1. 系统总体设计

1.1技术体制

为了满足系统的功能需求，以高速交换网络为支撑，由业务席位、音响扩声、信号传输控制和综合显示平台等硬件技术平台构成其硬件设备体系，具体如图所示。

1.2建设场所

本项目建设场所主要是二层的大厅，大厅面积约76.38㎡，建设内容包括LED 显示屏、分布式、音频扩声和坐席等；二是位于3 号楼实验室入口的门厅，新建LED 显示屏1 套、详见下图。

大厅现场实拍图

3 号楼实验室门厅现场实拍图 

1.3系统组成

本次项目主要由大屏显示分系统、信号传输分系统、音响扩声分系统、集中控制分系统（包含在信号传输控制分系统内）、网络传输分系统（包含在信号传输控制分系统内）、可视化管理分系统（包含在信号传输控制分系统内）及智能配电分系统（包含在大屏显示分系统内），详见下图。

1.3.1系统拓扑系统组成图

系统拓扑图

1.4  系统设计

1.4.1 大屏显示分系统

计划新建LED 显控系统2 套，二层的大厅计划安装LED 显示屏1 套（以下简称大厅LED 显示屏），3 号楼实验室入口的门厅计划安装LED 显示屏1 套（以下简称门厅LED 显示屏），显示系统包括LED 显示屏、视频控制器、控制主机、智能配电箱及LED 显示屏配套设备等。

LED 显示大屏幕可通过划分视窗方式，实现多显示区域集中呈现视频资源的功能。可根据集控显示的需求，实现视频会议图像、多媒体信息发布的图像按需显示，达到指挥控制的目的。

1.4.1.1 大厅LED 显示屏

1  系统部署

通过现场勘察和初步设计，安装墙面宽约5.7 米，纵深约 13.4 米，层高约 3.05 米，如下图所示：

大厅平面图

根据使用需求，我司建议：大厅LED 显示屏COB封装，点间距1.25mm 的小间距产品，LED 显示屏宽5.4 米，高2.025 米，为便于后排观看，大屏离地约0.9 米，大屏分辨率4320*1620 实现单位面积高密集像素点阵列显示。

显示屏示意图如下所示：

大厅LED 显示屏立面示意图 2

大厅LED 显示屏屏体排布示意图 2（9*6）

大厅LED 显示屏效果示意

 2.LED 显示屏规格尺寸

大厅LED 显示屏设计净尺寸为：宽度 5.4m，高度 2.025m，面积

10.935 ㎡，整屏物理分辨率：4320*1620 像素。 

3.常用几种显示模式

LED 显示屏可以根据需要任意划分，大厅 LED 显示屏可以根据需要进行划分，以下提供几种常规显示模式，供参考：

⑴全屏模式

进行汇报、教育培训等时，一般采用全画面超2K 高清显示，分辨率为 4320*1620，标准 8：3 显示画面，如图所示。

⑵双窗口模式

进行视频会议、汇报及指挥调度等时，通常采用双窗口展示，窗口一用于视频信源超2K 高清显示，窗口二用于图文窗口资料等超 2K 高清显示，分辨率均为 2160*1620，标准 4：3 显示画面，如图所示

⑶三窗口模式

进行视频会议、汇报及指挥调度等时，通常也可以采用三窗口展示，窗口一用于主画面视频信源超2K 高清显示，标准16：9 显示画面，分辨率2880*1620；窗口二和窗口三用于图文窗口资料等高清显示，标准16：9 显示画面，分辨率均为 1440*810，如图所示。

⑷多窗口模式

分屏模式示意图

大厅LED 显示屏主要是用于指挥控制，根据需要也可以采用多窗口展示，如5 分屏、6 分屏、8 分屏、11 分屏等，最大可以划分18 个显示窗口。分屏模式示意图如下：

