DLP大屏幕顯示系統是軌道交通指揮調度信息顯示的關鍵設備，承擔著行車、電力、環控、自動售檢票、視頻圖像及運營組織等重要信息顯示的重任。由于需要顯示的信息量大，實時性要求高，控制中心對DLP大屏幕顯示系統提出了苛刻的要求。傳統的大屏顯示系統難以勝任該項任務。本文給出了采用分布式顯示控制系統(DVCS)構建的全球最先進的大屏幕顯示解決方案。該方案能夠完全滿足軌道交通指揮控制中心的各項需求。

1 引言
    隨著城市軌道建設的快速發展，軌道交通線路日趨增多、線路里程也越來越長。為了能夠使軌道交通系統正常工作，需要在控制中心實時顯示軌道交通綜合監控系統(ISCS)及信號系統的多種信息，全面掌控軌交系統的運行狀況。
    DLP大屏幕顯示系統是將多個高分辨率DLP顯示單元拼接組合而成的、具有超高分辨率的顯示墻。它通過控制器對多種信息的處理，最終實現能夠按照用戶意愿在此超高分辨率顯示墻上同時顯示多種信號。大屏幕拼接顯示墻提供了前所未有的超大屏幕影像顯示方法，極大提高了人們獲取和感知信息的能力。目前，大屏幕拼接顯示墻已經在航空航天、電力、石油、電信、交通、水利、車站、機場等眾多重要領域得到廣泛應用。
    在軌道交通指揮控制中心，由于需顯示的信號數目巨大(幾十到幾百個信號)，所以通常要采用大量的DLP顯示單元拼接來構建一個超大規模的拼接顯示墻，少則數十屏、多則上百屏。如何支持超大規模的DLP拼接顯示墻，以及如何實時處理和顯示數目眾多的信號，是DLP大屏幕顯示方案能否應用于軌道交通指揮控制中心的關鍵。

2 傳統解決方案
    軌道交通控制中心的DLP大屏幕系統主要顯示信息包括：
    ● 行車調度信號系統(SIG)
    ● 電力監控系統(SCADA)
    ● 環境與設備監控系統(BAS)
    ● 火災報警系統(FAS)
    ● 閉路電視系統(CCTV)
    ● 自動售檢票系統(AFC)
    ● 時鐘系統(CLK)等
    軌道交通行業對DLP大屏幕顯示系統還有一定的特殊需求。
    (1) 主要顯示的信息中，除火災報警系統(FAS)、自動售檢票系統(AFC)為常規分辨率的計算機RGB信號外，行車調度信號系統(SIG)、電力監控系統(SCADA)、環境與設備監控系統(BAS)均是遠高于常規分辨率的超高分辨率信號，一般分辨率達到(1024×m行)×(768×n列)。閉路電視系統(CCTV)為D1或CIF清晰度的模擬視頻信號。
    (2) 正常情況下顯示多條線路的SIG行調信息、SCADA供電信息和CCTV視頻信息，緊急情況下可切換顯示BAS環控系統、FAS火災報警系統、AFC售檢票系統的信息，還有的要求上述信息全部同時顯示。
    由于DLP顯示墻規模很大，且要求多路SIG、SCADA、BAS信息同時顯示，傳統的采用單臺集中式圖像拼接控制器的方案根本無法滿足要求。目前業內常用的解決方案是：
    采取分區控制管理的方式，用多臺集中式圖像拼接控制器來分別管理不同的顯示區域，每一臺拼接控制器分別接入不同線路的信號源，對應輸出到相應的顯示屏。同時，組建大屏幕系統管理控制網絡用于系統的集中操作管理和系統維護，也可采用獨立操作管理的模式。
    用戶的行調信號系統、CCTV、電力監控系統、環控系統、火災自動報警系統等分別通過網絡接口接入控制中心機房交換機，大屏幕顯示系統預留所需要的網絡接口。
    行調信號系統、電力監控系統、環控系統等高分辨率信號一般采取以下兩種方式處理顯示：
    ① 將用戶的圖形生成軟件直接安裝在相應的集中式拼接控制器中，通過控制器將圖形顯示在規劃區域，并通過網絡與信號服務器進行數據交換，實現動態數據點的實時刷新。[Page]
    ② 各信號系統專用的計算機/工作站通過X-Window將圖像發送給相應的拼接控制器，通過控制器將圖形及實時動態數據點顯示在規劃區域。
    火災自動報警系統等常規分辨率信號一般采取圖像拼接控制器RGB進行采集，通過控制器處理并顯示在規劃區域。CCTV系統信號一般采取圖像拼接控制器視頻采集方式，通過控制器處理并顯示在規劃區域。
    分區控制管理系統的結構如圖1所示：

