新建地铁控制中心大屏幕系统的设计优化

余秉东

（上海宝信软件股份有限公司，201900，上海∥副总经理）

新建地铁控制中心大屏幕系统的设计优化

余秉东

（上海宝信软件股份有限公司，201900，上海∥副总经理）

地铁控制中心的大屏幕系统能够便捷地为调度人员提供直观的信息显示，但也因为能耗大、维护成本高等诸多原因而饱受争议。分析了大屏幕系统在使用过程中存在的争议，提出了大屏幕系统设计的优化和改进措施。随着运营需求的不断增加和对大屏幕系统要求的不断提高，在进行大屏幕系统设计时，必须在合理规划运营需求的同时，积极探讨和使用新技术、新工艺。

地铁；大屏幕系统；综合监控；优化设计

Author'saddressShanghai Baosight Co.，Ltd.，201900，Shanghai，China

地铁控制中心大屏幕系统，显示信息量大，显示方式灵活，能够为一线调度人员提供直观的信息支持，特别是在应急情况下能够综合显示信息。相对于传统的马赛克式模拟显示屏，大屏幕系统具有显示内容丰富、分辨率高、调整画面灵活、易于修改等优点。

目前，大屏幕显示系统有LCD（液晶）拼接系统、PDP（等离子）拼接系统和DLP（数字光处理）拼接系统等多种类型。由于LCD和PDP拼接系统的拼接缝比DLP拼接系统的更宽，在长时间显示静态图像的情况下存在“烧屏”现象，因此，LCD和PDP拼接系统不适用于长时间显示静态数据和图像的地铁综合信息显示系统。DLP拼接系统在地铁控制中心的应用更为广泛。

随着大屏幕系统在地铁中的应用，其投资大、维护成本高、能源消耗大等一系列问题也逐渐暴露出来。合理选择大屏幕系统拼接数量，控制整体规模，突出显示效果，已成为目前地铁控制中心工艺设计的关键。

1 成都地铁控制中心大屏幕系统的设计情况

成都地铁目前已有1、2号线2条线路共43座车站投入载客试运营。其中1号线一期工程18.51 km（1号线全长约31.6 km），2号线一期及西延线31.2 km（2号线全长41.9 km）。2条线路的大屏显示系统均设置在1号线世纪城站附近的控制中心内，拼接方式为18列3行，共计54块170.2 cm（67英寸）的DLP屏幕。其中1号线使用26块，2号线使用28块，集中显示全线客流信息、信号信息、PSCADA（电力监控）系统状态信息，以及重要站点CCTV（闭路电视监控）信息等内容。成都地铁1、2号线大屏显示系统的具体布置及显示内容如图1所示。

从图1中可以看出，整个行车调度信息（信号部分）是显示的核心，相关的视频监控对高峰期的客流监视也能起到较好的辅助作用。

2 大屏幕系统设计中存在的争议与矛盾

大屏幕系统虽然显示内容丰富、效果直观，但在使用过程中仍然出现了诸多争议。这些争议主要是由显示需求增加与建设投资、尺寸控制的矛盾所引起的。

2.1 设备终端数量多、调度台过大与值班员使用不便之间的矛盾

图1 成都地铁1、2号线大屏显示系统的具体布置及显示内容

调度台是控制中心调度值班员的工作台面，除了放置相关监控工作站外，还需要布置调度电话等通信终端。以成都地铁为例，大屏幕系统下方共设3列调度台，从近至远分别为行车调度台、电环调调度台和维调调度台。调度台上方一般放置信号、综合监控以及通信等系统的中央工作站。由于所需显示的信息较多，因此导致部分席位调度台过长。以每个行车值班员的调度工作台为例，其长度超过5 m，需要放置双屏的信号系统中央工作站1套、无线调度工作站（含调度话筒）1套、视频监控工作站1套、双屏综合监控行车辅助监视系统1套，以及相关的办公和施工管理工作站等。而1个行车调度员的工作台范围若超过2.5 m，就需要不断挪动位置。

2.2 人体工程学的显示距离要求与调度大厅总体规模之间的矛盾

图2为调度台与大屏位置关系示意图。从人体工程学角度看，最佳观测角度为视平线上下15°之内，超过这个角度就会形成仰视及俯视。长时间的仰视及俯视容易造成观测者颈部疲劳，损害颈椎健康。由于大屏系统本身尺寸较大、高度较高，如果调度台设置位置离大屏过近，就容易造成仰视情况的出现。同样以成都地铁为例，大屏显示系统底部位置与行车调度台高度一致，3行屏幕拼接后高度大致为3 m左右，由此测算出行调台距离大屏距离应为11 m左右。如果按此标准设计，整个调度大厅的面积与建设投资都将大幅增加。

图2 调度台与大屏位置关系示意图

随着显示信息的增加，人体工程学的要求与大屏规模的矛盾就日益明显。大屏系统过大，为便于第一排调度员查看，调度台就必须后退到3 m外。这会导致部分信息显示内容可能看不清楚，因此必须继续放大显示，而这又会导致大屏继续加大，形成死循环。因此，在设计初期，就应对大厅规模、调度台布置位置以及大屏显示方案等进行综合考虑，找到一个合理的平衡点至关重要。

