交通指揮中心大屏幕發(fā)展趨勢研究

邱建明

（南京洛普股份有限公司，江蘇南京210061）

0 引言

現(xiàn)如今是信息化高速發(fā)展的時代，政府部門、各行各業(yè)都在加速自身信息化建設(shè)的步伐。在信息化基礎(chǔ)建設(shè)中，指揮中心是重要的信息樞紐，必須具備集中數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、策略制定、資源調(diào)度分配等功能。

1 指揮中心大屏幕的發(fā)展現(xiàn)狀

過去，指揮中心大屏幕基本上都是拼接屏的天下，多采用LCD、DLP 類型的顯示終端，是因為室內(nèi)大屏幕可選范圍有限，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，小間距LED 顯示屏和激光投影的問世，現(xiàn)代可視化數(shù)據(jù)精細(xì)顯示要求得到滿足。隨著技術(shù)的發(fā)展，LED 顯示屏突破1mm 點間距的限制，屏幕更清晰，觀看距離更近，加上國內(nèi)廠商不斷擴產(chǎn)，價格也呈現(xiàn)了下降趨勢。激光光源技術(shù)的出現(xiàn)，提升了投影亮度，延長了維護(hù)周期，加上分辨率已提高至4K，投影融合技術(shù)競爭力逐步增強。拼接屏由于自身技術(shù)瓶頸，無法消除顯示單元之間的拼縫，而且隨著運行時間的增加，單元之間色彩差異越來越大，使顯示畫面形成“花屏”現(xiàn)象，目前市場份額已逐步縮減，逐步被淘汰(見表1)。

表1 小間距LED 顯示屏與DLP 拼接屏對比表

現(xiàn)代指揮調(diào)度中心是集中數(shù)據(jù)的樞紐，指揮中心屏幕被認(rèn)為是行業(yè)金字塔頂端應(yīng)用，屏幕顯示細(xì)節(jié)的能力直接影響著指揮調(diào)度中心的工作的成敗。因此，有越來越多的指揮中心選擇更換拼接屏，啟用最新的小間距LED 大屏幕產(chǎn)品。自2016年以來，小間距LED顯示屏已經(jīng)成功進(jìn)入公安系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、航空航天系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、政府機關(guān)會議中心、檢察系統(tǒng)等各大部門的監(jiān)控指揮中心，并獲得了業(yè)主的肯定，其自身技術(shù)優(yōu)勢凸顯。

小間距LED 顯示系統(tǒng)主要包括：LED 顯示屏屏體，播控子系統(tǒng)，配電系統(tǒng)。其中LED 顯示屏屏體由若干個LED 顯示模組組成，模組包含電路部分和結(jié)構(gòu)部分，電訊部分中的面陣驅(qū)動板分為兩部分，一部分是發(fā)光面，由若干發(fā)光器件焊接而成，另一部分是驅(qū)動面，包含了發(fā)光驅(qū)動芯片等邏輯器件。播控子系統(tǒng)主要是對外部視頻源進(jìn)行接收，并處理成數(shù)字信息按照地址傳輸至對應(yīng)的模塊電路內(nèi)，實現(xiàn)最終的顯示畫面。利用播控子系統(tǒng)中的拼接融合設(shè)備，將所有信號進(jìn)入控制器內(nèi)，通過控制器切換信號的輸入輸出，真正實現(xiàn)所有信號的互通顯示。并且可以利用平板電腦、觸摸一體機等設(shè)備集中控制信號的預(yù)覽及切換，實現(xiàn)無線任意切換操作。

2 小間距LED 顯示屏的優(yōu)勢

首先，指揮調(diào)度中心顯示屏是龐大信息流的匯集地，也是各路信息的集中展示平臺，需要支持多路輸入輸出，同時為了應(yīng)對指揮調(diào)度中心業(yè)務(wù)的擴大或調(diào)整，還應(yīng)具備可擴展功能。LED 顯示屏借由外部音視頻處理器和畫面拼接融合設(shè)備可實現(xiàn)接口在數(shù)量和種類上的自由擴展，在一個顯示屏上顯示多個信號源的整幅或部分圖像，這些信號源圖像在單個顯示屏上的大小、位置可自定義。用戶可根據(jù)需要在單屏幕上任意分割顯示多個畫面信號，從而增加了上墻顯示信號源的數(shù)量。其次，指揮調(diào)度中心通常需要7×24 小時不間斷運轉(zhuǎn)，對大屏幕長時間觀看的舒適性、可靠性、散熱提出了較高的要求。

