中小型5G+4K全媒體新聞直播車的設(shè)計與建造

章 劍

（麗水市廣播電視總臺，浙江 麗水 323000）

0 引 言

麗水市廣播電視總臺（以下簡稱麗水臺）原有9訊道標(biāo)清電視轉(zhuǎn)播車和4訊道標(biāo)清新聞直播車各一輛。自2008年10月啟用以來，車身長度10 m、由大客車改裝而成的電視轉(zhuǎn)播車雖然訊道多、技術(shù)系統(tǒng)完備，但因為車輛體積大、通過性差、操作所需工作人員多等原因，實際使用頻率并不高。在實際工作中，反而是車長僅5.78 m、由福特全順7座客車改裝的4訊道新聞直播車，因其機(jī)動靈活、能滿足大部分新聞直播場景需要而使用率更高。鑒于上述情況并考慮到當(dāng)前電視制播正從高清向4K過渡，但大型4K轉(zhuǎn)播車建造成本高、技術(shù)路線尚不清晰等因素，經(jīng)反復(fù)研討論證，麗水臺決定基于“立足當(dāng)下，適度超前”的原則，利用高速率、低延時的5G傳輸技術(shù)和視頻IP技術(shù)，先行設(shè)計建造一輛具備高機(jī)動性和高性價比的3+3訊道中小型5G+4K全媒體新聞直播車（以下簡稱直播車），以滿足當(dāng)前高清全媒體直播的業(yè)務(wù)需求。在4K產(chǎn)品成熟度提高、技術(shù)路線明確后，再考慮建造多訊道大型4K超高清電視轉(zhuǎn)播車。

1 車輛改裝

經(jīng)過多方論證，綜合考慮車載設(shè)備數(shù)量、工作區(qū)空間、車輛通過性和靈活性等情況，麗水臺決定采用中小型南京依維柯廂式運輸車作為直播車車體進(jìn)行改裝。該車車長6.99 m，寬1.73 m，高3.09 m。車輛改裝主要從車體改造、電源改造、空調(diào)改造等三個方面進(jìn)行。車體改裝示意如圖1所示。

圖1 車體改裝正視圖

1.1 車體改造

直播車車體為高頂廂式車，有側(cè)滑門、后雙開門，駕駛室為3座，發(fā)動機(jī)排量為3.0 L，國六排放標(biāo)準(zhǔn)。

車內(nèi)空間分為三個區(qū)域，從車頭到車尾分別為駕駛區(qū)、工作區(qū)、設(shè)備區(qū)。駕駛區(qū)為單排座，帶司機(jī)共三位乘員。工作區(qū)沿用原車右側(cè)的側(cè)滑門，車廂內(nèi)按照3+3訊道設(shè)計，對導(dǎo)播、技術(shù)、音頻各崗位進(jìn)行合理分布；監(jiān)看屏部署在車體左側(cè)，屏下為工作臺面并內(nèi)嵌調(diào)音臺、切換臺，工作臺配置三張工作椅。設(shè)備區(qū)從車后開門進(jìn)入，設(shè)置有三組19″標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜及雙層電動電纜盤，如圖2所示。

圖2 車體改裝布局圖

改裝后的直播車車內(nèi)有隔音、保溫、防水、防塵、換氣、通風(fēng)措施，并達(dá)到相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。車內(nèi)裝飾材料采用符合《居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 16127—1995）和《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50325—2020）的環(huán)保型無污染材料，在工藝上則特別注重隔熱、保溫、吸音處理及電磁屏蔽處理。

1.2 電源改造

直播車電源系統(tǒng)由主供電系統(tǒng)和UPS應(yīng)急供電系統(tǒng)組成，可在-35～+50 ℃環(huán)境溫度下可靠工作。

主供電系統(tǒng)采用三相四線380 V作為主輸入和220 V單相市電作為應(yīng)急輸入。三相干式隔離變壓器可以將380 V三相電源轉(zhuǎn)為220 V兩相輸出，配電盤采用交流和直流分開操作。車內(nèi)還配置了6 kVA在線式UPS應(yīng)急供電系統(tǒng)，系統(tǒng)配備200 AH容量的蓄電池，最大放電電流可達(dá)120 A，在市電斷電等應(yīng)急狀態(tài)下，能保障車載技術(shù)系統(tǒng)核心設(shè)備10 min以上的工作時間[1]。

