曲面屏技术在城轨车辆应用研究

曲面屏技术在城轨车辆应用研究

李亮 姜洲 韩策禹 李春雨

中车大连机车车辆有限公司 辽宁大连 116000

摘要：文章以城轨车辆需求出发，对曲面屏的市场应用情况、关键技术、以及曲面屏的技术原理、应用效果、主要技术参数及同常规屏的优劣对比等方面进行研究和分析，为曲面屏在城轨车辆上的应用提供的建议方案。

关键词： 曲面屏；平面屏；动态地图

1概述

本文件作旅客信息系统曲面屏的市场调研分析，用于调查分析曲面屏的技术优缺点、市场现状及应用前景，指导城轨车辆项目旅客信息系统的显示屏需求分析与产品设计。

城市轨道交通车辆的旅客信息显示屏主要含客室LCD显示屏及动态电子地图，两者显示屏均为平面面板。客室LCD显示屏的主流尺寸为18.5英寸液晶显示屏和21.5英寸液晶显示屏；动态电子地图主流尺寸：36.6英寸液晶显示屏和43英寸液晶显示屏。

曲面屏作为液晶屏类的新产品，应用于轨道交通车辆上面属于新技术研究。

2市场现状

曲面显示器作为目前显示器领域的重要细分市场，最初是在2014年首次出现，到现在短短5年多的时间已经被绝大多数消费者所接受并认可，成为了用户选择显示器的重要指标之一。主要还是由于曲面显示器能够大幅度优化显示器的用户体验。曲面显示器不仅外观比冷硬的纯平显示器更加吸引人，并且与传统的纯平显示器不同，曲面屏更加的贴合人眼的生理构造，保证人眼到屏幕的距离均等，从而消除视觉失真，为用户提供更加宽阔的视野，目前三星、LG、京东方均有曲面屏供货产品。

3关键技术

3.1 产品概述

曲面LCD显示器支持车内节目播放及站点信息显示，采用37吋曲面条形液晶模组。供电采用110V直流输入。曲面LCD显示器具备以太网接口，可以接入信号源播放各类节目、公共信息、到站信息等。曲面LCD显示器内部信号板卡处理器基于双核ARM Cortex-A7架构，具备1080p视频硬解码能力，可以满足目前行业客户对常用视频解码的要求，支持 UDP、RTSP 网络流媒体协议。主要特点如下：

• 宽视角，高亮度，高对比度

• 采用嵌入式Linux操作系统，系统长时间可靠稳定运行

• 支持流媒体解码，图形文字叠加

• 支持文字、图片、动画、视频等通用格式

• IP地址可设置

• 支持在线网络程序更新，或SD卡本地程序更新

• 可靠性高，耐用

• 适用于频繁断电/上电环境

• 具有抗震动、抗电磁干扰、耐高温特点

3.2 产品应用

3.2.1 应用原理

曲面LCD显示器用于显示节目信息、公共信息、到站等信息。充分利用 LCD 的显示优势实现在车次运行中的信息显示，配合车内广播做全面和重点的信息显示，方便乘客乘行。

图1 产品连接示意图

在系统应用中，司机操作台配备一套车载信息控制主机，通过以太网控制曲面LCD显示器的视频显示内容。显示的内容可以是实时流媒体视频，也可以是曲面LCD显示器内部预置的显示画面。

曲面LCD显示器内部带有存储器，可以采用“点播”控制方式，显示内容包括图片、字库、动画文件和视频等。曲面LCD显示器在收到控制主机发出的控制命令后，执行图形渲染操作，生成对应的页面进行显示。

3.2.2 应用效果

• 37英寸LCD液晶曲面屏装车效果图

图2

• 37英寸曲面动态电子地图装车效果图3

图3

3.3 主要技术参数

表1

3.4 结构尺寸

图4 37寸曲面屏结构图（参考）

3.5 同类产品对比

3.5.1 LCD平面显示器

LCD平面显示器可选用对角尺寸为18.5英寸或21.5英寸。规格参数如下：

（1）18.5英寸液晶显示屏

• DC110V（DC77V～137.5V）或 AC220V（AC220V±10％）；

• PPI：84（18.5英寸=像素/面积）

• 可视角度：水平≥170°，垂直≥160°；

• 亮度：至少400cd/m²；

• 对比度：1000：1；

• 响应时间：≤5ms；

• 密封等级：前面板满足IP54。

（2）21.5英寸液晶显示屏

• DC110V（DC77V～137.5V）或 AC220V（AC220V±10％）；

• PPI：102；

• 可视角度：水平≥170°，垂直≥160°；

• 亮度：至少400cd/m²；

• 对比度：5000：1；

• 响应时间：≤8ms；

• 密封等级：前面板满足IP54。

3.5.2 动态地图平面显示屏

• 尺寸不小于28寸

• 亮度：≥700cd/m2（亮度可调）

• 水平方向像素点：1920

• 对比度：≥2500：1

• 背光要求：LED 背光的LCD 工业级显示屏

• 内部存储空间：不低于1GB Byte

• 外部存储空间：最大支持32GByte

• 响应时间：＜10ms

• 冷启动时间：＜30s

• 可视角度：水平170度，垂直170度

• 通信接口：10/100M，2个网络接口支持级联，支持bypass

3.6 对比优势

对比曲面屏和平面屏，其参数基本一致。

曲面屏最突出的在于曲面屏拥有曲率参数，其参数值越大，弯曲的幅度就越大，观看体验就会更好。曲面屏显示器相比平面显示器的优势点：

• 更广的视野（在同尺寸下，视角效果更广，视觉更丰富多彩）

• 更加贴近人类眼球的结构（曲面屏的构造更有利于人类凹现有弧度的眼球）

• 拥有更好的立体感（带来更真实的体验）

4应用风险及应对措施

曲面屏显示器相比平面显示器的缺点如下：

• 显示器的色彩、亮度、清晰度等受到影响

• 屏幕弯曲，致使漏光不易控制。

• 国内目前无37寸工业级曲面屏生产线，无法形成量产。

• 价格相对较高：在相同尺寸跟参数情况下，曲面显示器价格更高。三星、京东方生产37和55吋两种规格，裸屏价格分别约为2万和30万。

• 曲面屏显示器相比平面显示器的造型与内装造型息息相关，曲面屏的技术难点曲率参数，很大程度上取决于内装，无法实现量产，导致其实用性弱。

5总结

鉴于受车体安装结构、供货价格、尺寸选择范围等多发面限制，曲面屏可作为城轨车辆应用研究，待后续曲面显示屏生产工艺成熟成本得到有效控制后再作轨道交通列装产品应用。

参考文献：

[1] 袁红梅 柔性OLED显示技术革命[J]. 科学技术创新

[2] 陈伦 下一代车载乘客信息系统[J]. 电视技术

[3] 李伟章 透明OLED显示发展现状及技术分析[J]. 科技创新与应用

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