□ 文/陳枕鎮(zhèn)

屏顯技術(shù)助力智慧城市可視化平臺(tái)

智慧城市運(yùn)行中心是數(shù)字化向更高層次的發(fā)展，核心是體現(xiàn)以人為本、智能運(yùn)行的理念，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)全面感知城市的運(yùn)行狀態(tài)，提高人與物、物與物之間交互的明確性、靈活性、執(zhí)行效率和響應(yīng)速度；對物理現(xiàn)實(shí)空間中的各種實(shí)體對象更加精確、智能和直觀的控制和展現(xiàn)，提高對各種實(shí)體系統(tǒng)的整體優(yōu)化掌控、實(shí)現(xiàn)信息虛擬空間和物理現(xiàn)實(shí)空間的同步互動(dòng)；通過海量的信息收集和存儲(chǔ)分析能力，深入挖掘各種系統(tǒng)間的直接或間接聯(lián)系、發(fā)現(xiàn)規(guī)律并提出方法，為更智慧的決策和行動(dòng)提供支持。

早在2013年，國家多部委就開始分批次開展了國家級(jí)智慧城市及專項(xiàng)試點(diǎn)城市建設(shè)，截至2017年，已有超500+的智慧城市進(jìn)行了試點(diǎn)簽約。

以大屏幕為顯示核心的智慧城市數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)城市運(yùn)行信息的全面整合與共享，建立一個(gè)集中的實(shí)時(shí)協(xié)作環(huán)境，在組織、管理、協(xié)調(diào)、指揮、調(diào)度、運(yùn)行等方面將為城市提供一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)高效、安全可靠的指揮調(diào)度工作平臺(tái)。全方位展示城市“經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新、公共安全、人居環(huán)境、民生幸福、政務(wù)建設(shè)”等多維宏觀態(tài)勢，根據(jù)感知的數(shù)據(jù)對各領(lǐng)域現(xiàn)狀進(jìn)行分析、生成問題、提出建議并自動(dòng)形成書面報(bào)告；在應(yīng)急管理層面，可調(diào)用城市范圍內(nèi)的監(jiān)控視頻，前端感知應(yīng)急事件的態(tài)勢，通過大數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)生成“事態(tài)數(shù)據(jù)模型”。便于指揮調(diào)度人員迅速方便地了解整個(gè)管轄區(qū)域的情況，對突發(fā)事件做出及時(shí)正確的反應(yīng)。

在一個(gè)現(xiàn)代化、智能化的控制中心，操作人員要面對紛繁復(fù)雜的各種信息，大量的信息輸入要接收、顯示、分析與存儲(chǔ)。此時(shí)，大屏幕顯示墻就成為各種信息匯總，直觀形象呈現(xiàn)在操作員面前的不可或缺的手段，成為了所有運(yùn)行操作的焦點(diǎn)。

智慧城市運(yùn)行中心的“多信號(hào)接入、精細(xì)化顯示、長時(shí)間觀看、高穩(wěn)定性”的需求是運(yùn)行中心對大屏系統(tǒng)的必然要求。

傳統(tǒng)顯示技術(shù)LCD、DLP、投影融合等不同程度地存在拼縫、亮度偏低、易受環(huán)境光線影響、亮度不一致、色彩飽和度低、壽命短等諸多弊端，而LED顯示屏有著無拼縫、色彩飽和度高、色域廣、畫面顯示效果好、壽命長，且對環(huán)境光線要求低等諸多優(yōu)勢，既能滿足高端顯示需求，又符合智慧城市下高度集成化、數(shù)字化的社會(huì)發(fā)展趨勢。以小間距LED顯示屏為核心打造的“數(shù)字化、模塊化、集中管理”的智能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“系統(tǒng)集成一體化、數(shù)據(jù)顯示實(shí)時(shí)化、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、維護(hù)管理智能化”等一系列需求，將有效推動(dòng)智慧城市的建設(shè)，并且在智慧城市建設(shè)大數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)中起到了不可或缺的作用。

