衡水广播电视台广播直播车综合应用实践及供电系统优化设计
郑文英
该广播直播车主要为政府部门重要会议、现场观摩等活动的广播直播而购建，在资金非常有限的情况下，通过创新设计，不仅车队广播功能非常完善，而且集成了电视信号传输指挥等多种实用功能，还重点对车载供电系统进行了全新设计，整车可不依靠外电而能连续工作。本案例是投资少、性能优、功能全、综合利用率高的成功实践，特别适合基层广播电视台借鉴应用。
【摘要】 该广播直播车主要为政府部门重要会议、现场观摩等活动的广播直播而购建，在资金非常有限的情况下，通过创新设计，不仅车队广播功能非常完善，而且集成了电视信号传输指挥等多种实用功能，还重点对车载供电系统进行了全新设计，整车可不依靠外电而能连续工作。本案例是投资少、性能优、功能全、综合利用率高的成功实践，特别适合基层广播电视台借鉴应用。
【关键词】 直播车 车体改造 车队广播 电视传输指挥 供电改进
一.前言
随着经济社会的快速发展，政府部门对伴随会议车队进行广播解说的需求越来越多，广播电视台原本并无这项服务业务，为解政府燃眉之急，我台曾借用兄弟台的广播车为在衡召开的《河北省农村工作会议》进行了车队广播，自己也曾利用简易改装车辆进行了多次直播活动，均取得了较好的效果，地方政府对广播车的依赖越来越强，购建一辆专业正规、性能可靠的广播直播车成为我台迫切需要。为此，争取到广播车购置资金55万元，但是如何利用好这笔有限资金，高质量完成这项任务，争取使用效益最大化，是我们的更多思考，也是对工程技术人员是一个实际考验。经过反复研究、讨论，结合原来摸索总结的经验教训，最终确定了较为新颖的设计理念和多功能综合利用原则，并高质量完成了该项目。这辆由我参与并主导设计的直播车，小巧灵活、功能强大，非常好用、实用。尤其是通过对车载供电系统的创新设计，做到了不依靠外部补电而能长时间连续工作，特别适合中小型广播车使用。
二.直播车设计理念及功能要求
购建一辆广播电视专业车辆55万元确实不多，但作为基层台亦属不易，在总体设计上力求突破传统思维，突出实用性、高性价比，在高标准满足车队广播的同时，还要胜任融媒体背景下的多种业务需求，提高专业车辆的综合利用率，这一点对基层中小台来讲尤为重要。
1.技术先进性：本系统设计采用先进成熟的技术和设备，主要设备要达到广播级指标，适应今后广播电视技术设备的发展要求。
2.功能完备性：一是车队广播的功能要强大，满足实际工作中的所有应用场景需求；二是配置必要的高清视频设备，能够配合本台电视转播车开展电视直播等活动；三是具有可靠的自供电能力，可不依靠市电而独立开展工作；四是可开展区域内广播电视无线覆盖监听、监看和信号覆盖测试；五是支持融媒体记者外出采访业务。
3.运行可靠性：鉴于直播活动的不可重复性和宣传的严肃性，应有完备的应急备份系统，主要设备均配置主备两套，确保直播过程安全可控。
4.投资经济性：根据我台多种业务需求和有限的预算资金实际，通过对车内有限空间的合理规划布局和多功能模块配置，满足广播电视多种使用场景，具有高性能价格比。
5.操作灵活性：空间布局要科学合理，确保使用人员操作灵活、技术人员维护方便。
三.车体选型及改装
在车体选型上，一是受预算资金的制约，二是要考虑实际应用的便利性。在以往的直播活动中城乡许多地方高度经常受限，所以车辆的动力、整体的高度、行车的灵活性都要充分考虑。行业内使用较多的一些车型，多数价格超出预算，再是加装FM天线后的高度在3.5米以上，机动性、灵活性也略有不足，其它可改装车型不多，经反复比对筛选，最终选用国产上汽大通G10 2.0t商务车进行改装，基本参数：长5168、宽1980、高1928，动力基本满足使用（不然跟不上车队），加装FM天线后高度可控制在3.1米以内，改装后可保留6个独立座位（含司机），基本符合所有要求。
