3D可视化大屏幕显示系统设计方案.doc

3D可视化大屏幕显示系统
第一章 系统概述
1.1 目标
综合信息3D可视化大屏幕显示系统充分利用大屏幕拼接墙系统、iPad移动操作终端，全方位、多角度以三维、灵活、绚丽图形界面实现机场运行情况，以3D动态图形在超高分辨率DLP大屏幕系统上展示，可视化大屏幕显示系统将实现与实时数据库对接，实时更新显示。详细目标以下：
Ø 采取3D图形引擎技术以及3D图形显示技术对统计数据进行图形化展示；
Ø 展现形式有折线图、饼图、断面图、仪表盘等多个形式；
Ø 利用三维建模技术，对机场实体进行建模， 依赖3D图形引擎，实现三维模型能够结合动态展示；
作为集中信息显示交流平台，满足实时调度、通信、会商、决议及信息反馈需求，并引导机场调度人员关注机场运行关键、微弱关键，为机场运行调度监视提供了强有力技术支持伎俩。
1.2 范围
综合信息3D可视化大屏幕显示系统设计范围主要为在DLP拼接墙系统及应急会商平台上实时、快速地以图形加数据方式显示以下内容：
1、机场运行实时监控
Ø 航班信息
Ø 车辆信息
Ø 消防报警信息
Ø 楼宇自控设备信息
Ø 行李分拣设备状态信息
Ø 行李转盘系统信息
Ø 登机桥设备状态信息及航班使用信息
Ø 报警处理信息
Ø 视频监控图像联动
2、机场运行数据信息统计
Ø 报警统计
Ø 旅客流量统计
Ø 消防报警
Ø 登机桥设备状态统计
Ø 机场交通流量统计
Ø 航班架次统计
Ø 用电量统计
Ø 用水量统计
Ø 燃油用量统计
3、其余展示信息
Ø 欢迎词
Ø 大事记
Ø 机场工作汇报

第二章 系统设计
2.1 设计标准
综合信息3D可视化大屏幕显示系统（以下简称可视化大屏幕显示系统）以驾驶舱形式，经过各种常见图表（仪表盘、音量柱、预警雷达、雷达球、曲线图、3D地图模型。。。。。。）形象展示机场各项运行数据， 直观显示机场运行情况，对异常关键指标预警，另外还能展示欢迎词、大事记、工作汇报等内容。
可视化大屏幕显示系统设计遵照以下设计标准：
1) 先进性。采取现在业界最先进3D图形引擎，利用现有各类数据信息，利用可视化技术等先进技术，深层次地分析、提炼并展示绚丽3D图形界面显示。
2) 开放性。应具备良好开放性，能够连接各种不一样类型业务数据库，进行可视化业务定制。
3) 实时性。系统数据一旦更新，可视化大屏幕显示系统应及时、定时获取、刷新实时信息，图形界面实时反馈数据更新结果。
4) 可扩充性。应满足决议层、执行层对于运行管理应用要求，具备可扩充性，以满足未来更高分辨率、更大图形界面应用需求。
5) 安全性。可视化大屏幕显示系统作为一个数据综合显示系统，不对各生产运行系统安全稳定运行造成任何不良影响。
6) 界面美观。3D立体空间界面科技感强，格调一致，色彩搭配丰富，版面布局清楚。字体大小满足调控中心工作人员和参观视察人员观看清楚，充分考虑DLP大屏幕拼缝及长久工作色差问题，强调背景颜色格调、尽可能防止在DLP大屏幕系统拼缝处摆放图形，在最大程度上确保良好展示效果。
7) 直观性。将数据图形化，直接显示各项关键指标数据图形，更直观、方便了解各项运行指标情况，从而快速做出下一步决议（以仪表盘、饼图、柱状图、曲线图、折线图、断面图、透视系统图、地图、图片、文字、视频、电视信号或其它形式显示）。展示数据分为实时数据和离线统计数据等。
8) 实用性。 可视化大屏幕显示系统实现机场运行监控信息可视化，满足监控故障信息分析及时性和准确性。
9) 操作灵活性。 可视化大屏幕显示系统各主题、画面之间切换操作简单，实现人机互动。
2.2 设计理念
Ø 界面美观
Ø 操控简单
Ø 性能稳定
Ø 功效强大
2.3 系统结构设计
1
1.1
1.2
1.3
2.3.1 系统平台搭建
整个系统由可视化大屏幕显示系统、数据服务平台、业务系统数据库、视频监控平台等组成，经过可视化大屏幕显示系统，在大屏幕上全方位，多角度显示机场运行情况，实现机场数据展示实时化、可视化，全方面提升机场信息化管理水平
详细平台架构以下列图所表示：

