專利名稱：一種廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)及其仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣播電臺(tái)組建設(shè)計(jì)輔助設(shè)備領(lǐng)域，更具體的說是一種能夠模擬廣播電臺(tái)組建和運(yùn)作，并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)及其仿真方法。

背景技術(shù)：
組建一個(gè)廣播電臺(tái)是一項(xiàng)龐大的工程，設(shè)計(jì)聲學(xué)、建筑學(xué)、電子工程學(xué)、電磁學(xué)、計(jì)算機(jī)工程等眾多領(lǐng)域，需要由這些領(lǐng)域的多位專家組成設(shè)計(jì)小組進(jìn)行設(shè)計(jì)。廣播電臺(tái)系統(tǒng)涉及的基本設(shè)備有上千、上萬個(gè)，而且這些設(shè)備的更新速度很快，即使是本領(lǐng)域的專家，也無法及時(shí)對(duì)設(shè)備的新產(chǎn)品技術(shù)特性了如指掌，更無法了解這些設(shè)備與其他設(shè)備之間運(yùn)作的兼容性，是否會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠度產(chǎn)生影響。現(xiàn)有的廣播電臺(tái)組建一般采用兩種方法，一種是先組建一個(gè)小的電臺(tái)系統(tǒng)，然后慢慢的拓展其功能，更新設(shè)備，如一些傳統(tǒng)的廣播電臺(tái)。這種方法雖然穩(wěn)定性高、風(fēng)險(xiǎn)低，不過其缺點(diǎn)是要組建一個(gè)成熟的系統(tǒng)需要?dú)v時(shí)幾年甚至十幾年，而且功能和新設(shè)備的拓展受到了原有設(shè)備的限制，更新慢，拓展難度高。另一種方法是參考現(xiàn)有成熟的廣播電臺(tái)系統(tǒng)，組建一個(gè)類似的系統(tǒng)。雖然建設(shè)速度快，功能完善，不過在設(shè)備的選用方面，如果全部采用已有系統(tǒng)的設(shè)備，則無法進(jìn)行以后的更新和拓展，如果采用新的設(shè)備，則風(fēng)險(xiǎn)性無法予以評(píng)估，需要進(jìn)行一番論證后才能確定，因此這種方法的投入和風(fēng)險(xiǎn)都十分高。
現(xiàn)有的廣播專家系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)廣播電臺(tái)自動(dòng)化和智能化，并且在廣播電臺(tái)的運(yùn)作過程中記錄各個(gè)設(shè)備的詳細(xì)信息，包括可靠度、故障率等工作參數(shù)，建立了一個(gè)完善的設(shè)備數(shù)據(jù)庫。在工作的過程中，此數(shù)據(jù)庫能夠給工程技術(shù)人員和管理者的預(yù)測(cè)和決策提供快速科學(xué)的依據(jù)和指引。同樣基于這個(gè)數(shù)據(jù)庫，結(jié)合人工智能、控制技術(shù)和預(yù)測(cè)技術(shù)等諸多技術(shù)范疇，仿真技術(shù)將是比較直觀的系統(tǒng)工程應(yīng)用技術(shù)，把仿真技術(shù)應(yīng)用于廣播行業(yè)，能夠給如何建立一個(gè)科學(xué)而安全可靠的廣播工藝系統(tǒng)，如何達(dá)到最好的性能價(jià)格比，如何提高系統(tǒng)的可靠性，新系統(tǒng)建立后的效果如何，如何給工程技術(shù)人員和管理人員進(jìn)行決策時(shí)提供快速科學(xué)的依據(jù)和指引。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠仿真廣播電臺(tái)運(yùn)行，用于廣播電臺(tái)組建和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)及其仿真方法。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括人機(jī)對(duì)話平臺(tái)；用于設(shè)置廣播電臺(tái)子系統(tǒng)之間相關(guān)關(guān)系的相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)；用于存儲(chǔ)選用設(shè)備參數(shù)的設(shè)備數(shù)據(jù)庫；仿真系統(tǒng)處理中心；和仿真系統(tǒng)處理中心分別與人機(jī)對(duì)話平臺(tái)、相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)和設(shè)備數(shù)據(jù)庫連接。
人機(jī)對(duì)話平臺(tái)用于設(shè)計(jì)者輸入廣播電臺(tái)的等級(jí)參數(shù)、具體要求，并可以反饋出廣播電臺(tái)的設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果。人機(jī)對(duì)話平臺(tái)采用直觀的人機(jī)圖形化對(duì)話界面，操作者只需要根據(jù)系統(tǒng)的通用模塊，選取和調(diào)整各模塊的需要的設(shè)備，短時(shí)間內(nèi)就可以完成整個(gè)播出工藝的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，做到既方便快捷，又避免設(shè)計(jì)過程中的遺漏。人機(jī)對(duì)話平臺(tái)包括基本的顯示輸出設(shè)備和計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，并設(shè)有通用接口用于輸出輸出設(shè)備的拓展。