该车型选九座配置很关键（和七座外形尺寸一样，反复询问才知道），好处是司机后面标配有三排座椅，去掉最后连排座椅用于安装机柜，对相临机柜的两个独立座椅进行了改造，加大座椅底部滑动轨道长度、改为360°可旋转底座，这样工作人员即可向前坐也可向后坐，前后空间随时调整，非常实用。
车内改装以简洁、经济、实用为原则。车辆后部区域并排安装两标准19英寸设备机柜（24U），底部做减震处理，顶部与车体结构处进行连接加固；车底做密封隔热处理、铺防静电地板，降低车内噪音；车内空调采用原车配置，简单改造后部出风口，使其利于机柜设备通风散热；机柜周边采用铝喷塑材料装饰密封，左右两侧安装监听音箱、市电及UPS插座；机柜前顶部加装两只LED工作灯，机柜后舱安装直流检修灯；在尾门右下部开设直径50m m圆孔，配不锈钢旋转盖，密封效果较好；另配便携式铝合金伸缩梯、两只手摇车用千斤顶（支撑、保护后弹簧）、软铜编织线+镀锌接地极等。为方便工作，在机柜中间位置设计可抽拉桌面，桌面中间又设活动面板，下沉有长方形暗槽，放置物品时可避免行车途中掉落。另外考虑左右配重，将UPS电池与较重设备分散搭配，保障车辆重心处于合理范围内，确保车辆在行进中安全平稳。
车顶加装工作平台，允许2-3人同时登顶作业。平台加装倒放式宽带调频发射天线（主）和3只吸盘式调频发射天线（备）；另装倒放式射频天线（550-600M），用于高清电视信号发射；配置左右两组室外音箱（4×50W），用于现场扩声；在车顶中前部设置360°可转向摄像头（1920×1080 50i)，用于播音员监看外部活动现场，同时也可做为电视直播前回传通道测试的信号源；在车顶后部开60mm进出线孔（机柜上方），其后方再装一圆形DTMB接收天线（地面数字电视信号监测），车门上方处设LED场地照明灯，另一侧安装梯子挂鼻。
车顶装备布置图
为保证行车安全，在保留原车前后探测雷达基础上，加装倒车影像和行车记录仪，机柜上方安装电子烟雾报警器。
经验：保留6个座位非常关键。直播活动往往安排的非常紧凑，两行政区域之间不停车，路上讲解不能间断，所以播音讲解人员一般是双套配备共四人（每行政区域或参观点各配2人），再加上司机和技术，正好满足最低需求。这些都是总结实际工作经验和教训得来的。
四.机柜设备布局及音频系统设备配置
设备配置主要有音频设备、视频设备、电源设备及附属设备等组成，其中音频设备占比最大。由于车高限制，每个机柜只有24U高度，设备空间非常紧张，考虑操作顺手、监听监看方便、安装连线合理及配重等因素，经反复优化后确定了设备安装布置方案。
音频系统按照技术先进、功能完备、运行可靠的原则设计，由音源设备、调音设备、监听设备、扩音设备和F M发射设备等组成。音源设备：音频工作站、硬盘录放机、调频接收机、头戴一体式耳机麦克一对、无线手持麦克一对；调音设备：3U机架式调音台、专业音频接口；监听设备：耳机分配放大器、有源监听音箱；扩音设备：功放一对、室外音箱2对（50W）；FM发射设备：调频发射机主备2台、圆极化调频发射天线1套、车载吸盘调频发射天线3套。另外，还配置了专业音频处理器、音频分配器和32路跳线盘，音频系统设计力求完美优质。
主调音台选用3U机架式，安装高度在胸部位置，使用调整非常方便，专业音频接口两路话筒输入可做为直播备份调音台使用，同时音频工作站与音频接口USB连接，可实现高质量录音、放音，固态录放音机可播放C D、U盘、SD卡、CF卡存储的音频文件，实时播出的内容可同步录制到固态卡或刻录CD光盘，通过FM接收机可收听、转播
