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摘 要：本文介绍了广播系统的种类和用途，以最高优先级别的应急广播为例，探讨广播系统在水力发电厂中的应用，并举例说明应急广播系统的设计安装和常见故障处理方法。
关键词：广播；水力发电厂；应用
0 引言
公共广播系统是专用于远距离、大范围传输声音的电声音频系统，广义上属于扩声音响系统的一个分支，是在建筑群内部自成体系的独立广播系统。根据建筑结构和生产工作的特点，水力发电厂通常要在生产区域建立独立的应急广播系统，以满足电力生产的业务广播和应急广播需要。
1 公共广播系统分类
按照《公共广播系统工程技术规范》对公共广播系统进行分类，分为业务广播、背景广播、紧急广播3个类别。业务广播针对向全部或部分听众告知的日常广播，如发布通知、语音播报、寻呼等，同时也包括寻人寻物和新闻等服务性广播的内容；背景广播用于各种场合的背景音乐、背景音响或环境模拟声，其作用是渲染不同场合的环境氛围；紧急广播是为应对突发公共事件而发布的广播，通常具有强插广播的功能，能够强行覆盖正在广播的内容，能够强行唤醒处于休眠状态的公共广播系统发布紧急广播。
2 公共广播系统等级划分
公共广播系统属于扩声音响系统，电声指标必然是其等级划分的依据，此外，功能指标也是其等级划分的重要依据，按照《公共广播系统工程技术规范》对两项指标的要求，公共广播系统的等级划分如下表：
3 水力发电厂应急广播系统建设
3.1 设备系统性能指标
3.1.1 声压级
声压级的单位是分贝，是反映声音大小、强弱的最基本参量。空气中参考声压一般取为2*10E-5Pa，这是正常人耳能察觉1kHz声波的最低声压值，声压级为零分贝，将待测声压有效值与参考声压的比值取常用对数，再乘以20，即为声压级。如某处的声压比参考声压大100倍，那么该处的声压级则为40分贝。根据《公共广播系统工程技术规范》的指标要求，建议水力发电厂应急广播系统的声压级应不低于86分贝。
3.1.2 频率特性
反映扬声器对不同频率声波的辐射能力，是在输入扬声器的信号电压恒定不变时，扬声器输出声压随输入信号的频率变化而变化的规律。人类听觉的理论声波范围在20Hz～20kHz，一般低音扬声器的频率范围在20Hz～3kHz，中音扬声器的频率范围在500Hz～5kHz，高音扬声器的频率范围在2Hz～20kHz，水力发电厂应急广播系统应选用高音扬声器。此外，还可考虑额定频率范围的不均匀度，也就是输出电压幅度的最大值與最小值之比，单位是分贝，普通功放在20Hz～20kHz声波范围约为±1dB～±3dB，优质功放在20Hz～20kHz声波范围仅约±0.1dB。
3.1.3 信噪比
反映声音的音质，是放大器输出的信号电压与同时输出的噪声电压之比，信噪比越高表示杂音越少，根据《公共广播系统工程技术规范》的指标要求，建议水力发电厂应急广播系统的信噪比应不低于70dB，然而，高保真效果的信噪比应在110dB以上。
3.2 设备系统选型
3.2.1 传统广播与IP网络广播的对比
广播系统包括模拟广播、调频广播、数控广播和网络广播4种类型，其中，模拟广播、调频广播和数控广播均属于传统广播。模拟广播受电压、功率、阻抗等因素影响，传输距离短，频率低，易受干扰，多路广播易产生串音，系统扩展性差；调频广播会在调制解调器中引入噪声，且设备老化、频点偏移会导致信号失真；数控广播受传输方式的控制，只能用分区、分组的方式实现控制，广播功能缺乏个性化应用。相较而言，网络广播以其固有优越性统领当今主流，成为广泛普及和应用的广播方式。网络广播采用TCP/IP技术，用IP包形式实现音频信号在网络（局域网/广域网）上传送，形成纯数字传输的双向音频扩声系统，无需单独布线，只需将音频终端接入计算机网络，安装使用简单，扩展灵活方便，解决了传统广播系统音质不佳、维护管理复杂，缺乏互动性的瓶颈。因此，建议水力发电厂应急广播系统采用IP网络广播系统。
