高清轉(zhuǎn)播車的設(shè)計

王 驥

（作者單位：安順市廣播電視臺）

隨著時代的進(jìn)步與人民生活的不斷豐富，高清電視已經(jīng)全面普及到各家各戶。安順市是一個擁有黃果樹、龍宮、屯堡文化、夜郎傳奇的旅游城市，各種重要的國際會議、重大文藝演出、各種重要的商業(yè)活動、大型比賽的舉辦都需要大型的電視轉(zhuǎn)播車進(jìn)行現(xiàn)場轉(zhuǎn)播與錄制。為滿足這些需求同時實現(xiàn)全面高清數(shù)字化，安順市廣播電視臺決定采購一輛技術(shù)先進(jìn)、功能完備又符合安順市實際情況，并能與其他臺級聯(lián)的高清電視轉(zhuǎn)播車。

1 車體部分

電視轉(zhuǎn)播車可以說是機(jī)動靈活的移動“小型電視臺”。它針對使用地的氣候條件與路面情況，對廂體的耐老化性能、各種使用環(huán)境特點、整車的路面適應(yīng)情況等功能有一定要求。對電視轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)的設(shè)計原則是：符合電視轉(zhuǎn)播實際需要，價格適中、功能齊全、質(zhì)量指標(biāo)較高、布局合理、運行方便，符合國際或國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 車型選擇

根據(jù)安順市廣播電視臺工作的實際情況及貴州山區(qū)地形特點，選擇了奔馳Actros 2536載貨車，因其優(yōu)越的性能及舒適性各行各業(yè)已經(jīng)廣泛使用。此款卡車的總體使用成本低、底盤堅固且重量輕，是非常最可靠耐用的卡車。整車的尺寸約為12×2.5×3.96 m（長×寬×高），車廂長約9.6 m。

1.2 車體改裝

車體改裝的總體原則是：電視轉(zhuǎn)播車結(jié)構(gòu)設(shè)計依據(jù)GB 1589-2004《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》、GB/T12503-1995《電視車通用技術(shù)條件》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合車底盤的具體指標(biāo)，以整車承重、前后橋載荷等基本參數(shù)不超過規(guī)定值為原則，按照人機(jī)工程學(xué)設(shè)計，整車機(jī)動靈活，可快速反應(yīng)，駐車后迅速展開工作。單側(cè)箱體拉伸，9.6 m米車箱內(nèi)部合理劃分為音頻區(qū)、導(dǎo)演區(qū)、慢動作區(qū)、技術(shù)區(qū)和設(shè)備區(qū)。

車箱體結(jié)構(gòu)：車體依靠優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計保證強(qiáng)度，采用薄壁截面積小的管材，保證滿足車體輕量化與強(qiáng)度。廂體采用了目前航天復(fù)合材料一次成型工藝。

環(huán)境溫度保障：整個工作區(qū)域分制冷/制暖，音頻區(qū)空調(diào)要求低噪聲，設(shè)備區(qū)域與人員區(qū)域分別制冷制熱，獨立控制，新鮮空氣循環(huán)功能；機(jī)柜內(nèi)采用立體式送風(fēng)以便設(shè)備充分的冷卻。

電纜盤：新型的電動電纜盤，鋁鑄模具成型，輕質(zhì)耐用，操作簡單、全噴塑處理。電纜電機(jī)為直流24V供電，噪音低，使用安全，可靠性強(qiáng)，且可依據(jù)電纜直徑和盤距尺寸調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

內(nèi)飾和外飾內(nèi)飾：車內(nèi)裝飾以“五防”（防水/防火/防靜電/防污染/防電磁干擾）為原則；裝飾材料全部采用無污染、無異味的環(huán)保阻燃材料。良好的工藝充分保證邊角處接縫隱蔽、整齊、細(xì)致、美觀，裝飾材料粘貼牢固。音頻區(qū)采用木絲吸音板鋪裝。整車外飾圖案嚴(yán)格按照《SJ/T10674-1995涂料涂覆通用技術(shù)條件》要求噴涂施工。由于貴州地區(qū)濕度大，箱體底部采用進(jìn)口品牌材料對其進(jìn)行防腐噴塑處理。

1.3 內(nèi)部布局方案設(shè)計

圖1 內(nèi)部布局方案設(shè)計圖

轉(zhuǎn)播車內(nèi)部布局方案設(shè)計如圖1所示。

音頻區(qū)：音頻區(qū)位于車廂內(nèi)部最前端，設(shè)置在車內(nèi)左側(cè)，主操作臺設(shè)置在內(nèi)部左側(cè)，操作臺為木質(zhì)表面，金屬框架，可容納2人同時工作。

