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肇庆市农村气象广播现状分析、技术研究和改进

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：吴鸿迅

[导读] 本文以肇庆市农村气象广播为切入点，通过对肇庆市农村气象广播站点的覆盖情况、站点分布进行分析，筛选出部分站点作为样本站点进行实地调研考察，对涉及农村气象广播设备使用的各个方面因素进行数据采集分析，结合肇庆市气象信息发布情况，进行相应的技术研究，作出科学有效的技术分析结果，提出符合肇庆市农村气象广播实际情况的升级改进措施。

广东省肇庆市气象局吴鸿迅 526000

摘要：本文以肇庆市农村气象广播为切入点，通过对肇庆市农村气象广播站点的覆盖情况、站点分布进行分析，筛选出部分站点作为样本站点进行实地调研考察，对涉及农村气象广播设备使用的各个方面因素进行数据采集分析，结合肇庆市气象信息发布情况，进行相应的技术研究，作出科学有效的技术分析结果，提出符合肇庆市农村气象广播实际情况的升级改进措施。保障肇庆市农村气象广播的稳定使用，令农村居民能够及时、准确、有效地接收到日常气象信息、突发事件预警信息并能够及时应对恶劣气候或灾害性天气事件，采取合理地规避措施，确保农村居民生命的安全、减少经济财产的损失。
关键字：肇庆市农村气象广播；技术研究；电源；功放
        一、综合现状分析
        1、分布
        经过实地调研考察，肇庆市农村气象广播于全市各个县区皆有站点分布，多数站点分布在下辖行政村及自然村，少数站点分布在重点气象灾害防控区域，分布覆盖范围广，数量庞大且每个站点地理环境条件不一，存放管理条件不同。目前设备整体状况存在维护管理工作体量大，无法实时管控及时处理等问题。
        2、终端设备的组成
        肇庆市农村气象广播终端设备主要组成分为下列部分：
        （1）设备主机，主机内含①运行主板②电源板③功放板④蓄电池等四个主要配件。
        （2）信息传输连接线，两芯铜线。
        （3）外放高音喇叭，3支16w25欧姆高音喇叭芯、喇叭罩及支架。
        3、终端设备大致工作原理。
        终端设备内部配件大致工作原理如下（图一）：