3.2.2 IP网络广播的数据流传输
IP网络数据传输的3种方式分别是单播、广播和组播，单播是主机之间“一对一”的通讯模式，其缺点是占用带宽大，如果100个客户机需要相同的数据，则服务器需要逐一传送，重复100次相同的工作；广播是主机之间“一对所有”的通讯模式，缺点是无法向不同客户提供个性化和多样化的服务，但由于无需路径选择，所以网络建设成本低廉；组播是主机之间“一对一组”的通讯模式，缺点是没有纠错机制，但可以通过一定的容错机制进行弥补。由于IP网络广播属于大数据网络应用，一般采用“单播+组播”的通讯方式，用单播方式传递数据量小的同步控制命令，提高可靠性和稳定性；用组播方式传递广播语音数据流，提高带宽效率。
3.3 水力发电厂泄洪广播告警系统的应用实例
3.3.1 系统的功能用途
泄洪广播告警系统属于紧急广播范畴，主要针对水库调度工作，用于对水库大坝上、下游水位和水流的突然变化提前发布通知，提醒电站周边相关区域的全体人员注意人身和物品安全，及时撤离至安全区域。
3.3.2 系统设计与配置
泄洪广播告警宜采用户外无线IP网络广播系统，应根据现场地形地貌特点和广播覆盖需求规划站点，确定站点的位置和数量。由于IP网络广播具有强大的系统扩展性能，现以9个站点为例构建系统，设计系统架构如图1所示：
按照系统架构规划独立组建局域网，可通过无线网桥设备实现TCP/IP网络数据传输，保证系统设备实时稳定在线，还可通过管理软件监控设备状态，系统网络拓扑图及IP地址分配如图2所示，其中，无线网桥的传输距离与其功率有关，综合考虑建设成本，如有站点距离超出无线网桥的传输距离，可采用中继方式（如图2的站点7）。
站点设备主要由太阳能电池板、免维护电池、无线通信模块、无线收扩机和扬声器构成，具体接线如图3所示。太阳能发电系统应支持互联网接入计算机监控，实现远程状态查看和参数设置。另外，各站点应能通过主机配置实现单点广播、分组广播、全体广播、自动定时广播功能。
3.3.3 安装注意事项
机柜内的设备安装应综合考虑设备重量、设备取电、操作使用等因素，一般将较重的功放设备放置机柜最底层，向上依次为电源时序器、音源设备、系统主机、工控机/控制面板，应使用托条或托板支撑设备，不能只用螺丝固定面板，否则会导致设备面板变形，且设备运行不安全。此外，各设备之间至少保持1～2cm间隔供通风散热。由于雷电及电气干扰会对广播系统形成恶劣影响，造成交流噪声和设备芯片老化甚至烧焦，因此，室内/室外广播设备、机柜必须设专用地线接至接地装置，且接地电阻不大于4欧姆。
3.3.4 常见故障处理
关于音效异常的检查处理：一是检查音频通路是否连接不良，某段音频线的连接不良均能导致播放异常或完全无声；二是检查声卡是否错误，在系统服务器或远程客户端上实时喊话，模拟音源的采集通过系统服务器或客户端电脑的声卡进行，若计算机声卡没有安装、声卡驱动程序错误、多声卡选择错误、声卡软件选项错误，则可能出现采集外接音源音质差、断续、无声等音效异常情况，此时，应按照声卡设备说明，确保硬件安装、驱动程序、软件设置等正确无误。
关于设备不通电的检查处理：一是测量输入电压是否与额定输入电压一致，判断是否存在高压电击损坏；二是检查电源座的保险丝是否熔断，将烧坏的保险进行换新处理，此时若再次烧保险，则可能设备内部存在过流短路现象，应及时将设备返厂检查处理。
关于站点无音频输出的检查处理：检查网络适配器至功放设备的信号线是否存在松动或错接线的现象。
参考文献
[1]龙红建.浅谈二滩水电站地下厂房广播系统设计[J].北京电力高等专科学校学报，2010，（29）：91.
[2]王鸥，俞磊.浅谈EAM系统在水力发电厂的应用和推广[A].2004年发电企业资产管理（EAM）技术研讨会[C].2012：156.