2.1 觀看舒適性

LCD、DLP 類型的拼接顯示終端，物理拼接縫隙不可避免。雖然DLP 拼接屏已能做到最小1mm 的物理縫隙，但整屏顯示時依然會影響到畫面整體顯示效果。而LED 顯示屏完全沒有拼縫。LED 顯示屏是將發(fā)光元器件焊接在高精度電路板上，能夠確保每個發(fā)光元器件之間的間距一致，不會產(chǎn)生肉眼可見的物理拼縫和光學(xué)拼縫。這是LED 顯示屏區(qū)別于其他戶內(nèi)拼接屏的最大優(yōu)勢，尤其是在指揮中心這類高端應(yīng)用場所，無縫是先決要求。

LED 顯示屏可以由箱體隨意拼接程各種形狀，例如：曲面、四方六面體等，顯示面積可以按要求訂制，更好地適應(yīng)建筑物的整體結(jié)構(gòu)和環(huán)境，不同角度看顯示屏畫面都不會變形，畫面均勻曲面變化，不拖曳不黑屏，實現(xiàn)平滑連貫高清顯示。箱體尺寸為標(biāo)準(zhǔn)16∶9長寬比例，可無縫拼接成2K、4K、8K 標(biāo)準(zhǔn)制式顯示屏，完美匹配主流標(biāo)準(zhǔn)視頻源。畫面可進(jìn)行分割，“點對點”顯示，最大化真實還原播放內(nèi)容，避免由于畫面放大、縮小、拉伸引起的模糊和變形問題，完美點對點呈現(xiàn)圖像。

LED 顯示屏采用自發(fā)光顯示技術(shù)，為滿足強光環(huán)境與暗光環(huán)境中給觀看者舒服的觀看效果，避免視覺疲勞，可根據(jù)用戶需求對顯示屏亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，亮度在50-700cd/m2范圍內(nèi)可調(diào)。

不同于其他顯示設(shè)備，LED 校正技術(shù)可實現(xiàn)單點級的校正，LED 的校正技術(shù)精度更高，校正后的顯示屏顯示效果和新屏一致，而其他的顯示設(shè)備在長期使用后，會出現(xiàn)邊緣發(fā)黑、亮度衰減的問題，只能通過更換顯示單元解決。因此，考慮長期高頻率的使用，LED 顯示屏的性價比非常高。

除了亮度以外，刷新率低也是造成人眼觀看疲勞的另一大因素。長時間使用手機后，眼睛會干澀，疲勞，因為手機的刷新率最大僅為120Hz，而LED 刷新率通常＞1024Hz，動態(tài)畫面穩(wěn)定，這是其他顯示器無法媲美的一大優(yōu)勢。

2.2 顯示效果更佳

色彩飽和度決定圖像的艷麗程度，色彩還原性決定圖像與真實自然的物體的一致程度。LED 顯示屏的色飽和度和色彩還原性是LED 顯示的最大優(yōu)勢之一，LED 器件的可滿足REC709 色域（高清電視色域HDTV 標(biāo)準(zhǔn)），可精細(xì)的顯示各種顏色。

同時對比度對視覺效果的影響非常關(guān)鍵。對比度指的是一幅圖像中明暗區(qū)域最亮的白和最暗的黑之間的比值，也就是從黑到白的漸變層次。對比度大，從黑到白的漸變層次就越多，從而色彩表現(xiàn)越豐富，圖像越清晰；而對比度小，則會讓整個畫面都灰蒙蒙的。目前市場上，DLP 投影設(shè)備大多標(biāo)稱對比度1500∶1（ANSI），而LED 顯示屏對比度通常＞3000∶1。高對比度對于圖像的清晰度、細(xì)節(jié)表現(xiàn)、灰度層次表現(xiàn)都有很大幫助。

