设备选用建议模块32和设备故障预测模块33,上述模块均与状态监控模块54 连接用于提供建议。上述系统的各个模块可以由一部计算机中的不同软件模块 负责，也可以采用独立的计算机系统分别处理不同的功能。数据库4分成用于 存储经过数据分析处理模块12处理过的数据的监控数据库41、用于存储通过系 统设置模块52配置的设备运行参数数据库42和用于存储各种设备技术参考数 据的技术知识数据库43。这样设置的目的在于数据的合理化管理，提高系统的 安全性。人机对话系统5包括用于验证用户权限的登陆模块51，用于设置设备参数 和报警参数的系统设置模块52，用于查询历史和分析统计数据的查询模块53和 用于查看设备工作状态的状态监控模块54,登陆模块51分别与系统设置模块 52、查询模块53和状态监控模块54连接。用户通过登陆模块51登入系统，分 别被赋予不同的权限。如系统设置模块52可以提供给用户设置设备的工作参数 和报警参数并分别与存入数据库4和自动报警模块14中。查询模块21能够满 足用户调用历史数据查询模块21 、故障查询模块22和分析统计模块23,对数 据库4中的各项数据进行查询、分析和统计。状态监控模块54分别与数据库4、 数据分析处理模块12、智能自动控制模块13、自动报警模块14和预测参谋系 统4连接用于接收各个设备的实时运作数据、工作参数和预测数据，并通过显 示器显示出来。人机对话系统5由连接有显示装置的计算机系统组成，显示装置可以由一 个或多个显示器构成， 一般由一个大型的显示屏和多个显示终端构成，并设有 多个操作设备可以用于查询和设置系统。整个广播电台系统的各个设备的工作 状态、硬件参数和警报信息，和各种环境监控量信息均可以由显示器显示出来。
人机对话系统5采用生动图像显示来直接反应各个设备的上述信息，以直播室的监控为例，如图6所示的监控界面。监控界面显示了音源设备、延时设备、 调音台和环境监控设备的各种信息。音源设备包括CD机、MD机、DAT机、 自动播出机、主持话筒、嘉宾话筒、热线电话、FM102.7联播信号、FM106.1 联播信号、中央台信号和户外直播信号。系统将根据调音台推子的情况，检查 相应的CD机、MD机、DAT机是否处于正常工作状态，发生故障时，如CD机 1推子被推上但该机并无运作时，将采用图形警报和短信报警的形式通知监控人 员，图标用不同颜色区别不同的状态。延时设备包括连接调音台和总控的四个 延时器。环境监控设备包括房间温度计、照度计、清新指数计、隔声门和直 播室监控图像。当综合监控系统l发现以下情况，系统将报警l.隔声门打开时 间过长或与任一话筒同时打开。2.延时器没有工作。4.温度偏离设定范围，照度 不足，二氧化碳浓度过高。5.调音台任一推子推上，但智能监控机监控检测到无 音频输出。可以看出本实用新型设计的广播专家系统虽然结构十分庞大，由各式各样 感应器、设备、多部计算机和复杂的连线构成，但监控却十分简单，监控人员 只需在监控室便可以了解到系统中各个设备的状态，甚至在无人监控的状态下， 系统在发生故障的时候也可以自行恢复工作。在需要人工进行维修的状态下， 系统能够提供故障所在位置建议，大大缩短了故障排除的时间，提高了效率， 保证广播质量。广播专家系统还能够推测各个设备出现故障的时间，使工作人 员能够防患于未然，大量降低了由于故障带来的对广播质量的影响。在更换设 备时候，本实用新型系统还能够提供设备的选用建议，从而达到广播电台系统 组建的最优化的性价比。实施例2本实施例是在实施例1的基础上做进一步的改进，在整个广播专家系统中 增加一个中心控制系统6，结合图3和图4所示。中心控制系统6由设有多个数 据接口的计算机或计算机系统构成，与综合监控系统l、预测参谋系统3、数据库4和人机对话系统5连接用于控制和协调其他四个系统之间的工作，并作为 数据交换中心。中心控制系统6大大简化了整个专家系统的连接结构，降^f氐了 数据连接传送的复杂度，提高了系统的稳定性，甚至还可以设有备用的中心控 制系统进一步提高系统安全性。
权利要求1.一种广播专家系统，其特征是包括对广播系统检测和监控的综合监控系统(1)，对综合监控系统(1)的监控数据进行统计和分析的分析评估系统(2)，对监控数据和分析评估结果进行预测分析和决策参谋的预测参谋系统(3)，用于存储监控数据和机器设备技术参数的数据库(4)，以及用于人为监控和系统设置的人机对话系统(5)；上述人机对话系统(5)分别与综合监控系统(1)、分析评估系统(2)、预测参谋系统(3)和数据库(4)连接，分析评估系统(2)和预测参谋系统(3)与数据库(4)连接。
2. 根据权利要求1所述的广播专家系统，其特征是所述综合监控系统(1) 包括用于与安装在各种设备上的各种传感器连接的数据采集模块(11)，用于 将采集的原始数据进行分析处理成统计数据的数据分析处理模块(12)，用于对 实时运作的设备进行智能自动控制和切换的智能自动控制模块(13 )，和进行设 备运作故障报警的自动报警模块(14 ),数据采集模块(11)将原始的数据通过 数据分析处理模块(12 )处理之后分别传送至智能自动控制模块(13 )、自动报 警模块(14 )、数据库(4 )和人机对话模块(5 )。
