安徽廣播電視臺(tái)14訊道高清轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡析

謝 鵬

（作者單位：安徽電視臺(tái)）

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安徽廣播電視臺(tái)14訊道高清轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡析

謝 鵬

（作者單位：安徽電視臺(tái)）

摘 要：本文介紹了安徽廣播電視臺(tái)14訊道高清轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)技術(shù)要求和設(shè)計(jì)原則，并對該車的車體結(jié)構(gòu)（包括配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)）、布局分區(qū)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：高清轉(zhuǎn)播車；切換臺(tái)；矩陣；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

安徽廣播電視臺(tái)高清轉(zhuǎn)播車是14訊道高清轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)（按16訊道設(shè)計(jì)），可以根據(jù)需要與一個(gè)外部6訊道標(biāo)清系統(tǒng)進(jìn)行級聯(lián)，完成一級切換；或與外部高清系統(tǒng)進(jìn)行級聯(lián)，完成一/二級切換。該車能夠滿足大型文體綜合類節(jié)目現(xiàn)場直播、錄制需求，是一個(gè)移動(dòng)的演播室控制中心，可以為迅速搭建電視轉(zhuǎn)播現(xiàn)場提供必要的電力、照明、網(wǎng)絡(luò)和視音頻信號制作環(huán)境及必要的通信手段。系統(tǒng)總體技術(shù)設(shè)計(jì)要求能夠滿足未來高清電視節(jié)目的制作，兼顧今后高、標(biāo)清電視系統(tǒng)長期共存狀態(tài)下標(biāo)清節(jié)目制作能力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有安全性、先進(jìn)性、靈活性和開放性原則，能充分適應(yīng)安徽電視臺(tái)大型節(jié)目轉(zhuǎn)播要求。

1 車體結(jié)構(gòu)和空間布局設(shè)計(jì)

根據(jù)安徽省交通通行條件，車體采用箱式車體結(jié)構(gòu)，半拖掛方式，并且可與牽引車頭分離。車箱內(nèi)含有單側(cè)拉廂體。側(cè)拉箱采用底部工字鋼梁支撐和履帶式移動(dòng)電纜橋架，收放采用電動(dòng)/手動(dòng)液壓方式。車體底盤經(jīng)過嚴(yán)格的防銹、防腐蝕處理，鋼鋁結(jié)構(gòu)處經(jīng)過隔離處理，防止電解腐蝕。該車車輛離去角、最后端離地高等指標(biāo)均滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

車體主要外形尺寸參數(shù)如下：車體總長為16.1 m；車箱體總長為12.6 m（不含牽引車頭部分）；車箱體寬度為2.5 m；車箱體高度為3.88 m；側(cè)拉箱體寬度為6.9 m；側(cè)拉箱體深度為1.1 m。

1.1 車內(nèi)布局設(shè)計(jì)

在進(jìn)行轉(zhuǎn)播車箱體總體布局設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循符合人體工程學(xué)、空間利用最大化、零散空間整合化這三個(gè)原則，最大限度地提高車內(nèi)空間的有效利用率。根據(jù)現(xiàn)代大型文藝、體育轉(zhuǎn)播對制作團(tuán)隊(duì)的要求，整車主要分為4個(gè)工作區(qū)：音頻制作區(qū)、導(dǎo)演制作區(qū)、慢動(dòng)作制作區(qū)、視頻技術(shù)制作區(qū)，（附圖1、圖2、圖3、圖4、圖5）。其中，音頻制作區(qū)有2個(gè)音頻工位，導(dǎo)演制作區(qū)有5個(gè)制作工位，慢動(dòng)作制作區(qū)有4個(gè)制作工位，視頻技術(shù)制作區(qū)有6個(gè)技術(shù)工位，共能滿足至少由16人組成的節(jié)目制作團(tuán)隊(duì)的轉(zhuǎn)播需求。每個(gè)區(qū)域相互獨(dú)立，避免了工作過程中的相互干擾。有效解決了龐大的制作團(tuán)隊(duì)對工位需求與有限車內(nèi)空間的矛盾。

1.2 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整車供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有“安全性”和“不間斷性”。

