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控制室系統設計--一個對視音頻系統集成商來說正日益增長的市場機會--Keith Scheffler.系統設計工程經理

[Extron AVSD] 控制室集成市場的近期發展主要由三個主要因素驅動。第一個是不斷增長的從中心位置管理各種信息的需求。自911 事件以來，各種類型的機構和組織都自發地創建能夠對系統和狀況進行監控的環境，以便迅速地應對各種突發事件。即使那些過去不愿意分享未經分析的數據的機構，現在也面臨著巨大的壓力，他們需要協同工作以維護共同的利益。

驅動市場發展的第二個因素是對來自多個信號源的信息進行聚集和顯示的新技術處理能力。現在，由視頻、音頻和電腦數據組成的信息可以從全世界收集，并通過網絡流傳送到中央位置，然后對這些信息進行實時地處理和顯示，以供操作者和決策者使用。第三個因素是控制室的新類型和新地點。受集中管理大量數據的需求以及拼接墻承載力和其它技術的推動，客戶會要求在出人意料的地點創建控制室類型的系統。控制室系統市場的不斷發展為每個視音頻系統集成商帶來了新的商機，即使您以前從未設計過控制室。為了取得先機，視音頻專業人員需要充分了解控制室的獨特設計需求。

網絡運營中心是主要數據中心或電信網絡的核心，一個需要密切監視
并保持系統順利運行的地方。

通過指揮和控制中心，政府官員們能夠監視和操作通信、監控和武器
系統以實現地空全方位的控制運行。

應急指揮中心是用于應急管理或災害管理的中央指揮和控制設施，
可確保實施有效的應對方案。

大型機構常常使用執行簡報中心來展示他們的解決方案如何服務于
高價值的潛在和現有客戶。

    控制室的類型

    控制室不再是擁有大量預算的政府機構或大型公司的專屬領域。學區、自治市甚至中型企業越來越發現他們需要將來自多種信號源的數據調集到一個中央“神經中樞”。這些設施可能涉及到將多個視音頻信號接入、計算機數據、視頻會議、數字標牌和遠程通信，統一集中監視和管理。有時候客戶甚至還不清楚其實他們需要一個控制室來實現他們的目標。

    以下是一些適合使用控制室的設施類型實例：

    網絡運營中心：也稱之為 NOC，它們可用于監控網絡應用、因特網通訊和防火墻運作，以確保其質量、可靠性和安全性。他們的應急管理計劃通常需要他們監控新聞和天氣預報，并在暴風雨或停電期間與當地機構進行聯絡。NOC 可以由一個大型組織機構運行以用于它自己的網絡支持，或交由第三方網絡服務提供商或電信公司運行。

    指揮和控制中心：這些中心包括政府指揮部門，用于指揮控制一系列活動，從邊境管制和警務活動到導彈發射和衛星監控。民用應用包括公用事業公司設施、企業中心、制造過程監控、水處理廠以及廣播制作和編輯。指揮和控制系統一般擁有大量的信號源，包括全動態視頻和高分辨率圖形，所以它們通常需要高分辨率顯示系統。在大多數情況下，在技術使用和權限控制方面安全性是個大問題。您的員工在安裝期間可能需要遵守特殊的安全條例和篩查隔離。

    應急指揮中心：也稱為 EOC，這類設施越來越受歡迎，它們設計用于為政府或私人機構針對潛在的緊急事件做好準備工作，同時在緊急事件期間提供指揮中心來管理各種資源。通常需要監視多種信息源，包括新聞，天氣、警務、火災、交通、民用通信以及電話和其它公共事業。這些地點需要大量的跨部門溝通。 EOC具有許多的用途，如操作、培訓、會議及其它。

    執行簡報中心：執行簡報中心可以具有多種形式，但通常它是一個帶有顯示墻技術的行政會議室。這些會議室用于進行高層決策以及為有影響力的客戶、供應商和合作者進行高水平演示。會議室內的顯示系統規模可能不是特別大，但它們通常設計成具有足夠好的品質用以給參觀者留下深刻的印象。

    需求評估/設計范圍

    控制室應用對視音頻系統的要求與簡單的會議室截然不同。無論您是設計一個大型、關鍵任務的應急指揮中心，還是設計一個帶兩個操作站和幾個監視器的基本控制臺，了解客戶對環境的需求是項目成功的關鍵。

