【摘要】 電視轉播車技術發(fā)展至今，轉播制作技術系統(tǒng)架構和車體制作工藝等方面已有成熟的建設經(jīng)驗。結合南方電視臺外場電視節(jié)目轉播的特點和高清電視轉播車工程實踐，本文從高清電視轉播車箱體工藝和車內環(huán)境優(yōu)化設計、液壓傳動可視化智能監(jiān)控、配電和空調集中監(jiān)控等方面探討如何進一步提升轉播車綜合性能，最大限度保障了高清電視轉播車整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

【關鍵詞】 高清電視轉播車 可視化 智能監(jiān)控 安全

一.概述

現(xiàn)代大型高清電視轉播車作為電視臺一個投資動輒幾千萬的重要外場轉播制作平臺，每次執(zhí)行轉播任務都涉及到行車駐車、平臺搭建、節(jié)目制播和平臺拆除等復雜工作環(huán)節(jié)，如何利用先進技術手段保障車體基礎系統(tǒng)和轉播制作系統(tǒng)長期安全穩(wěn)定運行，使昂貴的投資能夠收回，這是設計時需重點考慮的問題。我們認為，在大型高清電視轉播車設計時，不僅要關注轉播制作系統(tǒng)功能完備性和安全性，還要對側拉箱承重、箱體防雨防潮防塵能力和液壓驅動側拉箱、側拉平臺、支撐腿等復雜機械操控的可控性以及電源、空調系統(tǒng)的人機交互監(jiān)控能力等關系轉播車車體運行安全的關鍵對象進行強化設計，有助于全面提升高清電視轉播車運作的安全性和效率。

二.箱體工藝和車內環(huán)境優(yōu)化設計

隨著外場電視節(jié)目制作向著訊道多、工位多、形態(tài)多的大型化、復雜化趨勢迅速發(fā)展，對車內裝載設備和人員操作的空間需求提出了更高要求。南方電視臺高清電視轉播車采用半拖掛式單側拉結構廂體設計擴展車內設備安裝和人員工作空間。整車概況如下：

整車長（含車頭）14.6米，廂體長12米，寬2.5米，高3.95米，車廂內高2.1米。側拉箱長7.2米，側拉深度1.2米，側拉箱內凈高1.9米。側拉平臺長1.7米，側拉深度1.2米。車廂從頭到尾設置了六個功能區(qū)：音頻區(qū)、主制作區(qū)、擴展區(qū)、副制作區(qū)、技術區(qū)、線纜和信號檢測區(qū)，布置了16個工位，預留4個擴展工位。外觀如圖1所示，車內布局俯視圖如圖2所示。

1.箱體材料選型

大型電視轉播車車體一旦成型就很難改變，而且車體的使用壽命與所采用的材料與施工工藝有很大關系。為了減輕重量的同時提高堅固程度，本車采用截面40mm x 40mm x 2mm方鋼組成網(wǎng)狀骨架，廂壁為三明治結構，其內、外為7mm厚度的復合夾板，中間填充40mm厚的隔熱棉進行隔熱，箱壁最外層覆蓋新型高強度易修復的2mm厚GRP（玻璃鋼化纖維）復合型材料，使得整個車廂外部表面和邊角過渡平滑，而且整體重量比使用同規(guī)格的鋁蒙皮輕了約800kg，這樣的箱體結構在保證堅固的同時，降低了車體本身的重量，同樣的底盤可承載更多的設備。

2.側拉箱承重增強設計

大型電視轉播車通常利用箱體側拉技術進一步擴展車內的工作空間。側拉箱作為大型轉播車車體設計中的一個重點環(huán)節(jié)，其設計成功與否關系到轉播車運作的安全性和耐用性。側拉箱在節(jié)目轉播制作過程中，處于懸空展開狀態(tài)，除承載固定設備外，還有人數(shù)常變的工作人員，其底梁的承重能力是在側拉箱設計中首要考慮的。

出于對穩(wěn)定性和技術成熟性的考慮，本車采用內嵌式結構、折疊地板式的單側拉方式，最大側拉跨度為7.2米，側拉長度為1.2米。除了在布局設計時盡量不在側拉箱上擺放大重量的設備和機柜，還精細計算安裝在側拉箱上的設備及機架和滿載15名工作人員的重量，并考慮到將來系統(tǒng)功能擴展需增加的重量，側拉箱承重設計要求達到5000Kg。為了防止側拉箱長時間使用出現(xiàn)變形和下沉，我們在側拉箱底梁承重結構上做了增強型設計，即在常規(guī)設計5條側拉承重橫梁的基礎上增加到7條，這樣可大大降低因長期負重導致側拉箱下沉的風險。