供電系統(tǒng)的“安全性”：外電進(jìn)入車內(nèi)前，要經(jīng)過隔離變壓器進(jìn)行隔離，保證車內(nèi)供電不受外界干擾。整車設(shè)有“安全地”接點(diǎn)，并備有接地棒和專用地線電纜；底盤地與機(jī)柜相連，采用金屬接地的方式使整車處于一個(gè)“共地”的模式。供電系統(tǒng)的電源插板具有“安全地”插孔，充分保證設(shè)備接入電源的安全。

供電系統(tǒng)的“不間斷性”，考慮到轉(zhuǎn)播現(xiàn)場的各種不可預(yù)知的供電條件，本車供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)了3種供電方式。

第一，主供電（AC），三相五線制，交流380V，50Hz 輸入，配備隔離變壓器和穩(wěn)壓器。

第二，輔助供電（DC），直流電瓶供電，配有充電機(jī)供給車內(nèi)直流照明燈、電纜盤等輔助系統(tǒng)，直流電瓶與交/直流轉(zhuǎn)換器配合工作，當(dāng)有外電時(shí)，通過交流供電，當(dāng)外電停止時(shí)，自動(dòng)切換到直流電瓶供電。

第三，應(yīng)急供電，UPS（2 臺(tái)6kVA），供給車內(nèi)計(jì)算機(jī)及主要數(shù)字設(shè)備，支持時(shí)間≥10分鐘。

三種供電方式互為備分，保證車內(nèi)不間斷供電。通常情況下采用三相AC 380V/50Hz和UPS供電；當(dāng)UPS或穩(wěn)壓器出現(xiàn)故障時(shí)，通過旁通開關(guān)直接轉(zhuǎn)由外電供電；當(dāng) AC 380V/50Hz 在供電過程中出現(xiàn)故障時(shí)，在10分鐘內(nèi)采用UPS供電，實(shí)施緊急處理方案，同時(shí)保護(hù)切換臺(tái)、矩陣、調(diào)音臺(tái)、字幕機(jī)、服務(wù)器等核心設(shè)備正常關(guān)機(jī)。

1.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)播車采用分體式冷暖空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)道式送風(fēng)/回風(fēng)，能夠充分保證各工作區(qū)域冷熱平衡。各區(qū)溫度獨(dú)立可調(diào)，并提供送新風(fēng)和獨(dú)立抽濕功能。操作區(qū)和設(shè)備區(qū)可分別設(shè)置制冷溫度，以滿足人和設(shè)備對溫度、濕度的不同需要。視頻技術(shù)制作區(qū)系統(tǒng)核心設(shè)備機(jī)柜采用透明玻璃隔音門以及獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)，能夠隔溫、隔濕、隔聲、防塵。車內(nèi)設(shè)計(jì)了空調(diào)冷凝水專用的排水通道，即使在車體停放不水平時(shí)，冷凝水也不會(huì)漏入車廂，風(fēng)道口也不會(huì)有冷凝水凝結(jié)。空調(diào)工作時(shí)，室外環(huán)境溫度在－10℃～＋45℃時(shí)，車內(nèi)工作區(qū)溫度保持在 23（±2）℃，車內(nèi)環(huán)境噪音≤55dB（A 計(jì)權(quán)），符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

視頻系統(tǒng)采用先進(jìn)的1080/50i純高清內(nèi)核制作系統(tǒng)。所有外來標(biāo)清信號源通過上變換進(jìn)入系統(tǒng)，同時(shí)提供高清視頻信號和下變換后的標(biāo)清視頻信號，使之同時(shí)具備標(biāo)清電視節(jié)目轉(zhuǎn)播錄制能力。

音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)定位為轉(zhuǎn)播車二級調(diào)音為主，能方便快捷制作單聲道、立體聲節(jié)目，同時(shí)具備5.1環(huán)繞聲節(jié)目制作的擴(kuò)展能力。本車采用全數(shù)字音頻系統(tǒng)，具備網(wǎng)絡(luò)化和視頻跟隨功能，能適應(yīng)不同類型節(jié)目的制作要求。

系統(tǒng)中周邊設(shè)備配備了AXON公司生產(chǎn)的各種視、音頻功能模塊，從而提高了系統(tǒng)的安全性。

2.1 節(jié)目信號通道設(shè)計(jì)