系统平台架构图
2.3.2 系统结构
2
2.1
2.2
2.3
2.4
Ø 设计理念：图形界面美观；控制操作方便、简单；性能稳定；
Ø 界面设计：
2.3.2.1 综合信息显示平台
DLP系统规模：4×12；

综合信息显示平台系统结构图
1、3D图形工作站（3台）：安装维宝信息系统数据可视化软件，图像显示服务运行于其上，每台3D图形处理器输出4路DP，单路输出分辨率为2400*1350，实现数据－图形转换，将整合后不一样系统3D可视化信息即时、准确、直观、生动在DLP大屏幕上显示；
2、数据库服务器（1台）：具备良好开放性，能够连接各种不一样类型数据库，经过与用户系统服务器对接，搜集其余系统资料，与3D图形处理器对接，提供需要显示数据信息；
3、系统管理服务器（1台）：实现大屏幕系统显示界面、显示内容切换以及多屏处理器并行工作协调任务，实现大屏幕显示内容、界面一键切换功效；
4、手持控制端iPad：考虑操作便捷性，在设计里面增加了无线手持控制功效模块，可满足领导视察或参观人员经过移动手持界面实现对大屏幕显示内容控制、调用和切换，增加互动性（需要基于无线wifi技术）。
5、无线AP：采取中兴ZXV10 W815N无线AP，提供wifi信号，供手持控制iPad连接到可视化大屏幕显示系统网络，其可延伸两个天线，信号覆盖更灵活。
2.5.1
2.5.2
2.3.3 数据交互
可视化大屏幕显示系统与中央监控系统等以及各类所需综合信息进行数据交互，约定交互数据实体及调用方式。
2.3.3.1 支持数据库类型
支持国产金昌、达梦、SQL SERVER，Oracle，MYSQL，DB2……等惯用数据库。
2.3.3.2 数据录入交互方式
为了提升数据库数据提取效率，防止可视化大屏幕显示系统直接提取业务系统数据库数据，尽可能降低对用业务系统数据库影响，可视化大屏幕显示系统自带有独立数据库，主要有以下几个录入或交互方式：
对于需要将现有数据库数据进行可视化展示，其数据提取方式能够分为几个：
1）各业务系统数据库对可视化平台数据库开放直接访问权限（读权限），可视化大屏幕显示系统数据库主动访问各业务系统数据库采集数据，然后进行暂存并发送到可视化软件大屏端进行实时显示。
2）各业务系统提供WebService接口，可视化大屏幕显示系统调用对应WebService接口采集数据，然后进行暂存并发送到可视化软件大屏端进行实时显示。
3）甲方各业务系统主动向可视化大屏幕显示系统数据库推送数据（需要业务系统支持）。
2.4 系统性能及功效
1）可视化大屏幕显示系统展示场景分辨率与DLP大屏幕系统物理分辨率完全一致。
2）可视化大屏幕显示系统采取高端成熟专业商用3D图形引擎技术以及3D图形显示技术，充分利用现在大屏幕拼接墙系统超高分辨率特点，在此基础上利用三维建模方式，1：1地还原制作超高清楚度3D展示画面，整个展示场景格调统一协调，以达成超高强度立体感和质感。
3）3D图形引擎技术具备粒子图像处理系统和高效实时渲染能力，对图像附近像素达成每帧2-4次采样，渲染速度须达成60帧/秒以上，方便在显示复杂展示画面时，保持展示画面超高清楚度和数据展示实时性，并达成消除全景全屏中各多边形图元结合处锯齿效果，实现全高清高保真三维影像输出。
4）可视化大屏幕显示系统显示场景分辨率应足够高，并与DLP大屏幕系统屏幕长宽比完全一致，总体分辨率需达成16392×3072 。
5）可视化大屏幕显示系统可经过系统控制软件实现指标图形、计算机、视频等信号切换控制等功效。
6）系统可经过系统控制软件实现不一样业务主题、指标图形模式、大屏图像显示模式等信号灵活控制等功效。
7）系统具备数据录入功效，当可视化系统所需显示数据不能从现有系统中提取时，提供手工录入方式录入数据。
8) 系统支持欢迎辞内容自定义和控制管理。在控制软件界面内提供对应功效，能够方便进行欢迎辞内容定义、存放和显示控制。
9）系统控制软件运行介质必须有台式PC和平板电脑两种
10）可视化大屏幕显示系统满足168小时连续不间断稳定工作，出现故障能及时告警，可视化大屏幕显示系统运行时CPU负荷达成系统要求。
11）大屏幕全分辨率数据刷新周期≦10秒；全屏刷新速度≦5秒(均含数据库取数时间)。
2.5 大屏幕展示主题设计
4.1
2.5.1 界面设计考虑
Ø 依靠业界最先进、最成熟、最强大3D图形引擎，负责把数据从后台关系型数据和多维数据库提取数据，转换成各种丰富、赋予科技感3D图形界面，完美在DLP大屏幕显示终端显示。
Ø 考虑界面布局美观大方，整体格调一致；各指标可在DLP大屏幕上清楚现显示；在色调利用选择方面，考虑惯用色调以及企业性质，主要使用蓝色调，以贴合集团UI格调，并彰显科技感，蓝色调补色系是黄橙色系，辅以极少许红色系作为点缀，展现出科技、创新视觉效果。
Ø 字体大小可满足监控中心工作人员和参观人员观看清楚；
Ø 考虑到DLP大屏幕拼缝及长久工作色差问题，可视化大屏幕显示系统背景在设计时以深蓝色色调为主，并配合动态纹理和光效设计，以消减长屏幕长久使用所产生色差造成视觉效果下降问题。在场景元素摆放时候尽可能防止在DLP大屏幕系统拼缝处摆放图形，最大程度上确保良好展示效果；
2.5.2 展示场景设计
可视化大屏幕显示系统在监控中心DLP大屏幕上显示，系统场景展示分辨率与DLP大屏幕系统物理分辨率完全一致，分辨率达成，整体场景展示内容是3D、动态空间场景；（3D空间场景类似以下列图所表示，与大屏幕分辨率完全一致，依照用户需求和实际情况进行针对性设计）