 5分屏模式示意图（显示比例4:3）

6分屏模式示意图（显示比例16:9）

 8 分屏模式示意图（显示比例 4:3）

11 分屏模式示意图（显示比例 16:9） 

2   系统拓扑图

本项目相视频信号如计算机等视频信号，接入视频拼接控制器，操作人员可根据业务需要将视频进行切换输出到主画面LED 大屏幕进行显示。

LED 显示屏配置视频控制器 6 个，机柜至大屏需要铺设超 5 类网线20 根，其中 2 条备用。

视角分析

⑴坐席布局一视角分析

①水平视角分析:根据人体工程学正常人双眼水平视线重合可视视域大约在 0°-120°，单眼观看视角 0°-60°，舒适观看视角 0°-30°；

②垂直视角分析:根据人体工程学正常人的最大垂直可视角度约0°- 60°，较好垂直视角上下 0°-30°，最佳垂直视角上下 0°-15°；正常人坐姿视线高度为1.2m。

水平视角分析图

由图可知：屏体显示宽度为:5.4m，水平视角在 28°-61°之间，均处于可视区域内；

垂直视角分析图

由图可知：屏体显示高度为:2.025m，屏体下沿距离地面为 0.85m

时，垂直视角在8°-20°之间，均处于可视区域内。

⑵坐席布局二视角分析

①水平视角分析:根据人体工程学正常人双眼水平视线重合可视视域大约在 0°-120°，单眼观看视角 0°-60°，舒适观看视角 0°-30°；

②垂直视角分析:根据人体工程学正常人的最大垂直可视角度约0°- 60°，较好垂直视角上下 0°-30°，最佳垂直视角上下 0°-15°；正常人坐姿视线高度为1.2m。

水平视角分析图

由图可知：屏体显示宽度为:5.4m，水平视角在 29°-64°之间，均处于可视区域内；

垂直视角分析图

由图可知：屏体显示高度为:2.025m，屏体下沿距离地面为 0.85m， 垂直视角在 11°-30°之间，均处于可视区域内。

大厅LED 显示屏视频控制器带载 260 万像素，4 路千兆网口输出。

大屏配置视频控制器6 个，视频信源通过HDMI 高清线缆接入，通过18 根超5 类网线连接至LED 大屏。

设备集中固定安装在大厅服务柜内，机柜位于大厅LED 显示屏左后侧（见：大厅 LED 显示屏俯视效果示意图 1）。

主要功能包括各场所视频信号的切换上屏、画面推送、图像拼接、信号预监预览等，支持信号源开窗、拼接、漫游、窗口叠加、缩放等功能。通过控制电脑可视化管控端可调度接入到分布式导调系统的任意信号在大屏幕以不同布局呈现。

   配电系统设计

大厅LED 显示屏设计采用15KW 智能配电箱，具备自动控制功能，可实现对显示屏分步上电，并且可监测电力运行情况和故障信息，方便发现故障并及时处理。

显示屏的配电系统采用三相五线制即TN-S 供电方式，配电柜输入电压为交流380V±10%，工频50HZ。配电柜由配电模块控制分步延时起动和断电，以减小显示屏停、送电时对电网的冲击。配电柜门上还配有各支路的手动开关和各支路电源通断状态指示灯。