本文結(jié)合艾比森光電股份有些公司在深圳龍崗智慧城市運(yùn)行中心的LED大屏幕項(xiàng)目進(jìn)行方案介紹。

方案需求

深圳龍崗智慧城市運(yùn)行中心大廳寬約28米，高約7.6米，是一個(gè)空間很大的巨型指揮大廳。因此必須建設(shè)和大廳空間相適應(yīng)足夠大的顯示面積才能滿足在大廳各個(gè)角度清晰的觀看大屏幕上面的具體顯示內(nèi)容。

根據(jù)大廳的空間比例，顯示面積約在25.6m X 6.6m左右。

用戶需求分析

大屏顯示系統(tǒng)要求集高清晰度數(shù)碼顯示技術(shù)、無縫拼接技術(shù)、多屏圖像處理技術(shù)、信號(hào)切換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的應(yīng)用綜合為一體，形成一個(gè)擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先進(jìn)的大屏顯示系統(tǒng)。

坐席操作人員需求

運(yùn)行中心大廳含36個(gè)業(yè)務(wù)坐席、4個(gè)人監(jiān)督坐席及2個(gè)指揮坐席，每個(gè)坐席都采用一機(jī)三屏，每個(gè)顯示器的信號(hào)均能上墻顯示。

說明：至少需要42路本地信號(hào)能夠在大屏上墻顯示。

大屏操作人員需求

LED大屏幕能在一臺(tái)控制電腦上完成所有操作，并且需和音頻及環(huán)境設(shè)備集成在一起，統(tǒng)一在一個(gè)軟件內(nèi)完成。

說明：需要一臺(tái)上位機(jī)（控制電腦）、綜合管理軟件、音頻控制和環(huán)境控制軟件，管理現(xiàn)場的所有影音設(shè)備。

觀眾需求

LED大屏幕需要清晰度高、亮度適中及觀看舒適，能在各個(gè)角度觀看到清晰的大屏幕內(nèi)容。

說明：需要結(jié)合大屏的尺寸，顯示空間確定顯示屏的形狀、點(diǎn)間距、發(fā)光角度、亮度等一系列相關(guān)結(jié)構(gòu)光學(xué)參數(shù)。

維護(hù)人員需求

大屏幕主要控制系統(tǒng)需要有信號(hào)雙備份和電源雙備份功能，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需合理，能迅速更換損壞部件，維護(hù)方便。

說明：電源、信號(hào)雙備份，產(chǎn)品滿足快速維護(hù)，每臺(tái)設(shè)備、信號(hào)線路需要有明顯的標(biāo)記。

網(wǎng)絡(luò)信號(hào)上屏需求

數(shù)千路網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信號(hào)隨意調(diào)取，實(shí)時(shí)上墻。

說明：需要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過視頻解碼器對網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行分配上墻顯示。

本項(xiàng)目建設(shè)的LED大屏幕系統(tǒng)需要有高清晰度顯示、支持多信號(hào)接入、易操作及易維護(hù)等特性。

業(yè)務(wù)需求分析

需滿足12個(gè)作業(yè)島，42個(gè)坐席電腦信號(hào)均能上墻顯示。

數(shù)據(jù)運(yùn)營：總體態(tài)勢、決策支持。

聯(lián)動(dòng)指揮：業(yè)務(wù)系統(tǒng)上墻，指揮員就緒。

應(yīng)急指揮：業(yè)務(wù)系統(tǒng)上墻，指揮員就緒。

事件管理：事件接報(bào)就做作業(yè)島，事件分撥員分散在各局。

監(jiān)測預(yù)警：業(yè)務(wù)系統(tǒng)上墻。系統(tǒng)自動(dòng)通知。

本項(xiàng)目建設(shè)的LED大屏幕系統(tǒng)需要支持場景模式保存、快速切換調(diào)用。

功能開窗口需求

本項(xiàng)目需要滿足靈活開窗口，快速切換和調(diào)用播放內(nèi)容。

（1）總體態(tài)勢

（2）經(jīng)濟(jì)