在節(jié)目視頻信號通道設(shè)計(jì)上采用主、備雙通道鏡像的方式，轉(zhuǎn)播車所有信號源設(shè)備的高清信號均同時(shí)進(jìn)入視頻切換臺(tái)和視頻矩陣，由切換臺(tái)與矩陣提供主、備通道信號的輸出。后經(jīng)過雙二選一應(yīng)急切換開關(guān)后，進(jìn)行音頻嵌入、下變換等處理，輸出最終所需的節(jié)目信號。在信號通道上，主、備通道具有相同的設(shè)備和路由結(jié)構(gòu)，確保了轉(zhuǎn)播車信號通道上沒有唯一系統(tǒng)崩潰點(diǎn)，從而提高了系統(tǒng)的安全性。（附圖6）

在節(jié)目音頻信號通道設(shè)計(jì)上，除現(xiàn)場音頻信號外，所有攝像機(jī)CCU 話筒信號及周邊音源、效果器及 Dobly E 解碼器的輸入、輸出信號全部接入 96×96 的數(shù)字音頻矩陣中，由音頻矩陣做選擇切換后送入STUDER Onair3000數(shù)字調(diào)音臺(tái)。8 路話筒音頻信號通過多芯音頻綜合纜直接送到轉(zhuǎn)播車中調(diào)音臺(tái)的話筒/線路輸入接口。由數(shù)字調(diào)音臺(tái)輸出的信號中，4 路模擬輸出信號直接送車體外接口板，另外8 路信號返送回?cái)?shù)字音頻矩陣，由音頻矩陣再做進(jìn)一步的選擇切換輸出，送視頻系統(tǒng)使用及最終的立體聲節(jié)目信號選取。

附圖：

圖1 轉(zhuǎn)播車車體空間布局圖

圖2 轉(zhuǎn)播車音頻區(qū)布局圖

圖3 轉(zhuǎn)播車導(dǎo)演區(qū)布局圖

圖4 轉(zhuǎn)播車慢動(dòng)作區(qū)布局圖

2.2 切換臺(tái)

切換臺(tái)作為視頻系統(tǒng)的核心，選用Snellwilcox Kahuna 2M/E 高清切換臺(tái)，該切換臺(tái)配有2 M/E級控制面板，1個(gè)輔助母線控制面板，40輸入，24輸出，每級具有2個(gè)色鍵、4通道DVE，面板帶源名顯示，24路直切鍵，GUI圖形界面單元，8通道幀存儲(chǔ)器（24秒存儲(chǔ)）。通過Format Fusion格式融合技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清信號的同步混合切換。除此以外，該切換臺(tái)采用了完全獨(dú)立的主備結(jié)構(gòu)。除了主機(jī)箱和面板內(nèi)電源有主備以外，每級M/E具有獨(dú)立運(yùn)作的中央處理器PU，任何一級M/E出現(xiàn)故障時(shí)，都不會(huì)影響其他M/E的制作輸出。確保了系統(tǒng)的先進(jìn)性和安全性。

圖5 轉(zhuǎn)播車視頻/錄像技術(shù)區(qū)布局圖

圖6 轉(zhuǎn)播車信號通道圖

圖7 Tally指示和動(dòng)態(tài)UMD監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖

2.3 視頻信號調(diào)度矩陣

系統(tǒng)以 GrassVally Concerto 96×96 高清多碼流矩陣為中心，對全車的主要輸入輸出信號進(jìn)行調(diào)度，包括7RU，帶主備雙電源，風(fēng)扇，雙矩陣控制卡。通過先進(jìn)的Jupiter 控制軟件控制全車矩陣控制面板，其中包括Jupiter主備雙控制系統(tǒng)、2塊8字符X-Y遙控面板、2塊8字符XY遙控面板、2塊8字符64鍵遙控面板和3塊8字符32鍵遙控面板，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的安全性和靈活性。

2.4 監(jiān)看系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本車采用全高清16:9 監(jiān)視。按照節(jié)目制作工位不同，監(jiān)看要求不同的設(shè)計(jì)原則，在各個(gè)區(qū)域采用不同的監(jiān)看方式：導(dǎo)演區(qū)監(jiān)視器采用矩陣動(dòng)態(tài)調(diào)度監(jiān)視，以應(yīng)對不同轉(zhuǎn)播任務(wù)、不同轉(zhuǎn)播規(guī)模的需要；技術(shù)區(qū)選用高質(zhì)量監(jiān)視器，色調(diào)準(zhǔn)確、分辨率高；音頻區(qū)監(jiān)視器也可以通過視頻矩陣調(diào)度動(dòng)態(tài)選源，同時(shí)配合動(dòng)態(tài) UMD &Tally指示、通話等方式，與視頻制作配合。極大提高了節(jié)目制作的靈活性。