（作者单位：龙滩水力发电厂）
关键词：广播；水力发电厂；应用
0 引言
公共广播系统是专用于远距离、大范围传输声音的电声音频系统，广义上属于扩声音响系统的一个分支，是在建筑群内部自成体系的独立广播系统。根据建筑结构和生产工作的特点，水力发电厂通常要在生产区域建立独立的应急广播系统，以满足电力生产的业务广播和应急广播需要。
1 公共广播系统分类
按照《公共广播系统工程技术规范》对公共广播系统进行分类，分为业务广播、背景广播、紧急广播3个类别。业务广播针对向全部或部分听众告知的日常广播，如发布通知、语音播报、寻呼等，同时也包括寻人寻物和新闻等服务性广播的内容；背景广播用于各种场合的背景音乐、背景音响或环境模拟声，其作用是渲染不同场合的环境氛围；紧急广播是为应对突发公共事件而发布的广播，通常具有强插广播的功能，能够强行覆盖正在广播的内容，能够强行唤醒处于休眠状态的公共广播系统发布紧急广播。
2 公共广播系统等级划分
公共广播系统属于扩声音响系统，电声指标必然是其等级划分的依据，此外，功能指标也是其等级划分的重要依据，按照《公共广播系统工程技术规范》对两项指标的要求，公共广播系统的等级划分如下表：
3 水力发电厂应急广播系统建设
3.1 设备系统性能指标
3.1.1 声压级
声压级的单位是分贝，是反映声音大小、强弱的最基本参量。空气中参考声压一般取为2*10E-5Pa，这是正常人耳能察觉1kHz声波的最低声压值，声压级为零分贝，将待测声压有效值与参考声压的比值取常用对数，再乘以20，即为声压级。如某处的声压比参考声压大100倍，那么该处的声压级则为40分贝。根据《公共广播系统工程技术规范》的指标要求，建议水力发电厂应急广播系统的声压级应不低于86分贝。
3.1.2 频率特性
反映扬声器对不同频率声波的辐射能力，是在输入扬声器的信号电压恒定不变时，扬声器输出声压随输入信号的频率变化而变化的规律。人类听觉的理论声波范围在20Hz～20kHz，一般低音扬声器的频率范围在20Hz～3kHz，中音扬声器的频率范围在500Hz～5kHz，高音扬声器的频率范围在2Hz～20kHz，水力发电厂应急广播系统应选用高音扬声器。此外，还可考虑额定频率范围的不均匀度，也就是输出电压幅度的最大值與最小值之比，单位是分贝，普通功放在20Hz～20kHz声波范围约为±1dB～±3dB，优质功放在20Hz～20kHz声波范围仅约±0.1dB。
3.1.3 信噪比
反映声音的音质，是放大器输出的信号电压与同时输出的噪声电压之比，信噪比越高表示杂音越少，根据《公共广播系统工程技术规范》的指标要求，建议水力发电厂应急广播系统的信噪比应不低于70dB，然而，高保真效果的信噪比应在110dB以上。
3.2 设备系统选型
3.2.1 传统广播与IP网络广播的对比
广播系统包括模拟广播、调频广播、数控广播和网络广播4种类型，其中，模拟广播、调频广播和数控广播均属于传统广播。模拟广播受电压、功率、阻抗等因素影响，传输距离短，频率低，易受干扰，多路广播易产生串音，系统扩展性差；调频广播会在调制解调器中引入噪声，且设备老化、频点偏移会导致信号失真；数控广播受传输方式的控制，只能用分区、分组的方式实现控制，广播功能缺乏个性化应用。相较而言，网络广播以其固有优越性统领当今主流，成为广泛普及和应用的广播方式。网络广播采用TCP/IP技术，用IP包形式实现音频信号在网络（局域网/广域网）上传送，形成纯数字传输的双向音频扩声系统，无需单独布线，只需将音频终端接入计算机网络，安装使用简单，扩展灵活方便，解决了传统广播系统音质不佳、维护管理复杂，缺乏互动性的瓶颈。因此，建议水力发电厂应急广播系统采用IP网络广播系统。
3.2.2 IP网络广播的数据流传输