并且LED 顯示屏具有其他顯示設(shè)備無可比擬的高亮度范圍優(yōu)勢。HDR（高動態(tài)范圍成像）技術(shù)讓顯示屏能呈現(xiàn)更真實的畫面，亮處更亮，暗處更暗，豐富亮暗區(qū)域細(xì)節(jié)。背投產(chǎn)品由于其亮度范圍有限，導(dǎo)致人眼感知到的畫面層次感較差，丟失大量細(xì)節(jié)。而HDR 圖像可以顯示更多的亮部和暗部細(xì)節(jié)，人眼看起來畫面顏色更加飽滿，過渡更加平滑。這種顯示效果對于指揮中心來說尤為重要。

指揮中心大屏幕前調(diào)度臺是辦公區(qū)域，必須配備充足的照明，拼接墻、投影必須關(guān)燈使用，否則顯示效果會很差，而LED 顯示屏完全不會有此類問題，小間距LED 燈珠表面有漫反射設(shè)計，照射到屏幕表面的光線會被漫反射至空中，人眼觀看舒適。除了日常調(diào)度辦公，指揮中心接受上級檢查或者接待時，明亮的燈光可以提升指揮中心的檔次。

2.3 可靠性

指揮中心作為現(xiàn)代信息化數(shù)據(jù)樞紐，承擔(dān)多功能性、綜合性應(yīng)用，需要具有高度可靠和穩(wěn)定的運行系統(tǒng)，任何一次的宕機事件發(fā)生都會存在巨大的危險。

經(jīng)過近幾年不斷發(fā)展，LED 顯示屏的技術(shù)基本成熟，工藝水平不斷進(jìn)步，可靠性得到大步提升。滿足重大工程、特殊需求的技術(shù)能力日益增強。無論是國慶閱兵，還是國際重大賽事，LED 顯示屏均成為了不可缺少的顯示設(shè)備，可靠穩(wěn)定的運行獲得了市場的廣泛肯定。現(xiàn)有LED 顯示屏采用信號環(huán)路備份設(shè)計和雙電源備份技術(shù)，保障系統(tǒng)不間斷運行。信號環(huán)路備份技術(shù)采取一主一備同時傳輸信號進(jìn)入箱體，可支持屏體任一信號輸入斷開，顯示屏正常工作。雙電源備份技術(shù)，即兩塊電源為同一個LED 顯示單元供電，各占50%功率，當(dāng)一塊電源故障，瞬時另一塊電源功率提升至100%，實現(xiàn)無縫切換，保障系統(tǒng)安全、可靠，同時支持電源熱插拔。

2.4 靜音散熱，低功耗

目前市面上小間距LED 顯示產(chǎn)品多采用壓鑄鋁合金箱體，因為壓鑄鋁合金的熱傳導(dǎo)率約為96W/m.K，散熱性好。同時設(shè)計電源通過“導(dǎo)熱硅膠墊”將熱量傳輸?shù)较潴w上，并在箱體四周預(yù)留了換氣散熱孔，保證無論顯示屏安裝在開放或者密閉的空間，都不會影響屏體的散熱性能。自然散熱，無風(fēng)扇，無噪音，特別適合室內(nèi)辦公使用。

LED 顯示屏是自發(fā)光產(chǎn)品，暗畫面功率低，亮畫面功率高。在實際使用過程中，LED 的功耗遠(yuǎn)小于測算功耗，其原因在于：LED 為自發(fā)光顯示，指揮中心應(yīng)用場景多為可視化圖形，背景色為黑色，除亮線發(fā)光外，其余黑色底色區(qū)域的燈珠不發(fā)光，無功耗；而DLP/LCD 為背光顯示，背景色雖為黑色，但其背光仍在發(fā)光工作，仍在產(chǎn)生功耗。LED 使用功耗低于DLP，更加節(jié)能（見表2）。

