河北電臺(tái)大型數(shù)字衛(wèi)星直播車(chē)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

牛曉靜

（河北人民廣播電臺(tái)，河北 石家莊 050012）

近年來(lái)，河北人民廣播電臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“河北電臺(tái)”）圍繞節(jié)目定位和目標(biāo)受眾“開(kāi)門(mén)辦廣播”，積極組織大型、戶外的現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)，拓展了廣播的受眾面，顯示了電臺(tái)的優(yōu)勢(shì)和獨(dú)特魅力，贏得了普遍贊譽(yù)。

為適應(yīng)節(jié)目形式的變化，更好地服務(wù)和滿足節(jié)目創(chuàng)新的需求，提高技術(shù)實(shí)力，經(jīng)過(guò)充分考察、調(diào)研與論證后，河北電臺(tái)自2010年開(kāi)始建設(shè)大型數(shù)字衛(wèi)星直播車(chē)，2011年6月建成并投入使用。

河北電臺(tái)直播車(chē)定位為大型綜合數(shù)字衛(wèi)星直播車(chē)，不僅可實(shí)現(xiàn)會(huì)議、大型活動(dòng)、文藝演出等現(xiàn)場(chǎng)直播、轉(zhuǎn)播功能，還能完成節(jié)目錄制、擴(kuò)聲及網(wǎng)絡(luò)直播等工作，同時(shí)具備廣播電臺(tái)移動(dòng)災(zāi)備（災(zāi)難備援）功能，系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，功能完備，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，安全可靠。

1 直播車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

按照功能和用途，河北電臺(tái)直播車(chē)可分為車(chē)體系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、直播及信號(hào)分配系統(tǒng)、錄制系統(tǒng)、衛(wèi)星及信號(hào)傳輸系統(tǒng)、視頻及監(jiān)控系統(tǒng)六個(gè)分系統(tǒng)。

1.1 車(chē)體系統(tǒng)

車(chē)體系統(tǒng)是整個(gè)直播車(chē)的基礎(chǔ)。直播車(chē)建設(shè)成功與否，車(chē)體的選擇和建設(shè)至關(guān)重要。選擇時(shí)既要充分考慮車(chē)體功能的先進(jìn)性、安全性、動(dòng)力性，又要保證整個(gè)車(chē)體的美觀、大方、氣派。經(jīng)過(guò)多方比較，最終選擇了世界一流水平的德國(guó)產(chǎn)“MAN”品牌載重卡車(chē)，車(chē)型為T(mén)GX26.360（見(jiàn)圖1），在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改裝而成為車(chē)體系統(tǒng)。這一車(chē)型在國(guó)內(nèi)電臺(tái)直播車(chē)中被廣泛應(yīng)用，頗受好評(píng)。其最大優(yōu)點(diǎn)是前后橋采用全空氣懸掛，并可實(shí)現(xiàn)底盤(pán)的整體升降，升量19 cm，降量9 cm，可以最大限度地保證車(chē)內(nèi)設(shè)備在行駛過(guò)程中不受顛簸，而整體升降功能可大大提高道路通過(guò)性。

車(chē)箱體按功能分為直播區(qū)、技術(shù)區(qū)和輔助設(shè)備區(qū)三個(gè)區(qū)域，還包括空調(diào)倉(cāng)、儲(chǔ)物倉(cāng)等輔助艙室。在車(chē)體改裝中，采用雙側(cè)拉箱結(jié)構(gòu)，展開(kāi)后直播區(qū)使用面積可達(dá)18 m2，成為一個(gè)流動(dòng)的直播間。箱體為鋼骨架、鋁蒙皮、膠合鋁絲焊接、模具成型工藝制作，采用先進(jìn)的粘接工藝并結(jié)合鉚接工藝，使鋼骨架和鋁蒙皮結(jié)合為一體。鋼骨架采用多種截面規(guī)格的汽車(chē)專用成型優(yōu)質(zhì)鋼管，骨架整體結(jié)構(gòu)具有良好的機(jī)械性能，有很高的抗變形、抗沖擊、抗扭曲能力及極強(qiáng)的回彈性。為保證直播區(qū)的內(nèi)部高度，雙側(cè)拉箱拉出到位后，拉箱地板與車(chē)內(nèi)地板需成為一個(gè)平面，此種設(shè)計(jì)使直播區(qū)的凈高度達(dá)到了2 m（見(jiàn)圖2）以上。