導(dǎo)演區(qū)：導(dǎo)演區(qū)位于車廂中部，設(shè)置在車內(nèi)左側(cè)，可同時6人工作。

設(shè)備區(qū)：設(shè)備區(qū)位于車廂后部，縱向排布6列高43U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，其中，3列為強(qiáng)冷機(jī)柜，安裝有透明板可視門。

1.4 供電系統(tǒng)

車內(nèi)供電系統(tǒng)如圖2所示。

輸入供電：高清轉(zhuǎn)播車上的設(shè)備都是單相用電設(shè)備，但由于包含的設(shè)備比較多設(shè)備總電流之和近50 A，同時為保留30%左右的余量，使用三相供電并加入三相隔離變壓器，以增大電源的供電容量與穩(wěn)定性，滿足轉(zhuǎn)播車大功率用電的要求。同時，為保證安全播出，在電源輸入端采用主備電源備份，可在1分鐘內(nèi)完成人工快速轉(zhuǎn)換輸入。

ups供電：ups供電系統(tǒng)采用3臺進(jìn)口APC品牌的UPS供設(shè)備供電。具有穩(wěn)壓、抗電磁和射頻干擾等電源保護(hù)功能，同時還具有智能負(fù)載分配和備份功能。

直流供電：主要用于液壓支撐腿、車箱照明、電纜盤驅(qū)動、場地應(yīng)急照明、報警設(shè)備等供電。

圖2 供電系統(tǒng)

2 系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計分析

2.1 設(shè)計原則

本著“經(jīng)濟(jì)實用、方便靈活”的設(shè)計方針，在系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型時把穩(wěn)定性和可靠性放在首位考慮，且著眼于行業(yè)的發(fā)展；在設(shè)計中采用當(dāng)今成熟技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備以達(dá)到高質(zhì)量的圖像和聲音，在功能和使用性能方面體現(xiàn)其先進(jìn)性；在操作方便和使用靈活的同時，也為今后升級系統(tǒng)功能留有余地。系統(tǒng)以現(xiàn)場制作和直播大型慶典活動、體育賽事、綜藝節(jié)目為設(shè)計目標(biāo)，也能滿足臺里其他各類節(jié)目的節(jié)目制作要求，能夠級聯(lián)各類大型高清轉(zhuǎn)播車和演播室并進(jìn)行無縫對接的高清轉(zhuǎn)播車。整車系統(tǒng)遵循先進(jìn)性、可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性、適用性、可維護(hù)性、開放性、經(jīng)濟(jì)性的原則。

2.2 技術(shù)要點

電視節(jié)目制作是一個綜合的系統(tǒng)，其構(gòu)成的關(guān)鍵在于系統(tǒng)的合理性和最大限度發(fā)揮系統(tǒng)設(shè)備的潛力。本系統(tǒng)構(gòu)建基于虛擬矩陣數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)管理平臺，可以靈活配置全部系統(tǒng)資源，最大限度發(fā)揮設(shè)備的效能。虛擬矩陣能實現(xiàn)全部信源和目的的源名跟隨，實現(xiàn)全系統(tǒng)的動態(tài)Tally和動態(tài)電視墻。以“一鍵切”方式實現(xiàn)快速方便的系統(tǒng)設(shè)置。

圖3 S-Bus控制系統(tǒng)

3 視頻系統(tǒng)組成

3.1 攝像系統(tǒng)

攝像系統(tǒng)采用八套索尼的演播室高清攝像機(jī)HDC2580，采用Power HAD FIT型CCD作為光電換能器，最新的DSP LSI新開發(fā)的DSP（數(shù)字信號處理）LSI（視頻圖像處理器）圖像處理裝置，廣播級16Bit模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)字處理。備兩路4K高清攝像機(jī)。

3.2 切換系統(tǒng)：切換臺和矩陣

切換臺：轉(zhuǎn)播車上采用MVS-6530作為主切換臺，視音頻矩陣選擇IXS-6600，選配不同類型面板。高清主切換臺是索尼公司MVS-6530多格式切換臺和1套帶有源名跟隨顯示功能的3級24直切鍵控制面板。MVS-6530系列產(chǎn)品是面向未來的多格式視頻處理系統(tǒng)，采用最新技術(shù)和超高設(shè)計理念，廣泛應(yīng)用于高水平的高清演播室、轉(zhuǎn)播車、大型節(jié)目制作等系統(tǒng)。

3.3 同步系統(tǒng)和延時處理

系統(tǒng)中的每一設(shè)備（如攝像機(jī)、視頻磁帶錄像機(jī)、編輯器、切換器等等），必須處于同步狀態(tài)，系統(tǒng)的同步采用B.B.同步。采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電纜傳輸模擬BB信號，經(jīng)過分配提供給系統(tǒng)中的全部設(shè)備。配置主備同步機(jī)，經(jīng)過二選一自動倒換開關(guān)輸出同步信號。

3.4 控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)