廣播工藝主要包括總控室、直播室、錄音室、聲學(xué)裝修、專業(yè)空調(diào)、自動(dòng)化、自動(dòng)播出、熱線電話、衛(wèi)星轉(zhuǎn)播、現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播、返送監(jiān)聽、保安門禁、閉路監(jiān)視、GPS時(shí)鐘、有線電視、工藝供電等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的相關(guān)關(guān)系對(duì)于系統(tǒng)的規(guī)模和系統(tǒng)規(guī)劃非常重要，所以在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，確定這些子系統(tǒng)相關(guān)關(guān)系非常重要。相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)根據(jù)設(shè)計(jì)者輸入的各個(gè)子系統(tǒng)之間是否相關(guān)，先計(jì)算出每個(gè)子系統(tǒng)的相關(guān)度，供設(shè)計(jì)者判斷是否符合設(shè)計(jì)的等級(jí)。如果每個(gè)子系統(tǒng)的相關(guān)度符合設(shè)計(jì)等級(jí)，則相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)根據(jù)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的連接關(guān)系，輸出整個(gè)廣播電臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并從人機(jī)對(duì)話平臺(tái)上用圖形模式顯示出各個(gè)子系統(tǒng)的連接關(guān)系，以便于設(shè)計(jì)人員的下一步具體設(shè)計(jì)。相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)可以由一部安裝有相應(yīng)軟件的計(jì)算機(jī)來完成。
要構(gòu)建一個(gè)可以虛擬現(xiàn)實(shí)的廣播電臺(tái)仿真系統(tǒng)，必須采用當(dāng)前社會(huì)上流行的、最新且最全面的設(shè)備信息，因此必須建立一個(gè)大型的設(shè)備數(shù)據(jù)庫，設(shè)備數(shù)據(jù)庫的信息包括設(shè)備名稱、設(shè)備型號(hào)、廠家、設(shè)備類型、價(jià)錢、產(chǎn)地、用途、設(shè)備尺寸、設(shè)備參數(shù)、性能參數(shù)等。這些數(shù)據(jù)必須進(jìn)行定時(shí)更新，以保持設(shè)備數(shù)據(jù)的有效性和科學(xué)性。廣播設(shè)備種類多、更新速度快，如何以最快的速度獲取并更新最新的數(shù)據(jù)是系統(tǒng)必須考慮的環(huán)節(jié)。系統(tǒng)可以進(jìn)一步拓展，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與各大供應(yīng)商進(jìn)行合作，做一個(gè)設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和接口，既方便供應(yīng)商的庫存管理，又可以實(shí)現(xiàn)廣播仿真系統(tǒng)的設(shè)備庫的實(shí)時(shí)自動(dòng)更新。這大型設(shè)備數(shù)據(jù)庫的建立為工藝模塊的設(shè)計(jì)仿真奠定了基礎(chǔ)。
仿真系統(tǒng)處理中心為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，至少包括投資仿真模塊、系統(tǒng)性能評(píng)估模塊、安裝仿真模塊、故障仿真模塊、運(yùn)行仿真模塊和建聲環(huán)境模擬模塊中的一個(gè)或多個(gè)。數(shù)據(jù)處理中心能夠根據(jù)設(shè)計(jì)者設(shè)置的廣播電臺(tái)等級(jí)、相關(guān)度、所選的設(shè)備，結(jié)合設(shè)備數(shù)據(jù)庫中的具體設(shè)備的參數(shù)，計(jì)算出系統(tǒng)的投資、可靠性；提供安裝所需機(jī)柜的數(shù)量；進(jìn)行故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；進(jìn)行運(yùn)行仿真，評(píng)估系統(tǒng)的性能和給出各個(gè)聲學(xué)室的建造建議。根據(jù)計(jì)算量和計(jì)算機(jī)的處理能力，仿真系統(tǒng)處理中心和相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)由一部或多部安裝有相應(yīng)軟件的計(jì)算機(jī)構(gòu)成。仿真系統(tǒng)處理中心還設(shè)有與廣播電臺(tái)專家系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?，廣播電臺(tái)專家系統(tǒng)的監(jiān)控模塊和分析預(yù)測(cè)模塊的在線運(yùn)行，為在線運(yùn)行的廣播設(shè)備提供了準(zhǔn)確的可靠性數(shù)據(jù)。采用計(jì)算機(jī)來完成綜合這項(xiàng)工作，克服了現(xiàn)有技術(shù)中人工計(jì)算或逐項(xiàng)計(jì)算十分繁瑣、速度慢、而且無法將各個(gè)領(lǐng)域的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合性分析的缺陷。本系統(tǒng)能夠在輸入?yún)?shù)和選擇設(shè)備之后馬上給出設(shè)計(jì)結(jié)果，而且能夠更換設(shè)備進(jìn)行比較，設(shè)計(jì)過程十分簡單方便。無需各個(gè)領(lǐng)域的專家進(jìn)行論證分析，一般的設(shè)計(jì)人員通過此系統(tǒng)也能夠完成對(duì)整個(gè)廣播電臺(tái)的設(shè)計(jì)，并得出其性價(jià)比和故障風(fēng)險(xiǎn)。大大降低了廣播電臺(tái)的設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)周期、且降低了廣播電臺(tái)后續(xù)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。
