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控制室系统设计--一个对视音频系统集成商来说正日益增长的市场机会--Keith Scheffler.系统设计工程经理

[Extron AVSD] 控制室集成市场的近期发展主要由三个主要因素驱动。第一个是不断增长的从中心位置管理各种信息的需求。自911 事件以来，各种类型的机构和组织都自发地创建能够对系统和状况进行监控的环境，以便迅速地应对各种突发事件。即使那些过去不愿意分享未经分析的数据的机构，现在也面临着巨大的压力，他们需要协同工作以维护共同的利益。

驱动市场发展的第二个因素是对来自多个信号源的信息进行聚集和显示的新技术处理能力。现在，由视频、音频和电脑数据组成的信息可以从全世界收集，并通过网络流传送到中央位置，然后对这些信息进行实时地处理和显示，以供操作者和决策者使用。第三个因素是控制室的新类型和新地点。受集中管理大量数据的需求以及拼接墙承载力和其它技术的推动，客户会要求在出人意料的地点创建控制室类型的系统。控制室系统市场的不断发展为每个视音频系统集成商带来了新的商机，即使您以前从未设计过控制室。为了取得先机，视音频专业人员需要充分了解控制室的独特设计需求。

网络运营中心是主要数据中心或电信网络的核心，一个需要密切监视
并保持系统顺利运行的地方。

通过指挥和控制中心，政府官员们能够监视和操作通信、监控和武器
系统以实现地空全方位的控制运行。

应急指挥中心是用于应急管理或灾害管理的中央指挥和控制设施，
可确保实施有效的应对方案。

大型机构常常使用执行简报中心来展示他们的解决方案如何服务于
高价值的潜在和现有客户。

    控制室的类型

    控制室不再是拥有大量预算的政府机构或大型公司的专属领域。学区、自治市甚至中型企业越来越发现他们需要将来自多种信号源的数据调集到一个中央“神经中枢”。这些设施可能涉及到将多个视音频信号接入、计算机数据、视频会议、数字标牌和远程通信，统一集中监视和管理。有时候客户甚至还不清楚其实他们需要一个控制室来实现他们的目标。

    以下是一些适合使用控制室的设施类型实例：

    网络运营中心：也称之为 NOC，它们可用于监控网络应用、因特网通讯和防火墙运作，以确保其质量、可靠性和安全性。他们的应急管理计划通常需要他们监控新闻和天气预报，并在暴风雨或停电期间与当地机构进行联络。NOC 可以由一个大型组织机构运行以用于它自己的网络支持，或交由第三方网络服务提供商或电信公司运行。

    指挥和控制中心：这些中心包括政府指挥部门，用于指挥控制一系列活动，从边境管制和警务活动到导弹发射和卫星监控。民用应用包括公用事业公司设施、企业中心、制造过程监控、水处理厂以及广播制作和编辑。指挥和控制系统一般拥有大量的信号源，包括全动态视频和高分辨率图形，所以它们通常需要高分辨率显示系统。在大多数情况下，在技术使用和权限控制方面安全性是个大问题。您的员工在安装期间可能需要遵守特殊的安全条例和筛查隔离。

    应急指挥中心：也称为 EOC，这类设施越来越受欢迎，它们设计用于为政府或私人机构针对潜在的紧急事件做好准备工作，同时在紧急事件期间提供指挥中心来管理各种资源。通常需要监视多种信息源，包括新闻，天气、警务、火灾、交通、民用通信以及电话和其它公共事业。这些地点需要大量的跨部门沟通。 EOC具有许多的用途，如操作、培训、会议及其它。

    执行简报中心：执行简报中心可以具有多种形式，但通常它是一个带有显示墙技术的行政会议室。这些会议室用于进行高层决策以及为有影响力的客户、供应商和合作者进行高水平演示。会议室内的显示系统规模可能不是特别大，但它们通常设计成具有足够好的品质用以给参观者留下深刻的印象。