    上述方案是目前國內軌道交通控制中心最常用的DLP大屏幕顯示解決方案。由于技術和系統結構的局限性，此方案存在一定的缺陷：
    (1) 采取分區控制管理的方式，不同線路的信號源只由其對應的拼接控制器分別接入和處理，不能在大屏幕其它地方顯示，整個系統應用靈活度差。
    (2) 采用集中式控制器，所有的信號都由處理器處理和顯示。當控制器宕機或出任何其它問題時，將極大地影響大屏幕的顯示，甚至黑屏。因此，該方案的風險高，穩定度較差。
    (3) 采用這種控制方案，控制器需要根據其控制的屏幕數定制各種處理板卡的數目，視頻、RGB矩陣需要根據信號接入的數目來確定規格，以及所有信號源到大屏幕的布線長度(需要事先精準測量)。如果用戶需要接入和顯示的信號有變化，該方案就很難適應。因此，該方案擴展能力有限，不利于未來的擴容。
    (4) 集中式控制器是工業計算機(IPC)中插入信號處理板卡來實現信號采集、處理和顯示。由于IPC的CPU處理能力和系統總線帶寬非常有限，當輸入信號數目多時，通常難以實時處理，不能滿足用戶的要求。
    (5) 該方案中，多數信號都是采用模擬電纜傳輸。長距離模擬信號傳輸會帶來嚴重的信號衰減和噪聲干擾。因此，該方案的信號品質差；其次，該方案大量使用模擬電纜。而模擬電纜在制造過程中，需要排放大量污染廢物。模擬電纜在報廢后，同樣給環境帶來嚴重污染。

3 分布式顯示控制方案
    為了克服傳統集中式控制解決方案的局限性，中達電通推出了全球領先的分布式顯示控制系統(Distributive Vision Control System, DVCS)。DVCS為軌道交通控制中心DLP大屏幕系統提供了最優化解決方案，很好地解決了傳統方案的缺陷。
    DVCS分布式控制系統由RGB處理器、視頻處理器、高清視頻處理器、顯示處理器、控制服務器、數據交換機等組件構成，將視頻與計算機RGB信號的采集處理與混合顯示分散于不同的處理器，全部處理器可根據需要任意組合成一套圖像控制系統，極大地增強了整個系統的信號處理能力和顯示靈活性。
    分布式顯示控制解決方案系統結構如圖2所示：

