基于拼接大屏幕的矢量大數(shù)據(jù)可視化平臺系統(tǒng)設(shè)計
拼接大屏幕顯示系統(tǒng)作為控制室重要的顯示終端，己廣泛應(yīng)用于軍警系統(tǒng)、政府系統(tǒng)、智能交通與廣電、能源與資源系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等公共管理行業(yè)。其硬件屬性明顯，是智能化行業(yè)中最大的單體硬件設(shè)備之一?；谟脩舻男枨蠛凸矊傩?，拼接大屏幕必須充分發(fā)揮其功能及應(yīng)用性，在大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)的發(fā)展和推動的背景下，拼接大屏幕必須具有時代性，與大數(shù)據(jù)可視化相結(jié)合。
目前，高分大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)處于國外團隊主導(dǎo)的局面，其成熟度遠大于國內(nèi)。國內(nèi)拼接大屏幕廠商在用戶數(shù)據(jù)可視化需求方面，主要借助于第三方團隊完成，其不僅對于行業(yè)理解不夠，同時呈現(xiàn)對不同行業(yè)及同行業(yè)不同用戶的兼容性差，造成不同用戶采用不同的設(shè)計邏輯，需要做大量的重復(fù)勞動和重復(fù)付費，代價過高。因此，深圳杰安創(chuàng)公司設(shè)計了一種新型的可自定義化的矢量大數(shù)據(jù)可視化綜合應(yīng)用系統(tǒng)。
一、創(chuàng)新設(shè)計思路
深圳杰安創(chuàng)公司作為國內(nèi)最早的拼接大屏幕顯示系統(tǒng)制造和方案提供商之一，擁有良好的拼接大屏幕硬件基礎(chǔ)，具有對行業(yè)及用戶的應(yīng)用和需求更加深刻的理解。為了更好的掌控和創(chuàng)新思路，深圳杰安創(chuàng)公司做了大量持續(xù)的用戶調(diào)研工作，并專門成立了“基于拼接大屏幕的矢量大數(shù)據(jù)可視化綜合應(yīng)用平臺系統(tǒng)”研發(fā)項目組。其提出的創(chuàng)新型的設(shè)計思路是：以平臺化的構(gòu)想，模塊化的設(shè)計，可開放式的接口，可自定義的模式開發(fā)一套大面積可復(fù)制的矢量數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。圖1為平臺邏輯圖，其中左側(cè)框部分為不同用戶的硬件配置和數(shù)據(jù)對接定制部分，右側(cè)框部分為本項目研究的內(nèi)容。
這樣的邏輯構(gòu)想理論上是可行的，可視化軟件平臺設(shè)計成平臺可自定義的邏輯模塊，不僅可以大大減少研發(fā)人員針對不同用戶時的工作量，同時能大大降低開發(fā)成本和用戶的購買成本。
二、技術(shù)設(shè)計路線的技術(shù)關(guān)鍵點
1.可視化的內(nèi)容組織關(guān)鍵設(shè)計邏輯
杰安創(chuàng)采取“主題—場景—圖形”三層結(jié)構(gòu)的形式來組織內(nèi)容，實現(xiàn)可視化整體的模塊化結(jié)構(gòu)樣式。具體流程為：設(shè)定主題—設(shè)置場景—工具層實現(xiàn)—展現(xiàn)圖形。
主題的設(shè)定根據(jù)行業(yè)用戶的業(yè)務(wù)系統(tǒng)核心功能進行組織。以拼接大屏幕行業(yè)常見的公安系統(tǒng)為例，例如，針對接處警系統(tǒng)，可以設(shè)計多個主題，如警情數(shù)量、警力分布、警情處置狀態(tài)等，每個主題包括多個場景，每個場景由若干個圖表、圖形或文字等構(gòu)成。針對勤務(wù)管理系統(tǒng)，同樣可以設(shè)置多樣化主題，如警力數(shù)量、警力分布、警力類型等，其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)作類似組織形式處理。而針對拼接大屏幕的其他應(yīng)用領(lǐng)域，包括智能交通、電力系統(tǒng)、能源資源系統(tǒng)、政府公共管理系統(tǒng)、安防系統(tǒng)及工業(yè)制造業(yè)領(lǐng)域等均可采用類似的邏輯。
2.場景模塊化設(shè)計與實現(xiàn)
拼接大屏幕行業(yè)用戶公共屬性明顯，業(yè)務(wù)系統(tǒng)繁多，各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)包含著海量的數(shù)據(jù)信息，且各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間本身應(yīng)該存在著某種內(nèi)在關(guān)聯(lián)，我們要做的是將這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行挖掘、分析和關(guān)聯(lián)，最終以場景化的形式可視化的呈現(xiàn)，依然以常見的公安系統(tǒng)為例，其業(yè)務(wù)系統(tǒng)包含接處警系統(tǒng)、人口管理系統(tǒng)、裝備及車輛管理系統(tǒng)、圖像管理系統(tǒng)等等，折射出的信息包括（但不限于）警情信息（實時警情數(shù)量、實時警情類型分布、歷史警情數(shù)量統(tǒng)計、歷史警情分布統(tǒng)計、警情處置狀態(tài)統(tǒng)計），勤務(wù)數(shù)據(jù)信息（實時警力數(shù)量、實時警力分布、實時警力類型分布、歷史警力數(shù)量統(tǒng)計）工作考評信息，重特大事件，案件信息，車輛信息，人員信息，PGIS系統(tǒng)，接處警系統(tǒng)，指揮調(diào)度系統(tǒng)，警務(wù)綜合平臺，交通管控平臺，人口管理等。
