一种基于发射机的智能健康分析与诊断方法、系统与流程

1.本发明涉及故障诊断技术领域，具体而言，涉及一种基于发射机的智能健康分析与诊断方法、系统。


背景技术：

2.电视发射机作电视台广播基站的核心设备，是党和国家宣传阵地的重要组成部分。发射信号高效而稳定的持续播放，关系人民社会生活的各方各面，出现异常情况，会对人民的社会生产和生活产生重大影响。
3.随着信息技术的不断进步，广播信号的播出与传输也朝着数字化、网络化、智能化的方向不断发展。导致了广播电视播出系统的组成越来越复杂。在某种程度上，造成系统运行状态的展示也越来越不直观，因此故障排查难度越来越大。
4.传统发射机维护管理严重依赖于维护人员实时监测，出现故障时，需要依靠维护人员及技术专家亲自处理排查问题，查找到发生故障的根本原因，再去进行维修和维护工作。伴随着修理难度的增高，维护和管理发射机所需要的人力物力时间也越来越多，导致运维成本越来越高，传统的维护的技术手段已经不适应当代发射机设备及系统的发展趋势。除此之外，还存在以下几点缺陷：（1）传统发射机在运维过程中，机房维护人员缺乏对整个发射机设备和系统故障点的快速定位能力，需要进行故障人工上报，配合技术人员排查问题，耗费的时间和人员精力较大；（2）传统发射机不具备智能健康分析、自动分析故障及异常告警能力，针对发射机设备运行时潜在的小故障无法检查。当发射机出现播放故障时，往往为时已晚，造成的影响范围很大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于发射机的智能健康分析与诊断方法、系统，以解决背景技术中所指出的问题。
6.本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种基于发射机的智能健康分析与诊断方法，包括如下步骤：数据采样步骤，与发射机各模块建立通讯，获取各模块的数据；健康分析与诊断步骤，根据模块对应的数据类型，以及相对应的参数指标标准对数据进行判断，获取各模块的运行状态；故障定位步骤，对各模块的运行状态进行综合分析，对故障进行定位，实现发射机整机运行情况的诊断。
7.根据一种优选实施方式，所述方法在所述数据采样步骤之前，还包括：基于发射机内部各模块的信号处理链路关系，构建发射机的链路构造模型，其中，发射机内部模块包括激励器、切换器、分配器、功放插件、合成器以及滤波器，所述激励器、切换器、分配器顺次连接，所述分配器的信号输出端连接有多个功放插件，各功放插件的信号输出端连接至合成器，所述合成器与滤波器连接。
8.根据一种优选实施方式，所述故障定位步骤中，对故障进行定位采用如下方式：基于各模块的运行状态，按照从后往前的顺序进行分析推理，定位发生故障的模块在整个链路中所处的位置。
9.根据一种优选实施方式，所述故障定位步骤具体包括：1.1、根据各模块的运行状态，从滤波器后开始分析推理，定位发生故障的模块在整个链路中所处的位置；1.2、通过参数指标标准判断滤波器后po是否正常，若是，则发射机运行正常，其中，po指输出功率，由第二定向耦合器采集获得，所述第二定向耦合器连接于滤波器的信号输出端；若否，则跳转步骤1.3；1.3、判断滤波器前po是否正常，若是，则定位滤波器故障，其中，滤波器前po由连接于滤波器信号输入端的第一定向耦合器采集获得；若否，则跳转步骤1.4；1.4、判断所有功放插件的po输出是否正常，并且po之和是否符合滤波器后po指标，若是，则定位合成器故障；若否，则跳转步骤1.5；1.5、检查各功放插件，判断功放插件所有的末级功放电流是否都正常，若是，则该功放插件内部合成器故障；若否，则同步功放插件内部末级模块状态，跳转步骤1.6；1.6、判断功放插件的前级功放电流是否正常，若是，则该功放插件内部分配器故障；若否，则同步功放插件内部前级模块状态，跳转步骤1.7；1.7、当前级功放电流不正常时，进一步判断激励器po是否正常，若是，则定位激励器故障；若否，则对分配器与切换器进行检查，跳转步骤1.8；1.8、判断所有插件pi是否正常，若是，则定位分配器故障和切换器故障，其中，pi指输入功率；若否，则分配器故障。
10.根据一种优选实施方式，所述方法在所述故障定位步骤之后，还包括：周期性记录并上传各模块的运行状态，将发射机信号处理链路中各个组成模块的工作状态发送至显示模块显示。
11.根据一种优选实施方式，显示模块中发射机信息处理链路状态及各模块工作状态以不同颜色进行标识。
12.根据一种优选实施方式，所述参数指标标准采用参数分段门限，设定不同的参数判断标准。
13.本发明还提供一种基于发射机的智能健康分析与诊断系统，应用到如上述所述的方法，包括：数据采样模块，用以采集发射机内部各模块的参数数据；健康分析与诊断模块，用以接收数据采样模块采样的数据，根据参数指标标准对
发射机整机参数进行综合分析，推理发射机各个模块的运行情况；显示模块，用以实时显示发射机内部各个模块的运行状态；服务器，用以接收并存储所述健康分析与诊断模块上传的数据。
14.根据一种优选实施方式，还包括模型构建模块，所述模型构建模块用以基于发射机内部各模块的信号处理链路关系，构建发射机的链路构造模型，其中，发射机内部模块包括激励器、切换器、分配器、功放插件、合成器以及滤波器，所述激励器、切换器、分配器顺次连接，所述分配器的信号输出端连接有多个功放插件，各功放插件的信号输出端连接至合成器，所述合成器与滤波器连接。