上述仿真系統(tǒng)的仿真方法，具體包括以下步驟 ①根據(jù)所仿真的廣播電臺(tái)的相關(guān)度要求，通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)設(shè)置廣播電臺(tái)子系統(tǒng)之間相關(guān)關(guān)系； ②相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)根據(jù)設(shè)置相關(guān)關(guān)系計(jì)算相關(guān)度，并輸出各個(gè)子系統(tǒng)之間的連接關(guān)系； ④根據(jù)輸出的連接關(guān)系，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫選擇具體設(shè)備； ④仿真系統(tǒng)處理中心根據(jù)具體的仿真功能，并通過以下方法并行處理 調(diào)用投資仿真模塊，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的價(jià)格參數(shù)，累計(jì)子系統(tǒng)投資額，并根據(jù)子系統(tǒng)投資額累計(jì)投資總額。調(diào)用系統(tǒng)性能評(píng)估模塊，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的可靠度參數(shù)計(jì)算子系統(tǒng)的可靠度，并根據(jù)子系統(tǒng)的可靠度計(jì)算整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度。調(diào)用安裝仿真模塊，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的尺寸規(guī)格，計(jì)算所需機(jī)柜的數(shù)量。調(diào)用故障仿真模塊，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的故障率，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析出整個(gè)廣播電臺(tái)運(yùn)作中故障頻率高的時(shí)段。調(diào)用運(yùn)行仿真模塊，從輸入一個(gè)模擬音源，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的工作參數(shù)，輸出音源通過各個(gè)子系統(tǒng)后的質(zhì)量。調(diào)用建聲環(huán)境模擬模塊，根據(jù)錄音室或直播室的建聲環(huán)境級(jí)別，仿真系統(tǒng)處理中心從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中限定供與選擇的設(shè)備和材料。
⑤仿真系統(tǒng)處理中心將上述計(jì)算結(jié)果輸出到人機(jī)對(duì)話平臺(tái)。
上述步驟②中系統(tǒng)的相關(guān)度通過以下方法計(jì)算 計(jì)算總項(xiàng)目數(shù)，每增加一個(gè)子系統(tǒng)，總項(xiàng)目數(shù)增加1，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中。計(jì)算強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)，根據(jù)設(shè)置，每個(gè)子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)相關(guān)，強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)增加1，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中。從臨時(shí)存儲(chǔ)器中讀取強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)和總項(xiàng)目數(shù)，將強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)除以總項(xiàng)目數(shù)，得出子系統(tǒng)相關(guān)度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)輸出子系統(tǒng)相關(guān)度。
對(duì)于一些新的設(shè)備，當(dāng)設(shè)備提供商以及設(shè)備生產(chǎn)廠家都沒有對(duì)用戶提供設(shè)備的可靠性或設(shè)備故障率這些重要的技術(shù)參數(shù)時(shí)，根據(jù)成熟的設(shè)備，其價(jià)格和可靠性成類似正比的關(guān)系。而且，根據(jù)同類型和同檔次的產(chǎn)品和設(shè)備，具有相關(guān)性的原理。上述步驟④中當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫中無具體設(shè)備的可靠度參數(shù)時(shí)，可以通過以下方法計(jì)算設(shè)備可靠度 從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取待定設(shè)備的價(jià)格Pi，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中； 從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取與待定設(shè)備的價(jià)格最接近的同類型設(shè)備的價(jià)格P0和可靠度R0，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中； 將上述參數(shù)代入公式，計(jì)算待定設(shè)備的可靠度 Ri＝R0+(1-R0)(1-P0/Pi)，存入設(shè)備數(shù)據(jù)庫待定設(shè)備的可靠度項(xiàng)中。以上公式適用于P0與Pi相差不大，具備可比性的情況。
系統(tǒng)由設(shè)備通過鏈路組合而成，系統(tǒng)的可靠度根據(jù)單個(gè)設(shè)備的可靠度和其相互連接的方式計(jì)算而得。因此所述步驟④中子系統(tǒng)和整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度可以通過以下方法計(jì)算 根據(jù)子系統(tǒng)中設(shè)備的連接關(guān)系，將子系統(tǒng)拆分成只包括兩個(gè)設(shè)備單條鏈路； 從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取單條鏈路中兩個(gè)設(shè)備的可靠度RA和RB，并判斷鏈路的類型為串聯(lián)或并聯(lián)； 鏈路關(guān)系為串聯(lián)，鏈路的可靠度RL1＝RA*RB，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中； 鏈路關(guān)系為并聯(lián)，鏈路的可靠度RL2＝1-[(1-RA)*(1-RB)]，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中； 