語音採集存儲系統及方法
2023-10-29 00:07:47
語音採集存儲系統及方法
【專利摘要】本發明應用於語音存儲領域。本發明提供了一種語音採集存儲系統，包括語音採集傳輸器和語音存儲管理器：所述語音採集傳輸器，用於採集所述航空器日常運行的語音信息數據；當數據採集量達到指定數據量時，將採集的數據傳輸至所述語音存儲管理器，其中，所述指定數據量至少為所述航空器上安裝的CVR每次採集數據的數十倍；所述語音存儲管理器，用於接收所述語音採集傳輸器採集的數據，調用所述大容量存儲卡存儲接收的數據。本發明的語音採集存儲系統記錄時間長、經濟性好、讀取數據快捷、維護方便。
【專利說明】語音採集存儲系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及航空領域，具體涉及一種語音採集存儲系統以及利用語音採集存儲系統進行語音採集存儲的方法。
【背景技術】
[0002]目前歐美主要航空設備製造商提供的艙音記錄儀可記錄駕駛艙內最近30分鐘或2小時的各種聲音。由於只考慮飛機事故期間的語音記錄復現需求，因此目前飛機上只裝有CVR (Cockpitvoice recorder,機艙話音記錄器)。目前能採取的辦法只能是每次拆卸機載CVR,通過地面專用設備進行回放、轉錄。由於CVR的設計目的集中於事故調查，它在存儲時間、編解碼、讀取速度、存儲介質等方面有著天然的缺陷，航空公司如果要使用該設備記錄、讀取日常運行中的艙音數據則存在以下不足:
[0003]經常反覆拆卸、安裝、回放CVR記錄器，容易造成CVR的損壞，返修價格昂貴；
[0004]增加機務人員拆卸、安裝和飛行前機務準備的工作量，要完成整個過程所需要的工作周期長；
[0005]解碼需要專用設備，解碼時間長，操作複雜；
[0006]考核機組人員的效果不明顯，每次最多只能檢查最近2小時的語音內容；
[0007]不能記錄超過兩小時以上的駕駛艙通訊和通話，不利於一些事故的事後調查。
【發明內容】
[0008]為解決上述至少一個技術問題，本發明實施例提供了語音採集存儲系統及利用語音採集存儲系統進行語音採集存儲的方法。
[0009]基於本發明的一個方面，提供了一種語音米集存儲系統，包括語音米集傳輸器和語音存儲管理器:
[0010]所述語音採集傳輸器，用於採集所述航空器日常運行的語音信息數據；當數據採集量達到指定數據量時，將採集的數據傳輸至所述語音存儲管理器，其中，所述指定數據量至少為所述航空器上安裝的CVR每次採集數據的數十倍；
[0011]所述語音存儲管理器，用於接收所述語音採集傳輸器採集的數據，調用所述大容量存儲卡存儲接收的數據。
[0012]可選地，語音採集存儲系統，所述語音採集傳輸器的數據採集接口為平衡音頻接□。
[0013]可選地，所述語音採集傳輸系統，語音採集存儲系統設置於快速獲取艙音記錄儀QACVR0
[0014]可選地，所述的語音採集傳輸系統，所述語音採集傳輸器還用於採集所述航空器中備用通道、副駕駛、正駕駛以及區域麥克風四個通道的差分音頻信號。
[0015]可選地，所述的語音採集傳輸系統，所述語音採集存儲系統還用於對採集的差分音頻信號通過MP3格式壓縮、打包以及加密，其中，加密後的數據包以當前時間命名。[0016]可選的，所述的語音採集存儲系統，所述語音採集傳輸器通過乙太網接口以FTP方式向所述語音存儲管理器傳輸。
[0017]可選的，所述的語音採集存儲系統，所述大容量存儲卡拔出時未達到數據記錄點，在後臺數據存儲系統中存儲當前已記錄數據。
[0018]可選的，所述的語音採集存儲系統，利用指示燈通知所述大容量存儲卡能夠拔出。
[0019]可選地，所述的語音採集存儲系統，所述語音存儲管理器還配置有用戶權項管理功能，若未經授權禁止對已記錄語音文件進行回放、複製、刪除操作。
[0020]基於本發明的另一個方面，還提供了 一種利用上述任一項語音採集存儲系統進行語音採集存儲的方法，包括:
[0021]語音採集傳輸器採集所述航空器日常運行的語音信息數據；
[0022]當數據採集量達到指定數據量時，所述語音採集傳輸器將採集的數據傳輸至所述語音存儲管理器，其中，所述指定數據量至少為所述航空器上安裝的CVR每次採集數據的數十倍；
[0023]所述語音存儲管理器接收所述語音採集傳輸器採集的數據，調用所述大容量存儲卡存儲接收的數據。