当地的调频广播节目，播音员（讲解员）车内使用头戴式耳麦（监听话筒一体型）方便可靠，双FM发射机/天线设置可实现同频冷备份或异频热备份，播出通道主要节点都上了音频跳线盘，没有单一崩溃点，整个系统冗余设计充分，确保了重大直播活动万无一失。另外，该车车顶左右两侧各安装一对无源音箱，配备两台功放分别控制，每只音箱水平或垂直辐射角度0-30°可调（自主设计），一方面可行进中广播宣讲，另一方面配合手持无线话筒，还可实现室外活动现场讲解员或领导讲话的实时扩音，省去了会务组织方租用临时扩声系统的麻烦（这个很实用哦）。
为确保重要活动车队广播万无一失，两套独立的发射系统配置非常必要。发射机均采用进口激励器（50100W），与本台3KW调频发射机激励器通用，技术指标高、工作稳定，频率调整便捷,使用维护方便；主天线配备一套圆极化宽带调频发射天线，可全向辐射,频带宽、功率容量大；备用天线选用车载吸盘调频发射天线，具有价格较低、外形小巧、安装更换方便的特点，可根据当地频谱占用情况，选配3-5个干净频点天线备用（注意避开当地广播电台在用频率），我们专门定制了3套真50W吸盘天线，实测发热很低，使用非常稳定。车队直播时可选择备机为冷备份或热备份两种模式，备发射系统设为同频率时须冷备份，一旦主发射系统出现问题，马上开备机即可，车队不用换频操作；主、备发射系统采用不同频率时，可同时开机热备份，为车队实时提供两路信号供车队自主选择收听，两种模式在实际直播中均有应用，视具体情况而定。
五.视频传输及直播监看指挥
我台每年平均大约有十几场的重大电视直播活动，其中大部分为市委政府重要会议和重项活动，原有的电视转播车主要负责现场的节目录制，车内设备空间已经饱和，直播信号传输系统设备只能是在现场临时搭建，安全播出和指挥调度存在不足和隐患。为此，我们充分利用这次购建广播车的机会，将电视直播传输系统设备和指挥调度功能巧妙的融合进去，提高了安全播出保障水平。
视频设备配置及性能：双向高清光端机（波分复用），正向2路用做电视直播主信号传输，反向1路用于将播出机房延时播出的信号回传至直播现场，光端机配两电源模块热备份，两块独立板卡传输2路PGM信号至播出机房，安全性大大提高；7英寸机架式双联高清监视器，一只监视器视频输入信号取自光端机输入环出口，监看主路光端机PGM信源情况，另一只监看播出机房回传的延时播出情况；17英寸抽拉式液晶监视器， HDSDI/HDMI/YPBPR/CVBS输入可选，配合HD-SDI和HDMI的两只4×1切换器，所有视频信号均可实现放大监看（带监听喇叭）；COFDM无线发射机，UHF 20W，延时≤400ms，用于直播备份信号的传输，配1.8米全向发射天线，播出机房接收机配双接收天线，架设在电视中心大楼塔顶约70米高处，接收半径约在20K M内，实际使用中可视具体情况调整位置至信号最佳。
每次接到直播任务，一般提前3天去现场进行回传通道
测试，每次只需将广播车开达现场，将光端机连接至固定光缆箱，开启无线发射机，车顶摄像头可做为高清视频信号源，开通车载电源，就可检查光缆线路是否正常及该位置无线传输通道是否可行，一切均可独立高效完成，对技术人员来说非常便利、工作效率大大提高。测试中一旦发现问题，可及时有针对性处理解决，如无问题只须在直播前适时到达现场进行正常布置即可。
重要活动直播时，主管领导可以坐镇直播车进行现场指挥，通过监视器实时监看电视转播车PGM视频画面，监视器输出的音频信号可接入调音台，实时监听现场声音效果及播出机房延时播出的情况，调度指挥起来非常有针对性。如遇到《衡水湖国际马拉松赛》这样的大型直播活动，还可在车内加装有线电视机顶盒或利用DTMB机顶盒，收看了解央视、省台的同步直播情况。开启现场扩声，也可满足会场外有关人员的实时收听，这项功能在实际直播中也非常实用。