根據(jù)上述串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算方法，由設(shè)備下層鏈路的可靠度計(jì)算設(shè)備上層鏈路的可靠度，如此類推，計(jì)算出子系統(tǒng)的可靠度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中； 根據(jù)上述串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算方法，由子系統(tǒng)下層鏈路的可靠度計(jì)算子系統(tǒng)上層鏈路的可靠度，如此類推，計(jì)算出整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中； 通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)輸出子系統(tǒng)和整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度。
本系統(tǒng)是在廣播專家系統(tǒng)的監(jiān)控模塊和分析預(yù)測(cè)模塊的基礎(chǔ)上，充分利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，結(jié)合大量的知識(shí)庫而開發(fā)出來的一套仿真系統(tǒng)。本系統(tǒng)及其仿真方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中跨領(lǐng)域設(shè)計(jì)的困難，能夠?qū)Υ罅康臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，大大減小了廣播電臺(tái)設(shè)計(jì)的工作量，縮短了設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本。設(shè)計(jì)的靈活性高，在設(shè)計(jì)過程可以隨時(shí)替換設(shè)備，比較不同方案的設(shè)計(jì)結(jié)果。暗箱式的操作模式，設(shè)計(jì)人員只需輸入?yún)?shù)和選擇設(shè)備，系統(tǒng)就能夠給出結(jié)果，無需考慮整個(gè)計(jì)算過程。操作十分簡易方便，一般的設(shè)計(jì)人員也能夠熟練操作，解決了現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法需要會(huì)同多個(gè)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行設(shè)計(jì)的麻煩。本系統(tǒng)和仿真方法為廣播工作者和管理者提供了非常有效的設(shè)計(jì)指引和管理依據(jù)，為提高廣播播出系統(tǒng)的可靠性的有效技術(shù)手段。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。



圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)模塊圖； 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)相關(guān)度設(shè)計(jì)界面； 圖3為本發(fā)明系統(tǒng)框圖及設(shè)備設(shè)計(jì)界面。

具體實(shí)施例方式 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
如圖1所示的一種廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)，包括人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2；用于設(shè)置廣播電臺(tái)子系統(tǒng)之間相關(guān)關(guān)系的相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)3；用于存儲(chǔ)選用設(shè)備參數(shù)的設(shè)備數(shù)據(jù)庫4和仿真系統(tǒng)處理中心1，仿真系統(tǒng)處理中心1分別與人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2、相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)3和設(shè)備數(shù)據(jù)庫4連接。其中仿真系統(tǒng)處理中心1包括投資仿真模塊11、系統(tǒng)性能評(píng)估模塊12、安裝仿真模塊13、故障仿真模塊14、運(yùn)行仿真模塊15和建聲環(huán)境模擬模塊16。人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2可以分成廣播電臺(tái)播控中心系統(tǒng)集成仿真界面21、廣播電臺(tái)傳輸發(fā)射系統(tǒng)集成仿真界面22、廣播電臺(tái)建聲環(huán)境仿真界面23和廣播電臺(tái)技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行仿真界面24。設(shè)備數(shù)據(jù)庫4由磁盤列陣構(gòu)成，并設(shè)有與網(wǎng)絡(luò)6連接的接口。仿真系統(tǒng)處理中心1和相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)3由安裝有相應(yīng)軟件的計(jì)算機(jī)構(gòu)成，連接有作為人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2的輸入輸出平臺(tái)，并設(shè)有與廣播電臺(tái)專家系統(tǒng)5連接的接口。以下以廣播電臺(tái)播控中心系統(tǒng)集成仿真為例說明本發(fā)明的具體工作過程。
