關(guān)鍵詞：顯控平臺；顯控系統(tǒng)；音視頻

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.04.055

中圖分類號：TN949.292 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編碼：1672-7274（2025）04-0164-03

Abstract： In recent years，various party and government units have built their own display and control systems. However， withtherapid development of technology，the original displayandcontrol systems canno longer meet the current usage needs，and thereisanurgentneedto buildahigh-performance，scalable，and diversifiednew generation displayand control platform.Thearticle briefly elaborateson the current problems of displayand control platforms， explores the requirements，architecture，and functions of the new generation of display and control platforms，in order to provide reference for the construction and renovation of displayand control platforms in various government agencies in the future.

Keywords： display and control platform; display and control system; audio and video

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使得顯控平臺在各黨政機(jī)關(guān)單位中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。作為連接、管理和控制各類顯示設(shè)備的核心，顯控平臺能夠直接影響指揮決策、信息傳達(dá)與應(yīng)急響應(yīng)的效率。當(dāng)前各個(gè)黨政機(jī)關(guān)單位的指揮中心、圖像控制中心和會議室等，都利用顯控系統(tǒng)作為呈現(xiàn)文字、圖像和視頻等各類信息的綜合載體，提供大尺寸和多形態(tài)屏幕顯示以及音視頻資源共享等功能。但隨著調(diào)度顯示的音視頻信號源越來越多，一般包括前端監(jiān)控視頻圖像、指揮大廳業(yè)務(wù)坐席工作機(jī)、會議使用的高清攝像機(jī)、DVD、麥克風(fēng)等，在未整合的情況下，將圖像調(diào)度到顯示終端時(shí)需要分別控制多種設(shè)備，操作復(fù)雜且容易出錯(cuò)[2]。針對不同應(yīng)用場景下顯控業(yè)務(wù)多樣化信息接入和便捷可視化管理的需求，接下來筆者將探討新一代的顯控系統(tǒng)的架構(gòu)，希望能夠?qū)ξ磥砀鲉挝伙@控平臺的研發(fā)和建設(shè)提供參考。

1現(xiàn)狀分析

目前，在各個(gè)黨政機(jī)關(guān)單位中，顯控系統(tǒng)已成為不可或缺的一部分。尤其是在指揮中心、圖像控制中心以及各類會議室中，顯控系統(tǒng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它不僅可以實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度，還可以對監(jiān)控、會議攝像頭等圖像信號，實(shí)現(xiàn)圖像上屏控制和音頻交互控制。然而，我們發(fā)現(xiàn)顯控系統(tǒng)在各個(gè)場景的實(shí)際應(yīng)用過程中，通常會存在以下幾個(gè)問題。

（1）系統(tǒng)落后。當(dāng)前，許多黨政機(jī)關(guān)單位的指揮中心、圖像控制中心以及會議室的顯控系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間早，能夠接入的音視頻信號源有限，擴(kuò)展能力低，且維護(hù)難度大、成本高，設(shè)備系統(tǒng)相對落后。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備畫面分辨率提高，原有顯控系統(tǒng)接入高分辨的圖像信號時(shí)會出現(xiàn)卡頓、不兼容等問題，因此已無法滿足高分辨率顯示需求。為滿足指揮中心等場景多樣化的信息接入需求，需對現(xiàn)有顯控系統(tǒng)進(jìn)行升級和改進(jìn)，以適應(yīng)新技術(shù)和新設(shè)備的發(fā)展。

（2）管理困難。同一機(jī)關(guān)單位的指揮中心、上下級顯控系統(tǒng)之間的信息交互和協(xié)同工作是非常重要的。然而，由于上下級各單位建設(shè)的顯控系統(tǒng)都不一樣，現(xiàn)有的顯控系統(tǒng)往往無法實(shí)現(xiàn)上下級之間的級聯(lián)管理，導(dǎo)致信息無法及時(shí)共享，協(xié)同工作存在困難。這不僅影響了指揮調(diào)度工作的效率，也可能導(dǎo)致決策失誤和指揮不當(dāng)。