表2 使用過程中各類顯示產(chǎn)品的功耗表

2.5 易于安裝、維修

現(xiàn)有的前拆技術(shù)產(chǎn)品的最小單元箱體為600mm(寬)×337.5mm(高)，整體厚度僅為48mm，重量約5kg，重量輕、精度高、散熱快、外形美觀、安裝方便?？蓪崿F(xiàn)顯示屏的貼墻安裝，即顯示屏背面不需要留有檢修通道，可減少指揮中心的辦公區(qū)域的占用。而DLP 顯示系統(tǒng)對屏體前后安裝空間都有需求。DLP箱體約48kg/m2，加上其配套徽標(biāo)顯示屏、裝飾裝修材料，重量將達(dá)到60kg/m2，對承重結(jié)構(gòu)造成較大壓力。LED 顯示模組輕便，易于安裝，可拼接成弧形顯示屏，箱體的角度通過精密加工技術(shù)，一次性加工成型，公差控制在0.1mm 之內(nèi)。模塊化的設(shè)計，拼接成圓弧過度流暢，弧度自然，無棱狀感。且內(nèi)弧外弧皆可拼接。

小間距LED 顯示屏采用前維護(hù)模塊化設(shè)計，模塊與箱體采用無線纜硬連接方式，支持熱插拔操作，電路結(jié)構(gòu)與機械結(jié)構(gòu)確保了快捷更換。當(dāng)模塊發(fā)生損壞需要替換時，只需使用專用磁吸工具將故障模塊吸出后安裝備份模塊，無需關(guān)機，幾分鐘即可完成檢修，不影響正常使用。LED 廠商對用戶進(jìn)行專業(yè)維護(hù)培訓(xùn)，保證用戶在顯示屏發(fā)生故障時能獨立對各顯示模塊進(jìn)行發(fā)光管、芯片等器件的更換與維修，極大的降低了用戶的維修成本。

目前國內(nèi)LED 顯示屏廠商均已能做到在各地項目周邊配備多個經(jīng)驗豐富的售后服務(wù)人員，積極響應(yīng)用戶的服務(wù)要求，建立24 小時的報修電話，在接到報修電話后半小時內(nèi)做出響應(yīng)。為用戶提供完善的售后服務(wù)，服務(wù)內(nèi)容包括有軟件升級、系統(tǒng)升級、硬件故障檢測、排除，定期檢測，回訪等，并愿為項目提供免費現(xiàn)場技術(shù)保駕。

2.6 性價比高，運維成本低

其一，DLP 背投技術(shù)的“心臟”DMD(數(shù)字微鏡裝置)技術(shù)主要來自美國德州儀器等相對封閉的資本生態(tài)圈，壟斷深，成本難以大幅下降。而小間距LED 屬于半導(dǎo)體行業(yè)，主要研制廠商和龍頭企業(yè)均在中國，因此，中國企業(yè)對小間距LED 產(chǎn)品的定價更為理性。其二，LCD 拼接屏在長時間使用后會出現(xiàn)“燒屏”的現(xiàn)象；DLP 顯示屏隨著使用時間的增長會出現(xiàn)發(fā)光源衰減的問題；而小間距LED 顯示系統(tǒng)長時間使用后，屏幕的亮度不會像其他顯示系統(tǒng)一樣大幅度的衰減，屏幕不需要更換發(fā)光器件，通過逐點校正技術(shù)可對屏幕翻新，大大延長了產(chǎn)品的使用年限。其三，LED 屏為自發(fā)光顯示模式，其實際功耗遠(yuǎn)低于峰值功耗，運行耗電量低。其四，當(dāng)有模塊損壞時，在不影響正常使用的情況下，經(jīng)過簡單培訓(xùn)的操作人員即可使用工具對模塊進(jìn)行更換。

3 結(jié)論

綜上所述，小間距LED 顯示產(chǎn)品具有無拼縫、觀看舒適、安裝便捷、低功耗等優(yōu)點，加上近些年來成本逐步下降，逐漸成為各類指揮中心、監(jiān)控中心顯示設(shè)備的最佳選擇。未來，LED 小間距顯示屏在指揮中心領(lǐng)域的市場份額會進(jìn)一步提高，將吸引其他領(lǐng)域的顯示設(shè)備供應(yīng)商轉(zhuǎn)行或者投資該領(lǐng)域的產(chǎn)品研制，激烈的市場競爭將進(jìn)一步助推小間距LED 顯示屏穩(wěn)固其在指揮中心的地位，從而讓其成為各類指揮中心不可缺少的重要顯示設(shè)備，促進(jìn)該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化水平的大幅提升，小間距LED 顯示屏必將成為顯示監(jiān)控領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。