首先進(jìn)入廣播電臺(tái)播控中心系統(tǒng)集成仿真界面21，根據(jù)所仿真的廣播電臺(tái)的相關(guān)度要求，通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)設(shè)置廣播電臺(tái)子系統(tǒng)之間相關(guān)關(guān)系，本實(shí)施例的廣播工藝主要包括總控室、直播室、錄音室、聲學(xué)裝修、專業(yè)空調(diào)、自動(dòng)化、自動(dòng)播出、熱線電話、衛(wèi)星轉(zhuǎn)播、現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播、返送監(jiān)聽、保安門禁、閉路監(jiān)視、GPS時(shí)鐘、有線電視、工藝供電等子系統(tǒng)。如圖2所示的為相關(guān)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的界面，上述子系統(tǒng)形成一個(gè)矩陣表，設(shè)計(jì)人員只需操作鼠標(biāo)或鍵盤，在具有相關(guān)關(guān)系的兩個(gè)子系統(tǒng)在矩陣表中進(jìn)行表示即可。如圖中所示，數(shù)字“1”代表兩個(gè)子系統(tǒng)強(qiáng)相關(guān)，數(shù)字“0”代表兩個(gè)子系統(tǒng)弱相關(guān)。
通過上述設(shè)置之后，相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)3根據(jù)設(shè)置相關(guān)關(guān)系計(jì)算相關(guān)度，在考慮仿真系統(tǒng)工藝參數(shù)選擇過程中，需要判斷信各個(gè)參數(shù)在仿真系統(tǒng)中的地位以及參數(shù)間的相關(guān)性，即判斷其強(qiáng)相關(guān)或弱相關(guān)R＝{Rij|Rij∈R，i，j＝1，2，......n}。具體的計(jì)算方法如下計(jì)算總項(xiàng)目數(shù)，每增加一個(gè)子系統(tǒng)，總項(xiàng)目數(shù)增加1，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；計(jì)算強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)，根據(jù)設(shè)置，每個(gè)子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)相關(guān)，強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)增加1，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；從臨時(shí)存儲(chǔ)器中讀取強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)和總項(xiàng)目數(shù)，將強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)除以總項(xiàng)目數(shù)，得出子系統(tǒng)相關(guān)度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中；通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2輸出子系統(tǒng)相關(guān)度，如圖中所示。
設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)度的數(shù)據(jù)判斷相關(guān)度是否符合設(shè)計(jì)要求，可以做進(jìn)一步的調(diào)整。確定之后相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)3將會(huì)輸出各個(gè)子系統(tǒng)之間的連接關(guān)系，并通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2顯示，如圖3上部分所展示的播控中心的部分系統(tǒng)框圖，并進(jìn)一步的輸出了各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)備連接關(guān)系。通過圖形的操作界面設(shè)計(jì)十分簡單，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊某一設(shè)備，仿真系統(tǒng)處理中心1則會(huì)自動(dòng)從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中篩選出這一設(shè)備可供選擇的詳細(xì)列表，包括設(shè)備名稱、設(shè)備型號(hào)、廠家、設(shè)備類型、價(jià)錢、產(chǎn)地、用途、設(shè)備尺寸、設(shè)備參數(shù)、性能參數(shù)等信息。如圖3下部分的設(shè)備列表所示，只需采用鼠標(biāo)點(diǎn)擊即可選擇具體設(shè)備。
當(dāng)子系統(tǒng)設(shè)備選擇完畢，仿真系統(tǒng)處理中心1將自動(dòng)調(diào)用投資仿真模塊11，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫4中讀取設(shè)備的價(jià)格參數(shù)，累計(jì)子系統(tǒng)投資額，并根據(jù)子系統(tǒng)投資額累計(jì)投資總額，如圖中所示。
同時(shí)自動(dòng)調(diào)用系統(tǒng)性能評(píng)估模塊12，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫4中讀取設(shè)備的可靠度參數(shù)計(jì)算子系統(tǒng)的可靠度，并根據(jù)子系統(tǒng)的可靠度計(jì)算整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度，具體計(jì)算如下 系統(tǒng)由設(shè)備通過鏈路組合而成，系統(tǒng)的可靠度根據(jù)單個(gè)設(shè)備的可靠度和其相互連接的方式計(jì)算而得，首先根據(jù)子系統(tǒng)中設(shè)備的連接關(guān)系，將子系統(tǒng)拆分成只包括兩個(gè)設(shè)備單條鏈路。然后從設(shè)備數(shù)據(jù)庫4中讀取單條鏈路中兩個(gè)設(shè)備的可靠度RA和RB，并判斷鏈路的類型為串聯(lián)或并聯(lián)鏈路關(guān)系為串聯(lián)，鏈路的可靠度RL1＝RA*RB，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；鏈路關(guān)系為并聯(lián)，鏈路的可靠度RL2＝1-[(1-RA)*(1-RB)]，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中。根據(jù)上述串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算方法，由設(shè)備下層鏈路的可靠度計(jì)算設(shè)備上層鏈路的可靠度，如此類推，計(jì)算出子系統(tǒng)的可靠度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中；根據(jù)上述串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算方法，由子系統(tǒng)下層鏈路的可靠度計(jì)算子系統(tǒng)上層鏈路的可靠度，如此類推，計(jì)算出整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中；通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2輸出子系統(tǒng)和整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度，如圖3所示。