（3）設(shè)備多、系統(tǒng)復(fù)雜。大多數(shù)單位建設(shè)的顯控系統(tǒng)需要音頻矩陣、視頻矩陣、拼控、編碼器、解碼器、坐席管理等多個(gè)設(shè)備，為完成一項(xiàng)音視頻調(diào)度任務(wù)，需要同時(shí)操作不同的硬件設(shè)備，在實(shí)際應(yīng)用中極為不方便[3]。這些設(shè)備之間需要通過復(fù)雜的線纜和連接方式進(jìn)行互通，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和維護(hù)的難度。此外，這些設(shè)備往往來自不同的廠商，各自使用專有的技術(shù)和協(xié)議。這不僅導(dǎo)致了設(shè)備之間的兼容性問題，還可能在某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，難以迅速找到替代設(shè)備或進(jìn)行及時(shí)的維修。

總的來說，隨著科技發(fā)展和需求多樣化，現(xiàn)有顯控系統(tǒng)在處理復(fù)雜音視頻信號和多場景顯示上力不從心。我們急需一款高度集成、功能強(qiáng)大的綜合媒體管理平臺，支持信號接入與控制，如矩陣切換、大屏拼接、KVM坐席管理、視頻會議及視頻監(jiān)控接入解碼等。平臺需確保音視頻傳輸質(zhì)量和實(shí)時(shí)性，零壓縮、無延時(shí)。同時(shí)，簡化設(shè)備，高度集成，一臺設(shè)備實(shí)現(xiàn)所有功能，降低維護(hù)成本，提高效率，推動顯控技術(shù)發(fā)展。

2 需求分析

在各黨政機(jī)關(guān)中，不同的部門和不同的應(yīng)用場景對音視頻調(diào)度、大屏的展示有所不同。

（1）指揮中心大屏區(qū)：以指揮及展示為業(yè)務(wù)核心，需要在屏幕上靈活、多樣地呈現(xiàn)指揮場景、可視化展示場景。所展示的內(nèi)容，有各類監(jiān)控畫面、高分可視化畫面、指揮大廳坐席計(jì)算機(jī)畫面、會場畫面、作戰(zhàn)現(xiàn)場各類回傳畫面。

（2）會場、調(diào)度大廳：以音視頻交互為業(yè)務(wù)核心，會議、調(diào)度過程中需要將不同位置間音視頻穩(wěn)定、快速地切換。比如，把公安2頻道圖像切換到21樓會場，同時(shí)上傳某某路口視頻到公安5頻道終端。

（3）在公安、交警等行業(yè)中，指揮中心、圖控中心等既要有各自的獨(dú)立應(yīng)用，又要有信號交互，因而需要綜合媒體管理平臺能夠分級、分權(quán)限管理各類信號。

3 架構(gòu)總體分析

顯控平臺是一種多類型信號接入與控制的綜合媒體管理平臺。本文討論的顯控平臺采用雙總線混合式架構(gòu)，主要有分布式及集中式兩種。集中式是指輸入的音視頻信號不經(jīng)過壓縮，直接通過光纖或線纜傳輸?shù)斤@控平臺內(nèi)部的音視頻矩陣，通過音視頻矩陣交換后，再通過光纖或線纜輸出。分布式是指輸入的音視頻信號先經(jīng)過編碼壓縮成網(wǎng)絡(luò)信號，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換后，再通過解碼器解碼輸出。使用集中式和分布式雙架構(gòu)，可以讓一個(gè)平臺滿足兩種不同需求：對于圖像質(zhì)量、延時(shí)有較高要求的輸入輸出點(diǎn)位，采用集中式交換的部署方式；對于圖像質(zhì)量、延時(shí)要求不高的輸入輸出點(diǎn)位，或者比較分散的點(diǎn)位，采用分布式交換的部署方式。

同時(shí)顯控平臺還應(yīng)需具備矩陣切換、大屏拼接控制、KVM坐席系統(tǒng)管理、級聯(lián)管理、可視化運(yùn)維、視頻會議和視頻監(jiān)控全局接入及解碼等功能。這樣配置靈活，可化繁為簡，多位一體，實(shí)現(xiàn)音視頻一體化控制。整套顯控平臺內(nèi)資源共享，從而降低了操作復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。

