重庆119指挥调度系统大屏幕.docx
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重庆119指挥调度系统大屏幕
重庆119指挥调度系统
大屏幕显示系统
投标书
深圳亚奥实业有限公司北京分公司
2001.6
前言
根据具体需求,我们提出了基于MAX-1000电视监控系统、DLP数字式大屏幕组合显示系统、以重庆市电子地图为基础的GIS地理信息系统、GPS车辆定位系统、计算机网络分控系统和计算机信息系统为一体的综合解决方案,此综合系统并不是各个子系统的简单叠加、堆砌,而是一个集成化的,具有系统集成功能、系统集成控制界面的集成系统,换言之,可以在同一系统控制软件界面中完成对所有系统显示、图像调用、信息查询等功能。
在本公司的解决方案中,城市道路电视监控系统作为获得系统所需视频信息的重要来源,以大屏作为展示视频信息、交通数据信息等各种数据的平台,通过展示在大屏上的重庆市全层电子地图,可以获得在城市内不同的地理位置点的各种报警信号,或通过对电子地图上不同地理位置点的直观、快速的操作,可以迅速获得相关的图像和文字信息,并在大屏系统上获得充分显示。
同时通过与城市道路监控系统连动,对所需信息进行进一步的跟踪了解和监控。
此外,在本公司的解决方案中,各个子系统都通过计算机网络连在一起,因此除了在大屏系统中实现整个系统的显示和控制外,还可以通过计算机网络系统,实现网络上任何一点的分控,并通过网络信息系统查询信息系统的数据库。
因此,本公司的方案不但能充分实现系统的功能,而且实现了不同的子系统间的无缝组合。
此外,在方案中采用了美国JUPITER公司的NT870大屏控制器,这种大屏控制器工作在WINDOWSNT操作平台下,具备功能强大,方便集成和操作,并且支持X-WINDOW的“虚屏”技术,支持网络分控功能,使运行在整个网络上的任一台计算机在获得相应控制授权的情况下,都可以实现对电视监控系统、大屏幕显示系统、GIS系统、GPS车辆定位系统、计算机信息系统的网络分控。
DLP组合显示投影单元屏和NT870数字化组合显示控制器组成了目前世界上最先进的组合屏系统。
重庆市全层电子地图可以看作整个系统操作的“实景”平台,它使得整个系统信息的获得不但快速方便而且形象化、生动化。
本系统所选用的GIS开发平台为UNIX,通过UNIX系统提供的图形终端XWINDOW“虚屏”技术,整个大屏幕显示墙可以作为GIS系统的“显示服务器”,通过标准的LAN网络,便可以在大屏幕显示墙上以极高分辨率将电子地图显示出来,充分发挥了高分辨率、大数据量电子地图的功效。
通过展示在大屏上的GIS,可以获得在城市内不同的地理位置点的各种报警信号,或通过对地图上不同地理位置点的直观、快速的操作,可以迅速获得相关的图像和文字信息,如摄像机视频图像信号、车流量、值勤人员情况等。
计算机信息系统是整个系统组成的另一个部分,通过这个子系统,操作员可以在网络上调用、查询系统数据库内的所有信息,如电子地图的某一区域、交通流量信息、路口设施情况等。
总而言之,多个具备独立功能的子系统通过本方案的集成,形成了一个在统一的界面上就可以完成所有系统功能的和谐统一的系统。
形成了一个综合控制平台,将各个子系统的软硬件无缝连接在一起,充分和完美地体现着消防119控制中心的要求。
第1章NT870组合显示控制器
在大屏幕组合显示系统中,组合显示控制器占有极其重要的角色,处于核心地位,所有需要显示的信号和数据信息(如视频图像信号、网络计算机信息、GIS电子地图等)以及所有的显示任务和显示处理工作都要经过组合显示控制器来接受、完成,可以这样说,组合显示控制器的选型和性能直接决定了大屏幕显示系统所能完成的功能和大屏幕显示系统的性能优劣和先进程度。