    需求评估/设计范围

    控制室应用对视音频系统的要求与简单的会议室截然不同。无论您是设计一个大型、关键任务的应急指挥中心，还是设计一个带两个操作站和几个监视器的基本控制台，了解客户对环境的需求是项目成功的关键。

    通常最终用户要求的初步范围或设计是基于他们参观过或通过阅读而得知的控制室，并不一定能够最适合他们的技术需求或建筑结构局限。这种情况往往发生在那些现在没有控制室的最终用户身上。

    一场综合的需求评估讨论将使您更加了解客户对房间的需求意向。这将有助于您生成一个合理的建议及最终设计，从而增强了最终用户的信心，因为您的解决方案全方面考虑了他们的应用要求，并完全符合他们的既定目标。

    现在从基础开始，房间的作用是什么？它是出于行动或应急管理的目的用来监视关键数据的吗？该房间是用于为现有和潜在客户或媒体进行演示吗？需要什么样的安全级别？

    这类问题的答案将会奠定您整个设计的基调。例如，如果其目的是吸引新客户，那么高档家具和设备就应该井然有序。如果房间纯粹是运行需要，那么可能要更多的考虑功能元素和人机接口因素。如果房间用于执行关键性任务，需要 24/7全天候运行，您需要考虑设计用于连续运行的冗余电源和硬件。

    在需求评估期间有许多细节问题需要讨论。这些细节可以主要归纳为五类：房间大小和结构、工作人员和人体工程学、所需技术、系统控制和辅助室。

    房间大小和架构

    建筑方面的考虑会决定显示技术的选择。例如，如果空间有限，没有足够的面积来安装背投或拼接墙单元，那么墙面安装式平板显示器可能是最好的解决方案。假设没有环境光线的问题，正面投影也是一种选择。而且如今还有许多的拼接墙解决方案。成功的设计是指根据您的设计讨论、建筑影响和预算来选择正确的设计。有时不需要中央拼接墙系统，只要每个操作控制台的本地显示设备连接到一个矩阵路由系统就足够了。

    房间的大小、形状和结构也会极大地影响您的音频选择。对于一些应用场合来说，当控制室在或接近满负荷操作时，来自所有系统的声源很可能是混合了无线电广播、电话以及人声的复杂声源。这个时候，提供声学控制避免环境噪声是非常重要的。可以考虑使用冲孔吊顶天花板，配备特殊的吸声材料。这类天花板与耐用的声学墙面板和地毯地面配合使用，可以大大改善声学环境。如果没有有效的声学处理措施，房间的听觉环境将会非常糟糕，进而使处理信息和制定关键决策的能力受到影响。

    设施的年限也可能导致结构松动、电路老化和通风不良等问题。为了满足电压要求，可能需要重新进行电气布线。投影机和显示设备的安装可能必须进行定制，以使其在结构上合理化。在老旧的设施内，应该对整个 HVAC 系统进行检查和必要的修整，确保能够提供足够的冷却和通风，从而保证视音频设备操作的舒适性和可靠性。

    工作人员和人体工程学

    探讨该房间应该由谁及如何操作是至关重要的。操作人员的数量和他们在房间的位置将影响您的设计选择。您需要知道决策者的座位，他们的工作需要看到什么样的数据，以及他们需要如何显示数据。如果组织机构实行倒班制，那么了解员工人数和岗位职责在白天、晚上和周末的不同是非常有帮助的。

    人体工程学是一项重要的考虑因素。操作员面临着监控实时信息和复杂系统的严苛要求。良好的控制台设计和布局将有助于减轻操作员的压力、缓解眼部疲劳和身心疲惫。操作控制台妥善地配备合适的监视器、键盘、通信设备和工作区域是极其必要的。要把多大的监视器放在操作员的控制台，会对他们查看显示墙产生什么样的影响？用于操作的计算机是放在控制台还是放在远端的设备间？在某些情况下，控制台的间距必须要能够保持一定程度的隐私，同时又便于操作员之间的交流。

    如果要提供操作控制台，与控制台供应商合作来利用他们的专业知识是比较好的做法。如果不提供控制台，那么务必要与控制台/家具供应商配合，在您的提议之前，当然一定在现场施工之前确保每件事都得到了正确的讨论。除建筑因素之外，房间家具是第二重要的协调因素。

