第一篇：網(wǎng)絡(luò)中流媒體關(guān)鍵技術(shù)研究

網(wǎng)絡(luò)中流媒體關(guān)鍵技術(shù)研究

2004-2-9全新3G技術(shù)管理培訓(xùn)--摩托羅拉工程學(xué)院

張鯤 南京郵電學(xué)院

摘要 流媒體技術(shù)是在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上以流的方式傳輸多媒體信息的技術(shù)。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，流媒體技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用必將成為未來高速網(wǎng)絡(luò)的主流應(yīng)用之一。本文就流媒體的一些關(guān)鍵技術(shù)、機(jī)制和相關(guān)協(xié)議等方面做了較為詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞 流媒體 QoS 視頻壓縮 連續(xù)媒體分布服務(wù) 媒體同步引言

近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、壓縮技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中的流媒體業(yè)務(wù)也得到了飛速的發(fā)展和應(yīng)用。所謂流媒體就是指在Internet/Intranet中使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時(shí)基媒體。本文中著重介紹視頻流。目前在Internet上傳輸視頻還有許多困難，其根本原因在于Internet的無連接每包轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制主要是為突發(fā)性的數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì)的，不適用于對連續(xù)媒體流的傳輸。為了在Internet上有效地、高質(zhì)量地傳輸視頻流，還需要多種技術(shù)的支持，例如基于視頻的壓縮編碼技術(shù)、應(yīng)用層QoS技術(shù)、連續(xù)媒體分布服務(wù)、流服務(wù)器、媒體同步技術(shù)和相關(guān)協(xié)議等。

其中，原始視/音頻經(jīng)過視/音頻壓縮算法的預(yù)壓縮存儲在存儲設(shè)備中。響應(yīng)客戶請求時(shí)，流服務(wù)器從存儲設(shè)備中獲得視/音頻數(shù)據(jù)，應(yīng)用層QoS控制模塊根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和QoS要求來改變視/音頻比特流。然后通過傳輸協(xié)議把壓縮過的比特流打包并且發(fā)送到網(wǎng)上。由于擁塞數(shù)據(jù)包可能出現(xiàn)丟包或者過度時(shí)延。為了提高視/音頻的傳輸質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)中配置了連續(xù)流媒體分布式服務(wù)。對于成功傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，它們首先通過傳輸層，然后在進(jìn)行視/音頻解碼前經(jīng)過應(yīng)用層處理。為了獲得在播放中的視頻和音頻的同步，還需要媒體同步機(jī)制。從上圖中可以看出，這六個(gè)部分有著緊密的聯(lián)系而且都是流媒體結(jié)構(gòu)的組成部分。流媒體中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 視頻壓縮及編碼

目前網(wǎng)絡(luò)是異構(gòu)性的，缺乏QoS質(zhì)量控制，并且?guī)捯苍诤艽蠓秶鷥?nèi)變化。傳統(tǒng)的不可擴(kuò)展性視頻編碼的目標(biāo)是將視頻壓縮成適合一個(gè)或者幾個(gè)固定碼率的碼流，是面向存儲的，因此不適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化，面向傳輸?shù)目蓴U(kuò)展性編碼的思想應(yīng)運(yùn)而生?？蓴U(kuò)展性編碼[2]就是將多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼成多個(gè)流，其中一個(gè)可以獨(dú)立解碼，產(chǎn)生粗糙質(zhì)量的視頻序列，它適應(yīng)最低的網(wǎng)絡(luò)帶寬，稱為基本層碼流；其他的碼流可以按層為單位在任何地點(diǎn)截?cái)啵Q為增強(qiáng)層，用來覆蓋網(wǎng)絡(luò)帶寬變化的動態(tài)范圍，它們不可以單獨(dú)解碼，而只能與基本層和它以前的增強(qiáng)層聯(lián)合在一起解碼，用來提高觀看效果。因此，可擴(kuò)展

性碼流具有一定的網(wǎng)絡(luò)帶寬適應(yīng)能力。

可擴(kuò)展性編碼主要分為時(shí)域可擴(kuò)展性編碼、空域可擴(kuò)展性編碼和質(zhì)量可擴(kuò)展性編碼?？梢赃x擇在時(shí)間、空間和信噪比（SNR）中的一個(gè)或者幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。考慮到編碼效率和復(fù)雜性兩方面，MPEG組織采納了精細(xì)可擴(kuò)展性編碼（FGS）和漸進(jìn)的精細(xì)可擴(kuò)展性編碼（PFGS）[3]。精細(xì)可擴(kuò)展性視頻編碼采用位平面（bitplane）編碼，它的基本層使用基于分塊運(yùn)動補(bǔ)償和DCT變換的編碼方式達(dá)到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖畹鸵螅鰪?qiáng)層使用位平面編碼技術(shù)對DCT殘差進(jìn)行編碼來覆蓋網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化范圍，它每一幀的增強(qiáng)層碼流可以在任何地點(diǎn)截?cái)?，解碼器重建的視頻質(zhì)量和收到并解碼的比特?cái)?shù)成正比，它可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的增強(qiáng)層速率控制。FGS雖然具有很好的可擴(kuò)展性，但是效率太低，PFGS在保留了FGS所具有的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)和錯(cuò)誤恢復(fù)能力的同時(shí)，還有效地提高了編碼效率。但是可擴(kuò)展性編碼的效率較非可擴(kuò)展性編碼而言，還有一定差距。為了進(jìn)一步壓縮FGS和PFGS的基本層碼流，有專家提出一種稱為精細(xì)的空域可擴(kuò)展性（Fine-Granularity Spatially Scalable,FGSS）的視頻編碼算法，使低分辨率和高分辨率的增強(qiáng)層碼流都可以在任何地點(diǎn)截?cái)?，具有極強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬適應(yīng)能力和錯(cuò)誤恢復(fù)功能，同時(shí)保持了空域可擴(kuò)展性編碼的多分辨率特性，它可以滿足擁有不同網(wǎng)絡(luò)帶寬和不同分辨率接收設(shè)備的許多用戶的需求，性能得到了更大的提高。

結(jié)合多種視頻編碼技術(shù)來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)上的QoS波動是今后可擴(kuò)展性視頻編碼的發(fā)展方向。比如，可擴(kuò)展性視頻編碼可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化；錯(cuò)誤彈性編碼可以適應(yīng)丟包；DCVC（Delay Cognizant Video Coding）可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。這三種技術(shù)的結(jié)合可以更好地提供一種應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)QoS波動的解決方案。

2.2 應(yīng)用層QoS控制技術(shù)由于目前的Internet只提供Best-effort的服務(wù)，所以需要通過應(yīng)用層的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)QoS的控制。QoS控制技術(shù)主要集中在對網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化進(jìn)行響應(yīng)和處理分組丟失的技術(shù)上，主要可以分為兩類：擁塞控制技術(shù)和差錯(cuò)控制技術(shù)。

擁塞控制的目的是采用某種機(jī)制應(yīng)對和避免網(wǎng)絡(luò)阻塞，降低時(shí)延和丟包率。常用的擁塞控制機(jī)制有速率控制和速率整形。對于視頻流，擁塞控制的主要方法是速率控制。速率控制機(jī)制試圖使一個(gè)視頻連接的需求與整個(gè)連接鏈路的可用帶寬相匹配，這樣可以同時(shí)使網(wǎng)絡(luò)擁塞和包丟失率達(dá)到最小。速率控制機(jī)制主要包括基于源端的、基于目的的以及混合速率控制。在基于源端的控制機(jī)制中，視頻源端收集反饋信息，進(jìn)行控制計(jì)算并采取相應(yīng)的控制動作。這種方法在因特網(wǎng)中被率先采用,但是在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)行情況并不是很好?；谀康亩说目刂茩C(jī)制則主要根據(jù)所接收的視頻流的狀況向上層反映相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息，實(shí)時(shí)調(diào)整緩沖及播放內(nèi)容，并力圖使節(jié)奏均勻，這種機(jī)制使用較少?；旌闲运俾士刂频姆椒嬗星岸叩奶攸c(diǎn)，即目的端增加減少通道，而源端同時(shí)根據(jù)反饋調(diào)整各個(gè)通道的速率?；旌纤俾士刂品椒ǖ囊粋€(gè)例子是目標(biāo)集分組的方法。