15.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的基于发射机的智能健康分析与诊断方法。
16.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：（1）本发明通过让发射机智能化、网络化、数据化，为维护人员提供了更加精确的维修保养对策；（2）本发明实现了发射机故障诊断的自动化，节约了维护时间及人力成本；（3）通过本发明提供的方法，更加容易发现设备运行的潜在问题，使用预防性维护手段，限制故障的发展，避免发射机出现宕机情况；（4）本发明实现了发射机维护管理由“经验型维修”到“预防性维护”的转变。
附图说明
17.图1为本发明实施例1提供的基于发射机的智能健康分析与诊断方法的流程示意图；图2为本发明实施例1提供的发射机采样模型的示意图；图3为本发明实施例1提供的故障诊断的流程示意图；图4为本发明实施例1提供的基于发射机的智能健康分析与诊断系统的结构示意图。
18.图5为本发明实施例1提供的基于发射机的插件内部构成模型的示意图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.实施例1参阅图1所示，图1为本发明实施例1提供的基于发射机的智能健康分析与诊断方法的流程示意图。
21.经申请人研究发现，传统发射机维护管理严重依赖于维护人员实时监测，出现故障时，需要依靠维护人员及技术专家亲自处理排查问题，查找到发生故障的根本原因，再去进行维修和维护工作。伴随着修理难度的增高，维护和管理发射机所需要的人力物力时间也越来越多，导致运维成本越来越高，传统的维护的技术手段已经不适应当代发射机设备及系统的发展趋势。除此之外，还存在以下几点缺陷：（1）传统发射机在运维过程中，机房维
护人员缺乏对整个发射机设备和系统故障点的快速定位能力，需要进行故障人工上报，配合技术人员排查问题，耗费的时间和人员精力较大；（2）传统发射机不具备智能健康分析、自动分析故障及异常告警能力，针对发射机设备运行时潜在的小故障无法检查。当发射机出现播放故障时，往往为时已晚，造成的影响范围很大；（3）传统的发射机运维管理手段缺乏对发射机设备元器件的生命周期管理，不能对发射机各模块内部元器件的损耗及寿命做有效评估。本发明的目的在于提供一种基于发射机的智能健康分析与诊断方法、系统，以解决上述所指出的问题，方案具体如下：一种基于发射机的智能健康分析与诊断方法，包括如下步骤：数据采样步骤，与发射机各模块建立通讯，获取各模块的数据，如采集发射机的激励器、功放组、风机、电源组的电流、电压、功率、转速等参数；健康分析与诊断步骤，根据模块对应的数据类型，以及相对应的参数指标标准对数据进行判断，获取各模块的运行状态；故障定位步骤，对各模块的运行状态进行综合分析，对故障进行定位，实现发射机整机运行情况的诊断。
22.考虑到发射机是信号处理的无线电设备，模块与模块之间是按照信号处理的链路关系进行连接的，因此模块之间的参数变化具有一定的关联性；所以，在本实施例的一种实施方式中，所述方法在所述数据采样步骤之前，还包括：基于发射机内部各模块的信号处理链路关系，构建发射机的链路构造模型，发射机的链路构造模型参阅图2所示，其中，发射机内部模块包括激励器、切换器、分配器、功放插件、合成器以及滤波器，所述激励器、切换器、分配器顺次连接，需要说明的是，发射机内部包含有两台激励器，切换器则是用于主备激励器切换；进一步的，所述分配器的信号输出端连接有多个功放插件，各功放插件的信号输出端连接至合成器，所述合成器与滤波器连接。此外，针对功放插件内部构成还构建有插件内部构成模型，插件内部构成模型参阅图5所示。
23.进一步的，根据上述模型，本实施例基于各模块的运行状态，按照从后往前的顺序进行分析推理，定位发生故障的模块在整个链路中所处的位置，以此实现故障的定位。例如，1kw发射机功放插件1的末级功放1出现故障，将会导致同级的其它末级功放负载过高，从电流表现看该末级模块故障，其它末级模块异常，导致该插件的整体输出功率异常，经过功放组合成的输出功率表现异常，经过滤波后的整机输出功率也会异常；而激励器、分配器、合成器及功放插件的输入功率并不受该模块的影响而表现异常；其它模块出现故障，根据上述方法也可实现定位。采用模型推理的方式，通过各级模块的参数指标标准判断，即可推断出发射机出现故障的关键位置，得到各模块的运行状态。其中，所述参数指标标准采用参数分段门限，设定不同的参数判断标准。例如，针对功放插件po，设定0
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门限1为故障，设定1
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门限2为正常，设定门限2 为故障；针对末级插件电流，设定0
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静态电流为故障，设定静态电流