    技术需求

    控制室的视音频系统必须以一种能够最大化地减少环境噪声和互扰通信的方式来清晰地显示不同类型的信息。系统组件注定要经受严格的要求，且通常要满足关键任务的需求。所指定的产品应该符合其在性能、可靠性和可升级性方面的最高标准。

    在考虑整个系统设计时，最好从环境数据源的类型和地点开始。每种数据源的性质，以及工作人员如何对所提供的信息进行互动和处理，都将引导您的显示技术选择和视频分配方式。

    例如，了解在主显示设备上显示的每个信号源的分辨率，以及需要同时查看多少路信号源，这是至关重要的。这些信息将会决定显示墙的尺寸以及需要多少总分辨率或像素量才能达到客户的要求。举例来说，如果该应用需要同时查看6个计算机信号源，且每个计算机分辨率是1920x1080，那么就需要大约2160像素(高)x5760像素（宽）的表面面积来查看完全未压缩分辨率下的所有信号源。屏幕的大小取决于操作员的位置和他们的观看距离。

    这些答案会引导您决定是需要一个矩阵路由器、一个多图像处理器还是一个拼接墙处理器。您所采取的在控制室内分配信号源内容的方式将是非常重要的。如果您的信号源内容是高分辨率DVI 信号，那么您就需要考虑使用数字矩阵，这个系统或许还要支持光纤发送器和接收器及模拟视频，也许还要支持USB用于键盘和鼠标的延长。

    在大型控制室环境中，信号必须从信号源长距离传输至显示设备。您的系统很可能需要某种格式的信号延长器，从而为每个显示设备提供最佳的图像质量。这对HDMI和DVI信号来说尤其重要，因为电缆长度超过15'(5m) 时信号的衰减显而易见。光纤是分配高分辨率视频信号源的理想方式，同时还能保持信号的高品质。光纤也适用于军事或政府等需要高安全性的环境。如果合适的话，先进的双绞线技术可以用于代替光纤，以较低的价格达到较高的质量，而且也是最终用户比较熟悉的电缆类型。

    大多数控制室应用需要在单个屏幕上同时显示多个视频信号源。多图像处理器非常适用于小型房间或桌面型显示。使用 PC 或显示设备内置的硬件可进行基本的图像分块和画中画处理，一款高质量的多图像处理器可为您的系统增加宝贵的功能性和灵活性。最佳的型号可接受各种大量的输入信号，以及进行高性能的图像解析度转换，以生成最高的图像质量。其它有用的特性，如画中画窗口定制、图像冻结、边框调整、文本标注和视频转换效果，将有助于您创建一个增强型专业级的多图像演示画面。

    更大、更复杂的控制室拼接墙需要多个视频箱体、平板显示器或投影机阵列组成。拼接墙处理器系统对于融合多种输入信号源以及执行信号处理和图像解析度转换来说是不可或缺的。拼接墙系统可能包括多个拼接墙处理器（与显示设备数量一样，每个处理器用于一个显示设备）和一个用于信号分配的矩阵切换器。这种多处理器方式可提供充足的带宽，用于最高的系统性能，而不会导致延迟或视频失真现象。显示墙处理器应该使用其自身的控制应用程序更易于操作，并能够通过触摸屏或Web界面进行控制。

    控制室通常涉及到大量的预算，所以明智的做法是使客户尽早认可某些关键产品。促使客户在图像质量和系统功能方面做出重要决定的最好方法是通过一个或更多的产品演示。幸运的是，厂商一般都非常愿意与您配合来安排一项工作演示或概念示范。

    系统控制

    实现控制室的管理者直接与视频处理器控制软件互动，这对于许多操作型系统来说已经足够了。虽然通常的情况是控制室客户更偏向于触摸屏控制系统所提供的直观、集中式控制界面。系统应该使授权用户能够轻松、方便地选择拼接墙预设、重新路由信号、调整音频信号源和音量以及控制其它房间要素，如灯光和电动屏幕。但是可能会需要两种控制方式的结合。详细地讨论控制系统，确保您为该应用提供正确的用户界面是至关重要的。

