一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備的製作方法

2023-05-10 03:22:56

專利名稱：一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備的製作方法
技術領域：
一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備技術領域[0001]本實用新型涉及鐵路無線列車調度通訊系統，特別是一種對每次進站的列車聯繫呼叫內容進行實時記錄、並自動語音識別分析是否成功聯控的鐵路機車聯控語音記錄分析設備。
背景技術：
[0002]目前鐵路列車無線調度通信安全管理記錄採用數字語音記錄儀設備，對調車作業、行車調度指揮命令的語言、時間進行記錄。相當於鐵路行車指揮調度通信的黑匣子，是鑑定事故責任、監督工作質量的必備設備，為鐵路安全管理及事故分析提供依據，是指揮列車安全正點運行及調車作業全過程進行記錄監督，是調度通信系統不可缺少的組成部分。[0003]現有技術中，鐵路指揮列車安全正點運行的車機聯控僅對聯控時的語音進行記錄，未能做到通過語音識別技術，對所記錄的聯控通話語音進行分析和識別。實用新型內容[0004]本實用新型的主要目的在於克服現有技術的不足，考慮現場應用環境和運用過程中存在著缺陷，提出一種能夠對車機聯控語音內容自動識別，判斷是否聯控成功的鐵路機車聯控語音記錄分析設備。[0005]本實用新型採用如下技術方案[0006]一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備，其特徵在於包括用於將車機聯控中的語音信號進行特徵提取獲得車機聯控聲音流信號的語音提取裝置、用於將聲音流信號進行分析匹配獲得車機聯控結果的語音識別裝置、存儲裝置、顯示裝置、以及與上述語音提取裝置、語音識別裝置、存儲裝置和顯示裝置相連將聲音流信號進行相應的算法分析、模數轉換、編碼和壓縮後存儲至存儲裝置且將來自語音識別裝置車機聯控結果進行相應的語音理解得出一次呼通率並通過顯示裝置實時顯示主處理裝置。[0007]進一步的，還包括有用於對聲音流信號進行實時在線查詢和播放的喇叭裝置，該喇叭裝置與主處理裝置相連。[0008]進一步的，還包括用於實時監聽聲音流信號的電話接口，該電話接口與所述主處理裝置相連。[0009]進一步的，還包括用於遠程查詢聲音流信號的乙太網接口，該乙太網接口與所述主處理裝置相連。[0010]由上述對本實用新型的描述可知，與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:[0011]本實用新型提出了一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備，採用大規模數字集成電路完成對採集到的語音信號進行取樣、編碼、壓縮和存儲，不僅在車機聯控時能對通話語音進行記錄，還能夠同時對車機聯控語音內容自動識別，判斷是否聯控成功完整，以每次完整的呼叫、應答、確認為標準進行有效的數據成功統計；設備自帶乙太網和電話網接口，實現遠程查詢、分析統計、回放、監聽和數據下載。並完全滿足長時間話音記錄、查詢，播放和統計；具有可靠性高、操作簡單、免維護等特點；該設備工作時無任何機械動作部分，具有抗震、使用壽命長、省電節能等特點，是鐵路無線調度通信系統不可缺少的組成部分。


