電力運營監(jiān)測（控）中心大屏幕拼接顯示系統(tǒng)的應用

    ZX電力公司運營監(jiān)測(控)中心是為適應電力經營新形勢而建設的工程，中心的大屏幕顯示系統(tǒng)需要將電力管理、調度、監(jiān)控以及電力稽查等信息進行綜合呈現，為此，廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司專門設計了一套“全天候、全方位、全流程”綜合業(yè)務顯示平臺，將中心龐雜的業(yè)務信息，以靈活多樣的形式實時顯示，整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定，維護管理方便。

    應用背景

    在全面深化國家電網公司“兩個轉變”、創(chuàng)建“世界一流電網、國際一流企業(yè)”，以及“三集五大建設”工作的大背景下，ZX電力公司進行了運營監(jiān)測(控)中心建設，2012年4月，中心建成投入運營，順利發(fā)揮其電力管理、調度、監(jiān)控以及電力稽查等功能，為該公司打造現代化高效運營體系打下了堅實的信息化基礎。

    該中心采用了廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司的大屏幕顯示系統(tǒng)。

    廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司是全球領先的可視化信息交流解決方案的專業(yè)供應商，是中國拼接顯示行業(yè)的第一家上市企業(yè)，拼接顯示業(yè)務自2004年起一直保持中國市場占有率第一，全球綜合排名前三。威創(chuàng)始終堅持以科技創(chuàng)新和提升客戶價值為經營核心，業(yè)務遍及50多個國家和地區(qū)。截止2011年底，威創(chuàng)已經在全球市場成功實施了超過6000個工程案例。

    ZX電力運營監(jiān)測（控）中心大屏幕拼接顯示系統(tǒng)

    設計原則

    本項目方案設計遵循配置合理、技術先進、功能齊全、性能穩(wěn)定、使用安全、結構開放的原則，綜合考慮維護、擴展及操作因素，根據使用環(huán)境、顯示信號特點和數量，以及對顯示管理功能要求等，為ZX電力監(jiān)測（控）中心提供了整套安全可靠的顯示應用解決方案。

    滿足多元集中信息顯示的系統(tǒng)

    1 ZX電力運營監(jiān)測（控）中心的應用特點

    運營監(jiān)測（控）中心需要將ZX公司電力信息系統(tǒng)的運行管理、調度、監(jiān)控以及電力稽查系統(tǒng)進行整合，實現在業(yè)務層面無縫的集中化辦公、信息共享以及業(yè)務交流，同時利用監(jiān)控中心大屏幕拼接顯示系統(tǒng)增加展演功能，將各業(yè)務的工作內容、成果對各不同群體進行不同層次的多媒體內容展示。在使用初期要實現180度環(huán)屏通屏統(tǒng)一展示和支持50路以上視頻靈活布局展示。

    2 多種顯控技術的整合運用

    根據ZX電力綜合監(jiān)測（控）中心信息顯示的需求，大屏幕拼接顯示系統(tǒng)應打造成一個綜合顯控平臺，即一個整合了網絡集中監(jiān)控平臺、信息資源共享平臺、分析決策平臺和指揮調度平臺的系統(tǒng)。為此，這套大屏幕顯示系統(tǒng)采用了威創(chuàng)顯示單元無縫拼接技術、LCD顯示拼接技術、多屏圖像處理技術、信號切換技術、網絡技術等科技手段，將它們有效整合，形成一個擁有高亮度、高清晰度、技術先進、功能強大、使用方便的大屏幕投影顯示系統(tǒng)。

    威創(chuàng)向ZX電力公司綜合監(jiān)控中心提供了由軟硬件組成的系統(tǒng)。包括：1套2×44規(guī)模46”的LCD顯示單元、1套Digicom® Ark3300多屏處理器系統(tǒng)，以及VWAS控制管理軟件、線纜等附屬的外圍組成。系統(tǒng)采用最新超窄邊液晶顯示單元，所有設備均采用模塊化的設計。系統(tǒng)具備良好的穩(wěn)定性、可靠性、安全性及強大的顯示信號擴展能力。