[0024]綜上可知，相對於現有技術，本發明實施例設計出記錄時間長、經濟性好、讀取數據快捷、維護方便的語音採集存儲系統，滿足民航發展的需求。本發明提供的語音採集存儲系統可以分別用於日常數據的記錄與讀取和事故調查的艙音數據記錄與讀取。並且，本發明提供的語音採集存儲系統的可以實現2000小時的記錄能力，而非僅僅記錄20分鐘或2小時的艙音數據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1示出了根據本發明一個實施例的語音採集存儲系統的結構示意圖；
[0026]圖2示出了根據本發明一個實施例的語音存儲管理器的各指示燈的示意圖；
[0027]圖3示出了根據本發明一個實施例的應用上述語音採集存儲系統進行語音採集存儲的方法的處理流程圖；以及
[0028]圖4示出了根據本發明一個實施例的語音採集存儲系統的硬體結構示意圖。【具體實施方式】
[0029]為解決上述至少一個技術問題，本發明實施例提供了一種語音採集存儲系統。圖1示出了根據本發明一個實施例的語音採集存儲系統的結構示意圖。參見圖1，語音採集存儲系統至少包括語音採集傳輸器Iio以及語音存儲管理器120。
[0030]現結合圖1所示的結構示意圖，分別對語音採集存儲系統的各部分組成及功能進行詳細說明。需要說明的是，為實現語音採集存儲系統的功能，本發明實施例中，語音採集存儲系統的軟體與硬體設計均採用模塊化設計方法，並選用能適應惡劣環境的元器件，具有極高的可靠性。
[0031]首先介紹語音採集存儲系統中的語音採集傳輸器110。在本發明實施例中，語音採集傳輸器110的功能是用於採集航空器日常運行的語音信息數據；當數據採集量達到指定數據量時，將採集的數據傳輸至所述語音存儲管理器，其中，所述指定數據量至少為所述航空器上安裝的CVR每次採集數據的數十倍。為實現不同的功能，可以在語音採集傳輸器110內部進一步進行模塊劃分。具體地，例如，參見圖1，語音採集傳輸器110至少可以劃分為採集模塊111、傳輸模塊112。現介紹語音採集傳輸器110的各模塊的功能。
[0032]其中，採集模塊111，負責採集所述航空器日常運行的語音信息數據。航空器的語音數據源是與黑匣子並接數據線，可能安裝在飛機上不同的位置，因此，採集模塊111在採集信號時需要將飛機駕駛艙中備用通道(通常為第三機組)101、副駕駛102、正駕駛103和區域麥克風104四個通道的差分音頻信號同時接入採集系統(即採集模塊)。為達到能夠同時收集四個通道的語音信號並對四路信號進行平衡的目的，參見圖1，採集模塊111可以與四路平衡音頻接收模塊耦合，其中，圖1中以四路平衡音頻105示意四路平衡音頻接收模塊。其中，四路平衡音頻接收模塊負責接收上述四個通道的差分音頻信號並進行差分平衡。當然，為實現這一目的，語音採集傳輸器110所採用的數據採集接口應為平衡音頻接口。接收到四路平衡音頻信號後，可以對其通過MP3格式壓縮、打包以及加密，其中，加密後的數據包可以以當前時間來命名。其中，採集的語音信息數據包括下列至少之一:
[0033]1.駕駛艙內通過無線電接收和發送的語音通訊；
[0034]2.駕駛艙的環境聲音；
[0035]3.從每個麥克風接收到的未被中斷的語音信息；
[0036]4.機組使用內話進行通訊的聲音；
[0037]5.傳入麥克風的有關導航或進近、相關警告和提醒的語音和音頻信息。
[0038]在本發明實施例中，採集模塊111中採集的數據量達到指定數據量時，通過傳輸模塊112將採集的數據傳輸至語音存儲管理器120。其中，指定數據量至少為所述艙空器上安裝的CVR每次採集數據的數十倍。如現有技術所說，CVR每次採集數據為2小時或近30分鐘，但是本發明實施例提供的語音採集存儲系統每次可以採集2000小時的語音信息數據，遠遠大於CVR每次採集的數據。
[0039]為提高安全性能，在採集模塊111與傳輸模塊112之間還增加有加密模塊113，負責配置為對採集到的語音信息數據採取數據模變換後以數字信息方式進行加密，並將加密後的數據發送至傳輸模塊112。此後，傳輸模塊112傳輸的數據即為加密後數據，不容易被竊取，提高了數據的安全性。
[0040]具體地，傳輸模塊112負責當數據採集量達到指定數據量時，將打包加密後的音頻數據通過百兆乙太網絡以FTP方式傳輸至所述語音存儲管理器120。為實現語音採集數據的大容量存儲，語音存儲管理器120會調用大容量存儲卡存儲從語音採集傳輸器110採集的數據。
[0041]為保證語音信息的實時性，所述語音採集傳輸器110還用於:接收ARINC429總線114 (圖1中以ARINC429114示意)上的時鐘校正數據，校正所述語音採集存儲系統時鐘，為採集的數據加入精確時間戳。當出現緊急狀況或斷電時，ARINC429總線時鐘失效，語音採集傳輸器110調用自身的RTC高精度時鐘115 (圖1中以RTCl 15示意)，確保採集到的語音數據包擁有精確的時鐘。