采用S-Bus控制系統(tǒng)（見圖3），可以看到在S-Bus網(wǎng)絡(luò)中連接有各類系統(tǒng)產(chǎn)品，包括矩陣、切換臺、面板、UMD等。本系統(tǒng)采用虛擬矩陣數(shù)學(xué)模型以后，可以實現(xiàn)視頻信號的切換跟隨，以及Tally、素材名的自動跟隨。

3.5 時鐘系統(tǒng)

時鐘系統(tǒng)選用了SRI產(chǎn)品，配備了GPS衛(wèi)星校時鐘用于獲取標(biāo)準(zhǔn)時間。系統(tǒng)配備倒計時控制器用于節(jié)目直播時倒計時顯示。

3.6 TALLY系統(tǒng)

全車采用三色Tally系統(tǒng)，第一狀態(tài)為播出狀態(tài)，包括切換臺切出的PGM和應(yīng)急切出的PGM提示，由矩陣提供信號，一般顯示為紅色；第二狀態(tài)為預(yù)監(jiān)及慢動作錄制等提示，一般顯示為黃色；第三狀態(tài)為其他常態(tài)提示，一般顯示為綠色。

3.7 通話系統(tǒng)

通話系統(tǒng)選用ClearCom公司生產(chǎn)的36口數(shù)字通話矩陣，配備相應(yīng)通話面板和通話包。無線通話部分配備了主持人無線單向通話基站1臺，無線通話腰包4個,10個空氣導(dǎo)管耳機(jī)。同時，系統(tǒng)配備了摩托羅拉對講機(jī)基站1臺，手持對講機(jī)10臺，方便工作人員進(jìn)行無線通話。

3.8 錄像和慢動作系統(tǒng)

系統(tǒng)配置4臺高清存儲卡錄像機(jī)和4臺高清硬盤錄像機(jī)，預(yù)留2臺6通道慢動作服務(wù)器的接口。高清存儲卡錄像機(jī)選用索尼公司生產(chǎn)的PMW-1000和PMW-RX50。EVS慢動作設(shè)備需要時做臨時租用。

3.9 監(jiān)視系統(tǒng)

3.9.1 導(dǎo)演區(qū)信號監(jiān)看

導(dǎo)演監(jiān)視墻采用12臺索尼的24英寸高清專業(yè)液晶監(jiān)視器，通過畫面分割器監(jiān)看全車所有參與制作的信號。所有顯示信號來自信源、矩陣和切換臺，使系統(tǒng)應(yīng)用變得靈活合理。畫面分割器支持高標(biāo)清輸入，支持8字符的UMD源名、雙色Tally和時碼顯示等。

3.9.2 技術(shù)攝像機(jī)調(diào)光區(qū)信號監(jiān)看和波形監(jiān)視

使用6臺索尼的17英寸高清專業(yè)液晶監(jiān)視器，2排×3列，均進(jìn)行四畫面分割，平時上排3臺監(jiān)視器的A路，可通過矩陣控制面板調(diào)度信號進(jìn)行監(jiān)看。下排3臺監(jiān)視器顯示最多12路訊道攝像機(jī)信號，當(dāng)需要對某一臺攝像機(jī)進(jìn)行光圈等參數(shù)調(diào)整時，上排監(jiān)視器顯示切換到B路，通過Tally控制系統(tǒng)的Joystick功能，一旦操作攝像機(jī)遙控面板的搖桿，上排對應(yīng)1臺監(jiān)視器將全屏顯示出該機(jī)位的信號。使用3臺四通道泰克示波器監(jiān)看CCU輸出的數(shù)字信號。

3.9.3 技術(shù)區(qū)信號監(jiān)看和波形監(jiān)視

使用1臺索尼的17英寸總控級高精度高清彩色OLED監(jiān)視器以及1臺帶眼圖顯示功能的數(shù)字示波器，對全車信號進(jìn)行技術(shù)監(jiān)看以及視音頻測量。

3.9.4 慢動作監(jiān)看

慢動作區(qū)使用3臺22英寸廣播級高清液晶監(jiān)視器，通過四分割的方式顯示。

3.9.5 音頻區(qū)和錄像區(qū)監(jiān)視

音頻區(qū)采用2臺索尼的17英寸高清專業(yè)液晶監(jiān)視器，其中，1臺以四畫面分割的方式提供全車參與制作的信號和部分矩陣調(diào)配信號的監(jiān)看；另外，通過矩陣調(diào)配信號作為音畫同步監(jiān)看口。錄像區(qū)選用1臺索尼的17英寸高清專業(yè)液晶監(jiān)視器，使用2個四畫面分割器分別接入A、B路，通過A/B選擇可監(jiān)看8路錄像機(jī)信號。并且，錄像機(jī)的音頻輸出接入1臺10通道機(jī)架式立體聲監(jiān)聽音箱，可選擇監(jiān)聽1路錄像機(jī)音頻。

