軌道交通行業(yè)涉及到鐵路、地鐵、輕軌、電氣化鐵路、高速磁懸浮鐵路等。在這些領(lǐng)域有一個(gè)共同點(diǎn)，即都要涉及到調(diào)度、信息集中顯示等需求，控制中心作為軌道交通運(yùn)行管理和維護(hù)的部門，需要時(shí)刻地監(jiān)控整個(gè)線路的運(yùn)行狀況。為了保障軌道交通線路持續(xù)高效的運(yùn)作，并能滿足及時(shí)處理各種突發(fā)事件，以及迅速根據(jù)相關(guān)信息做出決定等需要，大屏幕顯示系統(tǒng)就成為一個(gè)很好的信息顯示平臺(tái)。它可以更好地幫助相關(guān)部門進(jìn)行調(diào)度、維護(hù)、管理以及應(yīng)急指揮等，大大提升交通運(yùn)輸管理水平，打造一個(gè)數(shù)字化路網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的平臺(tái)，更能適應(yīng)大城市軌道交通的發(fā)展需要。
面對(duì)著各種復(fù)雜的信號(hào)和多變的應(yīng)用需求，選擇一套合適的控制系統(tǒng)顯得尤為重要。本文會(huì)以對(duì)比的方式介紹DVCS控制系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式、原理及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
一、 傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)
1. 內(nèi)置畫面拼接系統(tǒng)
無論是DLP設(shè)備還是新一代的LCD設(shè)備，它們都有內(nèi)置圖形拼接處理功能。我們以DLP單元為例，早期由于圖形控制系統(tǒng)成本較高，設(shè)備較昂貴。我們更多的是利用矩陣的1對(duì)多的信號(hào)輸出功能提供信號(hào)，再利用光機(jī)的內(nèi)置圖像處理功能實(shí)現(xiàn)畫面的全屏顯示、疊加顯示。但是光機(jī)的輸入接口數(shù)量有限且無法增加，而且同時(shí)只能有2-3路信號(hào)一起顯示在屏幕上。這對(duì)于視頻監(jiān)控為主的公安交通行業(yè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
2. 集中式控制系統(tǒng)
目前，多屏圖形卡已進(jìn)入到了市場(chǎng)并逐步成為大屏幕控制系統(tǒng)的主要配件。通過輸入-輸出卡的板卡式結(jié)構(gòu)，我們可以將很多信號(hào)以更加靈活的方式顯示到拼接墻上。目前我們已經(jīng)在很多的公安交通行業(yè)采用這樣的控制方式。
3. 嵌入式控制系統(tǒng)
在集中式控制系統(tǒng)盛行于大屏幕拼接行業(yè)的同時(shí)，不少?gòu)S家開始著手研發(fā)硬件式的控制器。此類應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是：無操作系統(tǒng)；基于硬件接口；擴(kuò)展方便；成本低。很快，越來越多的項(xiàng)目開始導(dǎo)入這種控制方式，當(dāng)然在沒有很復(fù)雜的應(yīng)用時(shí)，這套系統(tǒng)還是很受廠家和用戶的歡迎。
二、 DVCS的優(yōu)勢(shì)
1. 分布式控制系統(tǒng)產(chǎn)生的背景
分布式系統(tǒng)產(chǎn)生得益于三方面的技術(shù)因素：網(wǎng)絡(luò)編解碼技術(shù)日趨成熟、交換機(jī)的帶寬逐漸增加、視頻的處理技術(shù)水平不斷提高。
不難理解，因?yàn)槭腔诰W(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)，所以分布式對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求比較重要。我們現(xiàn)在有工業(yè)級(jí)的交換機(jī)，它的帶寬可以達(dá)到1,000M/口，機(jī)架式交換機(jī)的帶寬更高。以公安交通行業(yè)為例，這樣就可以保證大量的攝像頭信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)接入到監(jiān)控系統(tǒng)中。同時(shí)，它的傳輸媒介是網(wǎng)線，傳輸距離增加了，抗干擾能力增加了，施工布線更方便了，而這些是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)做不到的。分布式就這樣成為了眾多企業(yè)追捧的對(duì)象，成為了拼接控制行業(yè)的新寵兒！
2. 分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(圖1所示)
3. 分布式控制系統(tǒng)的組成
