Visualisierungs- und Netzwerktechnik: Wie Leitwarten schlau werden

Die stetige Weiterentwicklung von AV-Technik und der Datenübertragung ermöglichen immer effizientere Leitstellen und Kontrollräume. Zudem eröffnet die wachsende Integration von IT-Technik in den AV-Bereich eine immer flexiblere Nutzung von Leitwarten. Deshalb ist es sinnvoll, bei Neubau oder Renovierung von Leitwarten bereits zu Beginn der Planung konkret spätere Einsatzszenarien und deren jeweilige Anforderungen zu prüfen. Zu beachten sind dabei nicht nur die Visualisierungs- und die Netzwerktechnik. Besonders bei der Zusammenlegung von Kontrollräumen mit unterschiedlichen Datenstrukturen ist zuerst die Zusammenführung der Daten und die einheitliche Darstellung zu klären.

Im Sicherheitsbereich werden immer öfter einzelne Kontrollräume zu integrierten Leitstellen zusammengelegt. So sind in der integrierten Leitstelle der Landeshauptstadt Stuttgart beispielsweise die Verkehrsüberwachung, die Feuerwehr und der Notruf zusammengefasst. Diese Zusammenlegungen ermöglichen eine bessere Abstimmung aller Beteiligten, schnellere Entscheidungen und koordinierte Aktionen zwischen den einzelnen Einrichtungen. „Vor der Zusammenlegung und der Auswahl der Visualisierungs-Systeme sind hier jedoch einige Faktoren zu beachten", betont Oliver Mack, Sales Direktor DACH der eyevis GmbH, einem führenden Hersteller von Visualisierungs-Lösungen.

So müssen bei einer solchen Zusammenlegung häufig heterogene lokale Leittechniksysteme vereinheitlicht und auf einen Nenner gebracht werden. Dabei müssen Daten auf einer einheitlichen Plattform verfügbar und auch vergleichbar gemacht werden. Nur so ist die zentrale Darstellung möglich. Um das zu erreichen, benötigt es Leitstellensysteme, Visualisierungs-Lösungen und Netzwerkarchitekturen, die vielfältige Eingangssignale übertragen, verarbeiten und darstellen können.

Netzwerkarchitektur und Signal­zu­spielung ermöglichen Flexibilität
Die Möglichkeiten der Zentralisierung und der Zusammenführung von Kontrollräumen steht und fällt mit der verfügbaren Hardware- und Netzwerkarchitektur. So werden im Sicherheitsbereich häufig multiple Signalquellen genutzt. Dazu gehören die Signale von Sicherheitskameras, häufig analog und digital, sowie Schalt- und Übersichtspläne. Diese müssen gebündelt und einheitlich auf der Videowand dargestellt werden. „Um die Eingangssignale auf der Videowand flexibel und nach den jeweiligen Anforderungen positionieren und skalieren zu können, ist der Einsatz eines Grafik-Kontrollrechners notwendig", erläutert Oliver Mack.

Der Kontrollrechner generiert aus einzelnen Signalen eine zusammenhängende Desktop-Oberfläche für die Darstellung von Netzwerkdaten, Video- und Grafikquellen. Über offene Schnittstellen können die Rechner zudem mit einem Alarmanagement verknüpft werden. Für Alarme können so Presets für die Darstellung auf der Videowand hinterlegt werden, beispielsweise mit einem Popup-Fenster, das genaue Informationen zum Alarm anzeigt. Je nach Größe der Anlage bietet es sich zudem an, die Eingangssignale über ein Netzwerk zu übertragen. Mit Hilfe von Streaming-Lösungen können Signale von Videokameras über Standard-IP-Netzwerke übertragen werden. Mit Hilfe eines Encoders können diese Signale an jeder beliebigen Stelle des Netzwerkes wieder entnommen werden und über den Grafik-Kontrollrechner auf der Videowand oder einem Arbeitsplatz-PC dargestellt werden. Dieses System kann redundant ausgelegt werden und verbessert somit auch die Datensicherheit und -verfügbarkeit. „Zudem ist diese Lösung sinnvoll, wenn eine Anlage erweiterbar bleiben soll. Mit Streaming-Lösungen lässt sich eine netzwerkbasierte Kreuzschiene aufbauen, die beliebig vergrößert werden kann und deutlich kosteneffizienter ist, als eine klassische Signalverteilung", erläutert Oliver Mack.

Beispiel Innenministerium Baden-Württemberg
Im Neubau des Innenministeriums Baden-Württemberg, ebenfalls in Stuttgart, wurde ein umfassendes Lagezentrum integriert. Das Zentrum ist die zentrale Informations- und Kommunikationsstelle des Landes für alle sicherheitsrelevanten Fragen. Es ist zentraler Ansprechpartner für die Polizeidienststellen, Behörden und Ministerien des Landes, für die Lagezentren in den obersten Sicherheitsbehörden der anderen Länder und des Bundes, für sonstige Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben und für die Medien. Zudem dient das Lagezentrum als Bereichsstelle des Deutschen Such- und Rettungsdienstes (SAR) und als Landesmeldestelle für den Verkehrswarndienst.