為了用電安全并防止靜電干擾，直播車嚴(yán)格區(qū)分電源和信號的接地，車體和設(shè)備機(jī)柜各自安裝了接地銅帶[2]。

1.3 空調(diào)改造

直播車配置了一臺風(fēng)管式空調(diào)?？照{(diào)室內(nèi)機(jī)安裝在駕駛區(qū)上方，車廂頂部安裝空調(diào)風(fēng)道，回風(fēng)口設(shè)計在設(shè)備區(qū)機(jī)柜頂部，出風(fēng)口則采用多點設(shè)計，分布安裝在車頂各處。

工作區(qū)空調(diào)出風(fēng)口可調(diào)，并在空調(diào)回風(fēng)道中鋪設(shè)了5 mm厚度的隔熱棉以提高制冷效果。

2 車載技術(shù)系統(tǒng)

直播車車載技術(shù)系統(tǒng)主要由采集系統(tǒng)、切換系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、監(jiān)看系統(tǒng)及傳輸系統(tǒng)組成，如圖3所示。

圖3 車載技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1 采集系統(tǒng)

采集系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、航拍器、攝像機(jī)光纖系統(tǒng)以及無線圖傳設(shè)備等組成，共設(shè)計了3個有線訊道+3個無線訊道。

有線訊道通過攝像機(jī)光纖系統(tǒng)連接車上切換系統(tǒng)，實現(xiàn)對攝像機(jī)視頻、鎖相、導(dǎo)播通話、返送視頻、TALLY以及攝像機(jī)REMOTE控制等信號的傳輸并為攝像機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)端供電。

無線訊道通過無線圖傳設(shè)備連接車上切換系統(tǒng)。無線圖傳帶寬20 MHz，頻帶為5.1～5.9 GHz，理論傳輸距離為500 m。攝像機(jī)或航拍器采集的視頻信號通過圖傳設(shè)備發(fā)射端進(jìn)行無線信號傳輸，由安裝在直播車周圍無遮擋位置的接收端接收后，將信號接入切換系統(tǒng)。

2.2 音頻系統(tǒng)

音頻系統(tǒng)主要由數(shù)字調(diào)音臺、音頻隔離分配器、音頻切換器、監(jiān)聽音箱以及音頻加嵌器等周邊設(shè)備組成。

外采音頻信號傳送到直播車后，先經(jīng)過音頻隔離分配器。經(jīng)隔離的音頻信號，一路送數(shù)字調(diào)音臺，另一路送4K融媒體多功能切換臺。音頻隔離分配器的直通信號則送音頻切換器后接入監(jiān)聽音箱。數(shù)字調(diào)音臺輸出的音頻信號，送給加嵌器的同時也送給融媒體多功能切換臺，由多功能切換臺根據(jù)制作需要選擇音頻來源。

2.3 切換系統(tǒng)

切換系統(tǒng)由主備兩個切換通道組成。主通道以傳統(tǒng)廣播級4K切換臺及其周邊設(shè)備組成，備通道為一臺4K融媒體多功能切換臺，具備切換、調(diào)音、字幕、轉(zhuǎn)碼及推流等全功能。此外，系統(tǒng)還另行配置了一臺40×40的視頻切換矩陣，可對信號進(jìn)行靈活調(diào)度。

采集系統(tǒng)送至直播車的視頻信號，可以直接或經(jīng)過視頻分配器后，分別進(jìn)入主備切換通道。主通道切換臺輸出的PGM信號經(jīng)下變換為高清信號后經(jīng)音頻加嵌分配成多路，分別輸出給傳輸系統(tǒng)回傳至臺內(nèi)制作播出、給存儲卡錄像機(jī)、硬盤錄像機(jī)錄制存儲以及給直播推流編碼器向新媒體平臺推送。備通道的4K融媒體多功能切換臺既可以為主通道作備份，也可以對信號進(jìn)行切換、調(diào)音、上字幕等處理，并經(jīng)轉(zhuǎn)碼后直接推流、發(fā)布[3]。

2.4 監(jiān)看系統(tǒng)