擁塞控制只能減少數(shù)據(jù)包的丟失，但是網(wǎng)絡(luò)中不可避免的會存在數(shù)據(jù)包丟失，而且到達(dá)時(shí)延過大的分組也會被認(rèn)為沒有用而被丟棄，從而降低了視頻質(zhì)量。要改善視頻質(zhì)量就需要一定的差錯(cuò)控制機(jī)制。差錯(cuò)控制機(jī)制包括：

（1）前向糾錯(cuò)（FEC）：FEC是通過在傳輸?shù)拇a流中加入用于糾錯(cuò)的冗余信息，在遇到包丟失的情況時(shí)，利用冗余信息恢復(fù)丟失的信息。它的不足是增加了編碼時(shí)延和傳輸帶寬。

（2）延遲約束的重傳。通常流的播放有時(shí)間限制，因此，僅有當(dāng)重傳的時(shí)間小于正常的播放時(shí)間時(shí)，重傳才是有價(jià)值的。

（3）錯(cuò)誤彈性編碼（Error-Resilient Encoding）：在編碼中通過適當(dāng)?shù)目刂剖沟冒l(fā)生數(shù)據(jù)的丟失后能夠最大限度的減少對質(zhì)量的影響。在Internet環(huán)境下，最典型的方法是多描述編碼（MDC）。MDC把原始的視頻序列壓縮成多位流，每個(gè)流對應(yīng)一種描述，都可以提供可接受的視覺質(zhì)量。多個(gè)描述結(jié)合起來提供更好的質(zhì)量。該方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)丟失的魯棒性和增強(qiáng)的質(zhì)量。其缺點(diǎn)是相比單描述編碼（SDC），它在壓縮的效率上受到影響。而且由于在多描述之間必須加入一定的相關(guān)性信息，這進(jìn)一步降低了壓縮的效率。

（4）錯(cuò)誤的取消（concealment）：錯(cuò)誤的取消是指當(dāng)錯(cuò)誤已經(jīng)發(fā)生后，接受端通過一定的方法盡量削弱對人的視覺影響。主要的方法是時(shí)間和空間的插值（Interpolation）。近年來的研究還包括最大平滑恢復(fù)，運(yùn)動補(bǔ)償時(shí)間預(yù)測等。

2.3 連續(xù)媒體分布服務(wù)

連續(xù)媒體分布服務(wù)（continuous media distribution services）的目的是在Internet 盡力服務(wù)的基礎(chǔ)上提供QoS和高效的音/視頻傳輸，包括網(wǎng)絡(luò)過濾（Network Filtering）、應(yīng)用層組播（Application-Level Multicast）、內(nèi)容復(fù)制（Content Replication）等，下面分別進(jìn)行詳細(xì)介紹。

網(wǎng)絡(luò)過濾：網(wǎng)絡(luò)過濾是擁塞控制的一種，不僅可以提高視頻質(zhì)量，還可以提高帶寬利用率。不同于發(fā)送端的速率整形，網(wǎng)絡(luò)過濾是在流服務(wù)器和客戶端之間的傳輸路徑上通過虛擬信道連入過濾器，該過濾器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的擁塞狀態(tài)實(shí)現(xiàn)速率的整形。網(wǎng)絡(luò)過濾通常采用的是丟幀過濾器（frame-dropping filter），其基本方法是客戶端根據(jù)網(wǎng)絡(luò)丟包率向過濾器發(fā)送請求來增減丟幀速率，以調(diào)節(jié)媒體流的帶寬。這種速率整形可以在擁塞點(diǎn)進(jìn)行，這樣可以提高速率控制的效率和擁塞控制的響應(yīng)時(shí)間。

應(yīng)用層組播：IP層的組播存在諸如可擴(kuò)展性、網(wǎng)絡(luò)管理和對高層應(yīng)用的支持（例如差錯(cuò)控制，流量控制和擁塞控制）等屏障。應(yīng)用層組播機(jī)制打破了IP組播的一些障礙，其目的在于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)上的組播服務(wù)，可以以更靈活的方式實(shí)現(xiàn)組播控制。它允許獨(dú)立的CSPs和ASPs等建立它們的Internet組播網(wǎng)絡(luò)，這些組播網(wǎng)絡(luò)可以互連成為更大的媒體組播網(wǎng)絡(luò)。媒體組播網(wǎng)絡(luò)可以利用內(nèi)容分布網(wǎng)絡(luò)的互連，通過在不同種類的服務(wù)提供者（比如ISPs、CSPs和ASPs等）之間的應(yīng)用層的對等關(guān)系來構(gòu)建。媒體組播網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)具有組播能力的節(jié)點(diǎn)稱為媒體橋（MediaBridge），它做為應(yīng)用層的路由。每個(gè)媒體橋和一個(gè)或多個(gè)相鄰的媒體橋通過明確的配置互連，這個(gè)互連建立了應(yīng)用層重疊拓?fù)?。媒體橋在媒體組播網(wǎng)絡(luò)中用分布式應(yīng)用層組播路由算法來確定一條優(yōu)化的虛擬組播路徑。如果網(wǎng)絡(luò)不通或者過度擁擠，媒體組播網(wǎng)絡(luò)會自動的根據(jù)應(yīng)用層路由規(guī)則來重新確定路徑。并且，只有當(dāng)下游客戶端需要某媒體內(nèi)容時(shí)，媒體橋才會傳輸它。這就確保了不管客戶端的數(shù)目而只有一個(gè)媒體流，從而節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)帶寬。

內(nèi)容復(fù)制：內(nèi)容/媒體復(fù)制是提高媒體傳輸系統(tǒng)可擴(kuò)展性的一項(xiàng)重要技術(shù)。內(nèi)容復(fù)制具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）降低網(wǎng)絡(luò)連接的帶寬消耗。

（2）減輕流服務(wù)器負(fù)荷。

（3）縮短客戶端時(shí)延。

（4）提高有效性。它主要有兩種形式：caching（緩存）和mirroring（鏡像）。鏡像是把原始媒體內(nèi)容拷貝到網(wǎng)絡(luò)上其他分散的備份服務(wù)器中。用戶可以從最近的備份服務(wù)器上獲得媒體數(shù)據(jù)。緩存則是從原服務(wù)器中獲得媒體文件，然后傳輸給客戶端，同時(shí)在本地做備份。如果緩存中已經(jīng)存在客戶端需要的數(shù)據(jù)，緩存就會把本地拷貝傳給用戶而不是從傳送原服務(wù)器中的媒體數(shù)據(jù)。

2.4 流服務(wù)器視頻服務(wù)器在流媒體服務(wù)中起著非常重要的作用。當(dāng)視頻服務(wù)器響應(yīng)客戶的視頻流請求以后，它從存儲系統(tǒng)讀入一部分視頻數(shù)據(jù)到對應(yīng)于這個(gè)視頻流的特定緩存中，再把緩存的內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給相應(yīng)客戶，保證視頻流的連續(xù)輸出。目前存在三種類型的視頻服務(wù)器結(jié)構(gòu)[4]：