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门限1为警告，设定门限1
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门限2为正常，设定门限2 为故障。
24.参阅图3所示，所述故障定位步骤具体包括：1.1、根据各模块的运行状态，从滤波器后开始分析推理，定位发生故障的模块在整个链路中所处的位置；1.2、通过参数指标标准判断滤波器后po是否正常，若是，则发射机运行正常，其中，po指输出功率，由第二定向耦合器采集获得，所述第二定向耦合器连接于滤波器的信号
输出端；若否，则跳转步骤1.3；1.3、判断滤波器前po是否正常，若是，则定位滤波器故障，其中，滤波器前po由连接于滤波器信号输入端的第一定向耦合器采集获得；若否，则跳转步骤1.4；1.4、判断所有功放插件的po输出是否正常，并且po之和是否符合滤波器后po指标，若是，则定位合成器故障；若否，则跳转步骤1.5；1.5、检查各功放插件，判断功放插件所有的末级功放电流是否都正常，若是，则该功放插件内部合成器故障；若否，则同步功放插件内部末级模块状态，跳转步骤1.6；1.6、判断功放插件的前级功放电流是否正常，若是，则该功放插件内部分配器故障；若否，则同步功放插件内部前级模块状态，跳转步骤1.7；1.7、当前级功放电流不正常时，进一步判断激励器po是否正常，若是，则定位激励器故障；若否，则对分配器与切换器进行检查，跳转步骤1.8；1.8、判断所有插件pi是否正常，若是，则定位分配器故障和切换器故障，其中，pi指输入功率；若否，则分配器故障。
25.此外，所述方法在所述故障定位步骤之后，还包括：周期性记录并上传各模块的运行状态，将发射机信号处理链路中各个组成模块的工作状态发送至显示模块显示。显示模块中发射机信息处理链路状态及各模块工作状态以不同颜色进行标识。例如，白色代表模块通讯断开或待机，绿色代表正常，黄色代表警告，红色代表故障。显示模块通过周期性记录参数数据，按照时间顺序绘制参数的变化趋势图，实现模块参数趋势图的绘制，以此实现发射机内部各模块全生命周期的监测预警。
26.此外，针对现有发射机运维管理手段缺乏对发射机内部各模块的生命周期管理，不能对发射机各模块内部元器件的损耗及寿命做有效评估。本发明实施例还提供发射机损耗评估方法：在发射机信号处理链路中，以功放插件为例，功放插件负责发射机信号放大作用，功放插件的损耗与寿命与其累计运行时间和电流指标有着非常重要的关系。本发明构建功放模块电流异常的概率与时间之间的函数关系模型，即发射机剩余使用寿命模型，通过比对当前功放插件的指标与累计的运行时间，即可确定发射机功放插件当前运行状态下出现故障的概率，为安排维护时间、优化运行效率并有效的避免计划外停机提供判断依据。
27.参看图4，本发明实施例还提供一种基于发射机的智能健康分析与诊断系统，应用到如上述所述的方法，包括：数据采样模块，用以采集发射机内部各模块的参数数据，如采集发射机的激励器、功放组、风机、电源组的电流、电压、功率、转速等参数；健康分析与诊断模块，用以接收数据采样模块采样的数据，首先将采样得到的数据进行换算，然后根据换算结果得到参数的指标标准，进一步根据参数指标标准对发射机整机参数进行综合分析，推理发射机各个模块的运行情况，周期性的上传和记录发射机的健康分析状况和数据，并上传至显示模块的显示模块进行显示；显示模块，按照发射机采样模型构成布局，用以实时显示发射机内部各个模块的运行状态；例如激励器、切换器、分配器、合成器、滤波器和功放插件内部的分配器、功放模块、合成器等。进一步的，通过界面操作，可以查看发射机整个链路的运行状态；可以分析发射机运行状态对故障实施快速定位；可以查看发射机运行的参数趋势图；可以配置参数指标标准的阈值区间；
服务器，用以接收并存储所述健康分析与诊断模块上传的数据。具体的，本发明实施例支持有线与4g网络，支持tcp/ip、snmp等多种网络协议，系统初始化时与服务器建立网络通讯，在分析流程中进行数据上传。
28.还包括模型构建模块，所述模型构建模块用以基于发射机内部各模块的信号处理链路关系，构建发射机的链路构造模型，其中，发射机内部模块包括激励器、切换器、分配器、功放插件、合成器以及滤波器，所述激励器、切换器、分配器顺次连接，所述分配器的信号输出端连接有多个功放插件，各功放插件的信号输出端连接至合成器，所述合成器与滤波器连接。
29.此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的基于发射机的智能健康分析与诊断方法。
30.综上所述，本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：（1）本发明通过让发射机智能化、网络化、数据化，为维护人员提供了更加精确的维修保养对策；（2）本发明实现了发射机故障诊断的自动化，节约了维护时间及人力成本；（3）通过本发明提供的方法，更加容易发现设备运行的潜在问题，使用预防性维护手段，限制故障的发展，避免发射机出现宕机情况；（4）本发明实现了发射机维护管理由“经验型维修”到“预防性维护”的转变。
31.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。