圖1 直播車(chē)車(chē)體外觀

1.2 供配電系統(tǒng)

為保證供電安全和播出安全，并充分考慮到各地不同的供電狀況，直播車(chē)采用雙路電源，一路為市電供電，另一路為車(chē)載發(fā)電機(jī)供電，兩路電源互為備份。市電采用三路分離的220 V/50 Hz市電電源，在直播現(xiàn)場(chǎng)供電時(shí)，無(wú)論是380 V三相供電，還是220 V單相供電均可接入，非常靈活和實(shí)用。三路市電和發(fā)電機(jī)電源可手動(dòng)切換，可靈活分配給設(shè)備用電、照明用電、直播區(qū)空調(diào)用電、技術(shù)區(qū)空調(diào)用電等回路。設(shè)備用電又經(jīng)過(guò)隔離變壓器、穩(wěn)壓器穩(wěn)壓、UPS不間斷電源的處理和凈化，可保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和技術(shù)指標(biāo)。

1.3 直播及信號(hào)分配系統(tǒng)

該系統(tǒng)以直播調(diào)音臺(tái)為核心，配以CD機(jī)、DVD機(jī)、電話橋接器、延時(shí)器、音頻分配放大器等周邊設(shè)備構(gòu)成完備的直播系統(tǒng)。直播調(diào)音臺(tái)采用STUDER ONAIR-2500直播調(diào)音臺(tái)，該調(diào)音臺(tái)技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、價(jià)格合理。為避免因車(chē)體顛簸導(dǎo)致接觸不良等隱患，特意選用了供電、輸入、輸出模塊一體機(jī)，舍棄了流行的機(jī)箱分離插板結(jié)構(gòu)的機(jī)型。投入使用后，系統(tǒng)運(yùn)行良好，穩(wěn)定可靠。

圖2 直播區(qū)

1.4 錄制系統(tǒng)

該系統(tǒng)以一臺(tái)96路錄制調(diào)音臺(tái)為核心設(shè)備，并配置一套PROTOOLS多軌錄制工作站，可實(shí)現(xiàn)各類節(jié)目的多軌錄制。錄制系統(tǒng)的另一功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)直播系統(tǒng)的備份播出，一旦直播系統(tǒng)出現(xiàn)故障，錄制系統(tǒng)可同步播出，從而最大限度地避免了停播事故。

1.5 衛(wèi)星及信號(hào)傳輸系統(tǒng)

該系統(tǒng)由衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)、有線傳輸系統(tǒng)及3G無(wú)線傳輸系統(tǒng)組成。三個(gè)系統(tǒng)互為備份，互相補(bǔ)充，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件和用途來(lái)選擇不同的傳輸方式，以完成從直播車(chē)到臺(tái)內(nèi)的信號(hào)傳輸任務(wù)。其中衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)由車(chē)載系統(tǒng)和臺(tái)內(nèi)地面站系統(tǒng)構(gòu)成；配置車(chē)載編碼傳輸器來(lái)實(shí)現(xiàn)IP寬帶網(wǎng)絡(luò)、ISDN、電話、3G等方式的信號(hào)傳輸。IP寬帶網(wǎng)絡(luò)可使用常見(jiàn)的ADSL或局域網(wǎng)，傳輸帶寬可達(dá)256 kbps，傳輸穩(wěn)定，音質(zhì)良好；衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)可滿足極端條件下的應(yīng)急災(zāi)備傳輸。

1.6 視頻及監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由具有高清輸入、內(nèi)置畫(huà)面分割器的8路視頻切換臺(tái)、4臺(tái)高清攝像機(jī)及視頻矩陣、視頻錄像機(jī)等設(shè)備構(gòu)成。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)內(nèi)直播間、車(chē)外周?chē)h(huán)境的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測(cè)，還具備4訊道的專業(yè)高清視頻信號(hào)拾取、保存、簡(jiǎn)單編輯等功能，既可滿足網(wǎng)上視頻播出功能需求，還可通過(guò)云臺(tái)對(duì)車(chē)頂視頻監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行變焦、方位設(shè)置等實(shí)時(shí)控制。