（1）通用主機(jī)方法。采用計(jì)算機(jī)主機(jī)作為視頻服務(wù)器。它的主要功能是存儲、選擇、傳送數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是系統(tǒng)成本高而且不利于發(fā)揮主機(jī)功能。

（2）緊耦合多處理機(jī)。把一些可以大量完成某指令或者專門功能的硬件單元組合成的專用系統(tǒng)級聯(lián)起來，就構(gòu)成了緊耦合多處理機(jī)實(shí)現(xiàn)的視頻服務(wù)器。這種服務(wù)器費(fèi)用低、性能高、功能強(qiáng)，但是擴(kuò)展性較差。

（3）調(diào)諧視頻服務(wù)器。這種服務(wù)器主板上有一個(gè)獨(dú)特微碼的嵌入式仿真器控制。通過在主板中插入更多的服務(wù)通路，可以方便地進(jìn)行擴(kuò)展。

對于流服務(wù)器，如何更有效支持VCR交互控制功能；如何設(shè)計(jì)磁盤陣列上多媒體對象高效可靠的存儲和檢索；如何設(shè)計(jì)更好的可伸縮多媒體服務(wù)器；如何設(shè)計(jì)兼有奇偶和鏡像特性的容錯(cuò)存儲系統(tǒng)是目前研究的重點(diǎn)。

2.5 媒體同步

所謂媒體同步是指保持一個(gè)數(shù)據(jù)流或者不同媒體流之間的時(shí)間關(guān)系。通常有三種類型的 同步控制：流內(nèi)（intra-stream）同步、流間（inter-stream）同步和對象間（inter-object）同步。由于網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，導(dǎo)致媒體流在傳輸過程中失去同步關(guān)系，媒體同步機(jī)制可以確?？蛻舳苏_地恢復(fù)媒體流的同步。媒體同步機(jī)制實(shí)際上就是在媒體內(nèi)或者媒體間說明其時(shí)間關(guān)系。說明時(shí)間關(guān)系的方法有：基于間隔的方法、基于軸的方法、基于控制流的方法和基于事件的方法。對于連續(xù)媒體，應(yīng)用最為廣泛的說明方法是基于軸的說明或時(shí)間戳。時(shí)間戳法是在每個(gè)媒體的數(shù)據(jù)流單元中加進(jìn)統(tǒng)一的時(shí)間戳或時(shí)間碼，具有相同時(shí)間戳的信息單元將同時(shí)予以表現(xiàn)。在發(fā)送時(shí)，將各個(gè)媒體都按時(shí)間順序分成單元，在同一個(gè)時(shí)間軸上，給每個(gè)單元都打上一個(gè)時(shí)間戳，處于同一時(shí)標(biāo)的各個(gè)媒體單元具有相同的時(shí)間戳。在各個(gè)媒體到達(dá)終端后，讓具有相同時(shí)間戳的媒體單元同時(shí)進(jìn)行表現(xiàn)，這樣就得到了媒體之間同步的效果。對與終端系統(tǒng)而言，同步機(jī)制包括阻止（preventive）機(jī)制和糾正（corrective）機(jī)制。前者是主要通

過減小延遲和抖動來減少同步錯(cuò)誤，后者主要是在發(fā)生同步錯(cuò)誤之后恢復(fù)同步?？紤]到Internet傳輸?shù)难舆t隨機(jī)性，同步錯(cuò)誤是不可避免的。因此，在接受方的錯(cuò)誤補(bǔ)償是必須的。

另外，同步多媒體集成語言SMIL（Synchronized Multimedia Integration Language）是由3W(World Wide Web Consortium)組織規(guī)定的多媒體操縱語言。可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)流和文本信息在播放時(shí)的時(shí)間同步控制和空間位置布置。通過SMIL還可以實(shí)現(xiàn)一定的用戶交互功能。

2.6 流媒體相關(guān)協(xié)議

2.6.1 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）與實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議（RTCP）

RTP(Real-time Transport Protocol)和RTCP（Real-time Control Protocol）都是基于IP的應(yīng)用層協(xié)議。RTP為實(shí)時(shí)音/視頻數(shù)據(jù)提供端到端的傳送服務(wù)，包括有效載荷類型標(biāo)識、序列標(biāo)號、時(shí)間標(biāo)簽和源標(biāo)識，可以提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。由于TCP中重傳機(jī)制會引起時(shí)延，通常RTP運(yùn)行于UDP之上，但是也可以在TCP或者ATM等協(xié)議之上運(yùn)行。RTP本身并不提供可靠的傳送機(jī)制，也不提供流量控制或者擁塞控制，而是通過與RTCP配合使用，使傳輸效率最佳。RTCP用來監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量和在會議過程中交換信息。它提供QoS反饋、參與者標(biāo)識、控制包縮放、媒體間同步等服務(wù)。RTCP包中包含已發(fā)數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料。服務(wù)器可以根據(jù)這些信息動態(tài)的改變傳輸速率甚至有效載荷類型。

2.6.2 實(shí)時(shí)流協(xié)議（RTSP）RTSP（Real-time Streaming Protocol）是由RealNetworks和Netscape共同提出的一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議。它可以在媒體服務(wù)器和客戶端之間建立和控制連續(xù)的音/視頻媒體流，協(xié)同更低層協(xié)議RTP、RSVP等一起來提供基于Internet的整套流式服務(wù)。RTSP提供了一種可擴(kuò)展框架，使得可控的、點(diǎn)播的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳送成為可能。它提供用于音頻和視頻流的“VCR模式”遠(yuǎn)程控制功能，例如暫停、快進(jìn)、快退和定位。支持單播和組播。RTSP還提供選擇發(fā)送通道的方法（如UDP、組播UDP和TCP）和基于RTP的發(fā)送機(jī)制。RTSP像是媒體服務(wù)器和客戶端之間的“網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制”，它提供多種服務(wù)，如從媒體服務(wù)器上檢索媒體、邀請媒體服務(wù)器進(jìn)入會議、添加媒體到現(xiàn)成節(jié)目。RTSP在語法和操作上類似于HTTP，因此許多HTTP的擴(kuò)展機(jī)制都可以移植于RTSP上。在RTSP中，每個(gè)節(jié)目和媒體流由RTSP URL確定，全部節(jié)目和媒體特性都在節(jié)目描述文件中給予了描述，包括編碼、語言、RTSP URLs、目的地址、端口號以及其他參數(shù)。但是，不同于HTTP的無狀態(tài)和非對稱，RTSP是有狀態(tài)的、對稱的協(xié)議。RTSP的服務(wù)器保持會話狀態(tài)以連接RTSP流的請求，并且服務(wù)器和客戶端都可以發(fā)出請求。

2.6.3 資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）資源預(yù)留協(xié)議[5]（Resource Reserve Protocol）是運(yùn)行于傳輸層的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議。RSVP允許數(shù)據(jù)流的接受方請求特殊的端到端QoS。RSVP是非路由協(xié)議，它同路由器協(xié)同工作，在傳輸路徑的路由器上預(yù)留必要的帶寬，減少網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和抖動。RSVP的流程是單一的，并不區(qū)分發(fā)送方和接受方，且支持單播和組播，適應(yīng)于可變成員個(gè)數(shù)和路由。RSVP領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速，但是目前它的應(yīng)用只限于在測試的小Intranet網(wǎng)絡(luò)上。結(jié)論技術(shù)的進(jìn)步和用戶的需求促進(jìn)了流媒體應(yīng)用的迅速發(fā)展。在遠(yuǎn)程教育、數(shù)字圖書館、電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播、交互電視、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)音/視頻、實(shí)時(shí)多媒體會議等方面，流媒體技術(shù)都起到很重要的作用。本文對網(wǎng)絡(luò)中流媒體業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)協(xié)議做了研