根据消防行业的特殊性,对于显示信号的要求比较多元化,既要考虑电视监控图像的显示,还要考虑计算机网络上的计算机内容、交通控制系统中的交通信息、城市高分辨率电子地图等内容,无论从显示信号的数量、种类,还是从对各种显示信号显示质量的要求来说,对大屏幕组合显示控制器的要求都很高。
在深入研究了重庆市消防局指挥中心对大屏幕信息显示系统和矩阵切换系统、GIS地理信息系统、GPS系统的集成系统要求后,本公司选定了美国JUPITER公司的基于WINDOWSNT操作系统平台的NT870组合显示控制器,主要考虑因素如下:
对于常见的大屏幕组合显示控制器,在视频图像的处理上如果只考虑图像显示的质量并没有很明显的区别,但对于可以同时接收的视频图像的数目和可以同时显示的视频图像的数目却有很大的差别,有些控制器只能接收4—8路视频信号,同时在大屏幕显示墙上也只可以显示4—8路视频信号窗口,这远不能满足要求。
在重庆市消防119控制中心大屏幕显示系统中,预计配置32面DLP组合显示屏,采用4X8组合,对于如此巨大的屏幕如果只能显示4—8路视频图像,则还需要增加许多监视器来显示众多的路口摄像机图像,不能充分发挥组合显示屏的优势,也有一种做法是将32路路口摄像机图像直接或通过倍频器间接输入到投影单元上,然后通过投影单元通道切换的办法实现32路视频图像显示,但这种方法有较明显的优缺点:
在32面单屏显示和32面组合显示之间需要频繁切换投影单元的输入通道,增加了系统的复杂性和系统响应时间;在32面单屏显示时,图像的大小、位置等参数是不可以任意调整,只能以屏为单位,如果想在任意位置、以任意大小进行显示,只有切换回32面组合显示方式时才能对图像窗口进行拖动、放大、缩小等操作,此时可以同时显示的视频窗口数目仍旧受限制。
对于JUPITER公司的NT870组合显示控制器,单个控制器最多可以同时接收32路视频信号,可以同时在32面屏上将这32路视频输入图像分别显示出来,并且其中的任何一路都可以通过简单的鼠标操作对其进行放大、缩小、拖动等,大大方便了系统功能和系统操作的灵活性。
此方案中配置了一个控制器机箱,所配置的视频输入为32路,可以同时将这32路视频输入显示在32个单屏上,也可以任意位置、大小显示,如果直接调用事先编制好的视频显示预案,则可以大大节约系统响应时间,降低因人为原因带来的操作错误。
第2章计算机内容显示
对于常见的大屏幕组合显示控制器,在计算机信号的处理上有两种显示方式:
RGB显示方式和网络显示方式,每一种显示方式都有各自的优缺点。
1.RGB显示方式
在RGB显示方式中,是将计算机显示卡的VGA信号直接连接到控制器的RGB信号输入端口,即将控制器的RGB输入端口和大屏幕显示墙作为自己的显示器来使用,其优点如下:
由于采用硬件直接连接,计算机信号显示的刷新速度、色彩、分辨率只与计算机显示卡和控制器RGB输入端口的设置有关,而与具体运行的软件无关,可以实现实时、无延迟的显示。
2.网络显示方式
在网络显示方式中,是将网络上所有需要显示的计算机的显示信号通过计算机网络传送到大屏幕控制器上进行显示,即将大屏幕组合显示控制器当作网络计算机的“显示服务器”。
两种显示方式各有优缺点,究竟选择哪一种显示方式必须根据不同的显示需求和实际应用来确定。
在重庆市消防119控制中心大屏幕显示系统中,我们建议同时采用RGB显示方式和网络显示方式,将计算机的SVGA信号连接到NT870的RGBS输入通道以实现SVGA计算机信号的RGB方式组合显示(针对比较常用的计算机);通过NT870组合显示控制器和WN-5230-SDT/300的SVGA输入通道实现网络上任意计算机信号的网络显示(针对临时用的计算机信号),详细介绍将在后面的内容中介绍。
第3章系统组成及功能
3.1系统组成