2 直播車(chē)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

河北電臺(tái)衛(wèi)星直播車(chē)技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，借鑒了其他兄弟電臺(tái)衛(wèi)星直播車(chē)成熟的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)根據(jù)自身實(shí)際需求，因地制宜、開(kāi)拓思路，進(jìn)行了大膽創(chuàng)新。總結(jié)起來(lái)，主要有以下幾項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

2.1 供配電系統(tǒng)的創(chuàng)新

按照常規(guī)設(shè)計(jì)理念，大型直播車(chē)配電系統(tǒng)采用380 V三相市電供電，這種設(shè)計(jì)有很大的局限性，如果直播現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有380 V三相供電或者距離較遠(yuǎn)，就會(huì)導(dǎo)致直播車(chē)無(wú)法使用。鑒于此，河北電臺(tái)經(jīng)過(guò)反復(fù)論證和創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，采用了三條分離的220 V/50 Hz市電供電，并通過(guò)切換開(kāi)關(guān)靈活分配到各供電區(qū)域。這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，無(wú)論是采用380 V三相供電還是220 V單項(xiàng)供電，直播車(chē)都能正常使用。一年多的實(shí)踐，充分驗(yàn)證了該項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，大大拓展了直播車(chē)的使用范圍。

2.2 直播系統(tǒng)的創(chuàng)新

為保證直播的安全，解決現(xiàn)場(chǎng)直播信號(hào)的備份問(wèn)題，在直播區(qū)建設(shè)直播系統(tǒng)，同時(shí)在技術(shù)區(qū)建設(shè)錄制系統(tǒng)。直播系統(tǒng)和錄制系統(tǒng)既可獨(dú)立工作，又可互為備份（見(jiàn)圖3），其中直播區(qū)的話筒、CD、DVD、音頻工作站等播出信號(hào)源通過(guò)無(wú)源音分同時(shí)分配給直播調(diào)音臺(tái)和錄制調(diào)音臺(tái)使用，兩個(gè)調(diào)音臺(tái)輸出信號(hào)獨(dú)立或通過(guò)數(shù)字二選一切換器送到傳輸設(shè)備。可以說(shuō)，從直播信號(hào)源、直播設(shè)備到傳輸通道均實(shí)現(xiàn)了熱備份，可以避免因直播系統(tǒng)故障而造成停播事故。

2.3 信號(hào)傳輸系統(tǒng)的創(chuàng)新

在信號(hào)傳輸系統(tǒng)中，既保留了常用的ISDN和普通電話傳輸模式，又開(kāi)發(fā)使用了IP寬帶網(wǎng)絡(luò)和3G傳輸方式，并且建立了雙向衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，形成了有線和無(wú)線搭配的信號(hào)傳輸模式，極大提高了信號(hào)傳輸質(zhì)量，保證了傳輸安全、穩(wěn)定。尤其是在衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，充分借鑒兄弟臺(tái)經(jīng)驗(yàn)，拓寬思路，設(shè)計(jì)了這套衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為固定站和車(chē)載移動(dòng)站兩個(gè)分系統(tǒng)，和其他電臺(tái)衛(wèi)星系統(tǒng)不同的是，本方案將固定站和移動(dòng)站都設(shè)計(jì)為雙向傳輸，這樣不但能夠向臺(tái)內(nèi)傳輸立體聲音頻信號(hào)和視頻信號(hào)，同時(shí)還可為直播車(chē)回傳臺(tái)內(nèi)無(wú)延時(shí)的播出信號(hào)，并提供臺(tái)內(nèi)局域網(wǎng)、短信平臺(tái)甚至臺(tái)內(nèi)音頻播出網(wǎng)的應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了臺(tái)內(nèi)和直播車(chē)的資源共享，為現(xiàn)場(chǎng)直播活動(dòng)提供了極大便利。

2.4 視頻系統(tǒng)的創(chuàng)新

視頻系統(tǒng)在廣播直播車(chē)中一般是作為輔助系統(tǒng)，只提供車(chē)內(nèi)外視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)音視頻播出已成為互聯(lián)網(wǎng)媒體的重要發(fā)展方向。從廣播技術(shù)發(fā)展的前瞻性出發(fā)，視頻系統(tǒng)不再僅作為監(jiān)控一類簡(jiǎn)單應(yīng)用，而是要作為一個(gè)完整的視頻播出系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)。現(xiàn)在直播車(chē)的視頻系統(tǒng)可提供4個(gè)訊道的高清視頻信號(hào)，配置8路高清視頻切換臺(tái)和高清錄像機(jī)，為將來(lái)擴(kuò)展到8個(gè)訊道備好了基礎(chǔ)平臺(tái)。視頻信號(hào)通過(guò)衛(wèi)星傳回臺(tái)內(nèi)，轉(zhuǎn)碼后可進(jìn)行網(wǎng)上實(shí)時(shí)播出。現(xiàn)在，直播車(chē)視頻系統(tǒng)已經(jīng)成為河北電臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)直播活動(dòng)的重要組成部分。