    通過這套大屏幕顯示系統(tǒng)，能直觀、實時、全方位地集中顯示電力公司各個業(yè)務系統(tǒng)的信息，各系統(tǒng)信息在大屏幕上可根據需要以任意大小、任意位置和任意組合進行顯示，并且能對顯示信息進行智能化管理，便于指揮中樞準確、實時全面觀看和掌握各方面信息，做出正確的決策，大大提高了ZX電力公司指揮調度決策（尤其在緊急情況處置時）的效率。

    3 LCD液晶顯示單元

    運營監(jiān)測（控）中心采用了威創(chuàng)LCD液晶顯示技術，LCD使用壽命長，色域廣，利于運營監(jiān)測（控）中心長期使用，及對各種業(yè)務靈活多變的信息顯示。針對運營監(jiān)測（控）信息顯示內容豐富多樣，信息量龐大的特點，搭建了4行×22列的液晶拼接墻系統(tǒng)。

    考慮到運營監(jiān)測（控）涉及信號輸入的多樣性，威創(chuàng)給每個液晶顯示單元都配有VTRON高性能的內置信號處理器，信號兼容能力極強，支持輸入業(yè)界通用的各種類型信號：包括Video、YPrPb、HDMI、DRGB和ARGB等。

    VTRON液晶顯示單元具備強大的信號處理性能，為每路信號配置專用的處理芯片和數據傳輸通道，各路信號處理互不影響，絕對不會出現數據堵塞、畫面遲滯、停頓等現象，不管信號窗口是在單屏、多屏或全屏范圍內打開，均可確保達到完全實時顯示。

    4.Digicom Ark系列多屏處理器

    Digicom® Ark3300多屏處理器提供4×22系統(tǒng)顯示單元的輸出驅動能力；該多屏處理器系統(tǒng)為全硬件、分布式服務器集群，最大限度保證本項目的大規(guī)模拼接應用。該服務器集群由6臺ARK3300SP與1臺ARK AP2000處理器通過ARK EP級聯(lián)組合而成；每臺ARK3300SP支持48路信號（RGB或視頻）輸入、16路DVI信號輸出（輸出到液晶顯示單元）；每臺AP2000支持8個DVI輸出（輸出到背投顯示單元）、6路RGB信號輸入。由此，該處理器系統(tǒng)形成了最大支持296路信號輸入，支持88個液晶顯示單元與6個顯示單元。

    這遠遠大于ZX公司運營監(jiān)控（測）中心要求的90路RGBHV信號與6路BNC信號的輸入要求。不但能滿足ZX公司運營監(jiān)控（測）中心對當前繁雜信息的處理，還能滿足其業(yè)務量增大后的信息擴容的需求。隨著業(yè)務的發(fā)展，未來3－5年ZX公司電力運營監(jiān)控（測）信息量將成倍增長。

    結構如下圖：

    由于運營監(jiān)測（控）中心在不同的使用階段對信號數量有所不同，通過這套多屏處理器中的Video輸入接口板和RGB接口板，可以靈活配置顯示墻的輸入信號數量。在信號輸入過程中，采用純硬件方式縮放處理，完全拋棄傳統(tǒng)的依賴PCI計算機帶寬信號傳輸方式， 采用高達180G/s的信號專用的信號傳輸總線及全交叉調度架構高速數據傳輸架構，輸入的每路視頻信號、RGB信號獨享各自的專用通道進行傳輸、RGB信號顯示速度達到30幀/秒，以保證運營監(jiān)測（控）中心龐大的信號能完全實時顯示。同時Digicom® Ark系列多屏處理器支持多個Ethernet網絡連接，使用威創(chuàng)自主研發(fā)的VLinkExpress網絡顯示軟件，可輕松將通向運營監(jiān)測（控）中心的多個網絡計算機的信號在大屏幕顯示墻上進行顯示。

