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数字孪生技术在广播电视发射台站运维中的应用

梁永刚
  
安防科技
2023年50期
内蒙古自治区阿拉善盟广播电视传输发射中心台 内蒙古 阿拉善盟 750300

摘要:电视是人们日常生活中经常使用的家电,对日常生活具有较大影响。广播电视发射台是直接影响电视观看效果的关键因素,因此广播中心需要加强对广播电视发展台站的运维管理,确保广播电视发射台站的正常运转。数字孪生技术是信息时代产生的新型信息技术,将数字孪生技术用于广播电视台站的运维工作能够提高运维质量和效果,为广播电视安全性和稳定性提供更好的保障。本文对数字孪生技术进行分析,并对数字孪生技术在广播电视发射台站运维中的实际应用加以阐述和研究。

关键词:数字孪生技术;广播电视;发射台;运维管理

引言

随着科技和经济水平的发展,我国已经全面进入到信息时代,广播电视行业也得到快速发展。广播电视由传统的黑白电视逐渐发展为现在的模拟信号、数字信号,成为人们日常生活中不可或缺的重要家电。安全性和稳定性是广播电视应用的重要性能,在信息时代如何有效利用信息技术确保广播电视得以安全播出是相关人员的首要研究问题。将数字孪生技术应用于广播电视发射台的日常运维工作,能够通过数字孪生技术构建虚拟环境加以控制管理,以此来提高运维质量,因此近年来数字孪生技术在广播电视发射台运维管理方面得到高度普及和应用,数字孪生技术也成为相关人员的重点研究技术之一。

1.数字孪生技术概述

数字孪生技术首次诞生于2002年,由美国密歇根大学研究教授提出并创建,数字孪生技术利用镜像理念,通过对控制内容建立镜像信息模型加以测算,以此来起到控制效果。通过应用数字孪生技术能够将实体设施进行等比例还原,在虚拟空间中构建虚拟镜像模型,并通过信息技术使虚拟信息模型保持与实体设施同步,在进行控制管理时可以直接对虚拟信息模型进行操作,根据实际操作结果反馈到实体设施上,以此来起到优化控制管理的效果。由于构建虚拟信息模型与实体设施完全一样,因此该技术也被命名为数字孪生技术[1]。通过数字孪生技术建立广播电视发射台的三维建模,能够实现对广播电视发射台的智能化管理和动态分析,将日常运维管理工作进行精确化处理,从而实现智慧化运维管理。

2数字孪生技术的关键组成技术

数字孪生技术在实际应用中需要与相关信息技术进行结合,以此来确保数字孪生技术的有效应用,提高实际应用质量和效果,数字孪生技术的关键组成技术主要包括以下几种。

2.1 信息数据采集技术

数字孪生技术需要根据实体设施相关信息数据为基础构建虚拟模型,因此在应用数字孪生技术前需要通过信息数据采集技术对实体设施进行信息数据收集,针对实体设施的信息采集多采用测绘设备、无人机技术或浏览车装置进行信息采集,并以此为基础对实体设施进行模拟构建,在信息数据采集完成后,管理人员需要将信息数据统一收集整合到数据库中,确保信息数据与实体设施保持一致,并通过相应计算处理对采集信息数据进行加工。

2.2 三维信息建模技术

数字孪生技术在应用中需要对实体设施进行三维建模,因此需要将相关信息数据进行有效整合利用,目前市场环境中针对数字孪生技术的三维建模多采用BIM技术。BIM技术是指利用实体设施的信息数据来建造三维模型,以供管理人员观察和使用,通过仿真技术对实体设施的具体数据进行展示,可以为实体设施的管理、设计、施工、验收等相关环节提供有效保障。在数字孪生技术的应用中BIM技术同样能够起到非常好的应用效果,能够对实体设施进行三维建模,通过三维模型开展后续模拟运维管理工作,实现实体与虚拟模型的有效交互。

