高清转播车的设计

王 骥

（作者单位：安顺市广播电视台）

随着时代的进步与人民生活的不断丰富，高清电视已经全面普及到各家各户。安顺市是一个拥有黄果树、龙宫、屯堡文化、夜郎传奇的旅游城市，各种重要的国际会议、重大文艺演出、各种重要的商业活动、大型比赛的举办都需要大型的电视转播车进行现场转播与录制。为满足这些需求同时实现全面高清数字化，安顺市广播电视台决定采购一辆技术先进、功能完备又符合安顺市实际情况，并能与其他台级联的高清电视转播车。

1 车体部分

电视转播车可以说是机动灵活的移动“小型电视台”。它针对使用地的气候条件与路面情况，对厢体的耐老化性能、各种使用环境特点、整车的路面适应情况等功能有一定要求。对电视转播车系统的设计原则是：符合电视转播实际需要，价格适中、功能齐全、质量指标较高、布局合理、运行方便，符合国际或国内相关标准。

1.1 车型选择

根据安顺市广播电视台工作的实际情况及贵州山区地形特点，选择了奔驰Actros 2536载货车，因其优越的性能及舒适性各行各业已经广泛使用。此款卡车的总体使用成本低、底盘坚固且重量轻，是非常最可靠耐用的卡车。整车的尺寸约为12×2.5×3.96 m（长×宽×高），车厢长约9.6 m。

1.2 车体改装

车体改装的总体原则是：电视转播车结构设计依据GB 1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》、GB/T12503-1995《电视车通用技术条件》等相关标准，结合车底盘的具体指标，以整车承重、前后桥载荷等基本参数不超过规定值为原则，按照人机工程学设计，整车机动灵活，可快速反应，驻车后迅速展开工作。单侧箱体拉伸，9.6 m米车箱内部合理划分为音频区、导演区、慢动作区、技术区和设备区。

车箱体结构：车体依靠优秀的结构设计保证强度，采用薄壁截面积小的管材，保证满足车体轻量化与强度。厢体采用了目前航天复合材料一次成型工艺。

环境温度保障：整个工作区域分制冷/制暖，音频区空调要求低噪声，设备区域与人员区域分别制冷制热，独立控制，新鲜空气循环功能；机柜内采用立体式送风以便设备充分的冷却。

电缆盘：新型的电动电缆盘，铝铸模具成型，轻质耐用，操作简单、全喷塑处理。电缆电机为直流24V供电，噪音低，使用安全，可靠性强，且可依据电缆直径和盘距尺寸调节转速。

内饰和外饰内饰：车内装饰以“五防”（防水/防火/防静电/防污染/防电磁干扰）为原则；装饰材料全部采用无污染、无异味的环保阻燃材料。良好的工艺充分保证边角处接缝隐蔽、整齐、细致、美观，装饰材料粘贴牢固。音频区采用木丝吸音板铺装。整车外饰图案严格按照《SJ/T10674-1995涂料涂覆通用技术条件》要求喷涂施工。由于贵州地区湿度大，箱体底部采用进口品牌材料对其进行防腐喷塑处理。

1.3 内部布局方案设计

图1 内部布局方案设计图

转播车内部布局方案设计如图1所示。

音频区：音频区位于车厢内部最前端，设置在车内左侧，主操作台设置在内部左侧，操作台为木质表面，金属框架，可容纳2人同时工作。

导演区：导演区位于车厢中部，设置在车内左侧，可同时6人工作。

设备区：设备区位于车厢后部，纵向排布6列高43U标准机柜，其中，3列为强冷机柜，安装有透明板可视门。

1.4 供电系统

车内供电系统如图2所示。

输入供电：高清转播车上的设备都是单相用电设备，但由于包含的设备比较多设备总电流之和近50 A，同时为保留30%左右的余量，使用三相供电并加入三相隔离变压器，以增大电源的供电容量与稳定性，满足转播车大功率用电的要求。同时，为保证安全播出，在电源输入端采用主备电源备份，可在1分钟内完成人工快速转换输入。

