向宸薇

【摘要】? ? 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和空管自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的多媒體傳輸和管理已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足空管自動(dòng)化體系的需求，流式媒體技術(shù)在未來(lái)空管自動(dòng)化發(fā)展的多媒體管理架構(gòu)方面有著重要意義和廣泛應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】? ? 流式媒體? ? 空管自動(dòng)化體系? ? 應(yīng)用前景

引言：

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸速率的大幅提升為技術(shù)環(huán)境的改善提供了良好的基礎(chǔ)。流式傳輸加速多媒體內(nèi)容傳播速度和提升用戶(hù)觀賞體驗(yàn)的同時(shí)，也使得傳播內(nèi)容更加多樣化，除了傳統(tǒng)的視頻音頻傳輸，還可以和用戶(hù)進(jìn)行即時(shí)交互，有著廣泛的應(yīng)用前景，值得深入研究。

一、流媒體

流媒體（streaming media）即流式傳輸，是將一連串多媒體數(shù)據(jù)壓縮后在互聯(lián)網(wǎng)上分段發(fā)送，讓用戶(hù)可以即時(shí)觀看媒體內(nèi)容的一種技術(shù)。區(qū)別于傳統(tǒng)多媒體傳輸，用戶(hù)需要先將完整的多媒體內(nèi)容下載至本地計(jì)算機(jī)才能觀看，流式傳輸使得多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包可以像流水一樣在網(wǎng)絡(luò)上流動(dòng)，用戶(hù)端可以一邊下載一邊觀看，提高了實(shí)時(shí)性能，降低了用戶(hù)端的緩存容量。

流媒體包含了視頻流、聲音流、動(dòng)畫(huà)流、圖像流和文本流等在時(shí)間上具有連續(xù)性的媒體數(shù)據(jù)，多媒體傳輸內(nèi)容更加豐富，傳輸時(shí)在用戶(hù)端的主機(jī)上先創(chuàng)建一個(gè)緩沖區(qū)，在播放多媒體內(nèi)容前預(yù)先下一段數(shù)據(jù)作以緩沖，如果傳輸速度小于播放速度，播放器就會(huì)播放緩沖好的多媒體數(shù)據(jù)，使得播放具有連續(xù)性，播放品質(zhì)得以保障。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，進(jìn)入了5G時(shí)代，在網(wǎng)速得到大幅度提升的同時(shí)，流媒體技術(shù)也會(huì)在更多場(chǎng)合被廣泛應(yīng)用。

二、推流與拉流技術(shù)

推流是指多媒體播放端如電腦、手機(jī)和攝像頭等設(shè)備將采集封裝好的數(shù)據(jù)推送至服務(wù)器的過(guò)程，而拉流則是指觀看多媒體內(nèi)容的用戶(hù)端如顯示屏、智能電視和電腦等設(shè)備用指定地址從服務(wù)器端拉取數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過(guò)程。

廣泛應(yīng)用的推流/拉流協(xié)議有RTMP（Real Time Messaging Protocol）實(shí)時(shí)消息傳輸協(xié)議，HLS（Http Live Streaming）基于HTTP的流媒體實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議，WebRTC（Web Real-Time Communication），基于網(wǎng)頁(yè)的即時(shí)通信，可根據(jù)實(shí)際的項(xiàng)目需求選用相應(yīng)的推流/拉流協(xié)議。

1.RTMP（Real Time Messaging Protocol）實(shí)時(shí)消息傳輸協(xié)議

RTMP是Adobe公司提出的一種用來(lái)在Flash/AIR平臺(tái)和支持RTMP協(xié)議的流媒體/交互服務(wù)器之間進(jìn)行音視頻和數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用層協(xié)議，是一個(gè)基于TCP的協(xié)議族，協(xié)議包括了RTMP的基本協(xié)議和RTMPS、RTMPE和RTMPT等多個(gè)增加了安全、加密等功能的其他變種協(xié)議。RTMP協(xié)議規(guī)定了視頻格式需為H264編碼，音頻格式需為AAC或MP3編碼，RTMP作為主流使用的流媒體傳輸協(xié)議有著對(duì)CDN節(jié)點(diǎn)支持良好和實(shí)現(xiàn)難度低等優(yōu)勢(shì)，但Adobe公司已不再繼續(xù)更新協(xié)議，并且協(xié)議本身不支持瀏覽器成為RTMP的劣勢(shì)。

2.HLS（Http Live Streaming）基于HTTP的流媒體實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議

HLS是由APPLE公司提出的一種基于HTTP協(xié)議的流媒體傳輸協(xié)議，將流數(shù)據(jù)分割成小文件進(jìn)行下載，會(huì)話(huà)包含M3U8描述文件和TS視頻文件，開(kāi)始一個(gè)流媒體的會(huì)話(huà)后，客戶(hù)端收到M3U8文件，通過(guò)該文件尋找可用的流文件。

HLS協(xié)議規(guī)定了視頻格式需為H264編碼，音頻格式需為MP3、AAC和AC-3編碼，由于是基于HTTP協(xié)議的，HLS協(xié)議不會(huì)輕易被防火墻屏蔽，缺點(diǎn)是傳輸延遲跟其他流媒體傳輸協(xié)議相比較大，對(duì)視頻觀看實(shí)時(shí)性有較高要求的情況下要慎用。