Für diese Aufgaben wurden drei Lageräume mit Videowänden und mehreren Einzeldisplays ausgestattet. Auf den Displays werden je nach Szenario verschiedene analoge und digitale PC-, Bild-, Video- und TV-Signale dargestellt. „Um hier die unterschiedlichen Einsatzbereiche abdecken zu können und für bestimmte Lagen auch noch eine große Flexibiltät zu behalten, bedarf es einer flexiblen Netzwerkarchitektur im Hintergrund" erklärt Oliver Mack. So wurden mehrere Grafik-Controller und über 120 eStreamer für die Netzwerkübertragung verbaut. Das ermöglicht nicht nur den Aufbau einer netzwerkbasierten Kreuzschiene, sondern auch die Anbindung umfangreicher sogenannter Bring-your-own-device- (BYOD)-Technologien für das schnelle Einbinden von externen Audio- und Videoquellen. „So wurde nicht nur ein integriertes Lagezentrum, sondern auch eine Kombination von Kontroll- und Konferenzraum geschaffen. Im täglichen Betrieb können dort Leitstellenaufgaben erfüllt werden. In Krisensituationen können sich über die BYOD-Anschlüsse zusätzliche Mitarbeiter und Entscheider mit eigenen Laptops oder Tablet PCs einfach in das System einklinken und schnell zur Lösung der Krise beitragen", erläutert Oliver Mack.

Vor- und Nachteile von Visualisierungs-Techniken
Ist die benötigte Netzwerkarchitektur geklärt, kommt es auf die richtige Visualisierung an. Hierfür können verschiedene Systeme eingesetzt werden. Beamer sind von vorneherein nicht sehr gut für einen Dauerbetrieb in Leitstellen geeignet. Durch die Aufprojektion der Inhalte auf eine Leinwand sind die Schwarzwerte, der Kontrast und die Helligkeit pauschal nicht so gut wie bei LCDs oder Rückprojektions-Cubes. Besonders in Räumen mit einem hellen Umgebungslicht leidet darunter die Darstellung der Inhalte und damit die Usability des Systems für die Anwender. „Zudem haben die in Beamern häufig verwendeten Glühlampen nur e-ine vergleichsweise kurze Lebensdauer und müssen deshalb häufig ausgetauscht werden. Das erhöht die Wartungs- und Betriebskosten", erläutert Oliver Mack.

Rückprojektions-Cubes und LCD-Displays bieten dagegen eine sehr gute Farbdarstellung, eine hohe Helligkeit und einen starken Kontrast. Da Leitwarten und Kontrollräume immer häufiger in hell gestalteten Räumen mit Tageslichteinfall eingerichtet werden, bieten Cubes und LCDs hier deutlich bessere Eigenschaften als Beamer. In der Zwischenzeit fast ausschließlich mit LED-Rückbeleuchtung ausgestattet ermöglichen sie mit einer Betriebsdauer von durchschnittlich 60.000 Stunden zudem geringe Wartungs- und Betriebskosten. Unterschiede liegen im benötigten Raumbedarf bei der Installation. So verfügen LCD-Displays beispielsweise nur über eine Tiefe von bis zu 15 cm, während Rückprojektions-Cubes mit einer Tiefe von bis zu 80 cm deutlich mehr Platz benötigen. Vorteile der Cubes liegen dagegen in den deutlich geringeren Stegen zwischen den aktiven Bildflächen. Bei LCD-Displays liegen diese bei 3,7 bis 5,3 mm. Cubes dagegen verfügen über kleinere Stege von weniger als einem Millimeter.

Zudem sind Cubes durch die Projektionstechnik besser geeignet für einen Dauerbetrieb. So können in der Flüssigkristalschicht der LCD-Displays bei der Darstellung von statischen Inhalten über einen längeren Zeitraum sogenannte Schattenbilder auftreten. Cubes sind aufgrund der Projektionstechnik dagegen immun.

In den vergangenen Jahren hat ein Trend hin zum stärkeren Einsatz von LCD-Displays stattgefunden. Dieser ist größtenteils in einem niedrigeren Anschaffungspreis begründet. „Trotz des niedrigeren Anschaffungspreises müssen die LCDs aber nicht zwangsläufig die günstigere Alternative sein", weiß Oliver Mack. „So werden Rückprojektions-Cubes meist auf einen Zeitraum von zehn Jahren abgeschrieben. LCD-Displays werden in diesem Zeitraum in der Regel dreimal ausgetauscht. Das relativiert die zunächst günstigeren Anschaffungskosten wieder." Um eine maximale Investitionssicherheit zu erreichen, ist es deshalb sinnvoll, die Technik auch an den Abschreibungszeitraum anzupassen und eine vollständige Investitions- und Betriebskostenbetrachtung durchzuführen. Hierbei steht eyevis für Planer und Betreiber gerne unterstützend zur Verfügung.