3.9.6 車尾端子板

車尾端子板配置一臺索尼的9英寸高清液晶監(jiān)視器，對后接口板上的各種輸入輸出信號進(jìn)行監(jiān)看與監(jiān)測。

4 音頻系統(tǒng)設(shè)計

4.1 整體設(shè)計思想

對高清轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)的設(shè)計方案基本架構(gòu)為：主備調(diào)音臺采用同品牌同架構(gòu)的產(chǎn)品，并通過雙重備份的方式使系統(tǒng)運行更加安全可靠。當(dāng)備用調(diào)音臺工作時能夠解決所有信號的傳送及控制，而且不降低節(jié)目制作的水平。

4.2 音視頻結(jié)合的系統(tǒng)方案

在本系統(tǒng)設(shè)計方案中，對音頻制作的核心部分，采用了雅馬哈公司的DM2000調(diào)音臺及DM1000調(diào)音臺作為系統(tǒng)的主、備調(diào)音臺，并配以相應(yīng)必要周邊。

在正常工作時，由主調(diào)音臺進(jìn)行信號調(diào)度分配、處理及輸出應(yīng)用；同時，主調(diào)音臺的播出信號會送至備調(diào)音臺，由其直接路由輸出到備份嵌入及輸出接口板；當(dāng)主調(diào)音臺出現(xiàn)緊急情況時，備份調(diào)音臺可以利用大量共享信號源及接管輸出接口來保證部分音頻系統(tǒng)功能的備份支持。

4.3 關(guān)于系統(tǒng)中數(shù)字同步與音畫同步延時的問題

4.3.1 系統(tǒng)同步

高清轉(zhuǎn)播車的音頻系統(tǒng)中采用數(shù)字連接方式的各核心設(shè)備，都通過黑場電平同步信號（BB）實現(xiàn)數(shù)字音頻同步。同時，通過主、備調(diào)音臺自身的同步分配器將BB信號轉(zhuǎn)換為字時鐘及AES同步信號，送給各自數(shù)字音頻周邊設(shè)備供其同步使用。

4.3.2 音畫同步延時問題

高清電視轉(zhuǎn)播車要同時具備標(biāo)清和高清節(jié)目的錄像及直播功能。而在高清和標(biāo)清的上下變換過程中，由于經(jīng)過了重新數(shù)字編解碼轉(zhuǎn)換的過程，因而節(jié)目產(chǎn)生了圖像滯后現(xiàn)象。為配合視頻系統(tǒng)中的上下變換，音頻系統(tǒng)中需使用相應(yīng)的延時器以使聲畫同步。

5 系統(tǒng)應(yīng)急

首先，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用切換臺和矩陣并聯(lián)的方式，系統(tǒng)簡潔明了，易于操作?？梢宰鳛橐曨l鏈路應(yīng)急備份。其次，在面板上也有應(yīng)急層次：切換臺配置一個衛(wèi)星面板，主面板和此衛(wèi)星面板也可互為備份。

在視頻系統(tǒng)設(shè)計中，矩陣是整個系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)中切換臺與矩陣之后連接有2×1選擇開關(guān)，可以在切換臺和矩陣的PGM信號中方便選擇，提高視頻通道安全性。監(jiān)視采用雙路監(jiān)視。監(jiān)視器輸入除矩陣輸出到A路外，再從信源端直接輸出到B路，這樣提高與矩陣有關(guān)的監(jiān)視信號系統(tǒng)的安全性。

TALLY信號：在系統(tǒng)狀態(tài)改變時，Tally和源名信息不會丟失和跳變。由于矩陣、2×1選擇開關(guān)、切換臺都是在一個大的虛擬矩陣表中，所以TALLY信號是作為內(nèi)部的一個信號，這幾個設(shè)備聯(lián)動不會導(dǎo)致TALLY的丟失。

音頻系統(tǒng)采用了主備調(diào)音臺互為備份，且信號完全備份的方式。電源部分也為主備關(guān)系，并配備220伏應(yīng)急電源等手段保證轉(zhuǎn)播車的正常運行。

6 系統(tǒng)結(jié)論

高清電視轉(zhuǎn)播車是一個行業(yè)也是時代進(jìn)步的需要，它的出現(xiàn)能夠滿足安順市廣播電視臺制作大型電視節(jié)目與大型體育賽事轉(zhuǎn)播。經(jīng)過1年多的使用，成功錄制、直播了各種大型文藝表演、國際論壇、飛行表演等活動，并與省臺及其他市臺合作，積極開拓對外市場。高清轉(zhuǎn)播車的使用，極大增強(qiáng)了安順市廣播電視臺節(jié)目制作實力與水平，鍛煉了隊伍。