（3）交通

（4）決策門戶

本項(xiàng)目建設(shè)的LED大屏幕系統(tǒng)需要支持用戶各類信號(hào)源任意調(diào)用,位置隨業(yè)務(wù)需要任意改變。

數(shù)據(jù)量估算

根據(jù)現(xiàn)有業(yè)務(wù)需求，本項(xiàng)目預(yù)估需接入大屏幕的前端視頻源數(shù)量如下：

項(xiàng)目 類型 數(shù)量業(yè)務(wù)坐席計(jì)算機(jī) DVI/HDMI信號(hào) 108監(jiān)督坐席計(jì)算機(jī) DVI/HDMI信號(hào) 12指揮坐席計(jì)算機(jī) DVI/HDMI信號(hào) 6視頻監(jiān)控 IP視頻 海量高清播放器 HDMI信號(hào) 2高清機(jī)頂盒 HDMI信號(hào) 1 IOC服務(wù)器 4K HDMI信號(hào) 2其他區(qū)域共享信號(hào) 多媒體系統(tǒng)內(nèi)部 3-5路

基于本項(xiàng)目的顯示和控制信號(hào)數(shù)量非常多，信號(hào)的篩選及上墻設(shè)計(jì)成為本項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重。為確保信號(hào)能被快速準(zhǔn)確的拾取，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供的信號(hào)控制系統(tǒng)，采用所見即所得的流媒體傳輸與控制方式，可將信號(hào)源在移動(dòng)和PC終端進(jìn)行放大預(yù)覽確認(rèn)后，再以任意拖拽的方式，投放到大屏幕的任意位置。其他的典型應(yīng)用如總體態(tài)勢運(yùn)行與監(jiān)測預(yù)警、重大事件聯(lián)動(dòng)指揮及現(xiàn)場視頻回傳、多部委聯(lián)合辦公及多系統(tǒng)上墻、日常監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示等場景，可隨時(shí)進(jìn)行一鍵信號(hào)源切換。

保證城市管理中所產(chǎn)生的海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層次可視化，通過直觀的視覺呈現(xiàn)形式，實(shí)現(xiàn)城市各環(huán)節(jié)運(yùn)行過程中不同行業(yè)、不同業(yè)務(wù)間的大數(shù)據(jù)可視化，從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的深度挖掘、資源利用，推動(dòng)決策生成，有力提升了城市管理治理水平。

方案設(shè)計(jì)

產(chǎn)品選型

分辨率要求

本項(xiàng)目共計(jì)42個(gè)坐席，其中業(yè)務(wù)坐席36個(gè)、監(jiān)督坐席4個(gè)、指揮坐席2個(gè)，需要上墻的電腦信號(hào)在36個(gè)以上，要全高清顯示所有電腦信號(hào)，需P1.2或以下的產(chǎn)品才能滿足業(yè)務(wù)要求。

從座位及作業(yè)島設(shè)計(jì)圖分析可得出，最近一排作業(yè)島與大屏距離7米。人眼的分辨能力是由視網(wǎng)膜上感覺接收器的間距決定的，研究表明，在正常背景亮度和對比度的情況下，人眼的最小分辨角度大約是1'。人眼的視角大約是120°，當(dāng)集中注意力時(shí)約為五分之一，即25°。

由于此項(xiàng)目屏幕較寬，涵蓋的觀眾范圍較廣，在同一水平面上，為了滿足每一個(gè)位置的觀眾均能收看到較好的視覺效果，通過適當(dāng)調(diào)整LED屏幕的外形，來解決這一問題。

如果采用LED弧形屏幕的設(shè)計(jì)，將原平面屏幕的兩端向內(nèi)側(cè)偏移，能有效提高觀眾觀看屏幕的效果。弧形屏對中心線上的觀眾視覺感受有所提升，對邊緣位置的觀眾來說，對角線處的LED屏幕亮度有一定的提升，有助于保持畫面亮度均勻性。