我們可以看到圖1所示的那張拓?fù)鋱D上。用戶的電腦信號(hào)、復(fù)合視頻信號(hào)、高清視頻信號(hào)、音頻信號(hào)是通過一個(gè)個(gè)處理器接入到交換機(jī)的，和顯示單元連接的是顯示處理器?？刂齐娔X和服務(wù)器也需要接入到交換機(jī)。信號(hào)經(jīng)過處理器實(shí)際上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)編碼的過程，當(dāng)用戶需要將某一路信號(hào)在大屏幕上指定位置顯示時(shí)，顯示處理器負(fù)責(zé)解碼，而服務(wù)器負(fù)責(zé)控制它的顯示方式。很顯然，控制部分和信號(hào)部分是獨(dú)立并行工作，各司其職，自然事半功倍。
4. 分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用
(1) 數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)傳輸
和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，分布式系統(tǒng)的布線以網(wǎng)線為主，簡(jiǎn)單而且方便。傳統(tǒng)的RGB線纜、DVI線纜都有傳輸距離的限制，超過了30米以后就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量下降、畫面抖動(dòng)、閃爍等問題，需要增加其他外設(shè)補(bǔ)償信號(hào)，從而降低了圖像的真實(shí)性，很難滿足用戶對(duì)信號(hào)質(zhì)量的高需求。特別是監(jiān)控系統(tǒng)，遠(yuǎn)端信號(hào)傳輸已經(jīng)過一次轉(zhuǎn)換，如果再進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，就會(huì)大大降低信號(hào)強(qiáng)度。這就給需要通過信號(hào)進(jìn)行調(diào)度指揮的用戶帶來諸多不便。
采用分布式只需要將信號(hào)源接入網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)帶寬滿足的情況下可以保證遠(yuǎn)距離傳輸，而且保證色彩還原度?！ ?/p>
(2) 可擴(kuò)展性強(qiáng)
當(dāng)需要有其他的信號(hào)接入到控制系統(tǒng)，我們只需要將這一路信號(hào)通過處理器接入到網(wǎng)絡(luò)就可以了。我們完全不必?fù)?dān)心會(huì)影響到其他信號(hào)的顯示，也不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)定。這樣的操作可以完全在其他應(yīng)用正在進(jìn)行的時(shí)候進(jìn)行。
(3) 功耗低
每個(gè)處理器的功耗只有10W，更加環(huán)保和健康。
(4) 支持高分辨率信號(hào)顯示
分布式控制系統(tǒng)支持最大102,400×7,680的信號(hào)顯示，可以方便公安、交通部門的高分辨率GPS定位圖顯示到顯示墻上。
(5) 兼容網(wǎng)絡(luò)視頻流顯示
公安交通行業(yè)以視頻信號(hào)為主，近幾年網(wǎng)絡(luò)攝像頭技術(shù)越來越成熟并且被廣泛應(yīng)用。分布式控制系統(tǒng)也與時(shí)俱進(jìn)充分發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字處理的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前市場(chǎng)上的大多數(shù)攝像頭都可以兼容我們的系統(tǒng)。
(6) 信號(hào)源共享支持多屏幕控制
加入交換機(jī)的信號(hào)可以被多個(gè)網(wǎng)內(nèi)的顯示墻共享。同時(shí)分布式系統(tǒng)支持一套系統(tǒng)控制多套顯示設(shè)備，其獨(dú)特的B/S架構(gòu)控制軟件更增加了操作者的使用便捷性。無須安裝客戶端軟件，只需要在瀏覽器上輸入服務(wù)器的IP就可以使用軟件。兼容Windows、unix、ios等多個(gè)操作系統(tǒng)。
DVCS分布式控制系統(tǒng)信號(hào)互聯(lián)與異地傳輸顯示結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D
三、 分布式的未來
21世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，是數(shù)字的時(shí)代，是高分辨率的時(shí)代。我們不需要擔(dān)心分布式系統(tǒng)的未來，當(dāng)然我們需要謹(jǐn)記：與時(shí)俱進(jìn)，繼往開來，讓分布式系統(tǒng)更加完善，為我們的用戶提供豐富多彩的解決方案。讓我們的顯示系統(tǒng)因此而更加閃亮！