2.5 內(nèi)部通話系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作為節(jié)目制作的重要輔助系統(tǒng)，在內(nèi)部通話系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用：4 線、2線通話方式共存，有線通話方式與無線通話方式相結(jié)合，并實(shí)現(xiàn)與外部通訊網(wǎng)絡(luò)（電話、無線移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)、以及對講系統(tǒng)）的連接。同時(shí)，通過軟件編組的方式，保證導(dǎo)演通過通話面板就能與所有通話站點(diǎn)雙向溝通。為實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)播車外其他轉(zhuǎn)播系統(tǒng)的方便連接，豐富了轉(zhuǎn)播車外接口板通話接口多種連接方式。以 ClearCom 公司的ECLIPSE-PiCo 36口數(shù)字通話矩陣為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，配備 8 塊 i-Station 系列通話面板，用于不同節(jié)目制作工位通話使用；通過ECLIPSE矩陣設(shè)置軟件，可以方便設(shè)置攝像機(jī)4線雙路通話方式，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)演、技術(shù)與攝像員的分組通話，適用于多場景同時(shí)制作。在導(dǎo)演制作區(qū)設(shè)計(jì)有 2個(gè)有線電話接口，導(dǎo)播可以通過通話面板上的數(shù)字鍵盤直

接撥打電話與車外溝通。轉(zhuǎn)播車還設(shè)計(jì)有移動(dòng)終端網(wǎng)絡(luò)終端，可以通過 GSM 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。1套雙工Walkie-Talkie對講中繼站通過專用接口設(shè)備接入通話系統(tǒng)，中繼站配置高增益天線，大大擴(kuò)展了現(xiàn)場工作人員活動(dòng)范圍。為方便與其它轉(zhuǎn)播系統(tǒng)之間的通話級聯(lián)，外接口板設(shè)計(jì)有 2 線和 4 線接口。

2.6 Tally指示和UMD監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于高清轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)日益復(fù)雜，全車采用動(dòng)態(tài)三色Tally指示加動(dòng)態(tài)UMD監(jiān)視設(shè)計(jì)，支持系統(tǒng)應(yīng)急切換Tally指示。Tally控制器選用了北京星光山德公司自行研制的 TCU-400 系列產(chǎn)品。其具有紅、黃、綠三色顯示，動(dòng)態(tài)字符顯示功能，可顯示設(shè)備名稱、源名稱、目標(biāo)名稱；支持播出、預(yù)選、應(yīng)急、錄制、慢動(dòng)作、反送等的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)指示，響應(yīng)速度快；同時(shí)，該產(chǎn)品通過廣泛的協(xié)議支持可以將不同廠家設(shè)備集成起來，能讀取切換臺(tái)和矩陣交叉點(diǎn)信息，使矩陣控制系統(tǒng)、切換臺(tái)源名顯示和 UMD 指示融為一體。確保了系統(tǒng)的安全性和靈活性。

2.7 GPS時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)播車GPS 時(shí)鐘系統(tǒng)，采用 EBU 國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間碼作為傳輸標(biāo)準(zhǔn)，并采用了主備時(shí)鐘發(fā)射器自動(dòng)倒換的設(shè)計(jì)方案。主時(shí)鐘如果發(fā)生故障，倒換器自動(dòng)切換到備時(shí)鐘發(fā)射器。時(shí)鐘發(fā)射器采用北京星光山德的 MCG-300 模塊化主時(shí)鐘發(fā)射器，該發(fā)射器可以提供時(shí)鐘和 EBU時(shí)碼信號輸出，每臺(tái)發(fā)射器具備了主備雙電源、GPS 接收模塊、外部時(shí)碼輸入和倒計(jì)時(shí)模塊、微型 GPS 天線和高增益天線，實(shí)現(xiàn)多種鎖定模式和多種功能。

3 總結(jié)

14訊道高清轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)自建成投入使用后，承擔(dān)了《安徽衛(wèi)視春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)》、《男生女生向前沖》等大型節(jié)目的直播錄制工作，均圓滿完成了任務(wù)，充分展現(xiàn)了該系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和靈活性，符合預(yù)期設(shè)計(jì)需求。