2.3 各系统信息的综合显示与大屏系统规模之间的矛盾

不同城市地铁的大屏显示系统规模是不尽相同的，这主要是由显示需求及投资概算等因素决定的。比较普遍的情况是，1条线路对应30块左右的DLP屏幕。然而无论屏幕数量多少，都不可能把所有有需求的信息都全部展现于大屏幕之上。因此，如何选择对运营安全更重要、调度员更关注的内容，将其在有限的屏幕上面予以显示，也是大屏设计中需要解决的一个矛盾。

2.4 显示效果与节能降耗要求之间的矛盾

DLP大屏幕系统的运营成本主要包括2项：一是能耗。以成都地铁为例，54个双灯显示单元加上设备的每小时用电为25.0 k W·h左右，一年的电费预计在350万元以上。二是灯泡寿命。目前DLP系统灯泡的寿命一般为6 000 h左右，每个灯泡的成本为5 000元，则一年的灯泡更换成本在72万元左右，其运营维护成本较普通模拟屏高出很多。

3 大屏幕系统设计的优化

3.1 明确大屏显示的核心内容，控制整体规模

（1）控制调度台规模，有效缩减调度员的工作台范围。香港地铁青衣调度指挥中心调度台就采用了KVM（键盘视频鼠标）进行工作站的切换，使得调度台不需要放置过多的显示器和键盘鼠标，节省了操作空间。

（2）正常情况下大屏幕系统突出行车设备显示功能，日常设备监控通过工作站实现。从北京TCC（线网控制中心）的实施情况来看，如果只考虑信号和必要的CCTV监视信息，一条地铁线的大屏幕系统可压缩至6列3行的规模。

（3）增加线网综合信息的显示。如综合客流、安全警示等内容。

3.2 增加综合监控系统与大屏系统的接口，实现模式的自动联动与切换

增加综合监控系统与大屏系统的接口，实现模式的自动联动与切换，以满足不同工况下的运营组织需要。目前主流大屏系统的模式切换都是预先固定的，难以满足异常情况下的信息显示需要。在实际应用中可考虑多种设计模式，通过综合监控系统的软件识别功能进行画面自动切换。

（1）正常模式：显示行车设备和CCTV信息。

（2）火灾模式：正常模式下的CCTV画面切换到火灾车站，显示火灾车站站厅站台平面图、火灾点CCTV信息、设备联动情况等。火灾恢复后，画面恢复正常模式。

（3）主要设备故障（开关跳闸分区失电等）模式：切除正常模式下的CCTV画面，显示主要设备接线图和故障设备情况等。故障恢复后，画面恢复正常模式。

（4）通过自动模式切换来减少大屏显示规模，充分利用和发挥大屏幕系统信息可变的优势。

3.3 采用多种手段节能降耗，提高设计寿命和降低维护成本

（1）增加节能模式，非运营时段自动待机。目前多数地铁公司对大屏幕系统的管理采用全开或全关的管理模式，难以实现有效利用。建议通过综合监控系统的接口实现对大屏幕系统的管理，夜间停运后，通过综合监控系统的联动指令，实现大屏幕系统的自动待机；早间运营前，由综合监控系统联动大屏幕系统实现自动开机。一般情况下，可实现节能时间超过7 h，同时增加了灯泡的使用寿命。

（2）充分利用大屏幕系统双灯显示的优势，延长灯泡寿命。即采用单灯轮流工作，当2个灯泡的显示亮度均不能满足要求后，再采用双灯并行工作。

（3）积极跟进新的显示技术及应用。目前，大屏幕系统已有利用LED作为光源的显示单元，比现在广泛使用的DLP屏幕在亮度、色彩、可视角度、显示效果、使用寿命以及维护成本上都有明显的优势，能更好地解决亮度不均及灯泡寿命过短的问题。

4 结语

目前，大屏显示系统已成为地铁行业的基本系统之一，但随着运营需求的不断增加以及对大屏幕系统要求的不断提高，简单地靠复制和叠加进行控制中心工艺设计已经难以满足需求。为此，必须在合理规划运营需求的同时，积极探讨和使用新技术、新工艺，只有这样，才能在满足整体工艺设计的同时，方便调度人员使用，为调度员提供一个真正舒适的工作环境。

［1］ GB 50157—2003地铁设计规范［S］.

［2］ 何宗华，汪松滋，何其光.城市轨道交通运营组织［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［3］ 魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术［M］.北京：电子工业出版社，2004.

［4］ 陈辉，章扬.成都地铁综合监控系统大联调的实施与思考［J］.都市快轨交通，2011（1）：48.

Optimal Design of Overview Project System for Newly Constructed Metro Lines

Yu Bingdong

As a controversial object，OPS installed at metro control center could provide visual information for the dispatchers conveniently，but is criticized for higher energy consumption and maintenance cost.After analyzing various disputes about POS，some optimal design and improvements are put forward.With the increase of specific requirements for metro operation and OPS，the design elements of OPS are summarized and discussed，including the application of new technologies and processes in the condition of reasonable demands.

metro；overview projection system（OPS）；integrated supervision and control system（ISCS）；optimal design

U 29-39

2014-06-03）