因此，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計上，對復(fù)雜多樣的信息以最終展示應(yīng)用場景為依托進行內(nèi)容組織。針對不同的使用需求，設(shè)計不同的應(yīng)用場景。圖3為綜合數(shù)據(jù)應(yīng)用場景示例。其它場景可自定義設(shè)置，應(yīng)用中實現(xiàn)相互切換。
3.組件實現(xiàn)與組件庫建設(shè)
所謂組件是指可視化大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)形式，其包含（但不限于）柱狀（橫向、縱向）、餅狀、塊狀、折線、表格（立體與平面）、散點、地圖、雷達圖、潮流圖、韋恩、3D定制模塊等等多樣化的數(shù)據(jù)圖表及數(shù)據(jù)圖形類型等。而組件庫則由豐富多樣的組件組成，組件庫越大，可選擇性就越大，可自定義程度就越高，這是平臺設(shè)計的關(guān)鍵性和基礎(chǔ)性工作。
杰安創(chuàng)所設(shè)計的基于拼接大屏幕的可視化數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)具備滿足用戶自由選擇可視化圖標類型、圖標形態(tài)的能力，包含選擇與修改功能，這是設(shè)計人員和用戶雙重可自定義的層面。選擇范圍包括（但不限于）柱狀（橫向、縱向）、餅狀、塊狀、折線、表格（立體與平面）等等多樣化的圖表及圖形類型。如下圖4以公安系統(tǒng)警力警情為例自由選擇柱狀圖橫向與縱向的樣例。
4.數(shù)據(jù)對接與同步關(guān)鍵技術(shù)描述
基于拼接大屏幕的矢量大數(shù)據(jù)可視化綜合應(yīng)用平臺必須能夠支持對數(shù)據(jù)進行ETL處理，即包含數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和裝載。必須能夠支持識別和對接各種數(shù)據(jù)類型，包含文件型、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、非關(guān)系型NoSQL數(shù)據(jù)源，以及Excel、Access小型數(shù)據(jù)源；并具備擴展能力，支持其它類型數(shù)據(jù)源。然后經(jīng)工具層處理形成顯示模塊。圖5為數(shù)據(jù)界面結(jié)構(gòu)圖。
5.高分數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)的硬件配置關(guān)鍵技術(shù)
矢量化的數(shù)據(jù)可視化界面如何基于拼接大屏幕應(yīng)用，這是我們作為拼接大屏幕方案提供商最大的技術(shù)優(yōu)勢，矢量化的界面呈現(xiàn)到大屏幕上必須做到分辨率的點對點，才能有效的實現(xiàn)高分辨率可視化，才能匹配拼接大屏幕因拼接技術(shù)實現(xiàn)的倍增的高分辨率。這里主要涉及高分辨率的輸出和高分辨率采集的點對點無縫對接，需要根據(jù)不同的大屏幕拼接規(guī)模進行硬件配置。
首先，依據(jù)用戶所采用拼接大屏幕的規(guī)模計算出物理分辨率，以用戶的拼接大屏幕達到8K分辨率為例，則必須在拼接大屏幕的拼接控制器上配備具有8K信號采集的接口，我們基于自身的專利產(chǎn)品——基于FPGA的拼接控制器增設(shè)多路雙鏈路的接口形式，以滿足8K采集要求。然后，必須做到輸出設(shè)備的配置有相應(yīng)分辨率輸出的接口，我們依據(jù)8K的設(shè)定配置應(yīng)用服務(wù)器輸出接口，與拼接控制器采集接口相匹配。做到點對點的輸入與輸出。將矢量化的數(shù)據(jù)界面轉(zhuǎn)換為高分辨率可視化的界面在拼接大屏幕上呈現(xiàn)出來。
4總結(jié)
基于以上的描述，大致能了解我們所設(shè)計的基于拼接大屏幕的矢量大數(shù)據(jù)可視化綜合應(yīng)用平臺系統(tǒng)的基本要素、設(shè)計邏輯和技術(shù)關(guān)鍵點，其清晰的設(shè)計思路具有可自定義的能力，具備可復(fù)制的平臺化結(jié)構(gòu)，大大提高設(shè)計效率，同時降低成本。從技術(shù)上將打破國外壟斷，革新目前不同用戶不同邏輯的重復(fù)勞動模式，提高自身作為拼接大屏幕傳統(tǒng)硬件制造商的核心競爭力。