IP网络数据传输的3种方式分别是单播、广播和组播，单播是主机之间“一对一”的通讯模式，其缺点是占用带宽大，如果100个客户机需要相同的数据，则服务器需要逐一传送，重复100次相同的工作；广播是主机之间“一对所有”的通讯模式，缺点是无法向不同客户提供个性化和多样化的服务，但由于无需路径选择，所以网络建设成本低廉；组播是主机之间“一对一组”的通讯模式，缺点是没有纠错机制，但可以通过一定的容错机制进行弥补。由于IP网络广播属于大数据网络应用，一般采用“单播+组播”的通讯方式，用单播方式传递数据量小的同步控制命令，提高可靠性和稳定性；用组播方式传递广播语音数据流，提高带宽效率。
3.3 水力发电厂泄洪广播告警系统的应用实例
3.3.1 系统的功能用途
泄洪广播告警系统属于紧急广播范畴，主要针对水库调度工作，用于对水库大坝上、下游水位和水流的突然变化提前发布通知，提醒电站周边相关区域的全体人员注意人身和物品安全，及时撤离至安全区域。
3.3.2 系统设计与配置
泄洪广播告警宜采用户外无线IP网络广播系统，应根据现场地形地貌特点和广播覆盖需求规划站点，确定站点的位置和数量。由于IP网络广播具有强大的系统扩展性能，现以9个站点为例构建系统，设计系统架构如图1所示：
按照系统架构规划独立组建局域网，可通过无线网桥设备实现TCP/IP网络数据传输，保证系统设备实时稳定在线，还可通过管理软件监控设备状态，系统网络拓扑图及IP地址分配如图2所示，其中，无线网桥的传输距离与其功率有关，综合考虑建设成本，如有站点距离超出无线网桥的传输距离，可采用中继方式（如图2的站点7）。
站点设备主要由太阳能电池板、免维护电池、无线通信模块、无线收扩机和扬声器构成，具体接线如图3所示。太阳能发电系统应支持互联网接入计算机监控，实现远程状态查看和参数设置。另外，各站点应能通过主机配置实现单点广播、分组广播、全体广播、自动定时广播功能。
3.3.3 安装注意事项
机柜内的设备安装应综合考虑设备重量、设备取电、操作使用等因素，一般将较重的功放设备放置机柜最底层，向上依次为电源时序器、音源设备、系统主机、工控机/控制面板，应使用托条或托板支撑设备，不能只用螺丝固定面板，否则会导致设备面板变形，且设备运行不安全。此外，各设备之间至少保持1～2cm间隔供通风散热。由于雷电及电气干扰会对广播系统形成恶劣影响，造成交流噪声和设备芯片老化甚至烧焦，因此，室内/室外广播设备、机柜必须设专用地线接至接地装置，且接地电阻不大于4欧姆。
3.3.4 常见故障处理
关于音效异常的检查处理：一是检查音频通路是否连接不良，某段音频线的连接不良均能导致播放异常或完全无声；二是检查声卡是否错误，在系统服务器或远程客户端上实时喊话，模拟音源的采集通过系统服务器或客户端电脑的声卡进行，若计算机声卡没有安装、声卡驱动程序错误、多声卡选择错误、声卡软件选项错误，则可能出现采集外接音源音质差、断续、无声等音效异常情况，此时，应按照声卡设备说明，确保硬件安装、驱动程序、软件设置等正确无误。
关于设备不通电的检查处理：一是测量输入电压是否与额定输入电压一致，判断是否存在高压电击损坏；二是检查电源座的保险丝是否熔断，将烧坏的保险进行换新处理，此时若再次烧保险，则可能设备内部存在过流短路现象，应及时将设备返厂检查处理。
关于站点无音频输出的检查处理：检查网络适配器至功放设备的信号线是否存在松动或错接线的现象。
参考文献
[1]龙红建.浅谈二滩水电站地下厂房广播系统设计[J].北京电力高等专科学校学报，2010，（29）：91.
[2]王鸥，俞磊.浅谈EAM系统在水力发电厂的应用和推广[A].2004年发电企业资产管理（EAM）技术研讨会[C].2012：156.
（作者单位：龙滩水力发电厂）