在可靠性的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方面，我國廣播電視部門所制定的廣播電臺(tái)播出期間的故障停播率為小于或等于每百小時(shí)30秒。即廣播電臺(tái)的停播率或稱為故障率λ為λ＝30s/100h＝0.00008＝0.008％
其中t0為1個(gè)月的統(tǒng)計(jì)時(shí)間。所以系統(tǒng)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)可靠度R標(biāo)準(zhǔn)＝0.944。因此，有了此標(biāo)準(zhǔn)以后，仿真系統(tǒng)的可靠度就有了準(zhǔn)確的參考依據(jù)，并且可以作如下的描述
系統(tǒng)也自動(dòng)調(diào)用安裝仿真模塊13，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫4中讀取設(shè)備的尺寸規(guī)格，計(jì)算所需機(jī)柜的數(shù)量，并將機(jī)柜的價(jià)格計(jì)累計(jì)入投資總額。
對(duì)于一些新的設(shè)備，當(dāng)設(shè)備提供商以及設(shè)備生產(chǎn)廠家都沒有對(duì)用戶提供設(shè)備的可靠性或設(shè)備故障率這些重要的技術(shù)參數(shù)時(shí)，根據(jù)成熟的設(shè)備，其價(jià)格和可靠性成類似正比的關(guān)系。而且，根據(jù)同類型和同檔次的產(chǎn)品和設(shè)備，具有相關(guān)性的原理。上述計(jì)算過程中當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫4中無具體設(shè)備的可靠度參數(shù)時(shí)，可以通過以下方法計(jì)算設(shè)備可靠度從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取待定設(shè)備的價(jià)格Pi，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取與待定設(shè)備的價(jià)格最接近的同類型設(shè)備的價(jià)格P0和可靠度R0，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；將上述參數(shù)代入公式，計(jì)算待定設(shè)備的可靠度Ri＝R0+(1-R0)(1-P0/Pi)，存入設(shè)備數(shù)據(jù)庫4待定設(shè)備的可靠度項(xiàng)中。
在發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，首先進(jìn)入廣播電臺(tái)傳輸發(fā)射系統(tǒng)集成仿真界面22，具體的操作過程與上述播控中心系統(tǒng)集成仿真過程類似。
從上述設(shè)計(jì)過程可見，設(shè)計(jì)的過程十分簡單，設(shè)計(jì)人員只需選擇具體的設(shè)備，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的給出投資總額和可靠性。設(shè)計(jì)人員還可以靈活調(diào)整具體的設(shè)備，系統(tǒng)能夠及時(shí)的更新投資總額和可靠性，可以對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行微調(diào)節(jié)，直至其投資總額和可靠性符合要求。并且可以同時(shí)輸出幾個(gè)可供選擇的系統(tǒng)，供與做進(jìn)一步的論斷或研究。設(shè)備數(shù)據(jù)庫4可以通過網(wǎng)絡(luò)6與供應(yīng)商進(jìn)行及時(shí)的參數(shù)更新，通過數(shù)據(jù)接口實(shí)時(shí)接收廣播電臺(tái)專家系統(tǒng)5的參數(shù)更新，數(shù)據(jù)的及時(shí)和準(zhǔn)確的更新，能夠進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。
進(jìn)入人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2的廣播電臺(tái)技術(shù)系統(tǒng)運(yùn)行仿真界面24，仿真系統(tǒng)處理中心1將調(diào)用故障仿真模塊14，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫4中讀取設(shè)備的故障率，進(jìn)行疊加輸出整個(gè)廣播電臺(tái)運(yùn)作中故障頻率高的時(shí)段。這些運(yùn)行預(yù)測(cè)，給技術(shù)維護(hù)人員提供一個(gè)維護(hù)指引，防范于未然，提高維護(hù)水平，保證安全播出，同時(shí)，可以給管理者進(jìn)行設(shè)備投資和更換提供的決策的依據(jù)。調(diào)用運(yùn)行仿真模塊15，從輸入一個(gè)模擬音源，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫4中讀取設(shè)備的工作參數(shù)，輸出音源通過各個(gè)子系統(tǒng)后的質(zhì)量。在此模塊中可以模擬實(shí)際運(yùn)行過程發(fā)生的故障預(yù)測(cè)，包括故障率、故障類型的預(yù)測(cè)、設(shè)備故障更換周期提示等。對(duì)實(shí)際播出進(jìn)行模擬仿真，包括各環(huán)節(jié)的播出質(zhì)量指標(biāo)模擬和實(shí)際音質(zhì)效果的模擬，也是廣播電臺(tái)工作人員進(jìn)行系統(tǒng)分析和評(píng)價(jià)的有效的參考依據(jù)。