在重庆市消防119控制中心我们配置了DLP投影单元和数字化组合显示控制器组成的多媒体、全数字化组合投影显示墙,组合墙采用4X8组合,共32面投影单元。
此系统可以实现在多媒体组合显示墙上既可以切换观察前端32路监控电视图像,又可以以各种灵活的方式在组合屏上以任意大小、任意位置、任意组合显示电子地图和接处警的计算机图形及各路图像等。
本系统主要部分包括美国JUPITER公司的NT870控制器和美国CLARITY公司生产的WN-5230-SDT/300投影屏组成,控制器和投影单元的性能介绍和技术指标见第四章和第五章,系统组成框图如附图所示。
对于计算机和工作站信息的显示,由于所有显示的内容都来自主机箱上的Ethernet网络接口,如果需要跨屏显示,只需在内部CompactPCI总线进行数据传输即可。
NT870系统结构框图
3.2系统功能综述
本系统可以显示不同的内容:
视频信号:
本系统可同时显示32路活动的视频信号,并且在大屏幕上可用鼠标任意将图像放大、缩小到你所需要的尺寸,可以实现整屏漫游等。
视频信号通过两种方式显示:
投影单元直接视频输入方式:
利用视频切换矩阵将32路监控电视图像或其它视频信号切换输出到DLP投影单元的复合视频输入端口,通过对大屏幕显示通道的切换,即可以实现单屏显示。
此种显示方式无需外部大屏幕控制器,就可以直接显示视频信号,所以非常适合于一般情况下的值班工作;
组合显示控制器显示方式:
在这种显示方式中,可以利用组合显示控制器的显示控制功能将任意视频图像以任意大小、任意位置显示出来,可以实现整屏漫游等功能。
计算机信号和工作站信号:
本系统可同时显示来自控制中心计算机网络上任意一台计算机或工作站的高分辨率图形信号,如事故接处警信息、文字信息、高分辨率电子地图、GPS信息等。
其显示位置、大小、组合方式同样用鼠控进行控制,可以实现整屏漫游等。
计算机信号通过两种方式显示:
RGB方式:
将指挥中心内相关计算机的SVGA信号输出到控制器的RGB输入端口,通过对控制器显示通道的切换实现计算机的RGB方式显示,可以实现跨屏组合显示,同时还可以设置显示预案。
网络方式:
在RGB显示方式中,计算机信号的分辨率(SVGA)和数目(同时只能显示一路)都受限制,所以灵活性大打折扣,如果使用网络显示方式,则数目和分辨率、计算机所在位置、是否连到了RGB切换矩阵上等问题都已不存在,即同时在大屏幕上显示的计算机信号的数目、分辨率、大小、位置等都不受限制,但此时的显示刷新速度要受限制。
本系统可以实现的显示功能如下:
NT870通过LAN与网络上的所有计算机相连,NT870可以作为网络上所有计算机的显示Server,即任意一台网络工作站都可以将大屏幕显示墙作为它自己的虚屏来显示;
利用视频切换矩阵将监控电视图像切换输出到大屏幕的复合视频输入端口,通过对大屏幕显示通道的切换实现视频信号32面单屏显示和无须NT870等外置控制器的跨屏组合显示,并且可以设置显示预案;
将指挥中心内相关计算机的SVGA信号出到大屏幕控制器的RGB输入端口,通过对大屏幕控制器显示通道的切换实现计算机的RGB方式显示,可以实现跨屏组合显示,同时还可以设置显示预案;任意一台网络工作站可以在大屏幕显示墙的任意位置、以任意大小、任意比例显示所有的图形和文字信息;
多个操作者可以同时将各自的信息显示到大屏幕显示墙上;
可以同时在大屏幕显示墙上显示32个不同的视频信号窗口和多个网络NT计算机、UNIX工作站信号窗口;
支持网络分控功能,操作人员可以在任意一台网络工作站上完成对大屏幕显示系统的控制等工作;
大屏幕系统同一由一台中央控制计算机来控制,并且可以实现网络分控。
通过该图形控制界面,可以实现对大屏的各种功能、各项参数、状态的调整,并且具有优先级控制和权限控制。