六.车载电源系统的改进设计
跟随会议车队直播对广播车的自供电能力要求很高，实际任务中经常是长时间连续工作，有时在外跑两三天才回台里，如何确保车辆供电安全非常关键。传统广播车一般采用装备大容量蓄电池组的UPS电源供电（使用前需将电池充满），或者利用汽车12V电瓶（并接电瓶），经逆变器输出交流220V进行供电。这种传统做法往往重量增加很多，并占用车内一定空间，供电时间亦受电池组容量限制，而12V车载逆变器往往供电稳定性、可靠性无法保证，不适合广播电视直播使用。经反复研究思考，我们自己创造性的对供电系统进行了改进设计，达到了既稳定可靠，又可长时间自供电的目的（电路图略），为便于理解和叙述，简化成示意图如下：
该方案看起来并不复杂，但是设计配合的非常巧妙。主供电设备为一台2K VA在线式U P S，电压输出稳定，安全性高。固定场合使用时，给UPS接入220V市电，可长时间连续工作，一旦UPS主机出现故障，可直接切换为市电直供；车队广播时或在没有市电的固定场合，用12V直流逆变器做为UPS电源的应急备份，如果UPS系统故障或亏电，可切换至车载逆变器继续工作，通过两个倒换器的相互配合，可实现全部场景模式下的安全供电。该电路的最大亮点是，在UPS使用过程中，可同时给UPS电池组补电，通过逆变器、直流稳压电源、整流管等设备，将汽车发电机不稳定电能输出变为非常稳定的UPS电能输出， UPS电池组消耗将大大减少甚至为零，实现了不靠外电而能长时间连续工作。实践来看，我们设计的这套供电方案特别实用，所用设备都是市场成熟通用型号，具有非常好的经济性和可靠性。
需要注意四个方面的问题：⑴UPS电源选型配置：主机采用标准机架式产品，容易安装、可靠性高， 2 K VA的容量可满足需求，同时由于我们解决了车辆电能补给的技术难题，选用了容量较小的六块12V 38AH电池，放置在机柜底部，仅占5U高度非常合适。⑵逆变器选型配置：经测试，车队广播时用电功率一般在500W以内，因此选用一款1200VA正弦波优质逆变电源，带遥控操作显示面板，比较专业可靠。⑶UPS电池组的补电方案：车队广播时仅用UPS电池组储存的电能是无法保证的，将汽车12V直流电能高效补充到UPS电池组（72V），实现电能的实时补给是关键，因此选用了技术成熟又较经济的数显可调直流稳压电源（M P10010P)，用逆变器提供220V输入，其高精度、高可靠性很好的解决了给72V电池组补电的难题，逆变器既做交流电源的应急备份、又实时提供能源补给，一机两用、科学高效。⑷直流稳压电源使用注意事项：该稳压电源输出直流电压0-100V、电流0-10A连续可调，数字显示、直观精准，输出调整具有电压优先和电流优先两种控制模式。工作时宜采用电流优先模式，调节电流控制钮即可锁定模式，可根据设备负载大小调整输出电流，一般情况下4-5A电流即可实现UPS的用补平衡（视负载情况），此时为最理想的工作状态；如果是行车途中设备不工作时，可关闭UPS主机以节省空载能耗，并趁机给电池组充电，此时可设置成电压优先模式，调节电压控制钮至输出80V即可，定压模式可防止电池过充电，延长电池组使用寿命。
七.结语
该车使用两年多来，共完成了车队广播、电视直播传输（指挥）等活动五十余场，广播车整体性能表现优异，没有出现任何安全播出事故，尤其是我们这套供电系统非常稳定好用，直播活动中完全可以不依赖外电而能长时间连续工作。整车没有直播任务时还可做为融媒体记者采访或者广播电视信号覆盖监测用车，利用率非常高，这次抗击新冠肺炎疫情宣传中就发挥了很好作用（篇幅所限不再详述），其技术先进、功能完备、运行可靠、投资经济、操作灵活的设计理念得到了充分的实践验证，特别适合基层广播电视台借鉴应用。B&P