交通指揮中心大屏幕發展趨勢研究

邱建明

（南京洛普股份有限公司，江蘇南京210061）

0 引言

現如今是信息化高速發展的時代，政府部門、各行各業都在加速自身信息化建設的步伐。在信息化基礎建設中，指揮中心是重要的信息樞紐，必須具備集中數據采集、數據分析、策略制定、資源調度分配等功能。

1 指揮中心大屏幕的發展現狀

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，是因為室內大屏幕可選范圍有限，但是隨著技術的發展，小間距LED 顯示屏和激光投影的問世，現代可視化數據精細顯示要求得到滿足。隨著技術的發展，LED 顯示屏突破1mm 點間距的限制，屏幕更清晰，觀看距離更近，加上國內廠商不斷擴產，價格也呈現了下降趨勢。激光光源技術的出現，提升了投影亮度，延長了維護周期，加上分辨率已提高至4K，投影融合技術競爭力逐步增強。拼接屏由于自身技術瓶頸，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

現代指揮調度中心是集中數據的樞紐，指揮中心屏幕被認為是行業金字塔頂端應用，屏幕顯示細節的能力直接影響著指揮調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 大屏幕產品。自2016年以來，小間距LED顯示屏已經成功進入公安系統、電力系統、交通系統、航空航天系統、消防系統、政府機關會議中心、檢察系統等各大部門的監控指揮中心，并獲得了業主的肯定，其自身技術優勢凸顯。

小間距LED 顯示系統主要包括：LED 顯示屏屏體，播控子系統，配電系統。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構部分，電訊部分中的面陣驅動板分為兩部分，一部分是發光面，由若干發光器件焊接而成，另一部分是驅動面，包含了發光驅動芯片等邏輯器件。播控子系統主要是對外部視頻源進行接收，并處理成數字信息按照地址傳輸至對應的模塊電路內，實現最終的顯示畫面。利用播控子系統中的拼接融合設備，將所有信號進入控制器內，通過控制器切換信號的輸入輸出，真正實現所有信號的互通顯示。并且可以利用平板電腦、觸摸一體機等設備集中控制信號的預覽及切換，實現無線任意切換操作。

2 小間距LED 顯示屏的優勢

首先，指揮調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，同時為了應對指揮調度中心業務的擴大或調整，還應具備可擴展功能。LED 顯示屏借由外部音視頻處理器和畫面拼接融合設備可實現接口在數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量。其次，指揮調度中心通常需要7×24 小時不間斷運轉，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 顯示屏是將發光元器件焊接在高精度電路板上，能夠確保每個發光元器件之間的間距一致，不會產生肉眼可見的物理拼縫和光學拼縫。這是LED 顯示屏區別于其他戶內拼接屏的最大優勢，尤其是在指揮中心這類高端應用場所，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，更好地適應建筑物的整體結構和環境，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，實現平滑連貫高清顯示。箱體尺寸為標準16∶9長寬比例，可無縫拼接成2K、4K、8K 標準制式顯示屏，完美匹配主流標準視頻源。畫面可進行分割，“點對點”顯示，最大化真實還原播放內容，避免由于畫面放大、縮小、拉伸引起的模糊和變形問題，完美點對點呈現圖像。

LED 顯示屏采用自發光顯示技術，為滿足強光環境與暗光環境中給觀看者舒服的觀看效果，避免視覺疲勞，可根據用戶需求對顯示屏亮度進行調節，亮度在50-700cd/m2范圍內可調。

不同于其他顯示設備，LED 校正技術可實現單點級的校正，LED 的校正技術精度更高，校正后的顯示屏顯示效果和新屏一致，而其他的顯示設備在長期使用后，會出現邊緣發黑、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，動態畫面穩定，這是其他顯示器無法媲美的一大優勢。

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 顯示的最大優勢之一，LED 器件的可滿足REC709 色域（高清電視色域HDTV 標準），可精細的顯示各種顏色。

同時對比度對視覺效果的影響非常關鍵。對比度指的是一幅圖像中明暗區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 投影設備大多標稱對比度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、細節表現、灰度層次表現都有很大幫助。

并且LED 顯示屏具有其他顯示設備無可比擬的高亮度范圍優勢。HDR（高動態范圍成像）技術讓顯示屏能呈現更真實的畫面，亮處更亮，暗處更暗，豐富亮暗區域細節。背投產品由于其亮度范圍有限，導致人眼感知到的畫面層次感較差，丟失大量細節。而HDR 圖像可以顯示更多的亮部和暗部細節，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度臺是辦公區域，必須配備充足的照明，拼接墻、投影必須關燈使用，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

