DLP大屏幕显示系统是轨道交通指挥调度信息显示的关键设备，承担着行车、电力、环控、自动售检票、视频图像及运营组织等重要信息显示的重任。由于需要显示的信息量大，实时性要求高，控制中心对DLP大屏幕显示系统提出了苛刻的要求。传统的大屏显示系统难以胜任该项任务。本文给出了采用分布式显示控制系统(DVCS)构建的全球最先进的大屏幕显示解决方案。该方案能够完全满足轨道交通指挥控制中心的各项需求。
1 引言
随着城市轨道建设的快速发展，轨道交通线路日趋增多、线路里程也越来越长。为了能够使轨道交通系统正常工作，需要在控制中心实时显示轨道交通综合监控系统(ISCS)及信号系统的多种信息，全面掌控轨交系统的运行状况。
DLP大屏幕显示系统是将多个高分辨率DLP显示单元拼接组合而成的、具有超高分辨率的显示墙。它通过控制器对多种信息的处理，最终实现能够按照用户意愿在此超高分辨率显示墙上同时显示多种信号。大屏幕拼接显示墙提供了前所未有的超大屏幕影像显示方法，极大提高了人们获取和感知信息的能力。目前，大屏幕拼接显示墙已经在航空航天、电力、石油、电信、交通、水利、车站、机场等众多重要领域得到广泛应用。
在轨道交通指挥控制中心，由于需显示的信号数目巨大(几十到几百个信号)，所以通常要采用大量的DLP显示单元拼接来构建一个超大规模的拼接显示墙，少则数十屏、多则上百屏。如何支持超大规模的DLP拼接显示墙，以及如何实时处理和显示数目众多的信号，是DLP大屏幕显示方案能否应用于轨道交通指挥控制中心的关键。
2 传统解决方案
轨道交通控制中心的DLP大屏幕系统主要显示信息包括：
● 行车调度信号系统(SIG)
● 电力监控系统(SCADA)
● 环境与设备监控系统(BAS)
● 火灾报警系统(FAS)
● 闭路电视系统(CCTV)
● 自动售检票系统(AFC)
● 时钟系统(CLK)等
轨道交通行业对DLP大屏幕显示系统还有一定的特殊需求。
(1) 主要显示的信息中，除火灾报警系统(FAS)、自动售检票系统(AFC)为常规分辨率的计算机RGB信号外，行车调度信号系统(SIG)、电力监控系统(SCADA)、环境与设备监控系统(BAS)均是远高于常规分辨率的超高分辨率信号，一般分辨率达到(1024×m行)×(768×n列)。闭路电视系统(CCTV)为D1或CIF清晰度的模拟视频信号。
(2) 正常情况下显示多条线路的SIG行调信息、SCADA供电信息和CCTV视频信息，紧急情况下可切换显示BAS环控系统、FAS火灾报警系统、AFC售检票系统的信息，还有的要求上述信息全部同时显示。
由于DLP显示墙规模很大，且要求多路SIG、SCADA、BAS信息同时显示，传统的采用单台集中式图像拼接控制器的方案根本无法满足要求。目前业内常用的解决方案是：
采取分区控制管理的方式，用多台集中式图像拼接控制器来分别管理不同的显示区域，每一台拼接控制器分别接入不同线路的信号源，对应输出到相应的显示屏。同时，组建大屏幕系统管理控制网络用于系统的集中操作管理和系统维护，也可采用独立操作管理的模式。
用户的行调信号系统、CCTV、电力监控系统、环控系统、火灾自动报警系统等分别通过网络接口接入控制中心机房交换机，大屏幕显示系统预留所需要的网络接口。
行调信号系统、电力监控系统、环控系统等高分辨率信号一般采取以下两种方式处理显示：
① 将用户的图形生成软件直接安装在相应的集中式拼接控制器中，通过控制器将图形显示在规划区域，并通过网络与信号服务器进行数据交换，实现动态数据点的实时刷新。[Page]
② 各信号系统专用的计算机/工作站通过X-Window将图像发送给相应的拼接控制器，通过控制器将图形及实时动态数据点显示在规划区域。
火灾自动报警系统等常规分辨率信号一般采取图像拼接控制器RGB进行采集，通过控制器处理并显示在规划区域。CCTV系统信号一般采取图像拼接控制器视频采集方式，通过控制器处理并显示在规划区域。
分区控制管理系统的结构如图1所示：
上述方案是目前国内轨道交通控制中心最常用的DLP大屏幕显示解决方案。由于技术和系统结构的局限性，此方案存在一定的缺陷：
(1) 采取分区控制管理的方式，不同线路的信号源只由其对应的拼接控制器分别接入和处理，不能在大屏幕其它地方显示，整个系统应用灵活度差。
(2) 采用集中式控制器，所有的信号都由处理器处理和显示。当控制器宕机或出任何其它问题时，将极大地影响大屏幕的显示，甚至黑屏。因此，该方案的风险高，稳定度较差。
(3) 采用这种控制方案，控制器需要根据其控制的屏幕数定制各种处理板卡的数目，视频、RGB矩阵需要根据信号接入的数目来确定规格，以及所有信号源到大屏幕的布线长度(需要事先精准测量)。如果用户需要接入和显示的信号有变化，该方案就很难适应。因此，该方案扩展能力有限，不利于未来的扩容。
(4) 集中式控制器是工业计算机(IPC)中插入信号处理板卡来实现信号采集、处理和显示。由于IPC的CPU处理能力和系统总线带宽非常有限，当输入信号数目多时，通常难以实时处理，不能满足用户的要求。