究，并探討了未來流媒體技術(shù)發(fā)展的方向。我們相信，隨著流媒體應(yīng)用的不斷普及，寬帶流媒體技術(shù)及其應(yīng)用必然會在未來的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮更重要的作用，并在一定程度上改變?nèi)藗兪褂镁W(wǎng)絡(luò)的方式。

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第二篇：數(shù)字電視關(guān)鍵技術(shù)研究論文

摘要:科技的發(fā)展讓電視界產(chǎn)生了革新性的變化,在技術(shù)力量的推動下,各種代表性的數(shù)字電視關(guān)鍵技術(shù)相繼出現(xiàn)。近年來,我國數(shù)字電視得到了迅速的發(fā)展,已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)普及。截止到目前為止,電視已經(jīng)發(fā)展至三代,即數(shù)字電視,數(shù)字電子與傳統(tǒng)模擬電視有著根本的區(qū)別,從發(fā)射起點(diǎn)至接收終端,每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開數(shù)字信號的支持。該文主要針對數(shù)字電視關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞:數(shù)字電視關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展

在社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展下,電子產(chǎn)業(yè)得到了繁榮的發(fā)展,傳統(tǒng)紙媒已經(jīng)無法滿足了人們的試聽需求了,在這一背景下,新型媒體技術(shù)誕生,在新媒體中,電視的受眾面是最廣泛的。截止到目前為止,電視已經(jīng)發(fā)展至三代,即數(shù)字電視,數(shù)字電子與傳統(tǒng)模擬電視有著根本的區(qū)別,從發(fā)射起點(diǎn)至接收終端,每一個(gè)環(huán)節(jié)都離不開數(shù)字信號的支持。近年來,我國數(shù)字電視得到了迅速的發(fā)展,已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)普及。

1數(shù)字電視傳輸技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

1.1無線數(shù)字傳輸技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,無線數(shù)字傳輸廣泛應(yīng)用在信號傳輸中。該種技術(shù)原理是應(yīng)用電視臺制高點(diǎn)鐵架發(fā)射出大量無線電波,這樣用戶就能夠通過電視機(jī)信號接收器和無線天線接收到相關(guān)信號,從而欣賞到多種趣味的頻道內(nèi)容。這種技術(shù)不僅可以滿足廣大人群觀看電視的要求,也可以在網(wǎng)絡(luò)視頻、車載影院中應(yīng)用,具備優(yōu)秀的實(shí)用性與穩(wěn)定性。無線數(shù)字傳輸技術(shù)最明顯的優(yōu)勢在于花費(fèi)較低,操作簡單,工作人員控制起來也非常方便。

1.2有線數(shù)字傳輸技術(shù)

相比與無線數(shù)字傳輸技術(shù),有線技術(shù)通常需要光纜、同軸電纜相結(jié)合的方式進(jìn)行傳輸。如今,我國鄉(xiāng)村群眾大都使用有線傳輸形式來接收電視節(jié)目與廣播頻道。整體來講,不管是單向傳輸還是雙向傳輸,有線數(shù)字傳播技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是具備非常好的穩(wěn)定性,環(huán)境天氣對它并沒有什么影響。除此,這種信號強(qiáng)度大,信號分配均勻,這就使得有線數(shù)字傳輸技術(shù)在信號傳輸中占據(jù)著重要的地位。

1.3衛(wèi)星傳輸技術(shù)

這是一種現(xiàn)代化的傳輸方式,衛(wèi)星傳輸技術(shù)需要先對數(shù)字電視信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、并進(jìn)行加工編碼和數(shù)據(jù)壓縮,之后傳入電子系統(tǒng),發(fā)射到衛(wèi)星,然后在地球同步衛(wèi)星上把數(shù)據(jù)傳送到每個(gè)地面信號接收器,最后在地面接收器中完成信號的復(fù)原,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。這樣不但可以完成對全國的信號傳輸,也不會受到空間、地理位置的約束,而且還可以保障高質(zhì)量信號的傳播,提供了穩(wěn)定的傳輸信號。這種衛(wèi)星傳輸技術(shù)的應(yīng)用,能夠最大程度地滿足現(xiàn)在群眾對電視節(jié)目與廣播頻道的觀看需求,同時(shí)大力實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星電視傳輸技術(shù)的推廣。

1.4IPTV傳輸技術(shù)

IPTV傳輸技術(shù)是現(xiàn)代新型數(shù)字電視的代表形式之一,這種方式結(jié)合了多媒體、因特網(wǎng)、數(shù)字廣播各項(xiàng)技術(shù)。通過多種技術(shù)的結(jié)合,更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視的傳輸。與其它技術(shù)的不同點(diǎn)在于,這項(xiàng)技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)IP為核心,完成了對數(shù)字電視的傳輸。與其它的電視傳輸技術(shù)相比較,IPTV傳輸技術(shù)提供了自主選擇節(jié)目的個(gè)性化服務(wù),強(qiáng)調(diào)了觀眾的主導(dǎo)地位,節(jié)目更加迎合廣大群眾的興趣。

1.5復(fù)用技術(shù)

復(fù)用技術(shù)屬于數(shù)字電視的重點(diǎn)技術(shù),主要使用了MPEG-2標(biāo)準(zhǔn),從現(xiàn)階段設(shè)備信息流向來分析,復(fù)用技術(shù)將音頻、視頻、數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了分組,將其進(jìn)行復(fù)合處理,對信道進(jìn)行調(diào)制與編碼。復(fù)用技術(shù)的重要特點(diǎn)就是讓輸出傳輸流在輸入信號的變化下發(fā)生變化,及時(shí)將這些變化反映至傳輸流之中。復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用不僅兼顧了數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu),也記錄了有線電視、地面廣播、衛(wèi)星電視與計(jì)算機(jī)之間的互操作性。常見的復(fù)用技術(shù)包括一般復(fù)用技術(shù)與統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)兩種類型,前者將多個(gè)TS流信息匯總起來,不會改變原信息比特率,統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)可以分析節(jié)目的情況,嚴(yán)格實(shí)施按需分配原則,在不影響節(jié)目質(zhì)量的前提下進(jìn)行動態(tài)分配。

2數(shù)字電視傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)的融合隨著DTMB方針的運(yùn)行,也標(biāo)志著我國的數(shù)字電視技術(shù)處在世界先進(jìn)電視技術(shù)的前列。但是我國的各項(xiàng)電視數(shù)字傳播技術(shù)起步較晚,都出現(xiàn)發(fā)展后續(xù)力量不足的現(xiàn)象。在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)行過程中不可避免的出現(xiàn)故障,不能最好地給人們提供廣播電視傳輸技術(shù)服務(wù)。所以,研究者開始了將多種網(wǎng)絡(luò)融合的方案,集各種網(wǎng)絡(luò)(電信網(wǎng)、聯(lián)通網(wǎng)、因特網(wǎng))的優(yōu)勢,彌補(bǔ)各種網(wǎng)絡(luò)的不足,為數(shù)字電視傳輸技術(shù)的發(fā)展提供了新方向。伴隨著多種網(wǎng)絡(luò)的共同快速發(fā)展,這種融合的優(yōu)勢將體現(xiàn)的淋漓盡致。