    5 龐雜系統(tǒng)的便捷使用與管理

    復雜系統(tǒng)，便捷管理。由于這套系統(tǒng)十分龐大，除本身的顯示構件外，還連接了大量的外圍設備，為提高使用效率，需要設備統(tǒng)一聯(lián)動使用。本系統(tǒng)通過一套大屏幕管理控制軟件（VWAS）對整系統(tǒng)設備包括各種顯示單元、多屏處理器、信號源及外部矩陣、攝像機云臺及鏡頭控制器、多功能設備等外圍設備進行統(tǒng)一管理和聯(lián)動，所有的操作都可以通過VWAS控制軟件以人性化的圖形界面進行統(tǒng)一控制。VWAS采用全中文界面，操作簡潔，可以對所有顯示信號和顯示模式進行各種靈活控制，可以進行單屏顯示、跨屏顯示、分區(qū)顯示和整屏顯示，并支持多用戶操作和管理。

    整個大屏幕系統(tǒng)的管理控制結構圖如下所示：

    強化系統(tǒng)的安全與可靠性 全天候使用

    整個系統(tǒng)專門為運營監(jiān)測（控）中心長時間連續(xù)工作而設計。運營監(jiān)測（控）中心需要對ZX電力公司主要經營活動和管理績效進行實時在線監(jiān)測，是一個“全天候、全方位、全流程”綜合管理運營監(jiān)測平臺。所以大屏幕拼接顯示系統(tǒng)要充分考慮設備的長期穩(wěn)定性，能全天24小時,一年365天全天連續(xù)工作。

    液晶顯示單元的核心采用工業(yè)設計及多層防塵措施，確保顯示單元支持7×24小時長期穩(wěn)定工作。系統(tǒng)采用分布式信號處理技術，外置多屏處理系統(tǒng)與內置信號處理器冗余備份，實現了信號的冗余處理顯示，內置信號處理器能有效分擔多屏處理系統(tǒng)的任務，減少多屏處理系統(tǒng)的負擔，工作負荷合理分配，使整個系統(tǒng)的安全性極高，從而最大程度保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

    Digicom® Ark系列多屏處理器采用冗余設計，整機對關鍵芯片、關鍵部件進行監(jiān)控，具有實時告警、遠程告警等功能，具備豐富的維護日志供故障診斷及查詢。設備支持在線熱更換，以及業(yè)務恢復，任意單板均支持在不斷電的情況下，對其進行更換，但這不會影響到不相關的業(yè)務的模塊的正常運行，在更換單板完畢后，業(yè)務能自動恢復到正常工作狀態(tài)。

    電力系統(tǒng)關系國計民生，必須確保系統(tǒng)不被外界侵入，并具有很高的穩(wěn)定性。為此，本系統(tǒng)的多屏處理器采用純硬件形式，無操作系統(tǒng)，病毒無法感染；全并行工作，無系統(tǒng)整體崩潰危險；系統(tǒng)數據出廠前已固化，無法更改，意外斷電不會造成數據丟失，控制器可經受頻繁開關機。

    在系統(tǒng)的其他關鍵部件也采用了多重冗余設計，如冗余電源N+1冗余電源設計，多只電源能同時工作，分擔負荷，其中任何一只損壞也不會影響到整臺設備的運行。

    結論

    本系統(tǒng)在規(guī)劃上力求將顯示單元、處理器及軟件等形成最有效的配置，以使系統(tǒng)不但能勝任當前ZX電力公司監(jiān)控（測）中心綜合業(yè)務的信息化要求，實現電力監(jiān)控管理、調度以及稽查等信息的綜合顯示，還能適應電力監(jiān)控（測）信息擴容的要求。希望這能對建設新時期電力監(jiān)控（測）中心的大屏幕顯示系統(tǒng)有一定的參考作用。