(5) 该方案中，多数信号都是采用模拟电缆传输。长距离模拟信号传输会带来严重的信号衰减和噪声干扰。因此，该方案的信号品质差；其次，该方案大量使用模拟电缆。而模拟电缆在制造过程中，需要排放大量污染废物。模拟电缆在报废后，同样给环境带来严重污染。
3 分布式显示控制方案
为了克服传统集中式控制解决方案的局限性，中达电通推出了全球领先的分布式显示控制系统(Distributive Vision Control System, DVCS)。DVCS为轨道交通控制中心DLP大屏幕系统提供了最优化解决方案，很好地解决了传统方案的缺陷。
DVCS分布式控制系统由RGB处理器、视频处理器、高清视频处理器、显示处理器、控制服务器、数据交换机等组件构成，将视频与计算机RGB信号的采集处理与混合显示分散于不同的处理器，全部处理器可根据需要任意组合成一套图像控制系统，极大地增强了整个系统的信号处理能力和显示灵活性。
分布式显示控制解决方案系统结构如图2所示：
DVCS分布式控制系统中，各个处理器在控制服务器的统一指挥调度下，能够完成以下主要功能：
● 任何RGB/视频信号可在大屏幕上任意大小、任意位置、任意叠加的开窗和移动。
● 可接入无限多路RGB/视频信号源（取决于网络交换机的端口数目），支持任意规模的大屏幕墙的信号显示控制。
● 在一个显示单元内可最多开32个全实时活动视窗。任何视窗都可以任意叠加。
● 所有处理器都能实时处理自己的信号，因此，整个DVCS能够实时显示所有信号源的信号。
● 每路信号都可以被用户实时监控和回显。
● RGB处理器支持高达1900×1200@60Hz的信号处理。
● 视频处理器可支持576i/480i的模拟PAL/NTSC/SECAM信号处理，高性能运动自适应隔行转逐行算法，实现精细影像扫描。
● 高清视频处理器可支持720p/1080i高清晰数字/模拟视频信号处理，高性能运动自适应隔行转逐行算法，实现精细影像扫描。[Page]
● 显示处理器输出分辨率高达1900x1200@60Hz。
● DVCS控制服务器可同时管控高达1万个以上的处理器，支持多人同时在线对大屏幕控制，支持同时800路以上的信号实时监控和回显。
● 支持超高分辨率RGB信号编码与实时显示。采用RGB处理器阵列实现超高分辨率工作站图像的实时编码传输与显示，解决了传统控制系统中超高分辨率图形显示困难的问题。
● 所有处理器的韧体可通过网络进行更新，可方便进行性能和功能的升级。
● B/S架构控制软件，支持远程网络访问控制。
针对轨道交通控制中心DLP大屏幕系统，DVCS分布式控制系统解决方案如下：
火灾自动报警系统等信息采用RGB处理器编码处理方式，通过网络交换机及显示处理器处理，可在大屏幕任意区域开窗口显示。CCTV系统信号采用视频处理器编码处理方式，通过网络交换机及显示处理器处理，可在大屏幕任意区域开窗口显示。
行调信号系统、电力监控系统、环控系统等高分辨率信号可采取以下方式处理显示：采用多个RGB处理器阵列实现图像的实时编码处理，通过网络交换机及显示处理器处理，高分辨率信号图形及实时动态数据点可在大屏幕任意区域开窗口显示。
与多台控制器分区控制管理的信号处理方案相比，DVCS分布式控制系统具有如下优势：
(1) 显示构架灵活
不受显示墙拼接规模的限制，突破显示区域的界限，所有信号均可以在全屏范围内任意位置显示。 某一个处理器不正常只影响该路信号或显示单元的显示，并不影响其它处理器的正常工作。因此，可以灵活地将某一路信息切换到其他通道进行显示，有利于整个DLP大屏幕系统的应急处理显示。
(2) 系统扩展性强
每种类型的处理器都可根据实际需要随时增加，从而增强整个系统的扩展能力。不需对扩展应用二次开发，降低系统扩展费用。
(3) 高品质影像显示
影像获取后，压缩编码、网络传输、以及解码显示，全部采用数字化处理，确保信号没有噪声干扰，实现高品质影像显示效果。
(4) 所有信号实时显示
每个处理器能够实时处理自己的信号。因此，DVCS系统能够实时处理和显示所有的信号。
(5) 分布式架构，系统稳定可靠
整个系统的计算分散在各个处理器中，任何一个处理器的损坏或不正常只影响该路信号或显示单元的显示，而不影响其它处理器的稳定工作。因此，分布式计算架构容错能力强，性能高度可靠。
(6) 绿色环保
DVCS系统不使用任何模拟电缆，而是全部采用网络电缆，从而大大减少了模拟电缆在生产制造中和废弃后对环境的污染。
总之，DVCS分布式控制系统将为轨道交通控制中心DLP大屏幕系统应用提供最优化的解决方案，有效提高大屏利用率，提升系统总体性价比。
4 结论
本文分析了轨道交通控制调度中心对DLP大屏幕显示系统的需求，给出了当今流行的基于多个集中式控制器的分区域控制解决方案，并分析了该方案的特点，指出了其应用局限性。最后，详细介绍了中达电通最新推出的全球领先的分布式显示控制系统方案——为轨道交通控制中心提供了先进、强大、灵活的解决方案。在不久的将来，该方案必将领导DLP大屏幕显示系统的技术潮流。