2.2實(shí)現(xiàn)高階調(diào)制技術(shù)的廣泛應(yīng)用

如今,在數(shù)字電視發(fā)展中存在一個(gè)非常普遍的缺點(diǎn),那就是頻譜的應(yīng)用效率較低。為了從根本上彌補(bǔ)這一不足之處,必須加大頻譜的應(yīng)用效率,需要推廣高階調(diào)制技術(shù)。數(shù)字傳輸技術(shù)在快速的發(fā)展,其主要的方面是運(yùn)用新型的科技來提高頻譜的效率,而且最大程度地增加傳播范圍。這樣才能高效快速地提升頻譜運(yùn)行效率,從而提升數(shù)字電視傳媒傳輸技術(shù)的使用率。

2.3向3D視覺效果方向發(fā)展

隨著電影技術(shù)的快速提高,人們不斷對影像帶來的觀賞樂趣益處了更多的要求。人們想要在欣賞影像的情節(jié)中,獲得更多身臨其境的感受。掛在墻上的動態(tài)圖像根本滿足不了現(xiàn)在人們對于真實(shí)場景的渴望。所以,新型3D電影技術(shù)的應(yīng)用獲得了廣大的市場,并且3D技術(shù)迅速成熟,在各個(gè)行業(yè)中得到普及。隨著3D電影的普及,用戶僅僅通過一個(gè)3D眼鏡就能夠體會到觀看真實(shí)電影的感受,有效提升了觀感的層次。

2.44K傳輸技術(shù)的推廣應(yīng)用

3D電視的推廣才剛剛開始,4K技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。4K技術(shù)將人們熟知的HD高清信號從1,920×1,080的分辨率,提升到4,096×2,160的分辨率,它的像素點(diǎn)是HD高清信號的四倍以上。4K技術(shù)標(biāo)志著視訊分辨率進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代,具有廣闊的發(fā)展前景。

3結(jié)語

現(xiàn)在,我國的數(shù)字傳輸技術(shù)已經(jīng)獲得了較大的發(fā)展成果,但是依舊存在著一些不足之處。相信未來的數(shù)字電視傳輸技術(shù)有著更好的發(fā)展前景,相關(guān)學(xué)界需要在現(xiàn)在已有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)完善,從而為群眾帶來更加真實(shí)的視覺體驗(yàn),提高人們的生活質(zhì)量。

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第三篇：碎石機(jī)CAD系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

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碎石機(jī)ＣＡＤ系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

作者：張映故

來源：《沿海企業(yè)與科技》2009年第01期

[摘要]文章分析碎石機(jī)CAD輔助設(shè)計(jì)的基本原則和一般流程。提出基于單元庫的設(shè)計(jì)思想，碎石機(jī)CAD輔助設(shè)計(jì)總體功能框架。重點(diǎn)分析和介紹自定義零件庫的設(shè)計(jì)過程及實(shí)現(xiàn)方法。為了提高零件庫設(shè)計(jì)的可復(fù)用性，采用元件數(shù)據(jù)庫存儲和管理零件庫，定義數(shù)據(jù)庫主要表單格式，給出主要的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

[關(guān)鍵詞]CAD；碎石機(jī)；數(shù)據(jù)庫；零件庫；自定義

[作者簡介]張映故，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系教師，研究方向：機(jī)械制造及加工，廣西柳州，545006

[中圖分類號]TD422.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1007-7723(2009)01-0030-0004

第四篇：電動汽車充電站消防安全關(guān)鍵技術(shù)研究

電動汽車充電站消防安全關(guān)鍵技術(shù)研究

曹麗英1 鄭斌2 黃昊1

（公安部上海消防研究所，上海200438；石家莊市公安消防支隊(duì)，石家莊050000）

摘要：通過對我國電動汽車充電站設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理中存在的消防安全問題進(jìn)行廣泛調(diào)研，研究分析了存在消防安全管理現(xiàn)狀，有針對性對消防安全設(shè)計(jì)、管理等環(huán)節(jié)中充電站分類、選址和平面布局、火災(zāi)危險(xiǎn)性、防火設(shè)計(jì)、消防設(shè)施配置等關(guān)鍵技術(shù)提出了相關(guān)的建議。關(guān)鍵詞：電動汽車；充電站；消防安全

電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈包括動力電池、整車、基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行管理等，以電動汽車充換電站為代表的充電配套基礎(chǔ)設(shè)施則是主要環(huán)節(jié)之一，必須與電動汽車其他領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。目前我國已有一百多個(gè)城市列入新能源汽車示范城市，京津冀、長三角、珠三角等大中型城市先后發(fā)布了清潔空氣行動計(jì)劃，均把大力推廣新能源汽車作為發(fā)展綠色交通的主要任務(wù)。節(jié)能減排的任務(wù)需求以及新能源汽車的推廣計(jì)劃使得我國各大中城市電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)刻不容緩。

本文通過對現(xiàn)有充電站建設(shè)和管理中存在的問題進(jìn)行分析，然后有針對性的提出電動汽車充電站建設(shè)和管理中消防安全的建議。

1.電動汽車充電站基本情況

電動汽車充電站[1]是指采用整車充電模式為電動汽車提供電能的場所，應(yīng)包括3臺及以上電動汽車充電設(shè)備（至少有1臺非車載充電機(jī)），以及相關(guān)供電設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等配套設(shè)備。

大、中型充電站建設(shè)采用配電變壓器，兩路電源供電；小型充電站采用單路低壓電源供電，不設(shè)配電變壓器。充電設(shè)備電氣接口、通信規(guī)約、電氣連接件符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)規(guī)范一致。

一個(gè)完整的充電站組成結(jié)構(gòu)[2]包括供電系統(tǒng)、充電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)及相應(yīng)的配套設(shè)施四大部分。電動汽車充電站目前有傳統(tǒng)型充電站、多層立體充電站、社區(qū)簡易充電樁、地下車庫充電樁、加油站充電站、儲能式移動充電設(shè)備、無線充電站。據(jù)調(diào)查，深圳是北上廣深四地中已建成并投入運(yùn)營充電站最多的城市，目前已建成60多個(gè)充電站(包括公交車充電站在內(nèi))，完成了對全市范圍的覆蓋。電動汽車作為一種新生事物，充、換電站也是隨著電動汽車的發(fā)展而逐步發(fā)展起來，雖然只有部分城市建立了充換電站，但近年來媒體報(bào)道的電動汽車火災(zāi)及充換電站火災(zāi)也屢見不鮮，2015年4月26日下午，深圳灣口岸中國普天力能加電站內(nèi)，一輛大巴車內(nèi)的蓄電池組突然冒煙，隨后起火并蔓延至全車。后經(jīng)專家組鑒定，事故直接原因是：車輛動力電池充滿電后，動力電池過充電72分鐘，過充電量58kWh，造成多個(gè)電池箱先后發(fā)生動力電池?zé)崾Э亍㈦娊庖盒孤?，引起短路，?dǎo)致火災(zāi)。調(diào)查組還特別提醒，過充是目前電動車火災(zāi)的主要原因，各方面要高度重視，采取有效措施。

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃課題（2015BAG07B00），上海市科委項(xiàng)目（16DZ2292600）作者簡介 曹麗英，女，碩士，公安部上海消防研究所，副研究員，從事滅火理論研究，E-mail：clying_0@126.com

