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)從車后開門進入，設(shè)置有三組19″標(biāo)準(zhǔn)機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)。空調(diào)室內(nèi)機安裝在駕駛區(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、航拍器、攝像機光纖系統(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光纖系統(tǒng)連接車上切換系統(tǒng)，實現(xiàn)對攝像機視頻、鎖相、導(dǎo)播通話、返送視頻、TALLY以及攝像機REMOTE控制等信號的傳輸并為攝像機進行遠端供電。

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。攝像機或航拍器采集的視頻信號通過圖傳設(shè)備發(fā)射端進行無線信號傳輸，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、硬盤錄像機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行任意調(diào)整，還可以接收TALLY信號并對信號來源進行命名和顯示。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，可以與光纖組成有線傳輸系統(tǒng)。在光纖可達的新聞現(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80 km。

無線傳輸系統(tǒng)由4K直播背包、4K接收機以及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視頻進行10 bit處理的能力和12路多網(wǎng)聚合功能。4K接收機安裝在臺內(nèi)，為1U標(biāo)準(zhǔn)機架服務(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行了改進和解決。

3.1 空調(diào)改進問題

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)機安裝在駕駛區(qū)頂部，室外機安裝在車后尾部設(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

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方法：對行攝像機的復(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主戰(zhàn)場、加快構(gòu)建全媒體傳播體系提供了堅強有力的技術(shù)支持。