指揮中心作為現代信息化數據樞紐，承擔多功能性、綜合性應用，需要具有高度可靠和穩定的運行系統，任何一次的宕機事件發生都會存在巨大的危險。

經過近幾年不斷發展，LED 顯示屏的技術基本成熟，工藝水平不斷進步，可靠性得到大步提升。滿足重大工程、特殊需求的技術能力日益增強。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備，可靠穩定的運行獲得了市場的廣泛肯定。現有LED 顯示屏采用信號環路備份設計和雙電源備份技術，保障系統不間斷運行。信號環路備份技術采取一主一備同時傳輸信號進入箱體，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，即兩塊電源為同一個LED 顯示單元供電，各占50%功率，當一塊電源故障，瞬時另一塊電源功率提升至100%，實現無縫切換，保障系統安全、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 顯示產品多采用壓鑄鋁合金箱體，因為壓鑄鋁合金的熱傳導率約為96W/m.K，散熱性好。同時設計電源通過“導熱硅膠墊”將熱量傳輸到箱體上，并在箱體四周預留了換氣散熱孔，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，無風扇，無噪音，特別適合室內辦公使用。

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

表2 使用過程中各類顯示產品的功耗表

2.5 易于安裝、維修

現有的前拆技術產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。可實現顯示屏的貼墻安裝，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域的占用。而DLP 顯示系統對屏體前后安裝空間都有需求。DLP箱體約48kg/m2，加上其配套徽標顯示屏、裝飾裝修材料，重量將達到60kg/m2，對承重結構造成較大壓力。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，一次性加工成型，公差控制在0.1mm 之內。模塊化的設計，拼接成圓弧過度流暢，弧度自然，無棱狀感。且內弧外弧皆可拼接。

小間距LED 顯示屏采用前維護模塊化設計，模塊與箱體采用無線纜硬連接方式，支持熱插拔操作，電路結構與機械結構確保了快捷更換。當模塊發生損壞需要替換時，只需使用專用磁吸工具將故障模塊吸出后安裝備份模塊，無需關機，幾分鐘即可完成檢修，不影響正常使用。LED 廠商對用戶進行專業維護培訓，保證用戶在顯示屏發生故障時能獨立對各顯示模塊進行發光管、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LED 顯示屏廠商均已能做到在各地項目周邊配備多個經驗豐富的售后服務人員，積極響應用戶的服務要求，建立24 小時的報修電話，在接到報修電話后半小時內做出響應。為用戶提供完善的售后服務，服務內容包括有軟件升級、系統升級、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場技術保駕。

2.6 性價比高，運維成本低

其一，DLP 背投技術的“心臟”DMD(數字微鏡裝置)技術主要來自美國德州儀器等相對封閉的資本生態圈，壟斷深，成本難以大幅下降。而小間距LED 屬于半導體行業，主要研制廠商和龍頭企業均在中國，因此，中國企業對小間距LED 產品的定價更為理性。其二，LCD 拼接屏在長時間使用后會出現“燒屏”的現象；DLP 顯示屏隨著使用時間的增長會出現發光源衰減的問題；而小間距LED 顯示系統長時間使用后，屏幕的亮度不會像其他顯示系統一樣大幅度的衰減，屏幕不需要更換發光器件，通過逐點校正技術可對屏幕翻新，大大延長了產品的使用年限。其三，LED 屏為自發光顯示模式，其實際功耗遠低于峰值功耗，運行耗電量低。其四，當有模塊損壞時，在不影響正常使用的情況下，經過簡單培訓的操作人員即可使用工具對模塊進行更換。

3 結論

綜上所述，小間距LED 顯示產品具有無拼縫、觀看舒適、安裝便捷、低功耗等優點，加上近些年來成本逐步下降，逐漸成為各類指揮中心、監控中心顯示設備的最佳選擇。未來，LED 小間距顯示屏在指揮中心領域的市場份額會進一步提高，將吸引其他領域的顯示設備供應商轉行或者投資該領域的產品研制，激烈的市場競爭將進一步助推小間距LED 顯示屏穩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備，促進該行業標準化和產業化水平的大幅提升，小間距LED 顯示屏必將成為顯示監控領域的主流產品。