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相比于傳統(tǒng)汽車火災(zāi)，此次電動汽車充電站內(nèi)的電動大巴火災(zāi)的撲救具有一定的特殊性。首先，滅火困難，站內(nèi)配備的消防設(shè)施無法撲滅電動大巴車火災(zāi)：站內(nèi)配置的滅火器均為手提式或推車式水基型滅火器，未設(shè)置室內(nèi)外消火栓，站內(nèi)充電站控制室外側(cè)設(shè)置有兩個(gè)圓形沙池?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，站內(nèi)人員聞到車尾部有氣味并并伴隨白煙冒出，使用站內(nèi)水基型滅火器對冒煙部位進(jìn)行噴射，均無法抑制火焰，隨后車側(cè)面部位開始起火，火勢立刻難以控制。消防人員到達(dá)火場時(shí)，站內(nèi)人員不同意使用水槍滅火，在將站內(nèi)的近二十具水基型滅火器和其他車輛上取下的干粉滅火器全部用光也無法控制火勢，隨后消防員要求使用水槍滅火，否則無法達(dá)到降溫目的，數(shù)分鐘后火焰得到控制。最后，消防員將高壓線剪短，電池拖出后用沙土掩埋，以防止復(fù)燃。整個(gè)滅火過程持續(xù)約2個(gè)小時(shí)。其次，消防站結(jié)構(gòu)簡單，火災(zāi)損失?。撼潆娬緸殇摻罨炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)，站內(nèi)可燃物不多，故未引起大范圍的燃燒。頂部的廣告牌和頂棚，由于采用的阻燃材料，只有部分被燒毀。

電動汽車充電站建設(shè)和投入使用較早的地區(qū)，已有一定數(shù)量的火災(zāi)或爆炸事故發(fā)生，隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，充電站等基礎(chǔ)設(shè)施在全國的大規(guī)模建設(shè)，電動汽車充電站內(nèi)消防安全必須引起我們的高度重視。電動汽車充電站消防安全管理現(xiàn)狀

2.1現(xiàn)有消防標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范無法解決防火設(shè)計(jì)問題

電動汽車充電站建筑結(jié)構(gòu)多樣，功能也與傳統(tǒng)建筑具有很大的不同，動力電池火災(zāi)危險(xiǎn)性的存在成為充電站防火設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。目前電動汽車充電站消防設(shè)計(jì)和審批驗(yàn)收缺乏專門的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范依據(jù)，導(dǎo)致既有電動汽車充換電站部分陷入停運(yùn)狀態(tài)，且新建站點(diǎn)無法通過消防審批就開始投入運(yùn)營。

以往針對充換電站建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范多為地方或行業(yè)根據(jù)需求編制的地方標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3-6]，主要有深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車充電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 第2部分：充電站及充電樁設(shè)計(jì)規(guī)范》SZDB/Z 29.2（以往時(shí)2011版，現(xiàn)在正在修訂）和南方電網(wǎng)公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車充電站及充電樁設(shè)計(jì)規(guī)范》 Q/CSG 11516.2，隨著電動汽車的快速發(fā)展，2014年住建部發(fā)布了國家工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車充電站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50966-2014，使得電動汽車充電站設(shè)計(jì)上升到國家標(biāo)準(zhǔn)。然而這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對電動汽車充電站設(shè)計(jì)要求普遍存在如下問題：

1.未正確認(rèn)識電動汽車的危險(xiǎn)性，大多數(shù)規(guī)范均將供電、充電系統(tǒng)作為充換電站最大的危險(xiǎn)源，忽略了車上動力電池危險(xiǎn)性的存在。

2.防火設(shè)計(jì)要求不具體，可操作性差。由于動力電池火災(zāi)危險(xiǎn)性未被明確，且大多規(guī)范編制過程中缺少公安消防專業(yè)人士的參與，故對于防火間距、耐火等級無具體要求。

3.消防設(shè)施的設(shè)置要求不明確。對于室內(nèi)外消火栓、自動滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)、滅火器的配置等要求不明確，甚至存在互相矛盾的地方，如對室內(nèi)外消火栓需設(shè)置和不需設(shè)置即存在不同的要求。

4.現(xiàn)行充換電站建設(shè)已與現(xiàn)行規(guī)范相矛盾。如《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50067-2014中“4.1.8 地下、半地下汽車庫內(nèi)不應(yīng)設(shè)置修理車位、噴漆間、充電間、乙炔間和甲、乙類物品庫房”，但由于目前很多城市面臨用地緊張的問題，現(xiàn)已投入使用的很多電動汽車充電樁均設(shè)置在了地下停車庫內(nèi)，使得消防審批更難得到落實(shí)。

2.2 消防設(shè)施配置情況復(fù)雜，消防安全管理缺失

經(jīng)調(diào)研，目前已經(jīng)建成并投入使用的充換電站內(nèi)存在如下的消防安全問題：

1.現(xiàn)有消防設(shè)施配置情況復(fù)雜，滅火效果不明確。電動汽車充電站內(nèi)設(shè)置主要有室內(nèi)消火栓箱、推車式或手提式水基型或干粉滅火器、滅火毯、消防沙等。國外相關(guān)資料顯示，大量持續(xù)的消防水是撲滅電動汽車火災(zāi)最有效的方法，而目前很多充電站內(nèi)出于水導(dǎo)電的顧慮，大多未設(shè)置室內(nèi)消火栓，消防員滅火時(shí)只能依靠市政供水或消防車供水，給火災(zāi)撲救帶來一

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定的困難。根據(jù)以往的火災(zāi)案例來看，滅火器對于撲滅電動汽車火災(zāi)效果不明顯，甚至無法控制火災(zāi)的發(fā)展。消防沙池的設(shè)置往往距離充電站較遠(yuǎn)，若車輛發(fā)生火災(zāi)，消防沙運(yùn)送過去時(shí)間較長，且火勢一旦蔓延開來，人員無法靠近，便無法將消防沙釋放到火場中。

2.消防安全管理未得到重視，消防設(shè)施使用狀況不佳。有專人管理的電動公交車充電站，基本都設(shè)置了安全管理規(guī)定和應(yīng)急操作規(guī)程，站內(nèi)人員均經(jīng)過一定的消防安全培訓(xùn)，消防設(shè)施配置雖然不統(tǒng)一，但基本都有配置，且有專人管理，均處于可用狀態(tài)。無人看管的私人電動小轎車充電站往往無消防安全管理規(guī)定，且大多未配置消防設(shè)施或消防設(shè)施處于無法使用狀態(tài)，存在很大的消防安全隱患。

因此，亟需制定相應(yīng)的國家工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，使得充換電站消防安全規(guī)定和審批驗(yàn)收要求能夠有據(jù)可依，以有效控制和降低其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。電動汽車充電站消防安全關(guān)鍵技術(shù)及建議

電動汽車充電站防火設(shè)計(jì)中，急需解決充換電站分類、火災(zāi)危險(xiǎn)性、選址、平面布置、防火設(shè)計(jì)、消防設(shè)置配置、火災(zāi)事故處置等問題。

3.1 充電站分類

經(jīng)調(diào)研，目前在建的電動汽車充電站選址、建筑面積、運(yùn)營能力等具有較大的差異，充電站種類多，體量大。周邊建筑物有住宅、宿舍、學(xué)校建筑或商務(wù)樓等，與周邊建筑的距離大多較近，有的直接設(shè)置在建筑物的外墻，有些毗鄰建筑物只有1m的距離。建筑規(guī)模從28㎡至6880㎡不等。運(yùn)營能力從3輛到一百多輛不等。因此，在防火設(shè)計(jì)中要根據(jù)建筑類型、規(guī)模、選址、運(yùn)營能力等進(jìn)行分類，并有針對性的提出消防安全要求。