    DVCS分布式控制系統中，各個處理器在控制服務器的統一指揮調度下，能夠完成以下主要功能：
    ● 任何RGB/視頻信號可在大屏幕上任意大小、任意位置、任意疊加的開窗和移動。
    ● 可接入無限多路RGB/視頻信號源（取決于網絡交換機的端口數目），支持任意規模的大屏幕墻的信號顯示控制。
    ● 在一個顯示單元內可最多開32個全實時活動視窗。任何視窗都可以任意疊加。
    ● 所有處理器都能實時處理自己的信號，因此，整個DVCS能夠實時顯示所有信號源的信號。
    ● 每路信號都可以被用戶實時監控和回顯。
    ● RGB處理器支持高達1900×1200@60Hz的信號處理。
    ● 視頻處理器可支持576i/480i的模擬PAL/NTSC/SECAM信號處理，高性能運動自適應隔行轉逐行算法，實現精細影像掃描。
    ● 高清視頻處理器可支持720p/1080i高清晰數字/模擬視頻信號處理，高性能運動自適應隔行轉逐行算法，實現精細影像掃描。[Page]
    ● 顯示處理器輸出分辨率高達1900x1200@60Hz。
    ● DVCS控制服務器可同時管控高達1萬個以上的處理器，支持多人同時在線對大屏幕控制，支持同時800路以上的信號實時監控和回顯。
    ● 支持超高分辨率RGB信號編碼與實時顯示。采用RGB處理器陣列實現超高分辨率工作站圖像的實時編碼傳輸與顯示，解決了傳統控制系統中超高分辨率圖形顯示困難的問題。
    ● 所有處理器的韌體可通過網絡進行更新，可方便進行性能和功能的升級。
    ● B/S架構控制軟件，支持遠程網絡訪問控制。
    針對軌道交通控制中心DLP大屏幕系統，DVCS分布式控制系統解決方案如下：
    火災自動報警系統等信息采用RGB處理器編碼處理方式，通過網絡交換機及顯示處理器處理，可在大屏幕任意區域開窗口顯示。CCTV系統信號采用視頻處理器編碼處理方式，通過網絡交換機及顯示處理器處理，可在大屏幕任意區域開窗口顯示。
    行調信號系統、電力監控系統、環控系統等高分辨率信號可采取以下方式處理顯示：采用多個RGB處理器陣列實現圖像的實時編碼處理，通過網絡交換機及顯示處理器處理，高分辨率信號圖形及實時動態數據點可在大屏幕任意區域開窗口顯示。
    與多臺控制器分區控制管理的信號處理方案相比，DVCS分布式控制系統具有如下優勢：
    (1) 顯示構架靈活
     不受顯示墻拼接規模的限制，突破顯示區域的界限，所有信號均可以在全屏范圍內任意位置顯示。 某一個處理器不正常只影響該路信號或顯示單元的顯示，并不影響其它處理器的正常工作。因此，可以靈活地將某一路信息切換到其他通道進行顯示，有利于整個DLP大屏幕系統的應急處理顯示。
    (2) 系統擴展性強
    每種類型的處理器都可根據實際需要隨時增加，從而增強整個系統的擴展能力。不需對擴展應用二次開發，降低系統擴展費用。
    (3) 高品質影像顯示
    影像獲取后，壓縮編碼、網絡傳輸、以及解碼顯示，全部采用數字化處理，確保信號沒有噪聲干擾，實現高品質影像顯示效果。
    (4) 所有信號實時顯示
    每個處理器能夠實時處理自己的信號。因此，DVCS系統能夠實時處理和顯示所有的信號。
    (5) 分布式架構，系統穩定可靠
    整個系統的計算分散在各個處理器中，任何一個處理器的損壞或不正常只影響該路信號或顯示單元的顯示，而不影響其它處理器的穩定工作。因此，分布式計算架構容錯能力強，性能高度可靠。
    (6) 綠色環保
    DVCS系統不使用任何模擬電纜，而是全部采用網絡電纜，從而大大減少了模擬電纜在生產制造中和廢棄后對環境的污染。
    總之，DVCS分布式控制系統將為軌道交通控制中心DLP大屏幕系統應用提供最優化的解決方案，有效提高大屏利用率，提升系統總體性價比。

4 結論
    本文分析了軌道交通控制調度中心對DLP大屏幕顯示系統的需求，給出了當今流行的基于多個集中式控制器的分區域控制解決方案，并分析了該方案的特點，指出了其應用局限性。最后，詳細介紹了中達電通最新推出的全球領先的分布式顯示控制系統方案——為軌道交通控制中心提供了先進、強大、靈活的解決方案。在不久的將來，該方案必將領導DLP大屏幕顯示系統的技術潮流。