根據(jù)上述分析，將直面屏與弧形屏的觀看空間做以下分析，如下圖：

可見弧形LED屏幕具有更大的最佳觀看區(qū)域。

為保障17個(gè)部門共計(jì)達(dá)36位的坐席，最遠(yuǎn)端坐席的觀看視角不超過25°，且均可清晰的觀察全部大屏幕顯示內(nèi)容，最近端坐席觀看屏幕無顆粒感，本項(xiàng)目經(jīng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)默F(xiàn)場測量和數(shù)據(jù)演算，決定采用圓弧半徑超過37.1米的超大弧形拼接，顯示屏的點(diǎn)間距采用1.27mm。

綜上，本項(xiàng)目采用P1.27mm點(diǎn)間距的產(chǎn)品，并且顯示面使用內(nèi)圓弧半徑37.1米的弧形設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳的觀看效果。

整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

本方案的LED大屏幕顯示系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：CR1.2產(chǎn)品，點(diǎn)間距P1.27mm，尺寸25.62m（長）×6.517m （高）；信號(hào)接收控制卡（內(nèi)置屏體）；信號(hào)發(fā)送盒；管理系統(tǒng)（主機(jī)、高性能顯卡、機(jī)架式KVM）等；LED配電系統(tǒng)；拼接器、同步控制器、交換機(jī)、線纜等外圍設(shè)備。

大屏幕顯示系統(tǒng)主要由信號(hào)源、信號(hào)處理、信號(hào)控制和信號(hào)顯示等幾部分組成：

信號(hào)源：包括來自坐席工作站攝像頭、高清播放器等各種制式的視頻信號(hào)；來自用戶坐席工作站的計(jì)算機(jī)信號(hào)；局域網(wǎng)內(nèi)工作站網(wǎng)絡(luò)輸出的顯示信號(hào)；遠(yuǎn)端IP視頻信號(hào)等。

信號(hào)處理：在顯示信號(hào)之前對信號(hào)進(jìn)行對應(yīng)的處理，如選擇、切割、放大、窗口化等。

信號(hào)控制：LED大屏信號(hào)控制由1596張接收卡和110臺(tái)發(fā)送盒組成，均為主從熱備份形式，由一臺(tái)安裝了大屏幕控制軟件的PC構(gòu)成，可對大屏幕上顯示的信號(hào)進(jìn)行控制。

信號(hào)顯示：由LED顯示單元組成的25.62m（長）×6.517m （高）LED大屏幕，可將處理后的信號(hào)在大屏幕上顯示出來。

運(yùn)行中心LED大屏幕組成及功能

LED顯示屏基本信息

產(chǎn)品型號(hào)：CR1.2

點(diǎn)間距：P1.27mm

標(biāo)準(zhǔn)箱體尺寸：610mm×343mm×67mm ；

箱體分辨率：480點(diǎn)（W）×270點(diǎn)（H）

屏體尺寸（長*高）：25.62m * 6.517m。

屏體面積：166.97m2

整屏分辨率：20160*5130像素點(diǎn)。

屏體形狀：曲面內(nèi)弧形。

可開窗數(shù)量

720P（1280*720）：105個(gè)、 1080P（1920*1080）：40個(gè)、4K（3840*2160）：10個(gè)。支持720P、1080P、4K等更多分辨率窗口，混合開窗。

支持倍頻倍線處理、畫面漫游、畫面任意縮放、畫面疊加、畫面裁剪、畫面局部放大、畫面異常校正、無縫切換等功能。

主要功能介紹

接入信號(hào)源種類：輸入接口SDI、DP、HDMI、DVI、IP流媒體、VGA等，采用分布式的結(jié)構(gòu)，如有擴(kuò)展需求，只需要添置相應(yīng)數(shù)量的節(jié)點(diǎn)連接至系統(tǒng)即可，無輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)量的限制，可實(shí)現(xiàn)無限擴(kuò)展功能。