監(jiān)看系統(tǒng)由多臺專業(yè)監(jiān)視器及多畫面分割器等設(shè)備組成。主備通道上需要監(jiān)看的各個環(huán)節(jié)視音頻信號，經(jīng)多畫面分割器合成后在監(jiān)視器上顯示。多畫面分割器可根據(jù)信號的重要程度，對畫面尺寸及位置進(jìn)行任意調(diào)整，還可以接收TALLY信號并對信號來源進(jìn)行命名和顯示。SDI信號內(nèi)嵌的音頻信號則以電平表的形式在屏幕上呈現(xiàn)[4]。

2.5 傳輸系統(tǒng)

傳輸系統(tǒng)由有線和無線兩種方式組成。

直播車配置了光收發(fā)機(jī)，可以與光纖組成有線傳輸系統(tǒng)。在光纖可達(dá)的新聞現(xiàn)場，通過有線光傳輸將車上PGM信號回傳至臺內(nèi)，傳輸距離可達(dá)80 km。

無線傳輸系統(tǒng)由4K直播背包、4K接收機(jī)以及5G CPE路由器等設(shè)備組成。4K直播背包隨車使用，背包內(nèi)置兩塊5G模組，具備對4K 50/60P視頻進(jìn)行10 bit處理的能力和12路多網(wǎng)聚合功能。4K接收機(jī)安裝在臺內(nèi)，為1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架服務(wù)器，支持H.264和H.265/HEVC視頻編碼和SD/HD/UHD多視頻格式。5G CPE路由器與通信基站共同為直播車組成5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并提供互聯(lián)網(wǎng)接入能力。直播車上的PGM信號，通過4K直播背包經(jīng)5G CPE路由器，以無線的方式接入通信基站，再由運營商網(wǎng)絡(luò)傳輸至臺內(nèi)4K接收機(jī)后輸出[5]。

3 遇到的問題及解決辦法

在直播車安裝調(diào)試和試運行期間，技術(shù)人員對存在的一些缺陷或問題進(jìn)行了改進(jìn)和解決。

3.1 空調(diào)改進(jìn)問題

原設(shè)計方案中，計劃在車頂安裝2臺頂置的空調(diào)。但在考察其他同類型直播車過程中，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)頂置空調(diào)至少存在兩個問題。一是出風(fēng)口占用頂部空間，導(dǎo)致車內(nèi)人員站立操作時活動受限；二是2臺空調(diào)同時開機(jī)時，車內(nèi)工作區(qū)噪音過大、影響節(jié)目錄制。經(jīng)研討，技術(shù)人員在車輛改裝時將2臺頂置空調(diào)更換為1臺2匹的低噪聲風(fēng)管式分體空調(diào)，并將室內(nèi)機(jī)安裝在駕駛區(qū)頂部，室外機(jī)安裝在車后尾部設(shè)備區(qū)。實施后，空調(diào)運行良好且工作區(qū)內(nèi)無明顯噪音。

3.2 線纜盤工藝改進(jìn)

原車出廠時，線纜盤的副盤邊緣不是平面的，線纜不易纏繞。直播車試運行過程中，工作人員針對不同的線纜采取了不同的改進(jìn)方法：對行攝像機(jī)的復(fù)合光纜，采用固定夾把頭子固定住，另加一根活動纜進(jìn)行對接；對音頻綜合纜及網(wǎng)線等，在副盤上加裝一個接口板，通過跳線進(jìn)行對接。

3.3 雨天操作問題

車后部的設(shè)備區(qū)由于安裝了線纜盤及信號接口板，工作人員只能站在車子后門外進(jìn)行操作，雨天操作時沒有遮檔。通過查看車身結(jié)構(gòu)，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)車尾頂部預(yù)留有安裝部位，通過加裝可收放的雨棚，解決了雨天操作問題。

4 結(jié) 語

經(jīng)過三個月的試運行，5G+4K全媒體新聞直播車順利通過驗收并于2022年2月正式入列。8個多月以來，該車已承擔(dān)了麗水市“兩會”開幕式、“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”麗水學(xué)習(xí)平臺上線儀式等30余場重要新聞活動的直播任務(wù)，為麗水市廣播電視總臺主力軍全面挺進(jìn)主戰(zhàn)場、加快構(gòu)建全媒體傳播體系提供了堅強(qiáng)有力的技術(shù)支持。