大型鐵塔天線維護(hù)輔助軟件

劉漢民國家新聞出版廣電總局六四一臺(tái)，福建泉州　362000

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大型鐵塔天線維護(hù)輔助軟件

劉漢民
國家新聞出版廣電總局六四一臺(tái)，福建泉州362000

摘要天線維護(hù)輔助軟件，是指應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，在電腦中真實(shí)再現(xiàn)施工現(xiàn)場及教學(xué)環(huán)境，利用軟件中的各種施工設(shè)備、工具及人機(jī)交互界面技術(shù)，在電腦中進(jìn)行施工操作，使天線維護(hù)過程不再局限于施工時(shí)間、地域。利用輔助軟件的網(wǎng)絡(luò)功能，施工團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)練習(xí)，達(dá)到更好地輔助天線維護(hù)及天線教學(xué)。

關(guān)鍵詞ProE；天線維護(hù)；天線教學(xué)

傳統(tǒng)天線維護(hù)施工方案的制定，維護(hù)團(tuán)隊(duì)只能在施工現(xiàn)場展開圖紙，用手比劃進(jìn)行方案討論及大型機(jī)械的布置方式研究，存在很大的不確定因素；傳統(tǒng)天線維護(hù)技能教學(xué)，靠老師傅施工過程中口傳心授，培訓(xùn)方式局限性很大。本軟件應(yīng)用先進(jìn)的三維技術(shù)，打破傳統(tǒng)的現(xiàn)場施工模式及教學(xué)模式，將天線施工及教學(xué)場景在電腦中真實(shí)再現(xiàn)，便于施工方案、現(xiàn)場布置方案確定，極大地方便了天線教學(xué)工作。

1　制作軟件

本軟件應(yīng)用ProE機(jī)械制圖工具及3DS max三維動(dòng)畫制作、渲染工具，繪制各種天線施工及教學(xué)所要用到的三維圖像。配合3D引擎技術(shù)，通過編寫VSC#及JS程序，附加于三維圖像上，實(shí)現(xiàn)三維圖像的動(dòng)畫處理及事件處理，通過3D渲染技術(shù)，展現(xiàn)逼真的施工現(xiàn)場。

2　軟件制作介紹

2.1軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本軟件主要由登錄界面、選擇菜單、I型天線區(qū)演練、II型天線區(qū)演練、短波天線區(qū)演練、天線饋線區(qū)、中波I型搶修演練、中波II型搶修演練、短波天饋線搶修演練、短波饋線絕緣子搶修演練、編插鋼絲繩演練及網(wǎng)絡(luò)設(shè)置功能等模塊，如圖1。

圖1

2.2功能模塊介紹

登錄界面如圖2，輸入正確的密碼，點(diǎn)擊Enter按鍵。進(jìn)入系統(tǒng)主菜單后，可以選擇不同功能模塊，如圖3。

圖2

圖3

2.2.1I型天線區(qū)演練模塊

如圖5，進(jìn)入I型演練場地后，在窗口的右邊為天線工具欄，窗口的下方為一組快捷鍵。使用者以第一人稱形式瀏覽天線區(qū)，并在任意位置將工具欄中的工具拉出，進(jìn)行模擬布場，從而打破了傳統(tǒng)天線施工布置只能現(xiàn)場操作的局限性，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、不花費(fèi)人力物力達(dá)到同樣的效果。II型天線區(qū)演練模塊、短波天線區(qū)演練模塊與I型相似，不再復(fù)述。

2.2.2天線饋線演示

如圖4，天線饋線是廣播傳輸介質(zhì)，進(jìn)入此模塊，可查看饋現(xiàn)分布情況并指導(dǎo)維護(hù)工作。

圖4

圖5

2.2.3中波I型搶修模塊

施工之前，需要到機(jī)房掛安全警示牌、桌牌、個(gè)人名牌等操作，防止機(jī)器開機(jī)，送電至工作位置導(dǎo)致人身安全事故。首先，操作鍵盤方向鍵走到機(jī)房警示牌柜并點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵取牌，如圖6。操作鍵盤方向鍵行至控制臺(tái)和掛通地鉤處，按住鼠標(biāo)左鍵分別將安全警示桌牌、安全警示掛牌拖至正確位置，如圖7、圖8。

圖6

圖7

圖8

繼續(xù)操作鍵盤方向鍵進(jìn)入倉庫，如圖9，取通地鉤，掛于傳輸天饋線上，如圖10，預(yù)防機(jī)器意外開機(jī)導(dǎo)致傳輸饋線帶電，強(qiáng)電流可通過此通地鉤引入地下，避免危害人身安全。

圖9

圖10

圖11

2.2.4短波饋線絕緣子搶修

短波天線采用了大量的絕緣子，由于戶外條件差，容易遭受臺(tái)風(fēng)、冰凍天氣、冰雹等惡劣氣候影響而斷裂。本功能模塊針對(duì)此問題設(shè)計(jì)，提高維修人員搶修故障熟練程度。