3.2 充電站火災(zāi)危險(xiǎn)性

充電站建筑內(nèi)火災(zāi)危險(xiǎn)性主要來自車載動力電池，換電站內(nèi)大量儲存的電池使得火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)一步增加。動力電池由正極、負(fù)極、電解液、隔膜和包裝材料等組成，動力電池生產(chǎn)企業(yè)中常使用的電池原料主要有溶劑和電解液。電解液和溶劑的閃點(diǎn)都較低，最低的僅16℃，根據(jù)GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，對于液體物質(zhì)采用閃點(diǎn)來衡量其火災(zāi)危險(xiǎn)性，電池危險(xiǎn)性為甲類。因此，以充電為主的電動汽車充電站，由于鋰離子電池?cái)?shù)量較少，且危險(xiǎn)源不固定的原因，可根據(jù)充電站的規(guī)模及采取的防火措施來認(rèn)定具體火災(zāi)危險(xiǎn)性。

3.3 充電站選址、平面布局

首先應(yīng)確定不宜設(shè)置在地下車庫。但由于城市用地緊張，許多城市都把充電站設(shè)置在地下停車庫中，相比傳統(tǒng)車，具有特殊的危害性：電動汽車火災(zāi)產(chǎn)生大量有毒有害氣體；電動汽車具有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。因此，對于電動汽車充電站選址和平面布局應(yīng)重點(diǎn)考慮如下：

1.宜設(shè)置在地面一層，如必須設(shè)置在地下時(shí)，不應(yīng)設(shè)置在地下兩層及以下的樓層。2.充電站應(yīng)設(shè)置在人員密集場所的常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。不應(yīng)設(shè)置在人員密集場所的主出入口。

3.4 充電站防火設(shè)計(jì)

充電站由于存儲鋰電池的數(shù)量和規(guī)模的不同，防火設(shè)計(jì)應(yīng)分開考慮?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》作為建（構(gòu)）筑物防火設(shè)計(jì)的基本規(guī)范，應(yīng)盡量參照此規(guī)范，然而，在無法滿足的情況下，應(yīng)根據(jù)電池火災(zāi)特點(diǎn)對電動汽車充電站采取一些額外措施，以保障充換電站消防安全。如考慮到電池飛濺，現(xiàn)有距離居民區(qū)較近的充換電站建議增加防飛濺的鐵絲網(wǎng)；儲存電池的地方建議增加防撞裝置，避免因撞擊引起電池短路而發(fā)生事故。

3.5 充電站消防設(shè)施設(shè)置

充電站消防設(shè)施應(yīng)包括滅火系統(tǒng)，自動報(bào)警系統(tǒng)、防排煙設(shè)施等。

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對于滅火系統(tǒng)，目前關(guān)于電動汽車電池火災(zāi)的滅火技術(shù)研究的文獻(xiàn)較少[7-8]，甚至這些少量文獻(xiàn)中關(guān)于電動汽車火災(zāi)滅火技術(shù)的描述都存在相互矛盾的地方。但是大量持續(xù)的消防水對于電動汽車火災(zāi)的降溫和隔絕氧氣等具有很好的效果，因此，建議在充換電站內(nèi)設(shè)置室內(nèi)消火栓、室外消火栓，以滿足火災(zāi)時(shí)消防車輛的用水。其次，對各類滅火劑、滅火系統(tǒng)的有效性展開實(shí)驗(yàn)研究，研究或開發(fā)能夠有效撲滅鋰電池火災(zāi)的滅火系統(tǒng)。

對于自動報(bào)警系統(tǒng)，根據(jù)動力電池火災(zāi)特點(diǎn)，動力電池燃燒前內(nèi)部溫度升高，且伴隨有大量的氣體產(chǎn)生，電池內(nèi)部溫度升高有電池管理系統(tǒng)（BMS）進(jìn)行監(jiān)控，可以輔助報(bào)警，因此，應(yīng)特別要求電池管理系統(tǒng)與消防監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動。同時(shí)，應(yīng)采用可燃?xì)怏w報(bào)警裝置或感煙報(bào)警系統(tǒng)增加火災(zāi)的預(yù)警。

對于防排煙設(shè)施，現(xiàn)有的地面充換電站一般為敞開式建筑，密閉空間較少。而設(shè)置在地下的充電站，火災(zāi)時(shí)的排煙問題也是重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，應(yīng)展開系統(tǒng)研究，尤其是大量有毒有害氣體的排煙問題。結(jié)論

電動汽車充電站在設(shè)計(jì)、建設(shè)和消防安全管理方面存在一定的問題，但是伴隨著國家戰(zhàn)略體系的部署，面對電動汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的現(xiàn)狀，電動汽車充電站作為電動汽車行業(yè)發(fā)展中不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施，其技術(shù)必須緊跟電動汽車的發(fā)展步伐。因此，相關(guān)產(chǎn)業(yè)和部門應(yīng)加快相關(guān)研究，提出具體措施，尤其盡快制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使得電動汽車充電站的管理和運(yùn)行更加規(guī)范和有序，滿足電動汽車行業(yè)快速發(fā)展對基礎(chǔ)設(shè)施的需求，保障電動汽車行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：繼電保護(hù)電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究的論文

摘要：隨著市場對電能在質(zhì)量方面、穩(wěn)定性方面要求越來越高，電力企業(yè)應(yīng)不斷電能供應(yīng)的能力及電力系統(tǒng)的保護(hù)，特別是對于短路故障提出針對性的解決措施，確保電能持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。文章介紹了繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障及原因，然后具體分析短路保護(hù)技術(shù)，最后提出繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障處理措施。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；電力系統(tǒng)；短路保護(hù)；關(guān)鍵技術(shù)

前言

近年來，科學(xué)技術(shù)不斷升級，電力系統(tǒng)短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)取得了良好的應(yīng)用效果，在繼電保護(hù)電力系統(tǒng)中頻繁應(yīng)用，這對電力系統(tǒng)有序運(yùn)行，電力系統(tǒng)安全性提升有重要意義。此外，短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)還能起到短路故障幾率降低、電力資源節(jié)約的作用，能夠擴(kuò)大電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)利潤空間。本文這一論題具有探究必要性，論題分析的現(xiàn)實(shí)意義較顯著。

1繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障及原因

1.1故障

繼電保護(hù)電力系統(tǒng)啟動、運(yùn)行期間極易發(fā)生短路故障，常見故障集中體現(xiàn)在電力用戶、絕緣體、三項(xiàng)系統(tǒng)等方面，針對常見短路故障處理時(shí)，應(yīng)首先了解短路故障產(chǎn)生的原因，這能為短路故障處理、短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用提供機(jī)會。

1.2原因

對于電力用戶故障：電力系統(tǒng)建設(shè)存在明顯區(qū)域差異，主要因?yàn)椴煌瑓^(qū)域經(jīng)濟(jì)水平、人口數(shù)量不盡相同，人口數(shù)量較多的區(qū)域，電力資源需求相應(yīng)增多，電力系統(tǒng)建設(shè)活動隨之增加，同時(shí)，電力用戶故障發(fā)生頻率較高。人口密度較大的區(qū)域存在線路老化、線路破損等現(xiàn)實(shí)問題，主要原因即電力用戶使用電力設(shè)備、電線時(shí)間過長，如果電力設(shè)備未能及時(shí)維修、養(yǎng)護(hù)，電線未能及時(shí)更換，極易產(chǎn)生安全事故。對于絕緣體故障：電力系統(tǒng)導(dǎo)體存在差異，導(dǎo)體保護(hù)工作一旦被忽視，那極易出現(xiàn)短路故障，其中，最為重要的原因即絕緣體破損，導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定性得不到保證。一旦絕緣體性能降低，那么絕緣作用會逐漸削弱，電流流通得不到有效控制，當(dāng)流通電流超過規(guī)定的電流值時(shí)，則電力系統(tǒng)短路故障發(fā)生幾率會提高，影響電力系統(tǒng)安全性。對于三項(xiàng)系統(tǒng)故障：這一故障主要指的是橫向故障，故障產(chǎn)生的原因即三項(xiàng)阻抗非正常運(yùn)行，故障表現(xiàn)為單相接地短路、三相短路、兩相接地短路等。這類故障發(fā)生幾率雖然不高，一旦出現(xiàn)三項(xiàng)系統(tǒng)故障，會大大降低電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且影響范圍會逐漸擴(kuò)大[1]。