2.3 图像处理技术

图像处理技术同样是数字孪生技术的重要组成部分之一,通过数据信息采集后构建三维模型,此时还需要通过图像处理技术对三维模型进行相应处理,通过图像处理技术对各类实体设施的数据信息进行有效识别,从而还原实体设施的真实原貌,同时通过图像处理技术将数据信息转化成实际图像,从而实现数字孪生技术的可视化应用。

2.4 计算机模拟技术

计算机模拟技术是实现数字孪生技术的重要技术,数字孪生技术的原理是建立实体设施的三维模型,通过对三维模型进行控制管理来实现虚拟模拟,从而为实体设施的控制管理提供参考。而实现实体设施与虚拟模型的同步则需要依靠计算机模拟技术。通过计算机模拟技术能够根据实体设施进行仿真模拟,并以三维模型为基础建立动态交互式模拟系统,使虚拟三维模型能够按照实体设施的动态变化进行相应变化,从而实现虚拟与现实的同步。

2.5 信息数据分析技术

数字孪生技术的应用最终需要通过信息数据处理技术对相关内容加以分析,从而实现控制管理工作的有效开展。通过信息数据分析技术对三维模型在虚拟控制管理中产生的信息数据进行分析,能够得出数据的变化趋势、相关关联性和规律等特征,管理人员依靠数据处理结果对处理操作进行优化和调整,并将优化后的处理操作应用于实体设施中,以此来提高控制管理质量和效果。同时通过信息数据分析技术还能够将三维模型产生的信息数据通过表格、图像加以呈现,能够有效提高信息数据的直观性,实现可视化管理。随着信息时代的不断发展,未来信息数据分析技术的处理能力和分析能力将会越来越高,在数字孪生技术中的应用效果也会更好,采用数字孪生技术能够对实体设施、特定区域甚至城市进行有效模拟,此时就需要具备足够的信息数据分析技术来处理庞大、复杂的信息数据,确保数字孪生技术的有效开展应用。

3数字孪生技术在广播电视发射台站运维中的应用

3.1 构建信息化管理平台

通过应用数字孪生技术能够为广播电视发射台站构建全方位信息化管理平台,从而实现对广播电视发射台站的数字化、信息化建设。通过数字孪生技术构建虚拟广播电视发射台站,将日常运维管理工作进行数字化模拟,从而确保日常运维管理工作得到充分调整优化。通过信息化管理平台能够更加直观地观测广播电视发射台站,对重点设备、线路和容易出现安全问题的环节进行监测,同时采用数字孪生技术还能够对虚拟广播电视发射台站产生的信息数据进行分析,在运维管理信息数据中总结规律和变化趋势,从而为实体广播电视发射台站的管理控制提供参考借鉴。目前我国大部分广播电视发射台站在实际运维管理中往往存在管理职能不统一、子系统独立管理的现象,不同系统往往自己开展运维管理工作,各个子系统之间没有建立有效连接,而通过数字孪生技术能够为全广播电视发射台站构建信息化管理平台,将不同子系统和所有运行环节全部纳入平台中,以此来实现各个子系统的有效互通和数据信息共享。

3.2 可视化管理

应用数字孪生技术还能够实现对广播电视发射台站的可视化管理,可视化管理能够使运维管理工作更加直观呈现,从而提高管理质量和效率。可视化管理具体包括广播电视发射台站环境、设备资源、信号线路和动力安全防护等多方面:

3.2.1 广播电视发射台站环境的可视化管理

在广播电视发射台站环境方面,通过数字孪生技术构建虚拟广播电视发射台站和周边环境,能够直接通过虚拟模型对外部环境中存在的干扰因素进行分析,并根据数据信息采集结果对外界环境进行相应处理。例如通过虚拟模型构建广播电视发射台站的外部道路、建筑和自然景观等。同时采用虚拟模拟还能够对广播电视发射台站内部进行可视化管理,将广播电视发射台站内部的各个机房和整体建筑结构进行真实模拟,从而对日常运维管理工作的开展进行实时监测,以此来提高运维管理工作的应急处理能力和决策能力。