电缆选型：大厅LED 显示屏智能配电柜进箱线缆：YJV5×10mm2， 配电柜至大屏线缆：RVV3×2.5mm2，需要 6 组。

安装位置：大厅LED 显示屏智能配电柜安装在大厅LED 显示屏左后侧（见：大厅LED 显示屏俯视效果示意图1）。

可以实现如下功能：

1.对显示屏进行远程开关操作；

2.对各分支回路电源通断状态进行远程监视。

3.在显示屏顶部安装有烟感和温感，对显示屏工作环境进行火灾报警监控，环境温度远程监视，超过极限温度自动断电，并把报警信息及时传送到计算机，提醒操作员注意。

4.选定“启用定时计划”后，经过用户预先设定，即可以对显示屏进行定时自动开关控制，无需人工值守。

   钢结构

结构采用国标方钢，制作LED 显示屏安装支架使用。

1.4.1.2门厅LED 显示屏

1.   系统部署

通过现场勘察和初步设计，3 号楼实验室入口门厅LED显示屏，安装墙面宽约 3.75 米，层高约 3.08 米。

2.门厅LED 显示屏

根据使用需求，我司建议：门厅LED 显示屏采用金线封装方式，点间距1.5625mm 的小间距产品，LED 显示屏宽3.6 米，高2.025 米，大屏离地约0.7 米，分辨率2304*1296，标准16:9 显示比例。

显示屏示意图如下所示：

 门厅LED 显示屏立面示意图

门厅LED 显示屏屏体排布示意图（6*6） 

门厅LED 显示屏效果示意图

3.LED 显示屏规格尺寸

门厅LED 显示屏设计净尺寸为：宽度 3.6m，高度 2.025m，面积 7.29㎡，整屏物理分辨率：2304*1296 像素，可整屏显示完整画面。 

4.常用显示模式

LED 显示屏可以根据需要任意划分，门厅 LED 显示屏主要用于宣传

展示，通常以整屏方式全画面超高清显示，分辨率为2304*1296，标准16：9 显示画面，如图所示，供参考：

5.系统拓扑图

分屏模式示意图

本项目相关视频信号如计算机等视频信号，接入视频拼接控制器，操作人员可根据业务需要将视频进行切换输出到主画面LED 大屏幕进行显示。 

门厅LED 显示屏系统拓扑图

6. 视角分析

门厅LED 显示屏点间距设计合理，且视野良好无遮挡。

7.视频控制器

门厅LED 显示屏视频控制器带载390 万像素，6 路千兆网口输出，配置视频控制器1 个，固定安装在左侧房间室内，视频信源通过HDMI 高清线缆接入，通过6 根超5 类网线连接至LED 大屏。机柜至大屏需要铺设超5 类网线8 根，其中2 条备用。

主要功能包括各场所视频信号的切换上屏、画面推送、图像拼接、信号预监预览等，支持信号源开窗、拼接、漫游、窗口叠加、缩放等功能。通过控制电脑可视化管控端可调度接入到分布式导调系统的任意信号在大屏幕以不同布局呈现。

8.配电系统设计

门厅LED 显示屏设计采用 10KW 智能配电箱，具备自动控制功能， 可实现对显示屏分步上电，并且可监测电力运行情况和故障信息，方便发现故障并及时处理。

显示屏的配电系统采用三相五线制即TN-S 供电方式，配电柜输入电压为交流380V±10%，工频50HZ。配电柜由配电模块控制分步延时起动和断电，以减小显示屏停、送电时对电网的冲击。配电柜门上还配有各支路的手动开关和各支路电源通断状态指示灯。