3. 根据权利要求2所述的广播专家系统，其特征是还设有中心控制系统(6 ), 中心控制系统(6)与综合监控系统(1)、预测参"^某系统(3)、数据库(4)和 人机对话系统(5)连接用于控制和协调其他四个系统之间的工作，并作为数据 交换中心。
4. 根据权利要求2或3所述的广播专家系统，其特征是所述分析评估系统(2) 包括与数据库(4)连接的历史数据查询模块(21)、故障查询模块(22)和分 析统计模块(23)，分析统计模块(23)将数据库(4)中的数据进行分析统计 后再将分析统计结果存入数据库(4);所述人机对话系统(5)包括用于验证用户权限的登陆模块(51)，用于设 置设备参数和报警参数的系统设置模块(52 ),用于查询历史和分析统计数据的 查询模块(53 )和用于查看设备工作状态的状态监控模块(54 ),登陆模块(51) 分别与系统设置模块(52)、查询模块(53)和状态监控模块(54)连接；系统设置模块(52)分别与数据库(4)和自动报警模块(14)连接用于设 置设备的工作参数和报警参数，查询模块(21)分别与历史数据查询模块(21 )、 故障查询冲莫块(22)和分析统计模块(23)连接用于查询各种数据，状态监控 模块(54 )分别与数据库(4 )、数据分析处理模块(12 )、智能自动控制模块(13 )、 自动报警模块(14)和预测参谋系统(4)连接用于接收各个设备的实时运作数 据、工作参数和预测数据。
5. 根据权利要求4所述的广播专家系统，其特征是所述的数据库(4)分成 用于存储经过数据分析处理模块(12)处理过的数据的监控数据库(41)、用于 存储通过系统设置模块(52)配置的设备运行参数数据库(42)和用于存储各 种设备技术参考数据的技术知识数据库(43);监控数据库(41)与历史数据查询模块(21)、故障查询模块(22)和分析 统计模块(23)连接用于提供查询和分析数据，设备运行参数数据库(42)、技 术知识数据库(43)与状态监控模块(54)连接用于提供设备说明和运行参数， 三个数据库均与预测参谋系统(3)连接提供预测的综合数据。
6. 根据权利要求5所述的广播专家系统，其特征是所述预测参谋系统(3) 包括故障处理指引模块(31 )、设备选用建议模块(32 )和设备故障预测模块(33 ), 上述模块均与状态监控模块(54)连接用于提供建议。
7. 根据权利要求2所述的广播专家系统，其特征是所述综合监控系统(1 )、 分析评估系统(2)、预测参谋系统(3)和人机对话系统(5)主要由计算机系 统构成，数据库(4)由海量硬盘阵列构成。
8. 根据权利要求7所述的广播专家系统，其特征是所述数据采集模块(11 ) 包括由单片机构成的中心控制器(111)、设有多个模拟量和数字量的多通道数 据采集设备(112 )和自动恢复电路(113 )。
9. 根据权利要求8所述的广播专家系统，其特征是所述多通道数据采集设备 (112)连接工艺系统数据采集设备(71)、动力系统数据采集设备(72)、音频系统数据采集设备(73 )、发射机数据采集设备(74)和环境数据采集设备(75 ); 环境数据采集设备(75)至少包括温度传感器、照度传感器、空气清新度传感 器、隔声门状态传感器和室内监控摄^f象头中的一种或多种。
10. 根据权利要求9所述的广播专家系统，其特征是所述智能自动控制模块 (13)主要包括音频智能控制设备、动力智能控制设备、发射机智能控制设备和空调系统智能控制设备，所述音频智能控制设备包括主播机(131)、第一备 播机(132)、第二备播机(133)、补乐机(134)、调音台(137)、抢通切换器 (135 )和监控中心机(136 ),所述主播机(131 )和第一备播机(132 )通过调 音台与抢通切换器(135)连接，第二备播机(133)和补乐机(134)直接与抢 通切换器(135)连接，抢通切换器(135)控制端连接监控中心机(136),监 控中心机(136)信号输入端连接音频系统数据采集设备(73)。
专利摘要本实用新型涉及广播电台系统自动控制设备领域，目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种实现播出的自动化和智能化，给广播领域的工程技术人员和管理者的预测和决策提供了快速科学的依据和指引的广播专家系统结构。系统结构主要包括对广播系统检测和监控的综合监控系统，对综合监控系统的监控数据进行统计和分析的分析评估系统，对监控数据和分析评估结果进行预测分析和决策参谋的预测参谋系统，用于存储监控数据和机器设备技术参数的数据库，以及用于人为监控和系统设置的人机对话系统五大部分。
文档编号H04H9/00GK201018514SQ20072004956
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月23日 优先权日2007年3月23日
发明者丁淳营, 张步强, 建 彭, 陈丽雅, 陈晓峰, 研 黄 申请人:广州人民广播电台