圖3 直播系統(tǒng)和錄制系統(tǒng)框圖

2.5 音頻錄制系統(tǒng)的創(chuàng)新

在直播車(chē)錄制系統(tǒng)中，不但提供了普通立體聲音頻信號(hào)的編輯和錄制，還根據(jù)廣電技術(shù)發(fā)展方向增加了5.1聲道音頻信號(hào)的制作和監(jiān)聽(tīng)功能。在直播區(qū)配置5.1聲道監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)和大屏幕，用于監(jiān)聽(tīng)、監(jiān)看、欣賞各類節(jié)目。在技術(shù)區(qū)錄制系統(tǒng)安裝Protools 多軌音頻工作站，可提供5.1、6.1環(huán)繞聲節(jié)目制作和處理。

2.6 應(yīng)急災(zāi)備系統(tǒng)的建設(shè)

根據(jù)廣電總局要求，結(jié)合河北電臺(tái)實(shí)際情況，借助直播車(chē)這個(gè)移動(dòng)平臺(tái)初步建立了廣播應(yīng)急災(zāi)備系統(tǒng)。車(chē)內(nèi)配備了發(fā)電機(jī)，可提供設(shè)備、照明、空調(diào)等所有車(chē)內(nèi)用電，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，在滿油箱的情況下滿載使用20 h以上。車(chē)內(nèi)為播出設(shè)備配備在線式UPS系統(tǒng)，滿負(fù)荷供電1 h以上。另外配備了1 kW調(diào)頻發(fā)射機(jī)及垂直極化天線，通過(guò)電動(dòng)升降桿控制發(fā)射天線的升降，天線高度可達(dá)8 m高。在應(yīng)急情況下，主持人在直播車(chē)內(nèi)播音，利用直播車(chē)自帶的供電、傳輸、調(diào)頻發(fā)射等系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)急播出和傳輸，構(gòu)成了比較完備的應(yīng)急災(zāi)備技術(shù)系統(tǒng)。

3 應(yīng)用前景

河北電臺(tái)大型數(shù)字衛(wèi)星直播車(chē)從2011年7月投入使用到現(xiàn)在，已順利完成了幾十次各類直播、轉(zhuǎn)播、錄制活動(dòng)，借助優(yōu)秀的車(chē)體平臺(tái)，直播車(chē)開(kāi)到了全國(guó)“兩會(huì)”北京直播現(xiàn)場(chǎng)，開(kāi)到了狼牙山下，開(kāi)到了農(nóng)村的田間地頭，開(kāi)進(jìn)了居民社區(qū)；衛(wèi)星、寬帶和3G無(wú)線等多種傳輸方式的應(yīng)用大大提高了傳輸?shù)陌踩禂?shù)和傳輸質(zhì)量，傳輸信號(hào)音質(zhì)接近CD質(zhì)量；直播車(chē)視頻系統(tǒng)可從容實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)音視頻直播。一年多的實(shí)際應(yīng)用，充分驗(yàn)證了技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完備性、先進(jìn)性和易用性，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)一直保持在部頒甲級(jí)水平，尤其是幾項(xiàng)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)大大拓展了直播車(chē)的使用范圍，也最大限度地提高了現(xiàn)場(chǎng)直播的安全系數(shù)。

數(shù)字衛(wèi)星直播車(chē)已經(jīng)成為河北電臺(tái)舉辦各類活動(dòng)，完成各種現(xiàn)場(chǎng)直播的技術(shù)平臺(tái)、應(yīng)急播出平臺(tái)和災(zāi)備平臺(tái)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，大大提升了河北電臺(tái)的社會(huì)影響力和品牌效應(yīng)，為打造一流廣播媒體發(fā)揮了不可替代的作用。