电缆选型：门厅LED 显示屏智能配电柜进箱线缆：YJV5×6mm2， 配电柜至大屏线缆：RVV3×2.5mm2，需要 6 组。

安装位置：门厅LED 显示屏智能配电柜安装在左侧房间室内。可以实现如下功能：

Ø对显示屏进行远程开关操作；

Ø对各分支回路电源通断状态进行远程监视。

Ø在显示屏顶部安装有烟感和温感，对显示屏工作环境进行火灾报警监控，环境温度远程监视，超过极限温度自动断电，并把报警信息及时传送到计算机，提醒操作员注意。

Ø选定“启用定时计划”后，经过用户预先设定，即可以对显示屏进行定时自动开关控制，无需人工值守。

9.   钢结构

结构采用国标方钢，制作LED 显示屏安装支架使用。

10 系统功能

通过对LED 显示屏显示方式的灵活调度和控制，可满足对多维综合图像应用的高清精细化展示，其主要功能有：

⑴LED 显示屏技术先进，无缝拼接，亮度可调节，不受环境光影像，后期维护成本低；

⑵屏幕要具备高亮度、高清晰度、亮度一致，输入输出端口容量大，接口全面等功能，满足信息化、高清化设备接入的要求；

⑶屏幕显示面积和分辨率能满足各业务图像展示所需的幅面大小和分辨率要求；

⑷能够按照输入数量同时清晰显示输入的各类视频信号、图表数据、地理信息等；

⑸能够满足不同环境下亮度调节需求，可以在室内灯光全开或白天清晰显示各类视频图像；

⑹可以在室内常温下或空调环境下正常稳定运行，能够 7×24 小时连续运行；

⑺能够实现供电电路的远程控制，温度、烟感的监测和报警；

⑻全彩会标屏：支持文字、图像等信息显示，支持文字编辑、叠加显示、滚动字幕显示等，支持时钟等控件显示。

信号传输与音视频控制系统（以下简称分布式导调系统）包括视频、音频及控制信号的传输、处理及可视化集中控制，采用以分布式IP 化编解码设备为核心的网络音频、视频及控制传输模式，实现音视频信号的互联互通及统一导调。

系统依托IP 网络，以分布式节点为前端，搭建扁平化分布式传输系统；系统采用H.264/5 等开放性标准视频编解码协议，支持Onvif、RTSP 等标准码流接入；支持720P/60fps、1080P/60fps 等视频分辨率编码、传输；音频采用超低延时网络音频传输协议。

1.5.1系统组成

系统由前端和后台两部分组成，前端主要包括单通道编码云节点、单通道同步解码云节点，主要负责音视频及控制信号的传输、拼接上屏等功能，后端由可视化运维管理服务器及相关软件组成，实现图像可视化控制及音频处理等功能。

1.5.2系统拓扑

接入大厅部署的坐席电脑，本次接入操作席12 席位，预留4 个单通道编码云节点，坐席电脑等设备的视频、音频信号通过HDMI 高清视频线缆连接至单通道编码云节点，单通道编码云节点就近放置电脑附近，通过网线连接至分布式导调系统子网交换机，实现视频及音频信号接入分布式导调系统。其他设备如需接入，只需配置相应数量的单通道编码云节点接入即可。

 信号传输分系统拓扑结构

1.5.3信号传输

分布式导调系统采用全IP 技术、可视化、网络化、分布式解决方案，将综合大厅的电脑音视频信号、摄像机视频及控制信号通过单通道编码云节点统一IP 化编码接入分布式导调系统子网内，再通过单通道同步解码云节点解码接入各房间的LED 大屏幕及液晶显示屏，通过控制电脑可视化管控端实现所有信号的任意调度、呈现，实现所有房间互联互通，满足卫星测运控过程中的导调、观摩及指挥调度需求。

1.5.4大屏拼接控制

大厅LED 显示屏配置有6 台视频控制器，视频控制器通过HDMI 高清线缆接入对应的6 台单通道同步解码云节点，节点集中安装在服务器机柜，通过网线连接至分布式导调系统子网交换机，实现视频及音频信号接入分布式导调系统。

实现LED 大屏幕拼接功能，支持信号源开窗、拼接、漫游、窗口叠加、缩放等功能。接入到分布式导调系统的任意信号调度和多组显示屏管理都只需在控制电脑上通过简单的拖、拉、拽、点击等触控手势操作，实现任意切换拼接、显示、漫游、叠加。

接入到分布式导调系统的任意信号调度和多组显示屏管理都只需在控制电脑上通过简单的拖、拉、拽、点击等触控手势操作，实现任意切换拼接、显示、漫游、叠加。单屏支持最大开设16 个窗口，显示16 个不同图像。

1.5.5可视化导调控制

本系统设计采用可视化、网络化管理，可集中管控所有场所，提供实时信号源预览功能，预览信号达20 路以上，信号的多少及大小可随意定义，可开设多个显示终端回显窗口，回显内容和大屏内容同步。系统采用人性化的操作界面，所有操作基于图形化、触摸拖拽式操作，达到人机交互功能，可采用多点触控的方式，实现对信号窗口的放大、缩小、移动、关闭，在控制的同时可实现所见即所得的控制效果：