    辅助室

    控制室通常有一个或多个附近或相邻的房间，其作用是用来辅助控制室。有可能是一个设备间或机房，用于放置服务器、电信、网络和视音频系统的机柜。您需要考虑设备间的空间需求、电源和热负荷。您也需要整个设施内具有足够的电缆通道。工作站和显示墙系统区域也同样如此。在许多情况下，邻近控制室会有一个会议室。各房间之间通常有一个或更多的窗户以用于查看控制室和显示墙。会议室窗户也常常会有某种自动遮蔽系统。这些房间可能会提供备份的显示系统，或者复制控制室系统的功能。这些类型的房间也可能被形容为“作战室”或“危机管理中心”，其设计用于处理紧急事件或高级商业决策。它们通常类似于董事会议室，但会有更多的硬性功能，其安全性也会高于典型的董事会议室。

    控制室环境内也会设有培训室。这些区域一般是用来培训支持人员的。它们可以是基于计算机的简单培训室，或者是某些情况下复制了真正控制室功能的综合性房间。培训室也具有多种用途，包括作为休息室、会议室、网吧等，这对于那些不常使用的房间来说也是一种经济有效的解决方案。休息室看起来好像不是控制室设计的一个重要部分。然而这些区域却能够为控制室人员在压抑的工作环境下提供放松和休息。休息室视音频系统可能包括类似音响系统、大型电视机甚至游戏系统等娱乐设备。以上所述的所有设计范围信息，包括房间大小和架构、人员需求、交互模式、源信号分析等等，能引导您采取正确的技术决策。您在确定设备范围的过程中收集到的详细信息越多，那么您设计的系统满足客户需求的机会就越大。

    有效的项目管理

    复杂的控制室项目涉及到的不只是视音频集成商和它直接的分包商。跨多行业间、客户和供应商之间的协作对项目的成功来说是至关重要的。无论您对项目的计划有多好，意外的事件也可能耽误正常进程的发展。即便如此，早期阶段的详细规划和整个项目周期有效的项目管理也会防止原本会产生重大挫折的情况发生。

    积极主动地监视所有的任务是非常重要的，这样您就能够迅速地解决出现的问题或挑战。自始至终承担起管理和计划交货、安装、设置和最终用户培训的职责。您将从生成一个详细的甘特表或包含日期和每个重要事件负责人的时间表中获益，即使其它人或交易者已经做了这样的事。这会帮助您跟踪项目的发展进度，并允许每个人都能专注于同样的日期和重要事件。请记住许多控制室的组件都要进行定制，同时还需要专业的人力资源，所有这些都必须进行跟踪。提供给每个团队领导者的每周更新和项目进度报告将有助于确保您的项目按时完成、避免成本超支以及达到预期的性能表现。在项目结束时，提前计划好为您的客户提供有关安装的现场培训、培训课程的时间安排以及最终工程文件的汇编。

    最重要的问题

    每个客户对于控制室项目的形式和功能都有一套自己独特的目标和偏好。最成功的系统设计师往往都是善于倾听的。所以请记住：与所有的系统设计一样，控制室设计最重要的问题是“客户想要什么？”

关于爱思创电子公司 (Extron Electronics)
爱思创电子公司 (Extron Electronics) 全球总部位于美国加州的阿纳海姆市，是一家世界领先的专业视音频系统集成产品的生产商。产品主要包括：视音频控制系统、计算机视频接口、切换器、矩阵切换器、分配放大器、音频放大器、扬声器、双绞线和光纤设备、视频图像解析度转换器、视音频信号处理器、视音频流媒体产品、教室声场系统及高分辨率电缆。我们公司的理念基于以下三个基本要素：服务、支持、解决方案，即S³。正是在这种标准的引导下，Extron 已经成为专业视音频行业内领先的产品及培训服务供应商。欲了解更多信息，敬请访问爱思创公司网站。