3.廂內防雨防潮降噪細化設計

大型電視轉播車布局設計時不僅要考慮合理劃分功能區(qū)間、設備擺放符合動靜配重平衡及方便操作維護原則，還需重點關注車體的防雨防潮降噪等細節(jié)設計，使設備長期工作在恒溫恒濕的車內環(huán)境下，為轉播制作系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供有利保障。

本車除了做好側拉箱、車頂、進出門、檢修口等車體開口重點部位涂防水膠和貼橡膠密封條等防雨防潮處理之外，還對廂內核心設備區(qū)的密閉防潮降噪做了特別設計。

考慮本車工作地處于多雨潮濕的氣候特點，按車內設備保障安全等級和檢修復雜度設置檢修工作窗口，其中，制作區(qū)、副制作區(qū)、調像區(qū)的監(jiān)視墻和非核心設備機柜等檢修工作量較小的地方采用車壁開檢修窗的常規(guī)方式，并把檢修窗設置成上下對開，便于技術人員檢修和維護設備時遮陽擋雨；而本車在技術區(qū)沿著車體中軸線布置7個放置核心設備機柜（見圖2），對于該區(qū)域的檢修口設計，本車擯棄在主設備區(qū)設置廂外檢修口的多數(shù)做法，以大尺度（長×寬：3500mm×400 mm）的寶貴空間設置廂內檢修通道，徹底解決亞熱帶潮濕多雨氣候對轉播車系統(tǒng)核心設備區(qū)滲水和潮氣侵蝕的難題，同時為技術人員提供了一個安全便利的良好檢修環(huán)境。該檢修通道除作為駐車期間制播系統(tǒng)設備檢修用，在轉播車行駛時還用于裝運6套攝像機三腳架、尋像器便攜箱等配套轉播器材，如圖3所示。加上在功能擴展區(qū)（見圖2）存放的6套攝像機等外置設備隨車轉運，進行6訊道常規(guī)節(jié)目轉播制作時，無需使用輔助車，既提高了空間利用率，又節(jié)約運維成本。

采用廂內式檢修通道既為設備安全可靠運行創(chuàng)造了有利環(huán)境，又使設備機柜往轉播車中軸線靠攏，有利于車體配重平衡，保證了行駛時車體穩(wěn)定，提高了行車安全性。

為了降低設備風扇噪音對整個開放式空間的影響，本轉播車將噪音大、發(fā)熱量高的核心設備安裝在一個相對密閉的空間，即除了后柜門外，機柜前面設密閉玻璃門，如圖3所示。機柜后門上設計有下送風制冷風道，設備前面板與玻璃門之間也設計有獨特的前送風制冷風道，起到屏蔽設備風扇噪音的作用，并形成一個密閉的設備區(qū)，有效提高制冷效率屏蔽設備風扇噪音，同時為核心設備起到防塵保護作用，有效保障轉播制作系統(tǒng)安全可靠運行。

三.液壓傳動可視化智能監(jiān)控設計

大型高清電視轉播車每次執(zhí)行轉播任務，都需要駐車實地構建和拆解轉播制作平臺，即需完成車體平衡調整、側拉箱、側拉平臺展開和收回等操作。這個過程通常由液壓傳動系統(tǒng)驅動，其中涉及車體機械結構復雜運動和操作程序，容易出現(xiàn)人為操作不當導致箱體扭曲變形、相關聯(lián)活動部件碰損等情況。因此大型轉播車構建和拆解轉播制作平臺這個環(huán)節(jié)關系到整個制作轉播任務是否能順利開展和安全高效完成。如何增強液壓傳動系統(tǒng)的控制能力是在本車在設計和實施過程中重點關注的問題。

結合大型電視轉播車構建和拆解轉播制作平臺過程中支撐腿、側拉箱、側拉平臺等展開和收回操作流程，本車分別在車體的支撐腿、側拉箱、側拉平臺及其側拉區(qū)域相關聯(lián)活動部件（可伸縮移動導控臺和慢動作操作臺、核心設備機柜玻璃門、車內活動小地板、側拉箱進出門等）等活動對象設置了23個限位傳感器，并把這些傳感器接入專用PLC（可編程邏輯控制器），通過程序設計，PLC根據(jù)傳感器采集信息進行邏輯判斷以控制液壓傳動系統(tǒng)驅動，以“一鍵控”方式進行操作控制，在操作過程中通過圖形仿真界面對車體的狀態(tài)進行全方位監(jiān)控。系統(tǒng)框圖如圖4所示，系統(tǒng)主要由五個單元組成：PLC處理單元、傳感信息采集單元、液壓傳動控制單元、遙控操作單元和可視化監(jiān)控單元。