多权限管理：不同的权限对应不同的管理界面和管理内容，同时系统支持同一权限多管理终端同时登录，同一管理终端登录不同权限功能。管理员具有最高权限，可设置管理系统各种功能。系统能够实现设置不同的用户资源管理以及操作权限，权限者可独立的控制、调度和管理所授权范围内的资源，最高权限者可对整个系统进行统一调度和管理；使用人员使用可视化集中控制界面对系统管控，无需关心后台使用何种设备、何种配置，仅需切换调度即可。

预案管理：可根据不同的应用场合，配置不同的信号组合、不同的音频模式、不同的摄像机位置、不同的灯光明暗度等等，实现多个预案一键调用和一键切换，实现多子系统的联动管理。如：按照不同测运控脚本，提前将信号切换、大屏呈现、音频大小路由等操作保存为多个预案，使用时按照脚本顺序调度预案即可。

定制化管理界面：管理界面根据实际的工程项目的需要，定制化设计生成。并且支持多用户不同权限的控制界面定制，比如说管理员和操作员，由于两人的权限不同，能够控制的范围也是有差异的，那么我们可以通过设计不同的用户界面支持这两种角色的权限控制范围。所以我们的用户控制客户端是支持完全深度定制化，完整的权限划分。

1.5.6音响扩声分系统

音频扩声系统需要满足本地会议、视频指挥、本地扩声等要求；具备保真、实时、稳定的特点；实现本地语音拾取、播放等功能；语音清晰，没有干扰，达到国家厅堂会议一类标准。全场声场均匀，系统在有足够声压级下仍能正常工作，不出现啸叫。

充分考虑用户能方便灵活切换系统设备来实现不同场景的使用，使系

统的设置可编程，场景可记忆；并考虑系统的实用性、安全性、可靠性和

人性化，同时包含系统在应急状态下的备份解决方案；音频扩声设备及系统设计达到国际先进水平，系统考虑到设备的升级换代的可能。

音频扩声系统设计充分考虑实际使用需求及现代化音频系统的技术发展，充分利用当前先进的音频编解码技术、网络技术及计算机技术，考虑到各功能区域的音频信号互相调用、互联互通、集中管理技术等实际应用需求。系统的设计方案，不仅考虑了音响设备对建筑声场的要求，同时还考虑到项目的工程定位、系统设备与建筑装修的搭配等方面，充分考虑满足系统使用需求，可以进行报告汇报、视频会议、指挥调度等多种工作，满足多种会议形式的需求。

1.5.7系统组成

音频扩声系统主要由前级效果器、功率放大器、主扩音箱、辅助音箱、数字音频处理器、电源时序器和8 路电动音箱控制器等设备构成。

1.5.8系统部署

1.5.9音频处理子系统

音频信号交换处理部分采用1 台数字音频处理器、1 台前级效果器和功率放大器组成，配置简要、功能丰富，运维操作方式简易。方便接入输出其他系统的音频信号，抗干扰能力极强，工程布线简便，系统可靠性进一步提高。

1.5.10扩声系统扬声器布置

扩声部分由2 只主扩音箱和2 只辅助音箱组成，着重考虑大厅的语言清晰度及均匀度，其次还要考虑影视资料重放时足够的动态范围及低频扩展。考虑到目前建声处理不是很理想的情况下，可能存在混响时间较长的隐患，且大厅内使用方式灵活，与会区域桌椅布置未知的情况下，因此音箱采用分布式覆盖方式，如下示意图：

音响扩声部署图

系统中LED 大屏两侧配置了有源可调指向性主扩阵列及次低频扬声器，侧墙辅屏两侧布置壁挂可调指向扬声器阵列，提高语言清晰度，同时壁挂扬声器可作为主扩扬声器等备份系统，提高可靠性。