2短路保護(hù)技術(shù)具體分析

短路保護(hù)技術(shù)分析主要從智能保護(hù)、相電流保護(hù)、熔斷器保護(hù)、零序電流保護(hù)四方面入手，具體分析如下。

2.1智能保護(hù)

二十世紀(jì)九十年代，繼電保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用PLC技術(shù)，即基于智能保護(hù)模塊安裝智能監(jiān)控裝置，以便動態(tài)掌握員工工作行為，以及相關(guān)參數(shù)變化情況。智能保護(hù)工作具體落實(shí)，能夠及時(shí)掌握短路、電壓變化、漏電、負(fù)荷超標(biāo)、熱量集中等情況。

2.2相電流保護(hù)

參照短路電流故障數(shù)據(jù)，借助機(jī)械設(shè)備保護(hù)電力系統(tǒng)。相電流保護(hù)期間，首先獲取電流于互感器設(shè)備，使其構(gòu)成回路常閉節(jié)點(diǎn)，通過電磁力抵消彈簧壓力的方式來實(shí)現(xiàn)保護(hù)目標(biāo)。

2.3熔斷器保護(hù)

以往電力系統(tǒng)短路保護(hù)方式主要為電流增大、電流自動切斷，這種保護(hù)方式被稱為熔斷器保護(hù)。熔斷器保護(hù)組件一旦受損，需要立即更換，因?yàn)楸Ｗo(hù)組件不支持多次使用，如果保護(hù)組件更換不及時(shí)，那么短路保護(hù)操作存在較大的安全隱患，還會影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。當(dāng)前，電流系統(tǒng)不斷升級，應(yīng)用熔斷器的過程中，極易因單個(gè)熔斷器熔斷，而影響其余熔斷器應(yīng)用效果，對此，應(yīng)用相應(yīng)技術(shù)予以改善，盡最大可能保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.4零序電流保護(hù)

短路故障產(chǎn)生后，零序電流保護(hù)工作應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)，爭取在短時(shí)間保證電流相位有序運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。因此，電力企業(yè)應(yīng)給予足夠關(guān)注，有序梳理電流系統(tǒng)，避免電流紊亂運(yùn)行，這能大大降低短路故障發(fā)生幾率[2]。

3繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障處理措施

繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障事先預(yù)知、及時(shí)處理的有效措施介紹如下，這能大大降低短路故障發(fā)生幾率，確保電力資源穩(wěn)定、順利供應(yīng)，全面保障電力系統(tǒng)安全性。

3.1合理安裝避雷裝置

一旦遇到雷雨天氣，電力系統(tǒng)遭受雷擊、導(dǎo)致線路損壞的幾率較高，同時(shí)，還伴隨停電、火災(zāi)等事件，這種突發(fā)事件極易影響人類用電的規(guī)律性。為了處理這一方面的短路故障，應(yīng)在變電站設(shè)備附近合理安裝避雷裝置，避免雷擊產(chǎn)生電力事故，導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全性受到不利影響。具體安裝時(shí)，應(yīng)優(yōu)選適合避雷裝置，在類型、功能等方面細(xì)致篩選，盡可能發(fā)揮避雷裝置的功用性。需要注意的是，壁壘裝置連接應(yīng)注意連接線路安全性，以免因線路連接不當(dāng)產(chǎn)生其他安全事故。

3.2準(zhǔn)確切斷故障點(diǎn)電源

繼電保護(hù)電力系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)間緊密連接，一旦某一結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常，那么其他結(jié)構(gòu)會自然受到影響，進(jìn)而影響整體穩(wěn)定性。對此，應(yīng)及時(shí)處理故障電路，以免擴(kuò)大故障范圍。電力系統(tǒng)短路故障預(yù)防的過程中，根據(jù)系統(tǒng)故障狀態(tài)縮小故障范圍，直到鎖定故障位置，在這一過程中，細(xì)分故障類型，探究故障形成的原因，待基本問題準(zhǔn)確判定后，快速切斷故障點(diǎn)電源，確保檢修工作順利開展，縮小短路故障帶來的不利影響。除此之外，工作人員能夠利用萬能表完成短路電流預(yù)測，并記錄電流參數(shù)變化情況，這能為后期短路故障分析提供依據(jù)，同時(shí)，還能為電路調(diào)整提供可靠參考。其中，萬能表應(yīng)用期間應(yīng)掌握應(yīng)用步驟，首先，斷開電源，將裝置開關(guān)調(diào)節(jié)至蜂鳴器檔位，然后，連接待測試端子于表筆，如果蜂鳴器傳遞信號，并顯示較低導(dǎo)通電壓值后，則證實(shí)測點(diǎn)確實(shí)出現(xiàn)短路故障。

3.3加強(qiáng)電力系統(tǒng)日常維護(hù)

要提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性，務(wù)必做好日常維護(hù)、定期檢修工作，盡可能降低短路故障現(xiàn)象發(fā)生幾率。日常維護(hù)工作執(zhí)行時(shí)，應(yīng)從以下幾方面措施入手。首先，為電力員工組織系統(tǒng)化培訓(xùn)工作，盡可能提高員工操作技能，豐富員工工作經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，為電力員工適當(dāng)組織實(shí)訓(xùn)活動，避免員工實(shí)踐操作時(shí)出現(xiàn)失誤。然后，全面掌握繼電保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，記錄待確定因素，并針對短路故障制定有效的處理方案，在這一過程中，適當(dāng)借鑒發(fā)達(dá)國家在短路故障處理方面的技巧，調(diào)用已學(xué)理論知識以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保最終確定的短路故障處理方案能夠真正起到繼電保護(hù)電力系統(tǒng)維護(hù)的積極作用，以此降低短路故障發(fā)生幾率。最后，提高先進(jìn)信息技術(shù)應(yīng)用率，應(yīng)用監(jiān)控技術(shù)全面掌握繼電保護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，將監(jiān)測結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)連接傳輸于上級部門，以便準(zhǔn)確判斷短路故障，同時(shí)，這能為電力設(shè)備維護(hù)、檢修提供可靠依據(jù)，以免類似故障重復(fù)發(fā)生[3]。

4結(jié)束語

綜上所述，繼電保護(hù)電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)短路故障，則說明電力系統(tǒng)事先短路故障預(yù)防工作不到位，因此，電力企業(yè)以及電力員工、用戶應(yīng)共同預(yù)防短路故障，結(jié)合短路故障現(xiàn)狀應(yīng)用適合的短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，以此維護(hù)電力系統(tǒng)安全。通過合理安裝避雷裝置、準(zhǔn)確切斷故障點(diǎn)電源、加強(qiáng)電力系統(tǒng)日常維護(hù)等措施來全面處理繼電保護(hù)電力系統(tǒng)短路故障，通過降低電力系統(tǒng)故障來提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，這對電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增加、電力行業(yè)持續(xù)發(fā)展有重要作用。此外，短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用范圍會逐漸擴(kuò)大，有利于提高短路保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用效率。

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