3.1大屏調(diào)度

大屏調(diào)度是顯控平臺的一項(xiàng)重要功能，為滿足不同使用場景的大屏拼接控制需求，總體上需要滿足以下基本功能。該平臺設(shè)備能夠允許用戶使用單臺設(shè)備控制多組大屏調(diào)度，每組大屏之間的工作互不干擾，在各屏之間實(shí)現(xiàn)高效、靈活的圖像管理。同時(shí)，用戶可以在輸出通道上開啟一個(gè)或多個(gè)窗口，支持窗口在任意位置移動與疊加，對窗口大小能夠進(jìn)行任意長寬比縮放，并流暢地顯示圖像。不僅如此，顯控平臺大屏還應(yīng)支持多個(gè)窗口同步輪巡顯示；支持預(yù)編輯模式，用戶可先在客戶端上配置窗口布局，再應(yīng)用到大屏上使之生效。

此外，這種大屏調(diào)度技術(shù)對各輸入通道采用了純硬件處理技術(shù)，并采用獨(dú)享帶寬方式為每個(gè)輸入通道分配帶寬。其切換延時(shí)小于 ?15ms ，這確保了單個(gè)或多個(gè)視頻信號在切換過程中不會出現(xiàn)黑場、閃爍、黑屏、藍(lán)屏、延時(shí)、撕裂等問題，而且對其他通道的輸出圖像也不會產(chǎn)生任何影響。

3.2矩陣預(yù)案

在顯控平臺中，音視頻輸入輸出關(guān)系可保存為聯(lián)動預(yù)案，支持一鍵批量切換音視頻，方便用戶使用時(shí)根據(jù)不同會議場景需求進(jìn)行一鍵切換。同時(shí)用戶可為處理后的音頻源指定輸出端口，根據(jù)需求把音頻內(nèi)嵌在視頻中輸出或獨(dú)立輸出，音頻與視頻輸出可任意組合到一個(gè)輸出接口輸出。更重要的是在平臺中可查看音視頻輸入輸出全局狀態(tài)，方便用戶時(shí)刻關(guān)注到全局的音視頻輸入輸出狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。

3.3KVM坐席管理

顯控平臺支持KVM坐席協(xié)作管理功能。該功能需具備跨屏操作特性，允許用戶在不同屏幕間無縫切換，使用一套鍵盤和鼠標(biāo)實(shí)時(shí)操作多個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并且控制延時(shí)應(yīng)小于 150ms ，并發(fā)數(shù)量無限制，確保坐席協(xié)同操作的高效和穩(wěn)定。同時(shí)，坐席協(xié)作權(quán)限管理功能使得高級操作者能夠隨時(shí)監(jiān)控低級操作者的屏幕內(nèi)容，并擁有優(yōu)先控制權(quán)。一旦高級操作者停正操作，操作權(quán)會自動釋放給低級操作者。此外，坐席管理應(yīng)支持配置坐席顯示器布局，適應(yīng)不同需求，最小支持 2×4 布局。用戶可以使用本地鍵盤或熱鍵方式，輕松地將數(shù)據(jù)信息一鍵推送到大屏輸出或其他坐席，也可一鍵抓取數(shù)據(jù)信息至本地坐席顯示器。

3.4可視運(yùn)維

為了方便運(yùn)維人員維護(hù)和管理，顯控平臺支持可視化運(yùn)維功能，通過可視化形式，展示系統(tǒng)狀態(tài)；支持事件報(bào)警，便于運(yùn)維人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，定位問題，解決問題；支持日志記錄，有利于系統(tǒng)維護(hù)，問題復(fù)盤。

3.5級聯(lián)管理

顯控平臺支持級聯(lián)管理功能，允許上下級部門的顯控平臺進(jìn)行級聯(lián)，打通各級部門音視頻資源的數(shù)據(jù)壁壘，協(xié)同聯(lián)動，高效指揮。本級用戶能夠?qū)λ心軌蚬芾淼馁Y源進(jìn)行信號預(yù)監(jiān)、屏幕預(yù)編輯、大屏回顯。在大屏畫面數(shù)量一定范圍內(nèi)，支持通過畫面分割板將大屏畫面進(jìn)行鏡像同屏，級聯(lián)時(shí)可看到級聯(lián)對方畫面分割板的內(nèi)容。級聯(lián)時(shí)，上級用戶可看到下級顯控平臺的所有網(wǎng)絡(luò)及物理信號資源，可查看所屬下級管理的各類屏幕及顯示預(yù)案。所看范圍，可根據(jù)配置及權(quán)限確定。上級用戶可調(diào)取下級顯控平臺直接接入的網(wǎng)絡(luò)信號，下級也可調(diào)取上級推送的網(wǎng)絡(luò)信號。

