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基于拼接大屏幕的矢量大数据可视化平台系统设计
- 2020-09-25-

基于拼接大屏幕的矢量大数据可视化平台系统设计

拼接大屏幕显示系统作为控制室重要的显示终端,己广泛应用于军警系统、政府系统、智能交通与广电、能源与资源系统、安防系统等公共管理行业。其硬件属性明显,是智能化行业中最大的单体硬件设备之一。基于用户的需求和公共属性,拼接大屏幕必须充分发挥其功能及应用性,在大数据和云计算技术的发展和推动的背景下,拼接大屏幕必须具有时代性,与大数据可视化相结合。

目前,高分大数据可视化系统处于国外团队主导的局面,其成熟度远大于国内。国内拼接大屏幕厂商在用户数据可视化需求方面,主要借助于第三方团队完成,其不仅对于行业理解不够,同时呈现对不同行业及同行业不同用户的兼容性差,造成不同用户采用不同的设计逻辑,需要做大量的重复劳动和重复付费,代价过高。因此,深圳杰安创公司设计了一种新型的可自定义化的矢量大数据可视化综合应用系统。

一、创新设计思路

深圳杰安创公司作为国内最早的拼接大屏幕显示系统制造和方案提供商之一,拥有良好的拼接大屏幕硬件基础,具有对行业及用户的应用和需求更加深刻的理解。为了更好的掌控和创新思路,深圳杰安创公司做了大量持续的用户调研工作,并专门成立了“基于拼接大屏幕的矢量大数据可视化综合应用平台系统”研发项目组。其提出的创新型的设计思路是:以平台化的构想,模块化的设计,可开放式的接口,可自定义的模式开发一套大面积可复制的矢量数据可视化系统。图1为平台逻辑图,其中左侧框部分为不同用户的硬件配置和数据对接定制部分,右侧框部分为本项目研究的内容。

图1.png

这样的逻辑构想理论上是可行的,可视化软件平台设计成平台可自定义的逻辑模块,不仅可以大大减少研发人员针对不同用户时的工作量,同时能大大降低开发成本和用户的购买成本。

二、技术设计路线的技术关键点

1.可视化的内容组织关键设计逻辑

杰安创采取“主题—场景—图形”三层结构的形式来组织内容,实现可视化整体的模块化结构样式。具体流程为:设定主题—设置场景—工具层实现—展现图形。

图2.png

主题的设定根据行业用户的业务系统核心功能进行组织。以拼接大屏幕行业常见的公安系统为例,例如,针对接处警系统,可以设计多个主题,如警情数量、警力分布、警情处置状态等,每个主题包括多个场景,每个场景由若干个图表、图形或文字等构成。针对勤务管理系统,同样可以设置多样化主题,如警力数量、警力分布、警力类型等,其他业务系统作类似组织形式处理。而针对拼接大屏幕的其他应用领域,包括智能交通、电力系统、能源资源系统、政府公共管理系统、安防系统及工业制造业领域等均可采用类似的逻辑。

2.场景模块化设计与实现

拼接大屏幕行业用户公共属性明显,业务系统繁多,各个业务系统包含着海量的数据信息,且各个业务系统数据之间本身应该存在着某种内在关联,我们要做的是将这些业务系统的数据进行挖掘、分析和关联,最终以场景化的形式可视化的呈现,依然以常见的公安系统为例,其业务系统包含接处警系统、人口管理系统、装备及车辆管理系统、图像管理系统等等,折射出的信息包括(但不限于)警情信息(实时警情数量、实时警情类型分布、历史警情数量统计、历史警情分布统计、警情处置状态统计),勤务数据信息(实时警力数量、实时警力分布、实时警力类型分布、历史警力数量统计)工作考评信息,重特大事件,案件信息,车辆信息,人员信息,PGIS系统,接处警系统,指挥调度系统,警务综合平台,交通管控平台,人口管理等。

图3.png

因此,在数据统计上,对复杂多样的信息以最终展示应用场景为依托进行内容组织。针对不同的使用需求,设计不同的应用场景。图3为综合数据应用场景示例。其它场景可自定义设置,应用中实现相互切换。

3.组件实现与组件库建设

所谓组件是指可视化大数据系统中的数据呈现形式,其包含(但不限于)柱状(横向、纵向)、饼状、块状、折线、表格(立体与平面)、散点、地图、雷达图、潮流图、韦恩、3D定制模块等等多样化的数据图表及数据图形类型等。而组件库则由丰富多样的组件组成,组件库越大,可选择性就越大,可自定义程度就越高,这是平台设计的关键性和基础性工作。

杰安创所设计的基于拼接大屏幕的可视化数据平台系统具备满足用户自由选择可视化图标类型、图标形态的能力,包含选择与修改功能,这是设计人员和用户双重可自定义的层面。选择范围包括(但不限于)柱状(横向、纵向)、饼状、块状、折线、表格(立体与平面)等等多样化的图表及图形类型。如下图4以公安系统警力警情为例自由选择柱状图横向与纵向的样例。

图4.png

4.数据对接与同步关键技术描述

基于拼接大屏幕的矢量大数据可视化综合应用平台必须能够支持对数据进行ETL处理,即包含数据抽取、转换和装载。必须能够支持识别和对接各种数据类型,包含文件型、关系型数据库、非关系型NoSQL数据源,以及Excel、Access小型数据源;并具备扩展能力,支持其它类型数据源。然后经工具层处理形成显示模块。图5为数据界面结构图。

图5.png


5.高分数据可视化呈现的硬件配置关键技术

矢量化的数据可视化界面如何基于拼接大屏幕应用,这是我们作为拼接大屏幕方案提供商最大的技术优势,矢量化的界面呈现到大屏幕上必须做到分辨率的点对点,才能有效的实现高分辨率可视化,才能匹配拼接大屏幕因拼接技术实现的倍增的高分辨率。这里主要涉及高分辨率的输出和高分辨率采集的点对点无缝对接,需要根据不同的大屏幕拼接规模进行硬件配置。

首先,依据用户所采用拼接大屏幕的规模计算出物理分辨率,以用户的拼接大屏幕达到8K分辨率为例,则必须在拼接大屏幕的拼接控制器上配备具有8K信号采集的接口,我们基于自身的专利产品——基于FPGA的拼接控制器增设多路双链路的接口形式,以满足8K采集要求。然后,必须做到输出设备的配置有相应分辨率输出的接口,我们依据8K的设定配置应用服务器输出接口,与拼接控制器采集接口相匹配。做到点对点的输入与输出。将矢量化的数据界面转换为高分辨率可视化的界面在拼接大屏幕上呈现出来。

4总结

基于以上的描述,大致能了解我们所设计的基于拼接大屏幕的矢量大数据可视化综合应用平台系统的基本要素、设计逻辑和技术关键点,其清晰的设计思路具有可自定义的能力,具备可复制的平台化结构,大大提高设计效率,同时降低成本。从技术上将打破国外垄断,革新目前不同用户不同逻辑的重复劳动模式,提高自身作为拼接大屏幕传统硬件制造商的核心竞争力。