低频授时设备优化及管理研究——基于商丘低频台

笔者在对所有故障问题进行系统总结后，发现其都归属于相应的类别，进一步把这些问题的类别划分为“功放部位”、“主供电源部位”、“发播信号问题”三大类。针对性的对这三种类别的相关影响原因进行要因分析与要因确认，在确定问题的基础上制定了优化改进方案。并在最后通过相关数据分析与问卷调查法对改进结果进行验证，最终验证出相关改进措施起到了很好地效果。

1 绪论

1.1 研究的背景
根据用户的不同类型需求来划分，授时主要负责为军方用户以及民用用户两种需求提供服务。随着民用授时用户的增多，授时的力度在民用方面在逐渐的加大，譬如针对移动网络、电力采集系统、交通运输计量系统、金融系统、科学研究等相关方面[3]。中国科学院国家授时中心是承担我国标准时间的研发、标准时间信号发播的核心单位。同时中国科学院国家授时中心又是我国唯一的、专门、全面从事相关时间频率科学研究以及研发的科研机构，它不仅仅担负我国国家标准时间（北京时间）的产生与授时发播任务，同时也是唯一涵盖我国时间频率与相关卫星导航领域的时空创新研究基地。建国以来在相关时间服务领域建树众多，例如：建成我国唯一的标准时间、标准频率的短波授时台（BPM）和长波授时台（BPL），并实施发播任务。其中长波授时的主要服务对象是国防事业，为我国军方提供精度较高的时频信号（精度为百万分之一秒）。
为了使时频信号能更好地服务于全国的各行各业以及广大民众，同时为了发展中国的低频时码技术，按照当时中科院大力开展的多角度、全方面发展“院地”合作，中国科学院国家授时中心自 1993 年开始就组建了相关的科研团队，并开始研发该种技术。经过多方的合作努力，“低频授时扩展及应用产业化”工程取得了重大突破。在低频电波授时技术方面，于 2002 年研制出具有自主知识产权的低频时码授时技术（频率为 68.5KHz），并在授时部建成了可以实际应用的试验台并对外发播、接收成功，呼号 BPC。经国家无线电管理委员会批准使用频率为 68.5KHz[4]。这一成果的实现也使我国在继德国、日本、美国和英国之后，在全世界内第五个掌握此项技术的国家，填补了国家的空白[5]。
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1.2 研究的意义与目的
1.2.1 研究的意义
从低频授时技术方面来看我国的技术是比较先进，但是在实际的应用中却存在着众多的问题。例如，目前国内专门研发、经营授时业务的企事业较少，据调查目前从事低频授时的生产企业很少，其中最大的企业其生产工作人员也不到百人规模，更没有上市的企业。而且在实际运用中授时的最大市场反而不是性能要求高的服务对象。例如目前通信行业从原则来讲是授时技术应用、特别是针对民用授时技术应用的最大市场，但目前低频授时的精度却满足不了他们的需求，导致他们在资金以及人才上对低频时码技术的投入较少。然而低频授时作为我国授时系统中的一员，也为国民经济生产和发展起到了巨大的作用，尤其是最近几年伴随着高考以及中考考试用钟的普及，它的作用再进一步的加大。这就形成了一个供需的矛盾体，供给满足不了需求。
相比较于其他四个拥有低频授时的发达国家而言，我们国家的低频授时系统也存在着种种的不足。尤其是在发射机以及配套设施方面，其他国家就技术上而言领先我们好多年。而因为长波发射机以及其他相关附属设施属于国家战略设备，在目前的形势下该设备对我国是属于禁运产品，只能采取国内设计生产。我国低频时码授时所产用的发射机是我国第一部大功率固态发射机。相比较于传统的晶体管发射机它具有体积小、噪音低、效率高等一系列的优点。但是作为我国的第一部固态发射机，它本身也存在了许多的缺陷与不足。而随着“十三五”授时项目的规划出台与实施，新一代的固态发射机以及配套设施的改进与完善就凸显到一个更加必要的高度。在上一代发射机及其配套系统的基础上进行改进、完善。力争新的低频授时体系更加的稳定可靠，为国民经济的生产与发展提供更好的服务平台。
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2 低频授时设备运维管理体系及现状