    通常最終用戶要求的初步范圍或設計是基于他們參觀過或通過閱讀而得知的控制室，并不一定能夠最適合他們的技術需求或建筑結構局限。這種情況往往發生在那些現在沒有控制室的最終用戶身上。

    一場綜合的需求評估討論將使您更加了解客戶對房間的需求意向。這將有助于您生成一個合理的建議及最終設計，從而增強了最終用戶的信心，因為您的解決方案全方面考慮了他們的應用要求，并完全符合他們的既定目標。

    現在從基礎開始，房間的作用是什么？它是出于行動或應急管理的目的用來監視關鍵數據的嗎？該房間是用于為現有和潛在客戶或媒體進行演示嗎？需要什么樣的安全級別？

    這類問題的答案將會奠定您整個設計的基調。例如，如果其目的是吸引新客戶，那么高檔家具和設備就應該井然有序。如果房間純粹是運行需要，那么可能要更多的考慮功能元素和人機接口因素。如果房間用于執行關鍵性任務，需要 24/7全天候運行，您需要考慮設計用于連續運行的冗余電源和硬件。

    在需求評估期間有許多細節問題需要討論。這些細節可以主要歸納為五類：房間大小和結構、工作人員和人體工程學、所需技術、系統控制和輔助室。

    房間大小和架構

    建筑方面的考慮會決定顯示技術的選擇。例如，如果空間有限，沒有足夠的面積來安裝背投或拼接墻單元，那么墻面安裝式平板顯示器可能是最好的解決方案。假設沒有環境光線的問題，正面投影也是一種選擇。而且如今還有許多的拼接墻解決方案。成功的設計是指根據您的設計討論、建筑影響和預算來選擇正確的設計。有時不需要中央拼接墻系統，只要每個操作控制臺的本地顯示設備連接到一個矩陣路由系統就足夠了。

    房間的大小、形狀和結構也會極大地影響您的音頻選擇。對于一些應用場合來說，當控制室在或接近滿負荷操作時，來自所有系統的聲源很可能是混合了無線電廣播、電話以及人聲的復雜聲源。這個時候，提供聲學控制避免環境噪聲是非常重要的。可以考慮使用沖孔吊頂天花板，配備特殊的吸聲材料。這類天花板與耐用的聲學墻面板和地毯地面配合使用，可以大大改善聲學環境。如果沒有有效的聲學處理措施，房間的聽覺環境將會非常糟糕，進而使處理信息和制定關鍵決策的能力受到影響。

    設施的年限也可能導致結構松動、電路老化和通風不良等問題。為了滿足電壓要求，可能需要重新進行電氣布線。投影機和顯示設備的安裝可能必須進行定制，以使其在結構上合理化。在老舊的設施內，應該對整個 HVAC 系統進行檢查和必要的修整，確保能夠提供足夠的冷卻和通風，從而保證視音頻設備操作的舒適性和可靠性。

    工作人員和人體工程學

    探討該房間應該由誰及如何操作是至關重要的。操作人員的數量和他們在房間的位置將影響您的設計選擇。您需要知道決策者的座位，他們的工作需要看到什么樣的數據，以及他們需要如何顯示數據。如果組織機構實行倒班制，那么了解員工人數和崗位職責在白天、晚上和周末的不同是非常有幫助的。

    人體工程學是一項重要的考慮因素。操作員面臨著監控實時信息和復雜系統的嚴苛要求。良好的控制臺設計和布局將有助于減輕操作員的壓力、緩解眼部疲勞和身心疲憊。操作控制臺妥善地配備合適的監視器、鍵盤、通信設備和工作區域是極其必要的。要把多大的監視器放在操作員的控制臺，會對他們查看顯示墻產生什么樣的影響？用于操作的計算機是放在控制臺還是放在遠端的設備間？在某些情況下，控制臺的間距必須要能夠保持一定程度的隱私，同時又便于操作員之間的交流。

    如果要提供操作控制臺，與控制臺供應商合作來利用他們的專業知識是比較好的做法。如果不提供控制臺，那么務必要與控制臺/家具供應商配合，在您的提議之前，當然一定在現場施工之前確保每件事都得到了正確的討論。除建筑因素之外，房間家具是第二重要的協調因素。