[0012]圖I為本實用新型的鐵路車機聯控語音記錄分析設備的結構框圖。
具體實施方式
[0013]以下通過具體實施方式
對本實用新型作進一步的描述。[0014]本實用新型主要應用於鐵路車機聯控所進行無線語音對講環境，對其通話進行數字記錄、識別、分析、查詢、監聽和監控，具有設備掉電後信息不丟失等優點。[0015]參照圖I，一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備，包括用於將車機聯控中的語音信號進行特徵提取獲得車機聯控聲音流信號的語音提取裝置I、用於將聲音流信號進行分析匹配獲得車機聯控結果的語音識別裝置2、存儲裝置3、顯示裝置4、以及主處理裝置5。存儲裝置3、顯示裝置4與主處理裝置5相連。語音提取裝置I將提取到的聲音流信息經量化編碼後送至主處理裝置5進行相應的算法分析，模數轉換、編碼和壓縮後存儲至存儲裝置3。語音識別裝置2將車機聯控結果經編碼輸出至主處理裝置5進行相應的語音理解得出一次呼通率，並通過顯示裝置4進行實時顯示，其中，存儲裝置可採用SD卡。[0016]本實用新型還包括有用於對聲音流信號進行實時在線查詢和播放的喇叭裝置6， 用於實時監聽聲音流信號的電話接口 7，用於遠程查詢聲音流信號的乙太網接口 8，用於進行數據傳輸的USB接口 9和PCM接口 10。[0017]具體的，採用嵌入式(ARM)作為主處理裝置，全數字電路設計，將聲音數據經過 ADC轉化，並通過抽取濾波器提取有用的聲音數據形成語音流信號，通過特徵提取將語音流數據量化編碼後通過主處理裝置進行相應的語音算法和信號檢測。利用編碼壓縮算法解決了語音數位化後碼率與記錄時間的矛盾，用最新的信號壓擴技術解決了語音動態範圍與數字位的矛盾，有效地解決錄音記錄壓縮，記錄音質清晰，記錄時間長。採用全中文大液晶屏顯示，可通過電腦軟體管理，人機界面友好，操作直觀方便，設置權限查詢等功能。配備了多路錄音和電話遠程查詢接口，可以通過電話遠程遙控查詢和播放記錄內容。錄音內容可以通過SD卡轉存到電腦中保存，方便管理。[0018]採用本實用性的鐵路車機聯控語音記錄分析設備的語音分析方法，用於對車機聯控中的語音信號進行分析得出聯控呼通結果，具體包括如下步驟[0019]I)將接收到的語音信號進行濾波處理，保留300-3400HZ的語音信號後進行A/D轉換得到數字語音信號；[0020]2)從數字語音信號提取出車機聯控中的聲音流信息；[0021]3)按照設定的識別策略，將該聲音流信息與車機聯控中的標準通話模型進行匹配，提取出與該聲音流信息相似度最大的標準通話模型作為匹配結果。[0022]在步驟2)中的聲音流信息為採用特徵去噪算法以頻率倒譜係數為主，配合上能量參數以其一階、二階差分組成一個多維的特徵向量。由於本設備提取的語音數據為電臺接收解調出來的音頻信號，其環境噪音較大，信噪比較小，故採用更為複雜的去噪算法。依照語言模型和聲學模型對語音流信號進行理解分析。語音模型採用統計語法的語言模型與基於規則語法結構命令語言模型。語法結構可以限定不同詞之間的相互連接關係，減少了識別系統的搜索空間，這有利於提高系統的識別；聲學模型，結合上下文相關的聲學模型建模法，採用半連續或連續隱含馬爾可夫模型拓撲結構，用狀態之間的駐留和轉移來描述語音樣本的產生。是識別基元的確定和大批量高標準的訓練數據。相對基於詞的模型來說， 詞類語言模型的句法意義更明顯，而且能夠避免出現數據稀疏問題。[0023]在步驟3)中，設定的識別策略是採用基於小領域語言模型的連續語音識別和關鍵詞檢出策略，不考慮語音信息中無關的其它語言成分，提高語義要素的識別率。用於對話系統，因為其具有忽略關鍵詞以外的語音部分，很多口語現象可以被忽略掉而不影響關鍵詞的識別性能。[0024]在步驟3)中所述車機聯控中的標準通話模型是人為設定的車機聯控中採用的必要特徵字。可以是鐵路標準規定車機聯控的通話格式標準，列車在規定的呼叫點按以下方式呼叫，機車x X (站)X X (次)接近，車站x X (次)X X(M)X道通過(停車)，機車χχ(次)χ道通過(停車)，司機明白。可以從標準通話格式中提取出的特徵值作為車機聯控中的標準通話模型成立模式庫，用來匹配待識別語音信號的特徵值。在特徵值的系統模板指導下的關鍵詞檢出具有很高的識別性能和魯棒性，明顯好於其它識別系統，且具有很好的可移植性。[0025]在步驟3)中若聲音流信息與車機聯控中標準通話模型特徵字匹配，則表示聯控呼通成功。由鐵標規定車機聯·控的標準通話模型中提出的特徵字，如「站、次、接近、通過、停車、司機明白」作為特徵值的系統匹配模板。在建立某次通話過程中如果出現與特徵字相匹配，代表其一次聯控呼通率成功。[0026]簡單來說本實用新型的鐵路車機聯控語音記錄分析設備可實現的功能有1、常規語音通話記錄功能；2、錄音回放功能；3、記錄查詢轉儲功能；4、實時監聽功能；5、時間設置及校正功能；6、錄音文件自動循環覆蓋功能；7、語音識別和顯示功能；8、遠程查詢播放功倉泛。[0027]上述僅為本實用新型的一個具體實施方式
，但本實用新型的設計構思並不局限於此，凡利用此構思對本實用新型進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本實用新型保護範圍的行為。
權利要求1.一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備，其特徵在於包括用於將車機聯控中的語音信號進行特徵提取獲得車機聯控聲音流信號的語音提取裝置、用於將聲音流信號進行分析匹配獲得車機聯控結果的語音識別裝置、存儲裝置、顯示裝置、以及與上述語音提取裝置、 語音識別裝置、存儲裝置和顯示裝置相連將聲音流信號進行相應的算法分析、模數轉換、編碼和壓縮後存儲至存儲裝置且將來自語音識別裝置車機聯控結果進行相應的語音理解得出一次呼通率並通過顯示裝置實時顯示的主處理裝置。
2.如權利要求I所述的一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備，其特徵在於還包括有用於對聲音流信號進行實時在線查詢和播放的喇叭裝置，該喇叭裝置與主處理裝置相連。
3.如權利要求2所述的一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備，其特徵在於還包括用於實時監聽聲音流信號的電話接口，該電話接口與所述主處理裝置相連。
4.如權利要求2或3所述的一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備，其特徵在於還包括用於遠程查詢聲音流信號的乙太網接口，該乙太網接口與所述主處理裝置相連。
專利摘要一種鐵路車機聯控語音記錄分析設備，用於對車機聯控中的語音信號進行分析得出聯控呼通結果，包括語音提取裝置、語音識別裝置、存儲裝置、顯示裝置、以及與上述語音提取裝置、語音識別裝置、存儲裝置和顯示裝置相連將聲音流信號進行相應的算法分析、模數轉換、編碼和壓縮後存儲至存儲裝置且將來自語音識別裝置車機聯控結果進行相應的語音理解得出一次呼通率並通過顯示裝置實時顯示主處理裝置。本實用新型的鐵路車機聯控語音記錄分析設備通過每次呼通成功率來表示行車指揮車機聯控通話的質量，可以有效的對事故責任、設備運行情況、每次呼通成功率等進行監督，為管理人員提供準確及時的分析依據。
文檔編號B61L27/00GK202728268SQ20122041377
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月20日 優先權日2012年8月20日
發明者洪傑星, 林鴻友, 朱元林, 蘭興地 申請人:泉州市鐵通電子設備有限公司