4顯控平臺特點(diǎn)

4.1穩(wěn)定性

顯控平臺采用雙總線混合式架構(gòu)，同時(shí)具備分布式和集中式兩種接入方式，既可直接以國標(biāo)或者會議H.232方式接入網(wǎng)絡(luò)IP信號，也可以無損無壓縮方式傳輸各類物理接口的音視頻信號。同時(shí)平臺采用專用型音頻、視頻、USB控制信號等交換模塊，采用全冗余設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)微秒級交換及畫面分割（合成）、拼接、疊加、漫游、混音等處理。其在實(shí)時(shí)性要求非常高的環(huán)境中能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

平臺采用端到端全冗余設(shè)計(jì)，支持雙機(jī)冗余、關(guān)鍵鏈路冗余、主控冗余、電源冗余，可根據(jù)應(yīng)用需求配置冗余方式。其中雙機(jī)冗余方案支持交換冗余，可實(shí)現(xiàn)輸入端到輸出端全鏈路冗余。此外，顯控平臺設(shè)備的輸入輸出槽位位置固定，能夠確保無混插引起的芯片引腳信號適配失效故障。

4.2安全性

顯控平臺采用混合式雙總線架構(gòu)，可用無損無壓縮方式傳接入不同網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)主機(jī)的物理信號，直接用獨(dú)享通道傳輸原始數(shù)據(jù)，獨(dú)占帶寬。比如，計(jì)算機(jī)主機(jī)輸出為1080P信號，則采用3G帶寬直接傳輸及交換，全程為原始數(shù)據(jù)，無任何編碼、解碼、IP化打包環(huán)節(jié)。顯控平臺擁有獨(dú)立通道，能夠保證所有信號獨(dú)享專用傳輸通道，互相不串行、不干擾。同時(shí)坐席信號無IP化處理環(huán)節(jié)，無任何IP交換相關(guān)的安全問題。

4.3擴(kuò)展性

顯控平臺以能力集形式支持業(yè)務(wù)應(yīng)用，即將各獨(dú)立的模塊接口以模塊化的方式封裝集合。通過最易編程的Web接口滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用解碼、開窗等操作需求，業(yè)務(wù)層僅需關(guān)注界面展示需求和信號源ID。對音視頻功能模塊化集成，無須外設(shè)，統(tǒng)一開放賦能業(yè)務(wù)系統(tǒng)升級，避免重復(fù)建設(shè)。平臺內(nèi)部各模塊可平滑升級，不影響上層應(yīng)用。交換板獨(dú)立，便于升級。平臺采用專業(yè)音視頻處理，可針對多場景優(yōu)化音視頻。同時(shí)，顯控平臺互通性強(qiáng)，可與監(jiān)控平臺通過GB/T28181互通，與會議平臺以H.323/SIP互通，避免會議延時(shí)，無物理信號限制。

5 結(jié)束語

本文先對顯控平臺目前的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要分析，總結(jié)了出現(xiàn)存的一些問題，接著針對這些問題分析了新一代顯控平臺的需求，最后闡述了該平臺的技術(shù)架構(gòu)、平臺功能以及特點(diǎn)等。顯控平臺是現(xiàn)代黨政機(jī)關(guān)單位中指揮中心、圖像控制中心和會議室等不可或缺的重要設(shè)備之一。為滿足不斷增長的需求，顯控平臺需要具備高性能和可擴(kuò)展性。通過支持多樣化的音視頻信號源接入、高分辨率畫面顯示、強(qiáng)大的矩陣切換功能、KVM坐席系統(tǒng)管理以及零壓縮、無延時(shí)的傳輸能力，顯控平臺可以提供出色的性能表現(xiàn)和靈活的可擴(kuò)展性，提高黨政機(jī)關(guān)單位的工作效率和協(xié)作能力。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，顯控平臺將會發(fā)揮更加重要的作用，為黨政機(jī)關(guān)單位的工作帶來更多的創(chuàng)新和發(fā)展。

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