场景背景设计示意效果图
2.5.3 相关展示图元设计
可视化大屏幕显示系统，依靠现在业界最强大、最先进3D图形引擎，利用现有各类调度生产运行信息，采取可视化技术深层次地展示大量机场综合运行信息息，实现可视化监控指挥和绚丽3D图形界面显示图元（以下为几个常见图元示意）

2.6 系统展示效果设计及功效模块描述
各个指标图形能够经过控制软件在大屏幕上进行开启显示和关闭显示，而且能够依照自己业务需求，将各个相关指标按一定规则来自定义排序、摆放，组成惯用模式，将模式保留后，可实现日后快速调用显示，系统具备极好灵活性和操作方便性。
2.6.1 机场运行实时监控效果及功效模块描述
Ø 航班信息
实时显示机场出发航班信息、抵达航班信息；
Ø 资源信息

Ø 消防报警信息
在机场模型上实时监控消防设备报警状态，当有设备报警时，立刻进行提醒，并播放警报声音；

消防火警警报设计示意图
Ø 楼宇自控设备信息
在机场模型上实时监控电梯状态及运行信息、CO2监控信息、洒水加压设备信息、紧急按钮系统状态信息、重点门禁状态信息、逃生窗设备信息、空调设备状态信息、照片系统运行状态信息、配电系统运行状态信息、给排水水泵运行状态信息;

门禁监控示意图

火警监控示意图

CO2监控示意图

红外线监控示意图

逃生窗状态监控示意图

瓦斯、自动逆止阀、洒水加压监控示意图
Ø 行李分拣设备状态信息
Ø 行李转盘系统信息
Ø 登机桥设备状态信息及航班使用信息
Ø 报警处理信息
Ø 视频监控图像联动
常态巡检。将第二航厦3D透视图划分若干区域，可自动按照一定次序自动轮训，透视图上该区域醒目标识显示，同时，在大屏幕上显示该区域内摄像头窗口，在3D透视图上醒目标识摄像头位置信息，拍摄范围信息，火警探头、门禁、逃生窗、照明等位置信息和状态信息，区域变换时，对应内容和信息跟着改变，也可手动选择巡检区域；
2.6.2 机场运行数据信息统计效果及功效模块描述
Ø 报警统计
Ø 旅客流量统计
Ø 消防报警
Ø 登机桥设备状态统计
Ø 机场交通流量统计
Ø 航班架次统计
Ø 用电量统计
Ø 用水量统计
Ø 燃油用量统计
2.6.3 大屏幕集中展示信息展示设计效果及功效模块描述
Ø 将集中控制变电站视频监控信号在大屏中展示，并可依照PC操作终端或无线手持操作终端切换各变电站视频信号。
Ø 将电视信号、机场宣传片、纪录片、及其它相关视频在大屏中展示。