系統(tǒng)控制原理如圖5所示，PLC掃描各傳感點（側拉箱、側拉平臺、液壓支撐腿和側拉區(qū)域相關聯(lián)活動部件）限位狀態(tài)，并實時地把狀態(tài)信息在車內和裙箱PC上顯示，操作人員根據(jù)監(jiān)控信息研判和執(zhí)行液壓傳動控制操作，PLC接收到操作指令并進行條件判決來驅動液壓傳動控制閥實現(xiàn)側拉箱、側拉平臺和支撐腿的展開和收回操作。

本系統(tǒng)基于支撐腿、側拉箱、側拉平臺等展開和收回操作前的狀態(tài)判斷，開發(fā)出基于對象的可視化監(jiān)控界面，以實體數(shù)據(jù)模型對側拉區(qū)域相關聯(lián)活動部件和液壓驅動對象（支撐腿、側拉箱、側拉平臺）的狀態(tài)進行實時全方位監(jiān)控，直觀明了，故障判斷快速，提高操作安全性。系統(tǒng)監(jiān)控界面如圖6所示，左圖為車體展開狀態(tài)下各關聯(lián)活動部件的限位狀態(tài)，在收車時技術人員可以一目了然的掌控車內外情況，如圖中“○×”符號和對應限位傳感器位置描述信息“×”符號所示該處還未復位，只有當限位傳感器全部復位，即所有位置信息出現(xiàn)“√”符號時，執(zhí)行側拉箱收回操作才有效。為了避免遺漏對車體造成損傷，在程序設計時加入互鎖保護邏輯判斷，即使此時技術人員執(zhí)行正常側拉箱收回操作程序，將會出現(xiàn)無效，可以有效避免人為疏忽造成車體損傷，保障了車體展開和收回的安全。右圖中“→”符號表示側拉箱、側拉平臺正在展開，當系統(tǒng)檢測到側拉箱、側拉平臺限位磁鐵開關吸合時表示展開到位，PLC將會輸出一個“低電平”信號控制油泵停止工作，“→”符號也會消失，減少了人為檢查判斷，減輕工作人員的工作量。

本車液壓傳動控制的操控方式為人工遙控和自動操作兩種，遙控方式是通過無線或有線控制面板對支撐腿、側拉箱、側拉平臺各個對象逐一控制。如果確認出現(xiàn)誤報的情況，還可以通過控制面板的強制執(zhí)行按鈕跳過限位報警進行操作。自動操作是通過PC控制界面上的“一鍵控”按鈕進行控制，如右圖所示，只需按下“展開”或“收回“鍵，就可以自動完成側拉箱、側拉平臺、支撐腿的操作，出現(xiàn)緊急情況可按“STOP”鍵進行制動。

本車采用直流供電的電腦控制液壓傳動系統(tǒng)完成支撐腿和側拉的收放動作，并配置有機械支撐腿充分保證車體支撐的安全性。在設計時充分考慮了各種情況的發(fā)生時應急措施，如果車體電瓶沒電，可通過電瓶搭線連接車頭電瓶或其他備用電瓶供電；如果液壓控制電腦發(fā)生故障，液壓裝置工作正常，可以繞過電腦控制系統(tǒng)，直接通過操作面板控制液壓裝置完成各項操作；如果液壓裝置電控系統(tǒng)發(fā)生故障，還可以用手動應急方式來完成各項操作。

通過可視化監(jiān)控界面和定制的“一鍵控”快捷展開或收回側拉箱、側拉平臺以及液壓支撐腿操作，單獨一人在10分鐘內可安全地完成車體展開或收回操作，比依靠人工確認操作節(jié)省至少2倍的人力和時間，提升了實地構建轉播平臺的安全性和效率，提高轉播車快速反應能力。

四.配電和空調系統(tǒng)可視化集中監(jiān)控設計

轉播車全部設備工作都需要配電供給，配電系統(tǒng)的設計對于整車系統(tǒng)是否能安全正常地工作至關重要。本車配電系統(tǒng)設計遵循“安全”和“不間斷”原則，從外電輸入通路冗余備份、車內系統(tǒng)配電冗余備份、可視化集中監(jiān)控等方面進行強化設計。