3.2.2 设备可视化管理

通过数字孪生技术还能够对广播电视发射台站的设备进行可视化管理,针对动力设备、安全设备等各类设备的运行情况、配置情况和处理能力进行分析,可以更加直观地了解到设备在广播电视发射台站运维管理方面存在的问题,同时采用虚拟模型还能够对广播电视发射台站环境中的设备进行编号管理,当进行操作时管理人员可以直接通过管理平台搜索并定位设备的具体位置,并直接通过信息化管理平台对设备进行处理,并同时同步反映到实体设施上,以此来提高运维管理效率,从而及时加以优化调整。在信息管理平台中针对运行设备主要采用传感器、高清摄像头等设备建立实时监测系统,对所有设备的运行情况进行信息数据收集。而在信息管理平台中直接将各个设备的相关运行参数加以呈现,例如设备温度、运行时间、功率、信号强度和实时电压等,能够更加直观地反映设备实际情况,同时通过管理平台对不同设备的运行参数加以设定,当实际参数与设定值不符时平台能够自动报警,从而实现对所有设备的可视化、自动化管理[3]。

3.2.3 信号线路可视化管理

信号线路是决定广播电视发射质量的关键因素,通过信息管理平台能够将信号线路进行可视化管理,从而提高管理质量和效率。管理人员可以直接通过图像处理技术建立每一条信号线路的拓扑图,并通过管理平台直接查找某一条信号线路及配套端口信息,当信号线路出现故障问题时,管理平台能够自动进行报警或切断信号传输,确保信号发射安全。同时当信号线路出现问题时,管理人员能够直接找到出现故障现象的信号线路,并通过拓扑图直接对该信号线路上存在的故障节点进行排查,以此来降低故障处理时间和排查时间,为广播电视发射信号的发射安全提供更好的保障[4]。

3.2.4 动力安全可视化管理

采用数字孪生技术还能够对广播电视发射台站的动力系统和安全系统进行可视化管理,从而有效提高运维管理质量。通过虚拟模型能够对广播电视发射台站内的所有动力装置进行可视化管理,包括发电机、配电柜、稳压柜等设备,对动力设备的相关动力指标进行可视化呈现,当电压、电流或负载值超过预警阈值时能够发出警报并自动进行报警,同时在管理平台中加入远程控制技术,能够直接对所有动力装置进行远程遥控,从而实现高效管理。除此之外信息管理平台还能够对广播电视发射台站的整体安全进行可视化管理,对虚拟模型进行实时监控,并以此为基础构建实体广播电视发射台站的监控平台,由高清摄像头采集信息数据后通过虚拟监控平台进行数据处理分析,通过采用可视化管理能够对广播电视发射台站进行精确管控,当出现意外情况和风险因素时,管理人员直接通过监控平台能够探明出现问题的具体部位,从而有效减少故障现象的定位时间和处理时间,达到提高运维管理效率和质量的效果[5]。

结束语

综上所述,随着信息时代的发展,数字孪生技术也成为新时代广播电视发射台站运维管理的重要技术之一,通过数字孪生技术能够构建信息管理平台,从而将实际运维管理工作进行可视化处理,有效提高运维管理质量和处理效率,为广播电视发射台站的日常工作开展和安全提供更好的保障。

参考文献

[1]徐元晓,娄欢,陈殊.数字孪生技术在智慧园区中的实践[J].通信与信息技术, 2023,(06):41-44.

[2]陈波.基于数字孪生技术的智慧高速雷视融合系统应用研究[J].交通企业管理, 2023,38(06):63-65.

[3]拉巴卓玛.数字孪生技术在广播电视发射台站运维中的应用[J].电视技术, 2023,47(10):116-120.

[4]易嘉耀.数字孪生技术在广播电视工程中的应用[J].电视技术,2023,47(04): 145-147.

[5]张辉.初探数字孪生技术发展及其在广播电视系统中的应用研究[J].现代电视技术,2023,(04):50-54.

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