使用时,将MAX-1000视频切换矩阵切换输出的32路监控电视信号连接到控制器的视频输入端,既可以在每个投影单元上显示一路视频信号窗口,又可以将这32路视频信号的任意一路或几路以任意大小、任意位置显示在整个组合投影显示墙上,但目前在同一个屏幕上不可以同时显示两个视频信号,即不可以实现画中画或画外画。
对于电子地图等计算机类信息的显示,可以通过NT870组合显示控制器的仿真XServer将电子地图等UNIX工作站或NT计算机等显示内容通过10M/100M快速以太网网络通道(采用X.11网络传输协议)投影到大屏幕上,对于计算机类的信息,由于其分辨率和数据量都较小(分辨率一般在1024X768以下),可以以接近实时的显示速度在大屏幕上显示出来,对于GIS电子地图等大数据量的信息,可根据不同的要求设置不同的显示分辨率(理论上来讲最高可以达到16000X16000的分辨率),此时刷新速度约在5-8秒(视电子地图软件而定)。
3.3视频图像显示功能及特点
在重庆市消防119控制中心系统中,绝大多数视频信息来源于城市道路电视监控系统,所有的路口摄像机都通过MAX-1000视频矩阵切换/控制系统切换输出至不同的地方,同时可以通过MAX-1000系统对所有路口摄像机进行PTZ控制。
对于大屏幕显示系统,其32路视频输入全都来自于MAX-1000视频切换/控制系统,对于一般情况下的值班,可以将32路路口监控图像分别显示在32面屏上,在遇有突发事件或重大情况时,可以将32路路口监控图像中的任何一路或某几路路口监控图像在大屏幕显示墙上放大显示,同时结合MAX-1000视频切换/控制系统,可以任意切换、控制前端摄像机。
(一)32面单屏显示方式
32面单屏显示功能在指挥中心正常值班状态时比较适用,32面屏分别显示32路来自前端摄像机的监控电视图像,由于前端数目较多,同时在大屏幕显示墙上分别显示出来投资较大,且意义不大,因此我们设计的集成系统可以利用MAX-1000的分组同步切换功能以设定的任意时间间隔轮流显示所有前端图像,一旦有突发事件发生,则可以根据报警信号自动或人工干预将该路图像切换到大屏幕上进行放大显示,如下面所描述。
(二)32面组合屏显示方式
如上所述,如果遇有突发事件,可以将该路监控图像切换到大屏幕上,并且以任意大小、任意位置显示出来,还可以设置几种显示预案,以提高反应速度。
此种显示方式将全部32面屏当作一块整屏来使用,可以以任意位置、任意大小、任意组合在整个DLP显示墙上开窗口显示来自视频通道的视频信号和来自TCP/IPX.11网络通道的电子地图等计算机类信号(包括计算机和图形工作站),并且这两种窗口信号可以相互覆盖、即可以实现画中画。
本系统设计为32路视频输入信号和网络通道输入信号,其中来自视频输入通道的信号是来自MAX-1000的监控电视信号;同时还有来自TCP/IPX.11网络通道的、基于XWINDOW技术的高分辨率图形信号(分辨率可达到16000X16000),用于显示重庆市电子地图和各种计算机信息等。
此种显示方式非常适用于有重大事件发生,或开会进行讨论决策时,此时可将重要的监控图像、计算机信息(如事故接处警信息)、电子地图、GPS系统等内容全部显示在大屏幕上,重要信息一目了然,提高了工作效率和对突发事件的反应速度。
3.4网络计算机显示功能及特点
对于一般的组合显示控制器来说,其计算机信号的显示是通过将计算机显示卡与组合显示控制器的RGB通道相连,最终输入到大屏幕上显示出来,这种方式既要受到RGB通道分辨率的限制,还要受到组合显示控制器RGB通道数目的限制(大多数控制器为4—8路),因此同时在大屏幕可以显示的计算机信号数目大大受到限制,而且只有连接到RGB通道上的计算机才可以在大屏幕上显示出来,网络上的其它计算机因为没有输入到组合显示控制器的RGB输入通道上从而很难将自己的内容输出到大屏幕上,从而大大降低操作的灵活性。