外電輸入安全設計：考慮到大型轉播的重要性，本轉播車設有三路外電輸入接口，具有手動倒換。電源輸入端設有防雷擊、防浪涌電流保護裝置，適應戶外轉播環(huán)境復雜性，提高轉播車用電的安全性。

車內系統(tǒng)配電安全設計：交流部分配電按技術工藝用電與空調用電、照明用電及其他工作用電分開設計，技術工藝用電經(jīng)70KVA隔離變壓器后由穩(wěn)壓器和UPS（不間斷電源）分相同時給設備供電，確保每個設備機架有兩相電源同時供給。在外電中斷的情況下，車內設計了可支持4訊道系統(tǒng)連續(xù)正常工作20分鐘的UPS應急供電系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)內部供電應急保障能力。直流方面考慮到整車直流電瓶通用性，統(tǒng)一采用24V直流電瓶系統(tǒng)，把牽引車頭電瓶和車體電瓶設計成可并聯(lián)補給；另外車體電瓶充電輸入除了從三相外電中獲取，還單獨設有外接220V應急電源輸入接口，方便日常維修使用。

配電系統(tǒng)可視化監(jiān)控設計：為了提升轉播車配電系統(tǒng)的安全保障能力，除了采用傳統(tǒng)的電壓表、電流表、頻率表對車外電源輸入和車內配電關鍵節(jié)點進行監(jiān)測外，重點設計了轉播車配電可視化集中監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)運作期間，技術人員通過車內監(jiān)視PC實時集中監(jiān)測整車配電系統(tǒng)中關鍵節(jié)點的運行參數(shù)，獲取電壓、頻率等狀態(tài)異常告警信息。

配電可視化集中監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：可編程邏輯控制器（PLC）為控制處理中心、電源傳感器為信息采集單元、PC為可視化監(jiān)測單元，系統(tǒng)框圖如圖7所示。該系統(tǒng)設置5個傳感器，分別采集外電輸入經(jīng)70kVA隔離變壓器后出線側、4個輸出分配支路關鍵點（AVR1、AVR2、UPS1、UPS2）出線側的質量參數(shù)（電壓、頻率和品質因素）和用電大?。娏?、功率），并實時在PC界面上顯示，監(jiān)測界面如圖8所示。若某個檢測點出現(xiàn)過壓、欠壓、頻率過高或過低的狀態(tài)異常，將會在監(jiān)測界面對應點顯示紅色，同時提供聲音告警，為技術人員快速判斷提供便捷手段。

為滿足設備和人員分開調控溫度要求，本車采用分體式空調設計方案，根據(jù)功能分區(qū)的面積和各對象的發(fā)熱量進行制冷量計算配置，音頻區(qū)使用1臺2匹空調制冷，主制作區(qū)使用2臺2匹互為備份空調制冷，技術區(qū)核心設備機柜使用2臺3匹互為備份空調制冷，技術區(qū)和副制作區(qū)共用1臺5匹空調制冷?？照{室內機分布如圖9所示。

為了安全高效管控整車工作環(huán)境溫度，本車設計了分體空調集中控制系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖10所示。該系統(tǒng)通過具有可視化控制界面的集中控制器來管理整車空調系統(tǒng)，如分組或集中開啟、關閉和設置溫度、風速等參數(shù)，方便工作人員實時掌握全車各區(qū)域溫度調控情況，監(jiān)控界面如圖11所示。整個空調系統(tǒng)除了設計好出風和回風循環(huán)系統(tǒng)，還需根據(jù)各區(qū)域溫度冷熱不均等特點，尤其是核心設備區(qū)，合理分布各空調溫度傳感器，才能起到區(qū)域冷熱均衡的良好制冷效果。

五、結束語

南方電視臺高清電視轉播車項目于2010年6月建成，投入使用3年多來，完成了南方臺戶外大型綜藝節(jié)目和“南方盛典”系列活動轉播制作任務幾百場。在車體堅固承重、防雨防潮、降噪和溫控等方面設計經(jīng)受考驗，液壓傳動可視化智能監(jiān)控、配電和空調集中監(jiān)控的增強設計突破性解決了車體操作安全性低、效率低和配電、空調集中監(jiān)控難題，為外場電視節(jié)目轉播制作提供了安全高效的技術保障。

轉播車的設計工作需要在實際工作中不斷積累經(jīng)驗和經(jīng)受考驗，相信伴隨著技術的發(fā)展和電視轉播制作理念更新，將會不斷地涌現(xiàn)出新的轉播車設計手段和方法，使得電視轉播車更加智能化和個性化，性能更加卓越！