ups供电：ups供电系统采用3台进口APC品牌的UPS供设备供电。具有稳压、抗电磁和射频干扰等电源保护功能，同时还具有智能负载分配和备份功能。

直流供电：主要用于液压支撑腿、车箱照明、电缆盘驱动、场地应急照明、报警设备等供电。

图2 供电系统

2 系统技术设计分析

2.1 设计原则

本着“经济实用、方便灵活”的设计方针，在系统设计和设备选型时把稳定性和可靠性放在首位考虑，且着眼于行业的发展；在设计中采用当今成熟技术和先进设备以达到高质量的图像和声音，在功能和使用性能方面体现其先进性；在操作方便和使用灵活的同时，也为今后升级系统功能留有余地。系统以现场制作和直播大型庆典活动、体育赛事、综艺节目为设计目标，也能满足台里其他各类节目的节目制作要求，能够级联各类大型高清转播车和演播室并进行无缝对接的高清转播车。整车系统遵循先进性、可扩展性、稳定性、适用性、可维护性、开放性、经济性的原则。

2.2 技术要点

电视节目制作是一个综合的系统，其构成的关键在于系统的合理性和最大限度发挥系统设备的潜力。本系统构建基于虚拟矩阵数学模型的系统管理平台，可以灵活配置全部系统资源，最大限度发挥设备的效能。虚拟矩阵能实现全部信源和目的的源名跟随，实现全系统的动态Tally和动态电视墙。以“一键切”方式实现快速方便的系统设置。

图3 S-Bus控制系统

3 视频系统组成

3.1 摄像系统

摄像系统采用八套索尼的演播室高清摄像机HDC2580，采用Power HAD FIT型CCD作为光电换能器，最新的DSP LSI新开发的DSP（数字信号处理）LSI（视频图像处理器）图像处理装置，广播级16Bit模数转换数字处理。备两路4K高清摄像机。

3.2 切换系统：切换台和矩阵

切换台：转播车上采用MVS-6530作为主切换台，视音频矩阵选择IXS-6600，选配不同类型面板。高清主切换台是索尼公司MVS-6530多格式切换台和1套带有源名跟随显示功能的3级24直切键控制面板。MVS-6530系列产品是面向未来的多格式视频处理系统，采用最新技术和超高设计理念，广泛应用于高水平的高清演播室、转播车、大型节目制作等系统。

3.3 同步系统和延时处理

系统中的每一设备（如摄像机、视频磁带录像机、编辑器、切换器等等），必须处于同步状态，系统的同步采用B.B.同步。采用标准数字电缆传输模拟BB信号，经过分配提供给系统中的全部设备。配置主备同步机，经过二选一自动倒换开关输出同步信号。

3.4 控制系统和监控系统

采用S-Bus控制系统（见图3），可以看到在S-Bus网络中连接有各类系统产品，包括矩阵、切换台、面板、UMD等。本系统采用虚拟矩阵数学模型以后，可以实现视频信号的切换跟随，以及Tally、素材名的自动跟随。

3.5 时钟系统

时钟系统选用了SRI产品，配备了GPS卫星校时钟用于获取标准时间。系统配备倒计时控制器用于节目直播时倒计时显示。

3.6 TALLY系统

全车采用三色Tally系统，第一状态为播出状态，包括切换台切出的PGM和应急切出的PGM提示，由矩阵提供信号，一般显示为红色；第二状态为预监及慢动作录制等提示，一般显示为黄色；第三状态为其他常态提示，一般显示为绿色。

3.7 通话系统

通话系统选用ClearCom公司生产的36口数字通话矩阵，配备相应通话面板和通话包。无线通话部分配备了主持人无线单向通话基站1台，无线通话腰包4个,10个空气导管耳机。同时，系统配备了摩托罗拉对讲机基站1台，手持对讲机10台，方便工作人员进行无线通话。

3.8 录像和慢动作系统

系统配置4台高清存储卡录像机和4台高清硬盘录像机，预留2台6通道慢动作服务器的接口。高清存储卡录像机选用索尼公司生产的PMW-1000和PMW-RX50。EVS慢动作设备需要时做临时租用。

3.9 监视系统

3.9.1 导演区信号监看

导演监视墙采用12台索尼的24英寸高清专业液晶监视器，通过画面分割器监看全车所有参与制作的信号。所有显示信号来自信源、矩阵和切换台，使系统应用变得灵活合理。画面分割器支持高标清输入，支持8字符的UMD源名、双色Tally和时码显示等。