    技術需求

    控制室的視音頻系統必須以一種能夠最大化地減少環境噪聲和互擾通信的方式來清晰地顯示不同類型的信息。系統組件注定要經受嚴格的要求，且通常要滿足關鍵任務的需求。所指定的產品應該符合其在性能、可靠性和可升級性方面的最高標準。

    在考慮整個系統設計時，最好從環境數據源的類型和地點開始。每種數據源的性質，以及工作人員如何對所提供的信息進行互動和處理，都將引導您的顯示技術選擇和視頻分配方式。

    例如，了解在主顯示設備上顯示的每個信號源的分辨率，以及需要同時查看多少路信號源，這是至關重要的。這些信息將會決定顯示墻的尺寸以及需要多少總分辨率或像素量才能達到客戶的要求。舉例來說，如果該應用需要同時查看6個計算機信號源，且每個計算機分辨率是1920x1080，那么就需要大約2160像素(高)x5760像素（寬）的表面面積來查看完全未壓縮分辨率下的所有信號源。屏幕的大小取決于操作員的位置和他們的觀看距離。

    這些答案會引導您決定是需要一個矩陣路由器、一個多圖像處理器還是一個拼接墻處理器。您所采取的在控制室內分配信號源內容的方式將是非常重要的。如果您的信號源內容是高分辨率DVI 信號，那么您就需要考慮使用數字矩陣，這個系統或許還要支持光纖發送器和接收器及模擬視頻，也許還要支持USB用于鍵盤和鼠標的延長。

    在大型控制室環境中，信號必須從信號源長距離傳輸至顯示設備。您的系統很可能需要某種格式的信號延長器，從而為每個顯示設備提供最佳的圖像質量。這對HDMI和DVI信號來說尤其重要，因為電纜長度超過15'(5m) 時信號的衰減顯而易見。光纖是分配高分辨率視頻信號源的理想方式，同時還能保持信號的高品質。光纖也適用于軍事或政府等需要高安全性的環境。如果合適的話，先進的雙絞線技術可以用于代替光纖，以較低的價格達到較高的質量，而且也是最終用戶比較熟悉的電纜類型。

    大多數控制室應用需要在單個屏幕上同時顯示多個視頻信號源。多圖像處理器非常適用于小型房間或桌面型顯示。使用 PC 或顯示設備內置的硬件可進行基本的圖像分塊和畫中畫處理，一款高質量的多圖像處理器可為您的系統增加寶貴的功能性和靈活性。最佳的型號可接受各種大量的輸入信號，以及進行高性能的圖像解析度轉換，以生成最高的圖像質量。其它有用的特性，如畫中畫窗口定制、圖像凍結、邊框調整、文本標注和視頻轉換效果，將有助于您創建一個增強型專業級的多圖像演示畫面。

    更大、更復雜的控制室拼接墻需要多個視頻箱體、平板顯示器或投影機陣列組成。拼接墻處理器系統對于融合多種輸入信號源以及執行信號處理和圖像解析度轉換來說是不可或缺的。拼接墻系統可能包括多個拼接墻處理器（與顯示設備數量一樣，每個處理器用于一個顯示設備）和一個用于信號分配的矩陣切換器。這種多處理器方式可提供充足的帶寬，用于最高的系統性能，而不會導致延遲或視頻失真現象。顯示墻處理器應該使用其自身的控制應用程序更易于操作，并能夠通過觸摸屏或Web界面進行控制。

    控制室通常涉及到大量的預算，所以明智的做法是使客戶盡早認可某些關鍵產品。促使客戶在圖像質量和系統功能方面做出重要決定的最好方法是通過一個或更多的產品演示。幸運的是，廠商一般都非常愿意與您配合來安排一項工作演示或概念示范。

    系統控制

    實現控制室的管理者直接與視頻處理器控制軟件互動，這對于許多操作型系統來說已經足夠了。雖然通常的情況是控制室客戶更偏向于觸摸屏控制系統所提供的直觀、集中式控制界面。系統應該使授權用戶能夠輕松、方便地選擇拼接墻預設、重新路由信號、調整音頻信號源和音量以及控制其它房間要素，如燈光和電動屏幕。但是可能會需要兩種控制方式的結合。詳細地討論控制系統，確保您為該應用提供正確的用戶界面是至關重要的。