        4、安装存放条件
        从地理位置、气候条件、设备存放环境、当地行政村村委会设备管理等方面进行数据的采集，通过对大量样本站点的安装存放条件数据采集分析，发现目前站点安装存放条件约半数较为恶劣。具体多数情况如下：
        （1）站点存在供电不稳定，且供电电源没有接地，导致供电电压不稳或易遭受雷击损坏。
        （2）站点设备存在位置杂物堆放过多，影响设备的正常使用，对维护管理、设备扇热等也存在影响。
        （3）存放位置灰尘及各类昆虫生物滋生，通过设备扇热口等空隙进入内部，导致设备损坏。
        （4）部分站点存放位置过于潮湿或长时间暴晒或外部环境过热导致元件受损故障。
        （5）设备存放位置移动网络信号差或无信号，导致设备无法正常接收并播报信息。
        （6）终端设备管理负责人员多为该站点村委人员或村民，普遍管理意识及技术水平不高，时常出现人为关闭设备电源、自行拆除喇叭连接线、恶意剪断设备连接线路等问题，增加了设备的故障率及返修率，严重影响设备的正常运行管理及使用。
        5、配件工作状况
        通过对设备内部组成配件的调研分析，筛选出普遍存在的配件故障问题，主要如下：
        （1）配件选用及设计存在缺陷。根据大量数据样本观察发现，设备内部配件存在缺陷，无法长时正常工作。
        （2）设备内部配件使用时间过久，且无法经常性维护，设备老化严重。
        （3）电源配件功率输出不匹配，使用时间过长时易损坏。
        通过样本分析，得出主要易损配件为电源配件，其次为功放、主板及各类滤波器、音量调试板、喇叭芯等。
        二、技术研究改进
        1、改善分布站点选点安置及设备管理
        通过研究分析，改善站点分布，采取下列措施：
        （1）选取信号较好，存放条件较理想的站点位置，进行设备迁移安装，部分安装在自然村基本无人管理的设备迁移至行政村、乡村卫生站或酒堂。
        （2）对设备主机外壳的扇热排气口部分进行封堵，以免大量昆虫进入损坏设备。
        （3）针对连接主机及楼顶喇叭的线路进行穿管敷设，避免线缆外露因日晒雨淋或人为破坏断裂。条件允许将主机悬空利用支架安装至墙面，节省空间及避免人为原因误损设备。
        （4）增设设备配件接地，主机外壳接地，电源接地。
        （5）加强管理教育，录制设备使用管理小视频及印发说明手册，组织介绍培训设备使用及管理，设置一名村委人员兼顾负责设备管理，强化村委人员使用、管理意识，健全管理体系。
        2、主要重点内部配件改进分析
        （1）主板
        升级现有主板，将原有的2G信号模块增设至4G信号模块，加强信号传输的稳定性及时效性；强化升级信号接收模块，增强其信号接收。
       （2）电源
        通过分析原有设备电源工作功率分析，其电源额定功率为50w，限定最大功率为250w，发现其在设备播音时瞬时功率超过电源限定最大功率的峰值，根据电源使用功率耐受性等，分析得出，在每日多次播报中将多次达功率峰值，不断的电源功率变化，无法支持其长时间正常使用，测试估算配件使用时间达半年及以上将出现损坏。
        通过对电源电压转换后的电压输出进行测试，发现其降压后的电压输出不稳定。
        通过对电源变压后的电压输出随时间变化情况的观测，变压后的电压输出随时间变化出现较大波动。
        通过对高负载及低负载时电压情况的检测，发现该电源在低负载时相对稳定，高负载时电压波动较大。
        根据上述研究发现，使用一组额定功率为50w，限定最大功率为480w的新电源进行比对测试。
        根据比对分析，得出结论，电源功率不足，降压后电压输出不稳定，随时间变化电压波动较大，高负载时电压波动较大，上述情况导致设备电源易损，供压不足或过大容易造成其他配件的损坏，通过更换更大功率、更稳定的电源配件进行匹配置换，有效解决上述问题，实现延长电源使用寿命，加强设备运行稳定性。
        （3）功放
        通过对功放配件的外观研究发现，功放配件带有金属外壳，内部元器件及电路板是封闭式，该设计导致内部器件工作过程中温度升高，散热效果不好并因其温暖密闭的环境，容易吸引蛇虫鼠蚁入内，导致设备易损。
        通过采用开放式外观的功放配件进行比对，新功放开放式外观利于散热及有效解决了蛇虫鼠蚁滋生的问题，并且新功放配件增设了两组电容，四套三极管增加了功放播音时的冗余能力及播音能力，使得信息播放的电压更稳定，滤波后的音质更加稳定清晰，有效的提高了音质及其播音能力。
        （4）蓄电池
        通过对蓄电池的充电放电等工作模式的研究，蓄电池在存在正常市电供应的情况下24小时无间断充电且无放电，长时满载状态下容易过载损坏，并存在电压反击至电源的情况，造成设备损坏。针对其情况，加设一组定时器，及放电器。在其长时供电稳定情况下，每48小时进行一次断开电源供应并通过放电器放电，保证其使用正常及延长使用寿命。
        （5）天面高音喇叭组
        天面高音喇叭组因其安装在屋顶天面，相对位置为周边最高处，易遭受雷击，当其遭受雷击时，雷电流通过信号线路传输进入设备主机，造成配件损坏。根据调研分析的雷击损坏设备情况分析，多数雷击为直击雷击，感应雷击损坏情况较少，针对该情况，对天面高音喇叭组进行等电位接地，将喇叭罩及喇叭支架进行接地连接，并将天面所有外露信号传输线缆套金属管进行屏蔽，金属管进行接地处理。通过上述防雷措施，减少设备雷击损坏。
        三、结论
        经过深入地了解肇庆市农村气象广播的现状，实地调研取样、测试研究等一系列的技术研究分析，更加合理地完善了农村气象广播的建设。促进肇庆市农村气象广播的技术研究和改进服务模式，增强设备功能性、稳定性，保障气象信息的有效传播。为气象业务中的日常气象信息传播、突发事件预警信息发布等业务终端设备的稳定运行提供有力的技术支持。
参考文献
[1]季贺成, 孙子媛, 王宏超,等. 喀左县农村气象应急广播系统的运行现状及展望[J]. 吉林农业, 2019, 000(009):102.
[2]朱小辉. 浅析农村大喇叭和电子显示屏现状及未来的发展方向[J]. 中国科技博览, 2014(14):371-371.
作者简介：吴鸿迅（1993.09）男，汉族，浙江省衢州市人，本科学历，助理工程师，从事研究方向或职业：气象信息设备科技。