对于NT870来讲,网络上所有计算机的内容都是通过网络投影软件和计算机局域网传送到控制器中去,只要该计算机用户安装了相应的网络投影软件,并且拥有相应的用户权限,便可以将自己计算机需要显示的内容投影到大屏幕上去,并且同时可以输出到大屏幕上的计算机信号的数目不受限制。
但采用这种方式也有一定的缺点,即网络显示的实时性受限制,前面讲过,通过RGB输入通道显示计算机信息,其显示效果完全实时,没有任何延迟,且完全与用户所运行的程序无关,采用网络投影显示会有一定的延迟,并且占据网络带宽,对网络有一定的要求,因此我们建议采用网络显示方式和控制器RGB输入两种方式,可以将重要的和经常需要显示的计算机信号用RGB方式显示,而临时的和次要的计算机信号用网络方式进行显示。
3.5系统集成功能描述
3.5.1集成系统的组成
1.大屏幕组合显示系统
包括32面DLP组合投影单元和NT870组合显示控制器,控制的内容包括:
投影单元输入通道的切换(复合视频输入通道、PC输入通道、RGB输入通道)和预案设置、调用
对NT870的显示预案的设置、调用
对投影单元、组合显示控制器的参数设置、调整
与MAX-1000视频矩阵切换系统的联动
GIS地理信息系统
包括GIS系统与MAX-1000系统的联动(不包括GIS系统本身的软硬件平台),在电子地图上相应位置标出该处摄像机的图标,直接在GIS界面上点击该图标,则可以直接调用该摄像机,按照事先编制的显示预案在大屏幕相应位置、相应大小开窗口显示该摄像机的图像,并且可以直接在GIS界面下控制摄像机的PTZ动作,这种调用方式非常直观、简洁、高效。
作为纯软件集成,只要GIS系统和本集成系统提供相应的软件接口,就可以完成集成,具体的功能、软件界面需进一步确定。
MAX-1000电视监控系统
作为一个独立的系统,MAX-1000系统的功能是完成视频图像,尤其是来自前端摄像机的监控电视图像的切换,同时还可以完成对前端摄像机云台的PTZ控制,本公司提供的MAX-1000系统具有完善的网络多媒体控制功能,可以通过网络上的任意一台计算机控制摄像机图像的切换、控制功能,在博康提供的大屏幕集成显示系统,可以完整地将大屏幕显示与MAX-1000视频矩阵切换系统的控制功能集成起来,在同一软件控制界面下完成前端摄像机图像的切换、PTZ控制、大屏幕显示等功能,并且可以提供网络控制功能,继承并壮大了原有系统的控制功能。
由于本公司同时拥有MAX-1000系统、WN-5230-SDT/300、NT870的源控制代码,依靠本公司的工程经验和集成经验,可以灵活地根据用户需求对所有系统进行软硬件集成工作,为用户提供功能强大、操作界面简单的系统控制界面来。
3.5.2系统集成功能
视频图像显示、控制、调用的集成
通过NT870与MAX-1000系统的集成实现任意摄像机视频信号以视频窗口的形式在大屏幕显示墙上显示出来,并且可以直接在同一操作界面上控制摄像机的PTZ动作;
通过大屏幕投影单元控制软件与MAX-1000系统的集成实现任意摄像机在任意单屏上的显示,可以设置显示预案,还可以在同一界面下直接控制摄像机的PTZ动作;
通过NT870与GIS软件、MAX-1000系统软件的集成,可以直接在电子地图上点击摄像机图标,在电子地图上的特定位置上弹出相应视频窗口,完成视频图像调用;
计算机网络分控功能
通过网络上的任何一台计算机,只要输入相应的控制密码,便可以完成该控制密码所赋予的全部功能,而不受计算机位置的限制。
网络分控的内容包括对大屏幕显示方式变化,如视频图像通道切换、窗口的放大、缩小、拖动等的控制
严格的权限控制和优先级控制
3.5.3系统集成控制功能描述
1、系统集成控制界面特点
网络控制功能:
所有的操作控制功能都可以在网络上的任意一台计算机上完成,大大地增强了控制的灵活性和方便性。
优先级控制和权限控制:
在提供网络控制功能、增强系统控制灵活性的同时,考虑到系统的安全性,防止非法操作和误操作,系统提供完善的优先级和权限控制功能,对于不同级别的操作员,提供不同的控制功能,无法进行越权操作,对于拥有某种控制权限的操作员,可以在网络上的任意一台计算机上输入自己的控制密码,便可以完成相应的控制,不受计算机位置、配置的限制
直观、图形化的全中文集成操作界面:
在统一的图形操作界面下,通过简单的鼠标操作,便可以完成对集成系统中各项参数、预案的设置、调用,用户只需要关心最终的显示效果,而无须关心中间的视频切换过程、投影单元切换过程等繁杂的工作。
预案设置、调用功能:
无论是视频信号、还是计算机信号,无论是通过投影单元直接显示、还是通过NT870进行组合显示,都可以预先设置、存储、调用显示预案,所有工作都在同一个图形控制界面下完成。
系统集成控制界面实现方法
视频显示的控制
对于视频信号直接通过投影单元的复合视频输入通道进行显示的情况,可以直接通过对投影单元输入通道的切换,这项功能通过对投影单元的RS232口来完成。
对于视频信号通过NT870组合显示控制器来完成的情况,通过集成NT870原有的软件,可以在图形控制界面下任意拖动、缩放视频窗口,并且可以将所有视频窗口的大小、位置、通道、亮度、对比度等信息存储为显示预案以供调用。
无论何种显示方式,都可以在同一个控制界面下完成对MAX-1000系统的控制,从而完成诸如视频信号切换、前端摄像机PTZ控制等。
计算机信号显示的控制:
对于SVGA计算机信号可以直接通过控制器的RGB输入通道进行显示,直接通过对控制器输入通道的切换。
对于大于SVGA分辨率的计算机信号则通过NT870组合显示控制器来完成,通过集成NT870原有的软件,可以在图形控制界面下任意拖动、缩放计算机窗口。
GIS信息的显示:
对于GIS信息的显示,由于绝大多数GIS系统是用UNIX开发的,通过X-Window技术在大屏幕上显示时,可以充分发挥高分辨率显示和高分辨率电子地图的优势,此时需要完成GIS软件与MAX-1000系统的集成,直接点击电子地图的摄像机图标,便可以调用该摄像机的视频图像,在大屏幕相应位置、以相应大小开一个视频窗口,同时可以在该窗口上直接控制前端摄像机的PTZ动作。
针对重庆市局在NT下开发的GIS系统,其数据量不是很大,可以有两种方式来显示,第一、通过软件,从网络上显示;第二、通过客户端服务器方式,在NT870上安装客户端程序,调用服务器程序来进行显示,前提是该GIS系统支持客户端服务器方式。
4CLARITY投影幕
丹麦DNP是世界上最大的大屏幕生产厂家,它拥有世界80%的背投幕份额。
DNP超对比度幕。
DNP超对比度幕是世界上最早的单投影光学幕。
现在它的市场已经扩展到LCD,DLP,以及其它新的光阀技术组合屏。
其先进的光学透镜系统和新型的UCSlenticular使它对环境光具有较高的适应能力,同时也使其对比度有了较大的提高。
DNP高对比度幕可以很好的适应各种环境,包括那些具有高亮度环境光的场合。
另外,它还具有很高的分辨率,也就是说,即使在很近的范围,我们也可以看得很清楚。
DNP超对比度幕是一个具有4个活动透镜面的双层幕。
后部的高精度Fresnel透镜象一个凸透镜,它可以将投影光聚焦后成直角投射到幕上。
丙烯酸幕的散光材料控制水平光的发送。
外层的lenticular透镜为观者提供了一个平滑的表面,这一层还包括了崭新的光处理过程,用以增强对比度,降低环境光的影响。
DNP超对比度幕根据你的投影机的光学特性,有同轴和偏轴两种选择。
同轴幕中Fresnel中心与幕的中心相同。
与同轴投影机一起,DNP超对比度幕可以得
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