    輔助室

    控制室通常有一個或多個附近或相鄰的房間，其作用是用來輔助控制室。有可能是一個設備間或機房，用于放置服務器、電信、網絡和視音頻系統的機柜。您需要考慮設備間的空間需求、電源和熱負荷。您也需要整個設施內具有足夠的電纜通道。工作站和顯示墻系統區域也同樣如此。在許多情況下，鄰近控制室會有一個會議室。各房間之間通常有一個或更多的窗戶以用于查看控制室和顯示墻。會議室窗戶也常常會有某種自動遮蔽系統。這些房間可能會提供備份的顯示系統，或者復制控制室系統的功能。這些類型的房間也可能被形容為“作戰室”或“危機管理中心”，其設計用于處理緊急事件或高級商業決策。它們通常類似于董事會議室，但會有更多的硬性功能，其安全性也會高于典型的董事會議室。

    控制室環境內也會設有培訓室。這些區域一般是用來培訓支持人員的。它們可以是基于計算機的簡單培訓室，或者是某些情況下復制了真正控制室功能的綜合性房間。培訓室也具有多種用途，包括作為休息室、會議室、網吧等，這對于那些不常使用的房間來說也是一種經濟有效的解決方案。休息室看起來好像不是控制室設計的一個重要部分。然而這些區域卻能夠為控制室人員在壓抑的工作環境下提供放松和休息。休息室視音頻系統可能包括類似音響系統、大型電視機甚至游戲系統等娛樂設備。以上所述的所有設計范圍信息，包括房間大小和架構、人員需求、交互模式、源信號分析等等，能引導您采取正確的技術決策。您在確定設備范圍的過程中收集到的詳細信息越多，那么您設計的系統滿足客戶需求的機會就越大。

    有效的項目管理

    復雜的控制室項目涉及到的不只是視音頻集成商和它直接的分包商。跨多行業間、客戶和供應商之間的協作對項目的成功來說是至關重要的。無論您對項目的計劃有多好，意外的事件也可能耽誤正常進程的發展。即便如此，早期階段的詳細規劃和整個項目周期有效的項目管理也會防止原本會產生重大挫折的情況發生。

    積極主動地監視所有的任務是非常重要的，這樣您就能夠迅速地解決出現的問題或挑戰。自始至終承擔起管理和計劃交貨、安裝、設置和最終用戶培訓的職責。您將從生成一個詳細的甘特表或包含日期和每個重要事件負責人的時間表中獲益，即使其它人或交易者已經做了這樣的事。這會幫助您跟蹤項目的發展進度，并允許每個人都能專注于同樣的日期和重要事件。請記住許多控制室的組件都要進行定制，同時還需要專業的人力資源，所有這些都必須進行跟蹤。提供給每個團隊領導者的每周更新和項目進度報告將有助于確保您的項目按時完成、避免成本超支以及達到預期的性能表現。在項目結束時，提前計劃好為您的客戶提供有關安裝的現場培訓、培訓課程的時間安排以及最終工程文件的匯編。

    最重要的問題

    每個客戶對于控制室項目的形式和功能都有一套自己獨特的目標和偏好。最成功的系統設計師往往都是善于傾聽的。所以請記住：與所有的系統設計一樣，控制室設計最重要的問題是“客戶想要什么？”

關于愛思創電子公司 (Extron Electronics)
愛思創電子公司 (Extron Electronics) 全球總部位于美國加州的阿納海姆市，是一家世界領先的專業視音頻系統集成產品的生產商。產品主要包括：視音頻控制系統、計算機視頻接口、切換器、矩陣切換器、分配放大器、音頻放大器、揚聲器、雙絞線和光纖設備、視頻圖像解析度轉換器、視音頻信號處理器、視音頻流媒體產品、教室聲場系統及高分辨率電纜。我們公司的理念基于以下三個基本要素：服務、支持、解決方案，即S³。正是在這種標準的引導下，Extron 已經成為專業視音頻行業內領先的產品及培訓服務供應商。欲了解更多信息，敬請訪問愛思創公司網站。