3.WebRTC（Web Real-Time Communication）基于網(wǎng)頁(yè)的即時(shí)通信

WebRTC是由Google、Mozilla和Opera共同支持與維護(hù)的一個(gè)開(kāi)源協(xié)議，基于SRTP和UDP協(xié)議，支持目前市面上的大部分瀏覽器，傳輸延時(shí)較低，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，對(duì)一對(duì)一交互的流媒體傳輸十分友好。

三、流式媒體在空管自動(dòng)化體系中的應(yīng)用

早期的空管自動(dòng)化體系主要由自動(dòng)化系統(tǒng)組成，對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控和錄像需求集中在管制員在自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)視數(shù)據(jù)工作界面的操作，隨著科技日新月異，自動(dòng)化系統(tǒng)不斷擴(kuò)展衍生出飛行計(jì)劃工作界面、電子進(jìn)程單工作界面等新的工作界面，同時(shí)伴隨協(xié)同決策系統(tǒng)、AMAN、DMAN等輔助系統(tǒng)陸續(xù)加入，不斷豐富著空管自動(dòng)化體系，隨之而來(lái)也產(chǎn)生了一些問(wèn)題：

1.并非每一套設(shè)備在初始需求里都對(duì)這些設(shè)備的所有工作界面設(shè)計(jì)了監(jiān)控和錄像需求，后期一旦有遠(yuǎn)程監(jiān)控和錄像需求，不管是長(zhǎng)期需求還是臨時(shí)性需求，都需要聯(lián)系廠(chǎng)家專(zhuān)門(mén)制作相應(yīng)的軟件;

2.錄像軟件部署在管制所使用的工作站終端上，占用終端資源，如果終端發(fā)生類(lèi)似進(jìn)程卡頓之類(lèi)的故障，錄像軟件也可能無(wú)法正常工作，不能百分百真實(shí)還原管制員操作的畫(huà)面;

3.錄像軟件記錄下的錄像格式不是常見(jiàn)視頻格式，只能通過(guò)特定終端播放，無(wú)法用于講評(píng)和教學(xué);

4.監(jiān)控與被監(jiān)控終端連接時(shí)占用雙方資源，同時(shí)監(jiān)控多個(gè)席位的工作情況時(shí)對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)目有嚴(yán)格限制;

這些問(wèn)題的關(guān)鍵在于空管自動(dòng)化體系里對(duì)于多媒體的傳輸及管理依然是傳統(tǒng)的先打包再傳輸，由本地計(jì)算機(jī)部署的錄像軟件記錄下一段完整的錄像再轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的服務(wù)器存儲(chǔ)，監(jiān)控主機(jī)終端與管制員正在使用的終端進(jìn)行一對(duì)一連接才能進(jìn)行監(jiān)控。這樣就需要每套系統(tǒng)都有自己對(duì)應(yīng)的錄像軟件和監(jiān)控軟件，增加了經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本。

通過(guò)流媒體技術(shù)，可以搭建一套跨平臺(tái)跨系統(tǒng)的視頻采集存儲(chǔ)系統(tǒng)。系統(tǒng)可以將管制員工作界面的多媒體內(nèi)容實(shí)時(shí)推流到流媒體服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理，監(jiān)控端按需從流媒體服務(wù)器拉流自己需要監(jiān)控的工作界面實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。

基于流媒體技術(shù)的多媒體內(nèi)容管理系統(tǒng)架構(gòu)借助視頻采集卡等視頻采集設(shè)備將客戶(hù)端的視頻畫(huà)面等多媒體數(shù)據(jù)采集并編碼輸出成推流協(xié)議需要的格式，推流至流媒體服務(wù)器，由服務(wù)器端部署的視頻錄制軟件對(duì)各個(gè)席位的工作界面內(nèi)容進(jìn)行錄制和存儲(chǔ)等管理工作，而監(jiān)控端可將視頻流從服務(wù)器端拉流至本地進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可監(jiān)控終端數(shù)目可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求配置。

這種基于流媒體技術(shù)的架構(gòu)，視頻采集和編碼由視頻采集卡等外置設(shè)備完成，視頻錄制由服務(wù)器完成，無(wú)需將錄制軟件部署在客戶(hù)端，不占用客戶(hù)端資源。視頻采集卡直接從主機(jī)采集視頻信號(hào)，采集到的視頻畫(huà)面與屏幕顯示的工作畫(huà)面完全一致，真實(shí)記錄了工作界面情況，也杜絕了由于終端故障或錄制軟件自身問(wèn)題引起的錄像與實(shí)際畫(huà)面不一致情況。

這種基于流媒體技術(shù)的架構(gòu)是可以跨平臺(tái)跨系統(tǒng)兼容使用的，不再拘泥于某套系統(tǒng)專(zhuān)用或某平臺(tái)專(zhuān)用，可以適用于各套系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)成本低，搭建時(shí)間快。

還可以在流媒體服務(wù)器上配置其他管理功能，將視頻格式存儲(chǔ)為各系統(tǒng)可識(shí)別的通用格式，與音頻進(jìn)行合成或進(jìn)行其他類(lèi)型的二次加工為講評(píng)和教學(xué)等功能擴(kuò)展提供素材。

四、結(jié)束語(yǔ)

基于流式媒體技術(shù)的多媒體內(nèi)容管理架構(gòu)不僅搭建快捷，還可復(fù)用于不同場(chǎng)景，為空管自動(dòng)化飛速發(fā)展中產(chǎn)生的各種錄像和監(jiān)控需求提供了另一種思路，節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本，提升了工作效率，這種可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)跨系統(tǒng)的技術(shù)和其應(yīng)用價(jià)值值得進(jìn)行更為深入的探討和研究。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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