1.5.10.系统拓扑

  音响扩声系统拓扑结构

1.5.11功能实现保正及建议

音响扩声设计以高品质音响扩声为目标，需实现以下功能。

⑴为整个观众区提供均匀的覆盖

高品质清晰的声音应在整个会议室坐席区均匀分布。因此，设计者可以通过调整扬声器摆放位置和角度以获得均匀的直达声覆盖。

⑵提供适当的声压级

好的音响系统能够克服背景噪声却又能让观众听到清晰可闻的声音，同时对所播放的节目源有一个适当的声压级。为达到这一目标，设计者应计算整个聆听区域的混响声场。

⑶确保没有影响听感和清晰度的直达声

单独的、声压大的直达声会减低语言的清晰度，并且会产生可闻的回声。设计者会选择特定的听众位置预估所有到达的声音，确保语言清晰度及没有回声产生。

⑷提供尽可能高的语言清晰度

确保系统每一个人都能听清声音的内容。

⑸满足国家标准

根据中华人民共和国国家标准GB/T 28049-2011 的会议类扩声系统声学特征指标一级标准设计。本次设计的扩声系统以会议类扩声系统标准为基准，所有系统设计均按一级标准设计。

会议类扩声系统声学特性指标应符合下表要求。

1.5.12建筑声场要求

要使指挥大厅显示系统的效果和性能上达到高质量的水平，大厅的声学效果更需要与整套系统匹配。为达到良好和建筑声学效果，通过对大厅主要功能进行分析和计算，列出项目实施过程中内装先期应满足的要求。

混响时间（T60）是衡量厅堂音质最重要的参数之一，简言之，语言扩声要求混响时间短，长了则破坏语言清晰度；音乐扩声要求混响时间长，短了则影响音乐丰满度。如果因为基建内装导致厅堂混响时间过长则无法通过电子声学使其变短，但是过短却可可以使用电声方法来加长。建议其混响时间≤0.8s.

在上述原则上，建声处理主要是消除声聚焦，颤抖回声、降低低频混响，为观众区提供良好传声增益和房间频率特性；而电声设计主要是对全频段尤其是低频进行有效指向控制，为观众席提供良好的声场覆盖，系统设计应留有足够的动态以便在调音时有足够余量。

根据Saibine-Eying 混响公式：T60=0.161V/-Sln（1-ã）

T60：混响时间

V：房间容积

S：吸声面积

：平均吸声系数

从以上公式可知，在房间容积V 不可能改变情况下，只能从加大空间吸声面积S 和增加平均吸声系数ã 两个方面着手来降低混响时间。因此提出如下建声处理要求：

⑴指挥场所中检修口、空调进风及出风口建议采用木质材质，在通常环境中使用的材质多为金属材质，金属材质在安装是否牢固及金属本身的特性容易在扩声系统使用时产生共

振，门及其他一些装饰面上同样建议不适用金属装饰物。建议采用地毯敷设地面、墙面采用强吸声材料，防止

扬声器声音形成反射、玻璃窗附近建议安装厚重的绒布等吸音材质窗帘。

⑵四周墙壁应做吸收低音的木结构（或四周墙壁做此种结构的木墙裙），尽可能的采用穿孔板，后

留150mm～200mm的空腔，空腔中再填以 50mm 的（矿渣吸声棉），用以加大吸声系数，两面侧墙窗户，可

安装厚重帷幕窗帘，和玻璃隔开150mm～200mm 的空腔（加大吸声系数），形成空腔共振吸声体。

⑶房间天花造型：房间天花不宜采用圆形及圆弧形穹顶设计，圆形及圆弧形的穹顶设计易产生声聚焦。

天花表面应采用吸声材质装饰材料，如采用吸音棉、聚酯纤维吸音板等宽频带吸声材料工艺。