艾比森CR系列的特點(diǎn)與優(yōu)勢

本項(xiàng)目使用的艾比森CR1.2產(chǎn)品是專門針對控制室等領(lǐng)域開發(fā)的戶內(nèi)高清固裝顯示屏，箱體采用27.5吋16:9比例設(shè)計(jì)，箱體2x2剛好為55吋，可完美替換55吋LCD拼接墻，實(shí)現(xiàn)無縫拼接。

高顯示穩(wěn)定性

艾比森CR系列小間距產(chǎn)品，對電源和接收卡核心部件采用1+1冗余設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)真正的兩進(jìn)兩出電源/信號(hào)雙備份，保證了顯示屏永不黑屏。

CR系列箱體內(nèi)部均采用全插拔無線技術(shù)，內(nèi)部空間寬敞，簡潔干凈，在強(qiáng)化了散熱效果的同時(shí)，還大幅降低了元器件的故障率。同時(shí)箱體也根據(jù)空氣對流原理設(shè)計(jì)，使內(nèi)部熱量能更快的散發(fā)出去，增加了電氣性能的穩(wěn)定性。

節(jié)能環(huán)保

本項(xiàng)目采用的CR1.2產(chǎn)品，平均功耗僅為153W/m2，較常規(guī)55寸LCD液晶高亮拼接單元低25%—35%。同時(shí)艾比森的產(chǎn)品在PCBA焊接過程中，采用符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的沉金工藝（無鉛工藝），不僅環(huán)保，還充分保證了PCB的焊接可靠性和抗氧化性，提升產(chǎn)品可靠性。

CR系列產(chǎn)品還具有黑屏、部分黑屏智能節(jié)電功能，使用過程中自動(dòng)開啟動(dòng)態(tài)節(jié)能模式，達(dá)到高效節(jié)能省電，讓顯示屏的節(jié)能達(dá)到進(jìn)一步深化。下圖一邊箱體開啟智能節(jié)電，另一邊則關(guān)閉此功能，從電表上數(shù)字對比可直接得知，開啟智能節(jié)電可降低20%功耗(減少多少功耗與展示圖面相關(guān))，智能節(jié)電的功能能帶給客戶巨大的價(jià)值點(diǎn)——對電量和費(fèi)用的雙重節(jié)省。

高精度拼裝

單屏面積近167m2，累計(jì)798個(gè)箱體，相當(dāng)于近200塊55m2液晶拼接墻大??！如此高精度，大面積的弧形安裝，這在國內(nèi)尚屬首例！本次項(xiàng)目最終選型成功的CR1.2產(chǎn)品，也給現(xiàn)場負(fù)責(zé)人帶來了驚喜！

CR系列不僅具備Precise Align技術(shù)，通過16點(diǎn)微調(diào)及XYZ三軸精準(zhǔn)調(diào)節(jié)技術(shù)，保證了箱體在XYZ三向均可進(jìn)行拼縫精準(zhǔn)微調(diào)，還配置了專業(yè)的軟件，通過快速調(diào)節(jié)拼縫的亮暗線，滿足客戶對拼接的更高需求。

廣色域多級(jí)調(diào)節(jié)

由于選用高品質(zhì)的原材料，并采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，艾比森的CR系列擁有近110%的廣播級(jí)NTSC色域，較高端的OLED液晶顯示屏的色域還要高6%，甚至比常規(guī)的LCD液晶產(chǎn)品高31%。

同時(shí)為了滿足用戶在不同季節(jié)的體驗(yàn)需要，以及不同時(shí)間段的環(huán)境光亮度的個(gè)性化需求，CR系列還擁有一鍵的色溫調(diào)節(jié)以及亮度調(diào)節(jié)，通過降低亮度使用，在節(jié)省用電的情況下調(diào)整達(dá)到最佳的顯示效果，保證了用戶長時(shí)間觀看的舒適性。

該項(xiàng)目的投入使用，為城市在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展時(shí)期，統(tǒng)籌社會(huì)治理、城市管理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，打破各行政部門的溝通壁壘，實(shí)現(xiàn)整合協(xié)作，最終為城市管理者的決策，提供了重要依據(jù)和保障。