3.9.2 技术摄像机调光区信号监看和波形监视

使用6台索尼的17英寸高清专业液晶监视器，2排×3列，均进行四画面分割，平时上排3台监视器的A路，可通过矩阵控制面板调度信号进行监看。下排3台监视器显示最多12路讯道摄像机信号，当需要对某一台摄像机进行光圈等参数调整时，上排监视器显示切换到B路，通过Tally控制系统的Joystick功能，一旦操作摄像机遥控面板的摇杆，上排对应1台监视器将全屏显示出该机位的信号。使用3台四通道泰克示波器监看CCU输出的数字信号。

3.9.3 技术区信号监看和波形监视

使用1台索尼的17英寸总控级高精度高清彩色OLED监视器以及1台带眼图显示功能的数字示波器，对全车信号进行技术监看以及视音频测量。

3.9.4 慢动作监看

慢动作区使用3台22英寸广播级高清液晶监视器，通过四分割的方式显示。

3.9.5 音频区和录像区监视

音频区采用2台索尼的17英寸高清专业液晶监视器，其中，1台以四画面分割的方式提供全车参与制作的信号和部分矩阵调配信号的监看；另外，通过矩阵调配信号作为音画同步监看口。录像区选用1台索尼的17英寸高清专业液晶监视器，使用2个四画面分割器分别接入A、B路，通过A/B选择可监看8路录像机信号。并且，录像机的音频输出接入1台10通道机架式立体声监听音箱，可选择监听1路录像机音频。

3.9.6 车尾端子板

车尾端子板配置一台索尼的9英寸高清液晶监视器，对后接口板上的各种输入输出信号进行监看与监测。

4 音频系统设计

4.1 整体设计思想

对高清转播车音频系统的设计方案基本架构为：主备调音台采用同品牌同架构的产品，并通过双重备份的方式使系统运行更加安全可靠。当备用调音台工作时能够解决所有信号的传送及控制，而且不降低节目制作的水平。

4.2 音视频结合的系统方案

在本系统设计方案中，对音频制作的核心部分，采用了雅马哈公司的DM2000调音台及DM1000调音台作为系统的主、备调音台，并配以相应必要周边。

在正常工作时，由主调音台进行信号调度分配、处理及输出应用；同时，主调音台的播出信号会送至备调音台，由其直接路由输出到备份嵌入及输出接口板；当主调音台出现紧急情况时，备份调音台可以利用大量共享信号源及接管输出接口来保证部分音频系统功能的备份支持。

4.3 关于系统中数字同步与音画同步延时的问题

4.3.1 系统同步

高清转播车的音频系统中采用数字连接方式的各核心设备，都通过黑场电平同步信号（BB）实现数字音频同步。同时，通过主、备调音台自身的同步分配器将BB信号转换为字时钟及AES同步信号，送给各自数字音频周边设备供其同步使用。

4.3.2 音画同步延时问题

高清电视转播车要同时具备标清和高清节目的录像及直播功能。而在高清和标清的上下变换过程中，由于经过了重新数字编解码转换的过程，因而节目产生了图像滞后现象。为配合视频系统中的上下变换，音频系统中需使用相应的延时器以使声画同步。

5 系统应急

首先，系统结构采用切换台和矩阵并联的方式，系统简洁明了，易于操作。可以作为视频链路应急备份。其次，在面板上也有应急层次：切换台配置一个卫星面板，主面板和此卫星面板也可互为备份。

在视频系统设计中，矩阵是整个系统的核心，系统中切换台与矩阵之后连接有2×1选择开关，可以在切换台和矩阵的PGM信号中方便选择，提高视频通道安全性。监视采用双路监视。监视器输入除矩阵输出到A路外，再从信源端直接输出到B路，这样提高与矩阵有关的监视信号系统的安全性。

TALLY信号：在系统状态改变时，Tally和源名信息不会丢失和跳变。由于矩阵、2×1选择开关、切换台都是在一个大的虚拟矩阵表中，所以TALLY信号是作为内部的一个信号，这几个设备联动不会导致TALLY的丢失。

音频系统采用了主备调音台互为备份，且信号完全备份的方式。电源部分也为主备关系，并配备220伏应急电源等手段保证转播车的正常运行。

6 系统结论

高清电视转播车是一个行业也是时代进步的需要，它的出现能够满足安顺市广播电视台制作大型电视节目与大型体育赛事转播。经过1年多的使用，成功录制、直播了各种大型文艺表演、国际论坛、飞行表演等活动，并与省台及其他市台合作，积极开拓对外市场。高清转播车的使用，极大增强了安顺市广播电视台节目制作实力与水平，锻炼了队伍。