王康

中石化石油工程设计有限公司 山东东营 257026

PA/GA系统全称公共广播报警系统（Public Address/General Alarm System），主要用于实现油气田站场内的公共广播、紧急报警等功能，以其工业级的高可靠性，在高噪音、强电磁等各种恶劣条件下广泛适用。随着安全生产要求的日益提高，PA/GA系统在油气田生产中发挥着愈加显著的作用。

1 系统分类

PA/GA系统在正常生产时，可用于广播通知、远程通话等，在发生事故时则可以用于紧急报警、引导疏散、远程指挥等，并可与火灾系统、泄露监测等实现联动。

PA/GA系统按硬件组成可分为三部分：主机、终端、传输部分。主机部分包括交换控制器、功率放大器、音频处理器、各种I/O板卡等；终端部分包括各类室内外话站、扬声器等；传输部分包括各类音频电缆、电源电缆。

PA/GA系统按功能可分为两部分：PA、GA功能。PA即公共广播，是通过主控话站，将相关语音信息在终端扬声器上进行播放，实现广播呼叫，并可进行分区。GA即通用报警，当发生安全事故或监测到联动报警信号时，工作人员可以手动触发或由联动报警信号自动触发紧急广播，以便及时采取措施。

PA/GA系统按技术原理可分为模拟和数字系统。模拟系统是基于模拟语音信号实现，主机与终端采用语音电缆连接，通过主机内的功放模块以及语音交换处理模块，实现系统的广播、通话等。数字系统是基于IP网络信号实现，主机与终端采用光缆连接，主机内采用IP化的交换处理模块，系统数据均以数字格式进行交换、处理、传输，实现系统功能[1]。

2 系统应用分析

2.1 油气田站场的应用现状

目前，国内油气田站场已建的PA/GA系统多为模拟式，模拟系统发展时间长，多采用星形或树形连接，具有产品成熟、操作简单等优点，但由于系统数据基于模拟信号，在可靠性、兼容性上存在诸多问题。下面以国内某气田集气站内已建的PA/GA系统为例，介绍常见的模拟系统配置。在控制室设系统主机1套、主控话站1套，在工艺装置区设1个室外防爆话站，2个室外防爆扬声器，采用星形连接。主机主要包括主控单元、广播对讲交换单元、接入单元、广播扩音模块以及供电模块等，核心设备均为1+1冗余备份，主机与终端之间采用语音电缆连接。系统同时与站场泄露系统、火灾系统、ESD关断系统联动，能很好满足站内的生产需求[2]。

2.2 应用对比分析

该集气站长宽约140米x80米，面积较小，模拟系统可满足实际需求，但由于系统数据传输及处理均基于模拟信号，存在如下问题：

（1）音频传输线缆施工时需做好屏蔽防护，否则传输信号容易被强电磁干扰影响；

（2）系统分区设置受终端设备连接方式影响，系统无法实现任意分区，且分区数量有限。

（3）若要增加终端设备时，需对主机板卡、分区设置及相应软件进行升级，扩容较复杂；

（4）音频电缆的传输距离有限，一般不超过一千米，距离太长会造成信号损耗过大影响传输质量，对系统可靠性造成影响。

而基于IP信号的数字PA/GA系统，则可以很好的解决上述问题。数字系统主机及终端均采用IP设备，数据均以IP格式进行交换、处理、传输，有效避免了模拟系统带来的种种问题。相比模拟系统，数字系统具有以下优点：

（5）更高的可靠性。主机与终端设备之间采用光缆连接，光缆不受电磁干扰影响且传输距离达几十公里，可以轻松满足大型站场的使用需求；

（6）更高的音频质量。系统信号交换及处理均基于IP网络，避免了音频信号的传输干扰及失真，同时采用MP3/PCM/ADPCM等音频编码算法，保证了音频保真度，提高了话站及扬声器的话音质量；

（7）更高的灵活性。终端话站及扬声器均采用IP设备，系统可基于IP地址对前端设备进行任意分区，系统可实现向不同扬声器同时传输不同的音频信号，操作简单，便于管理；

（8）更便捷的安装。终端设备和主机之间可通过任意IP网络连接，提高了已建传输线缆的利用率，节省了投资。

（9）更强大的功能。数字系统在扩容时，只需将新增设备的IP地址添加到已建主机系统中，而无需做其它任何额外设置。任何终端IP话站都可发起报警、广播、对讲等功能。主机系统可形成电子地图，对每个终端的运行情况进行实时查看[3]。

2.3 数字系统的设计应用

随着IP技术的发展成熟，数字系统的工程造价也越来越趋近于模拟系统，除具备技术优势外，也具有投资性价比，因此数字系统取代模拟系统正成为一种必然趋势，数字系统也在近年的新建油气站场中逐步得到应用。数字系统主机部分包括广播控制主机、服务器、交换机，终端设备包括主控IP话站、室外IP终端、室外IP扬声器，信号传输采用光缆，主机设备连接采用网线。系统所有设备都基于纯数字IP交换网络，结构清晰[4]。以上述集气站为例，若采用数字系统，则系统主机功能均通过服务器软件实现，节省了大量的I/O板卡配置，同时兼容性和扩容性大大增强。系统基于IP网络运行，执行通用的TCP/IP协议，可以与数字视频监控网络、数字电话网络以及各种安防系统进行无缝对接，增强了系统的集成联动功能和远程管理功能。

3 结语

“安全第一”已经成为油气田生产的首要任务， PA/GA等与安全息息相关的系统，也越来越受到各级从业者的重视。数字PA/GA系统以强大的技术优势，在各生产领域被逐步应用，并得到了广大用户的认可。模拟系统性能相对简单，可以满足中小型站场当前的使用需求，因此在今后一段时间内，模拟系统与数字系统共存将成为一种常态，模拟系统将伴随着设备年久老化的自然损耗过程，逐渐向数字式过渡。