短波搶修施工，一般采用兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)，帶動(dòng)兩鋼絲繩，將吊斗升到空中工作位置進(jìn)行施工。施工之前，需要到機(jī)房掛安全警示牌、個(gè)人名牌，到倉庫取通地鉤，掛于傳輸饋線上，與上述相似，不再復(fù)述。進(jìn)入搶修現(xiàn)場，如圖11。依次安放鋼絲繩套、滑輪、吊斗、卷揚(yáng)機(jī)，如圖12、圖13。準(zhǔn)備工作完畢，操作屏幕下方的快捷按鍵，如圖14，控制兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)升降，將吊斗提升到任意位置進(jìn)行搶修工作，如圖15。當(dāng)?shù)醵返竭_(dá)指定位置高度后，從右側(cè)工具欄中拖取葫蘆、新絕緣子等工具，完成對(duì)故障的修復(fù)，如圖16。

圖12

圖13

圖14

圖15

圖16

圖17

2.2.5短波天饋線搶修

短波傳輸饋線由大量絕緣子承擔(dān)絕緣和機(jī)械固定作用，當(dāng)絕緣子因不可抗因素出現(xiàn)斷裂時(shí)，會(huì)造成功率信號(hào)傳輸中斷，影響安全播音。本功能提高了應(yīng)對(duì)故障搶修的熟練程度。

如圖17，拖動(dòng)搶修現(xiàn)場右側(cè)工具欄中的工具，分別安裝好梯子、繩套、葫蘆等，按照軟件提示操作鼠標(biāo)左擊葫蘆手柄放出鏈條，鉤住因故障掉落地面的饋線端子，在葫蘆手柄上右擊鼠標(biāo)收回鏈條，使饋線被拉回原來位置，如圖18。操作鼠標(biāo)左鍵將工具欄中的新絕緣子拖至修復(fù)位置固定好，完成搶修過程。如圖19。

圖18

圖19

圖20

2.2.6編插鋼絲繩演練模塊

鋼絲繩，廣泛應(yīng)用于廣電、重型工業(yè)、海洋船泊、建筑施工等行業(yè)。在廣電領(lǐng)域，分布有數(shù)量眾多的重型鐵塔，鋼絲繩發(fā)揮了重要的作用。鋼絲繩的編插操作，成為天線維護(hù)技能中不可或缺的一部分。傳統(tǒng)教學(xué)中，一般為老師傅帶領(lǐng)徒弟手把手教。教學(xué)時(shí)間短、編插步驟復(fù)雜、編插繩油膩、編插費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成為掌握編插技能的瓶徑。本模塊采用三維技術(shù)，將編插過程軟件化，使編插過程更形象化，學(xué)習(xí)更為便利，尚屬國內(nèi)首創(chuàng)。如圖20，通過選擇正確的編插位置及編插鋼絲芯，完成鋼絲繩編插過程。

2.2.7網(wǎng)絡(luò)功能

廣電天線維護(hù)一般為團(tuán)隊(duì)作業(yè)。團(tuán)隊(duì)協(xié)同作業(yè)演練，為本軟件的重點(diǎn)功能之一。如圖21，可以設(shè)置建立服務(wù)器，或者輸入遠(yuǎn)程服務(wù)器IP地址及端口號(hào)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)協(xié)同作業(yè)。聯(lián)網(wǎng)成功后，即可實(shí)現(xiàn)多人聯(lián)合演練。如圖22，為多人聯(lián)合布場功能。天線施工模擬現(xiàn)場大，人員渙散，本軟件開發(fā)了對(duì)講機(jī)功能，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊功能，便于現(xiàn)場指揮，統(tǒng)一行動(dòng)。

圖21

圖22

3　軟件制作碰到的問題及其解決

軟件制作過程碰到諸多困難，從細(xì)節(jié)上總結(jié)，問題有：葫蘆收發(fā)鏈條、鋼絲繩模型制作及其編插操作、卷揚(yáng)機(jī)的伸縮動(dòng)作等許多仿真動(dòng)作尚屬首創(chuàng)，沒有成功案例可以借鑒，靠一點(diǎn)點(diǎn)編寫、調(diào)試底層驅(qū)動(dòng)代碼解決；大模型一次性導(dǎo)入會(huì)出現(xiàn)圖像屬性與三維引擎不兼容的問題，采取分步導(dǎo)入，逐個(gè)解決不兼容問題；項(xiàng)目越做越大，電腦運(yùn)行越慢，采取升級(jí)電腦硬件及圖形算法優(yōu)化的解決辦法。從宏觀上總結(jié)，問題有：開發(fā)采用的3D引擎不成熟、開發(fā)平臺(tái)不成熟而進(jìn)行多次平臺(tái)更換及頻繁的項(xiàng)目整體搬遷修改，工作量巨大；項(xiàng)目具體功能需求并不明確，隨著項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度逐步確定項(xiàng)目需求；項(xiàng)目開發(fā)后期，源代碼巨大，需要更規(guī)范的代碼歸檔歸類，防止程序運(yùn)行混亂。

4　結(jié)論

項(xiàng)目開發(fā)過程中，得到了單位領(lǐng)導(dǎo)及同事們的大力支持，提出了很多改進(jìn)建議，表示感謝。此項(xiàng)目經(jīng)過兩年多的開發(fā)及應(yīng)用，獲得國家新聞出版廣電總局無線電臺(tái)管理局科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)的好成績。大型鐵塔天線維護(hù)輔助軟件，給維護(hù)工作者提供一個(gè)虛擬真實(shí)的練習(xí)系統(tǒng)，通過使用本軟件，對(duì)熟悉工作流程、提高維護(hù)技能、強(qiáng)化安全意識(shí)起到了很好作用。

中圖分類號(hào)TN8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）165-0099-04

作者簡介：劉漢民，國家新聞出版廣電總局六四一臺(tái)。