大事记设计示意效果图

欢迎辞设计示意效果图
2.7 控制管理软件
控制管理平台软件采取C/S架构，分为PC端控制管理软件以及手持终端控制软件，实现对可视化大屏幕显示系统控制和管理以及大屏系统控制，支持对各个指标图形操作，界面以下：
控制管理平台详细功效介绍以下：
2.7.1 PC控制端

PC端控制软件
4.2
4.3
2.7.2 手持控制端
手持控制端经过Wifi无线网络和服务端连接，软件界面上设计美观，操作简便，操作界面以下：

移动端程序主界面示意图
2.7.3 场景控制
PC端控制软件可经过系统控制软件实现指标图形、监控视频等信号切换控制（需提供相关控制协议），自由定制各种展示场景。
支持对各个指标图形在大屏幕上开启、关闭、移动和指标项切换等功效操作；
2.7.4 欢迎词控制
支持欢迎辞内容自定义和控制管理。在控制软件界面内提供对应功效，能够方便进行欢迎辞内容定义、存放和显示控制；
2.7.5 用户管理
用户管理功效管理可视化大屏幕显示系统用户帐号，可对用户帐号、角色查询、增加、删除、修改及密码重置。
2.7.6 权限管理
权限管理功效允许系统管理员对可视化大屏幕显示系统用户帐号进行分组权限设置，经过权限划分能够有效地确保系统运行安全和系统数据安全可靠。
2.7.7 日志管理功效
软件支持对可视化大屏幕显示系统操作日志和犯错日志定时备份功效，以及备份信息查看功效。
第三章 系统配置
3.1 软件系统清单
序号
名称
型号
数量
单位
1
维宝信息系统数据可视化软件
V1.0
1
套
1.1
机场运行实时监控展示模块
（航班信息、车辆信息、消防报警信息
、楼宇自控设备信息、行李分拣设备状态信息、行李转盘系统信息 、登机桥设备状态信息及航班使用信息、报警处理信息、视频监控图像联动）
定制开发
1
套
1.2
机场运行数据信息统计展示模块
（报警统计、旅客流量统计、消防报警
、登机桥设备状态统计、机场交通流量统计、航班架次统计、用电量统计、用水量统计、燃油用量统计）
定制开发
1
套
1.3
欢迎词展示模块
定制开发
1
套
1.4
大事记展示模块
定制开发
1
套
2
维宝信息系统数据可视化控制管理软件
V1.2
1
套
3
维宝信息系统数据可视化移动控制软件
V1.3
1
套
4
维宝数据通讯服务软件V1.0
V1.0
1
套
3.2 硬件系统清单

序号
设备名称
型号
数量
单位
备注
1
KVM控制器
ATEN CS1708A

1
台
含8套线缆
2
KVM延长器
ATEN  CE700A

1
台

2
无线AP
中兴ZXV10 W815N

1
套
(含电源及两条天线，天线可灵活布置，信号覆盖更全方面)
3
系统配件
鼠标键盘延长线
1
套

4
iPad
iPad mini3(16G)WIFI版7.9寸
2
台

5
3D图形工作站
ThinkStation P900
3
台
内含（ATI W8100显卡）
6
系统管理服务器
ThinkCentre M8500T
1
台
可与大屏控制电脑共用
7
数据库服务器
ThinkServer TS240
1
台

8
网络交换机
H3C S5016P
1
台

9
机柜
42U
2
台

3.3 主要硬件设备参数
3D图形处理器
项目
指标内容
型号
ThinkStation P900
操作系统
Windows 7 专业版 64位
CPU
Intel Xeon E5-2670 v3
内存
32GB
显卡
ATI FirePro™ W8100
系统硬盘
1*1TB SATA,7200rpm
光驱
16X DVD-ROM SATA 1st Drive
网卡
集成10/100/1000M以太网