進(jìn)入人機(jī)對(duì)話平臺(tái)2的廣播電臺(tái)建聲環(huán)境仿真界面23，仿真系統(tǒng)處理中心1將調(diào)用建聲環(huán)境模擬模塊。設(shè)計(jì)人員輸入錄音室或直播室的建聲環(huán)境級(jí)別，根據(jù)此級(jí)別，仿真系統(tǒng)處理中心1從設(shè)備數(shù)據(jù)庫4中限定供與選擇的設(shè)備和材料。
本發(fā)明充分利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，結(jié)合大量的知識(shí)庫，通過該系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話和虛擬平臺(tái)，為廣播工作者和管理者提供了非常有效的設(shè)計(jì)指引和管理依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)，其特征是包括
人機(jī)對(duì)話平臺(tái)；
用于設(shè)置廣播電臺(tái)子系統(tǒng)之間相關(guān)關(guān)系的相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)；
用于存儲(chǔ)選用設(shè)備參數(shù)的設(shè)備數(shù)據(jù)庫；
仿真系統(tǒng)處理中心；
仿真系統(tǒng)處理中心分別與人機(jī)對(duì)話平臺(tái)、相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)和設(shè)備數(shù)據(jù)庫連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)，其特征是所述仿真系統(tǒng)處理中心包括投資仿真模塊、系統(tǒng)性能評(píng)估模塊、安裝仿真模塊、故障仿真模塊和運(yùn)行仿真模塊中的一個(gè)或多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)，其特征是所述仿真系統(tǒng)處理中心包括建聲環(huán)境模擬模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)，其特征是人機(jī)對(duì)話平臺(tái)包括顯示輸出設(shè)備和計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，設(shè)備數(shù)據(jù)庫包括一個(gè)或多個(gè)磁盤陣列，仿真系統(tǒng)處理中心和相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)由一部或多部安裝有相應(yīng)軟件的計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)，其特征是所述仿真系統(tǒng)處理中心還設(shè)有與廣播電臺(tái)專家系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌凇?br> 6.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述仿真系統(tǒng)的仿真方法，其特征是包括以下步驟
①根據(jù)所仿真的廣播電臺(tái)的相關(guān)度要求，通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)設(shè)置廣播電臺(tái)子系統(tǒng)之間相關(guān)關(guān)系；
②相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)根據(jù)設(shè)置相關(guān)關(guān)系計(jì)算相關(guān)度，并輸出各個(gè)子系統(tǒng)之間的連接關(guān)系；
③根據(jù)輸出的連接關(guān)系，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫選擇具體設(shè)備；
④仿真系統(tǒng)處理中心根據(jù)具體的仿真功能，并通過以下方法并行處理
調(diào)用投資仿真模塊，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的價(jià)格參數(shù)，累計(jì)子系統(tǒng)投資額，并根據(jù)子系統(tǒng)投資額累計(jì)投資總額；
調(diào)用系統(tǒng)性能評(píng)估模塊，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的可靠度參數(shù)計(jì)算子系統(tǒng)的可靠度，并根據(jù)子系統(tǒng)的可靠度計(jì)算整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度；
調(diào)用安裝仿真模塊，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的尺寸規(guī)格，計(jì)算所需機(jī)柜的數(shù)量；
調(diào)用故障仿真模塊，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的故障率，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析整個(gè)廣播電臺(tái)運(yùn)作中故障頻率高的時(shí)段；
調(diào)用運(yùn)行仿真模塊，從輸入一個(gè)模擬音源，從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取設(shè)備的工作參數(shù)，輸出音源通過各個(gè)子系統(tǒng)后的質(zhì)量；
⑤仿真系統(tǒng)處理中心將上述計(jì)算結(jié)果輸出到人機(jī)對(duì)話平臺(tái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿真方法，其特征是所述步驟④還包括建聲環(huán)境仿真過程
調(diào)用建聲環(huán)境模擬模塊；
根據(jù)錄音室或直播室的建聲環(huán)境級(jí)別，仿真系統(tǒng)處理中心從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中限定供與選擇的設(shè)備和材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿真方法，其特征是所述步驟②中系統(tǒng)的相關(guān)度通過以下方法計(jì)算