2.1 低频授时系统的应用现状
“大数据”的含义是指数据的规模大、分布广、多样性或时效性要求必须使用新型技术体系结构和分析，以发掘新的业务价值源[34]。大数据由于其自身的特点，被越来越多的用户所运用，通过大量的数据分析可以很好地总结出一些隐含的因素，分析出这些隐含因素就可以更好的运用到生产生活当中。近些年随着经济的飞速发展，社会中各行各业的企业都开始全面步入信息时代，大数据的概念和技术正在学术界和产业界如火如荼地展开[35]。随着时代的发展以及科技的进步，大数据背景下运用统计分析的方法来解决相关质量问题的运用受到了广泛的关注。相比较之前的通过统计数据以达到秉承数据精准性的内涵、并要求相关的统计数据准确无误，以达到研究目的方式方法并没有使企业得到较好的发展。要想得到稳健且长足的发展就必须要在大数据背景的基础上，在统计数据质量方面着手，最大程度的满足相关用户的需求。而大数据包含的相关分析系统主要是指包含数据的仓库系统、MapReduce 系统、日志处理以及图处理系统等[36]。
而大数据背景下的统计数据质量的保证措施就要从数据搜集的质量、数据整合的质量、数据存储的质量以及最后用户的使用数据质量上来实施。

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2.2 商丘低频授时概况
2.2.1 低频授时项目简介
在全球范围内我国是世界上继德国、美国、英国、日本后第五个独立掌握低频时码技术的国家，通过以实验电台方式长时间的运行验证后，国家授时中心与西安高华科技有限公司合作以院企合作的方式，于 2007 年，在河南省商丘市境内建设了“BPC 低频时码发播台”，该发播台发射功率为 100KW，频率68.5KHz，塔高 249M，日发播时间为 21 小时。BPC 码地波信号覆盖半径为1000KM，天波信号覆盖半径可达 3000KM，较好的覆盖了我国绝大部分人口区域和行政区域。BPC 低频时码发播系统的成功建设为我国钟表行业创造了电波钟表事业的发展平台，推动了我国钟表行业的科技进步，中国企业开始有机会开发、生产、销售中国码电波钟表产品，中国消费者也开始有机会消费中国码的电波钟表。项目建成后，由国家授时中心提供技术运维保障，并以“借调”的方式从当地有关单位调用 15 名工人组成值班团队。
项目的投入使用，开创了我国民用计时方式的先河，为我国的低频授时事业奠定了基础。据不完全统计，自低频授时台站运行至今，使用我国低频时码信号的用户逾千万次。带动了我国钟表企业的发展、为很多企事业单位提供了大量的就业岗位。

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3 低频授时设备运维故障问题及原因分析 .................... 22
3.1 设备故障类型划分 .....................22
3.1.1 按照故障的专业类型划分 .................... 22
3.1.2 按照故障出现的具体部位划分 ..................... 24
4 低频授时设备运维故障问题要因确认 ...................... 39
4.1 设备故障问题要因确认 ......................39
4.1.1 功放部位频繁出故障影响要因确认 ...................... 40
4.1.2 主电源部位频繁出故障影响要因确认 ..................... 42
5 低频授时设备管理优化对策及实施效果检验 ................ 48
5.1 针对低频授时设备检修质量改进方案设计 ......................48
5.1.1 组建管理优化专家小组 .......................... 48
5.1.2 制定设备检修改进对策 ................... 49

5 低频授时设备管理优化对策及实施效果检验

5.1 针对低频授时设备检修质量改进方案设计
5.1.1 组建管理优化专家小组
一个企业或单位针对相关问题的管理优化水平，是决定一个企业或单位能否在行业内扎根发展的关键要素，将直接关系到企业或单位的未来发展[68]。针对低频台相关故障问题分析并找出相关要因之后，最终的管理优化方案就处于一种势在必行的局面下。为了系统的解决相关问题，课题组成立了对策研究小组，来进行管理优化方案的制定。研究小组有 9 名成员组成，层次包含了相关单位的各个阶层，具体人员构成详见表 5.1。


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6 总结与展望

6.1 结论
随着近些年相关发展的需要，低频授时项目越来越多的被更多的民用以及军方所需求。这也在一定程度上促进了低频时码技术的发展，越来越多的地方政府也在大力的申请在他们当地设置低频时码站，例如广东省封开县的低频时码军民融合项目已经开始建设、福建省泉州市已经就低频时码设置项目签订合同、还有很多的省市级地方也都在申请谈判设置低频台站事宜。但低频时码在我国的开始时间较晚，在近十几年的发展中也没有得到应有的关注，甚至到目前为止仅仅只有一所低频时码台，因此无论从技术上还是设备配备上，仍有很多的相关问题需要解决。本次课题在现有低频台站的基础上，通过对相关台站大数据的统计、分析、归纳，进行相关问题的研究分析。本次问题研究的路线是“对设备运行数据的整理分析→确定主要问题→分析问题原因→关键因素的确定→问题的管理优化改进→对实施效果的检验”。在对所有故障问题进行系统总结后，发现其都归属于相应的类别，进一步把这些问题的类别划分为“功放部位”、“主供电源部位”、“发播信号问题”三大类。针对性的对这三种类别的相关影响原因进行要因分析与要因确认，在确定问题的基础上制定了优化改进方案。并在最后通过相关数据分析与问卷调查法对改进结果进行验证，最终验证出相关改进措施起到了很好地效果。
参考文献（略）