数据库服务器
项目
指标内容
型号
ThinkServer TS240
操作系统
Windows Server R2 64位 （含SQL SERVER数据库软件）
CPU
Intel Core 4核E3-1220 3.1Ghz
内存
16GB
系统硬盘
2*1TB SATA 7200 Raid 1磁盘阵列
光驱
16X DVD-ROM
网卡
双10/100/1000M以太网

系统管理服务器
项目
指标内容
型号
ThinkCentre M8500T
操作系统
Windows 7 专业版 64位
CPU
Intel Core i7
内存
8GB
系统硬盘
1*1TB SATA,7200rpm
光驱
16X DVD-ROM
网卡
集成10/100/1000M以太网
显示器
24寸液晶

第四章 工程实施方案
4.1 项目实施步骤
我方可视化项目标标准化实施主要由以下几个不一样步骤组成。
5
5.1
一、项目开启
项目开启是项目各方对项目目标、工期、范围形成统一认识主要阶段，在该阶段，主要以项目开启会为主要实施伎俩，达成统一项目认识、建立沟通机制和项目管理机制主要目标。
二、实施准备
确定项目经理，建立双方项目组织，建立项目组织高效决议和处理问题机制，在组织内部，对项目标远景达成共识；
使双方组织组员，应对项目有清楚认识，同心协力，推进项目顺利实施。
三、需求调研
需求调研阶段，我方将重点对用户现有业务系统和展示指标进行详细调研，同时结适用户实际展现需求进行展示方案设计需求调研，另外还需要依照用户现有业务系统情况进行接口方案确实定。
四、系统开发
在展示方案设计需求调研结束后，客户需指定相关工作人员参加展示方案确实定。
对于一些特殊指标数据接入，客户需提供相关通信规约、硬件接口等资料。
五、系统工程化
可视化大屏幕显示系统方案制订完成后，并布署开发可视化显示系统，与大屏幕系统联调，并将可视化大屏幕显示系统投放到对应显示大屏幕上进行细节微调，以达成最好效果。
六、系统测试
可视化大屏幕显示系统一共进行三次测试，其中前二次在开发完成后，项目现场实施前进行，第三次在现场安装布署后进行，每测试完成后提供一份测试汇报。
七、系统培训
我方提出技术培训提议日期、地点、技术培训时间表和课程表，经用户同意后，由我方按计划进行技术培训, 我方提供相关培训教材、技术文件资料、参考资料等。
在预验收(SAT1)后，在工程现场对用户技术人员进行可视化大屏幕显示系统应用软件操作等各方面内容进行培训，满足系统使用人员熟练操作，检验、配置、增加功效和维护系统等工作。
八、项目验收
项目验收分为现场预验收（SAT1）和现场验收（SAT2）两个阶段，现场预验收（SAT1）经过且试运行1个月以后，且在试运行期间无严重系统异常（系统瓦解、频繁切换、死机、分布式系统间同时问题等）和缺点等情况下，将按照双方共同确认现场验收纲领进行现场验收（SAT2）, 并经双方签字后，作为确保期开始日期。
用户需帮助我方完成现场预验收（SAT1）和现场验收（SAT2）。
4.2 设计联络会
为了愈加好地确保可视化大屏幕显示系统项目标顺利圆满地完成，同时为了审查和确认相关可视化设计方案，确保系统功效实现，确保工程质量。在系统开发设计过程中共召开两次设计联络会进行设计沟通和确认。
5.2
4.2.1 详细需求调研（第一次设计联络会）
第一次设计联络会于项目协议订立后一周内（详细依照客户实际情况安排）在招标方所在地召开，主要内容为：
Ø 讨论并澄清协议文件中技术条款及对应功效范围；
Ø 客户详细需求信息搜集（详细了解显示方案、内容）；
Ø 客户业务系统现实状况了解（数据库分布、接口、数据源情况、视频信号接口等资料搜集）；
Ø 系统实施方案设计初步交流，包含界面要求、详细展示内容要求及提议等。
预期结果：双方签字《第一次设计联络会会议纪要（附件：需求调研汇报）》
4.2.2 第二次设计联络会
5.3
5.4
第二次设计联络会于第一次设计联络会后四面内在招标方所在地召开，主要内容为：
Ø 确认与其余系统接口相关细节。
Ø 讨论并确定系统设计方案。
Ø 落实工程实施进度。
预期结果：双方签字《第二次设计联络会会议纪要（附件：系统实施方案）》
相关技术文件和图纸，我方提交给用户进行审查认可，以确保用户能够按照最终版图纸和资料对系统进行维护。