計(jì)算總項(xiàng)目數(shù)，每增加一個(gè)子系統(tǒng)，總項(xiàng)目數(shù)增加1，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；
計(jì)算強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)，根據(jù)設(shè)置，每個(gè)子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)相關(guān)，強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)增加1，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；
從臨時(shí)存儲(chǔ)器中讀取強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)和總項(xiàng)目數(shù)，將強(qiáng)相關(guān)項(xiàng)目數(shù)除以總項(xiàng)目數(shù)，得出子系統(tǒng)相關(guān)度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中；
通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)輸出子系統(tǒng)相關(guān)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿真方法，其特征是所述步驟④中當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)庫中無具體設(shè)備的可靠度參數(shù)時(shí)，通過以下方法計(jì)算設(shè)備可靠度
從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取待定設(shè)備的價(jià)格Pi，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；
從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取與待定設(shè)備的價(jià)格最接近的同類型設(shè)備的價(jià)格P0和可靠度R0，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；
將上述參數(shù)代入公式，計(jì)算待定設(shè)備的可靠度
Ri＝R0+(1-R0)(1-P0/Pi)，存入設(shè)備數(shù)據(jù)庫待定設(shè)備的可靠度項(xiàng)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仿真方法，其特征是所述步驟④中子系統(tǒng)和整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度通過以下方法計(jì)算
根據(jù)子系統(tǒng)中設(shè)備的連接關(guān)系，將子系統(tǒng)拆分成只包括兩個(gè)設(shè)備單條鏈路；
從設(shè)備數(shù)據(jù)庫中讀取單條鏈路中兩個(gè)設(shè)備的可靠度RA和RB，并判斷鏈路的類型為串聯(lián)或并聯(lián)；
鏈路關(guān)系為串聯(lián)，鏈路的可靠度RL1＝RA*RB，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；
鏈路關(guān)系為并聯(lián)，鏈路的可靠度RL2＝1-[(1-RA)*(1-RB)]，存入計(jì)算機(jī)臨時(shí)存儲(chǔ)器中；
根據(jù)上述串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算方法，由設(shè)備下層鏈路的可靠度計(jì)算設(shè)備上層鏈路的可靠度，如此類推，計(jì)算出子系統(tǒng)的可靠度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中；
根據(jù)上述串聯(lián)或并聯(lián)的計(jì)算方法，由子系統(tǒng)下層鏈路的可靠度計(jì)算子系統(tǒng)上層鏈路的可靠度，如此類推，計(jì)算出整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度，存入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中；
通過人機(jī)對(duì)話平臺(tái)輸出子系統(tǒng)和整個(gè)廣播電臺(tái)的可靠度。
全文摘要
本發(fā)明涉及廣播電臺(tái)組建設(shè)計(jì)輔助設(shè)備領(lǐng)域，目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠仿真廣播電臺(tái)運(yùn)行，用于廣播電臺(tái)組建和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的廣播電臺(tái)集成、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、測(cè)控的仿真系統(tǒng)及其仿真方法。其結(jié)構(gòu)包括人機(jī)對(duì)話平臺(tái)；用于設(shè)置廣播電臺(tái)子系統(tǒng)之間相關(guān)關(guān)系的相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)；用于存儲(chǔ)選用設(shè)備參數(shù)的設(shè)備數(shù)據(jù)庫；仿真系統(tǒng)處理中心；和仿真系統(tǒng)處理中心分別與人機(jī)對(duì)話平臺(tái)、相關(guān)度設(shè)計(jì)平臺(tái)和設(shè)備數(shù)據(jù)庫連接。本系統(tǒng)和仿真方法為廣播工作者和管理者提供了非常有效的設(shè)計(jì)指引和管理依據(jù)，為提高廣播播出系統(tǒng)的可靠性的有效技術(shù)手段。
文檔編號(hào)H04H1/00GK101217325SQ200710032948
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者建 彭, 張步強(qiáng), 研 黃, 譚裕桐, 丁淳營, 盧建聲, 江麗儀 申請(qǐng)人:廣州人民廣播電臺(tái)