[0042]在本發明實施例中，所述的語音採集傳輸器110能夠根據實際需要改變錄音質量，以適應複雜語音環境下對語音進行分析的需要。
[0043]與語音採集傳輸器110相類似，語音存儲管理器120同樣可以劃分為多個模塊，分別利用不同的模塊實現其接收數據以及存儲的功能。具體地，參見圖1，語音存儲管理器至少包括接收模塊121、大容量存儲卡122以及存儲模塊123:
[0044]接收模塊121，用於接收語音採集傳輸器110採集的數據；具體的，接收模塊121通過乙太網接收數據。
[0045]存儲模塊123，用於調用大容量存儲卡122存儲接收模塊121接收的數據。其中，所述大容量存儲卡還用於採用NFS方式掛載到所述語音採集傳輸器110。進一步，所述存儲模塊123還用於:當錄音過程斷電或所述大容量存儲卡122拔出時未達到數據記錄點，存儲當前已記錄數據。所述的存儲模塊123還用於:錄音時間，每通道記錄200、400、800、1600小時可選擇。
[0046]執行斷電存儲時，所述語音存儲管理器120可根據外部存儲卡拔出指示鍵識別拔出操作，並通知前端數據採集系統把已經採集好但未打包數據，完成打包加密操作並傳輸到後端數據存儲系統中。完成傳輸後以指示燈方式通知用戶可以拔出存儲卡。圖2示出了根據本發明一個實施例的集成有語音採集存儲系統的儀器的各指示燈的示意圖。參見圖2，儀器表面至少有三個指示燈，一個是電源(POWER)，一個是繁忙(BUSY)，另外一個是運行(RUN)0具體實施時，若RUN指示燈由亮轉為暗，則證明用戶可以拔出存儲卡。因圖2為具體的儀器中的指示燈的示意圖，儀器本身為黑色，因此，截圖中指示燈的背景為黑色，對本案並不造成限定。
[0047]大容量存儲卡122，用於存儲數字音頻數據，具體的，可以存儲指定數據量為2000小時的語音信息數據。本發明實施例的所述的大容量存儲卡還具有如下優點:
[0048]不用拆卸設備，只要拔下語音存儲卡盒(大容量存儲卡)就能快速獲取語音數據，存儲卡盒的插拔快捷方便，不會造成記錄儀的損壞。
[0049]進一步，為保證數據的安全性能，所述的語音存儲管理器120還擁有數據權限管理功能，為實現該功能，參見圖1，語音存儲管理器120中還包括權限管理模塊124。數據權限管理功能是數據安全操作的關鍵環節。數據權限管理功能是依附在語音存儲管理器120中，負責用戶方便通過USB 口從大容量存儲卡122中讀出數據，但數據的各種操作都設有權限，若未經授權禁止對大容量存儲卡122中讀取的數據進行回放、複製、刪除等多種操作。數據權限管理功能包括:使用者權限管理、設備類型管理、設備運行狀態參數、數據提取功能、設備故障告警功能等等。
[0050]具體地，數據權限管理功能具備以下各項功能:
[0051]使用者權限管理；
[0052]設備類型管理；
[0053]設備運行狀態參數；
[0054]數據提取功能；
[0055]設備故障告警功能。
[0056]其中，數據權限管理功能是數據安全操作的關鍵環節。數據權限管理功能是依附在語音存儲管理器中，負責用戶方便通過不同接口(例如USB 口)從存儲卡中讀出數據，但數據的各種操作都設有權限。
[0057]在本發明實施例中，語音採集傳輸器110可以應用於快速獲取艙音記錄儀QACVR，QACVR既可以利用語音採集存儲系統110進行大容量數據(例如兩千小時以上)的獲取，也可以利用CVR進行短時間(例如半小時或兩小時)數據的獲取。圖3示出了根據本發明一個實施例的語音採集存儲系統的硬體架構。參見圖3，其具體示出了語音採集存儲系統所需要的各晶片以及各晶片間的連接關係。需要說明的是，圖3僅僅是語音採集存儲系統的硬體組成的一個具體示例，對於實際應用中是否採用圖中所示晶片由具體情況而定。
[0058]當然，在應用到QACVR時，參見圖1，除語音採集存儲系統110夕卜，QACVR中還需要設置有地面回放管理器130，用於對語音存儲管理器120存儲的數據進行操作。在地面回放管理器中存儲有地面回放軟體，以實現上述功能。具體地，地面回放軟體可以實現以下功能:用戶權限管理功能；語音文件定位管理功能；語音文件解密功能；語音文件操作控制功能；語音文件下載功能；日誌記錄功能等等。
[0059]地面回放軟體功能的實現方式為:用取出來的語音數據盒(即例如大容量存儲卡等數據存儲器)連接到電腦。當軟體開始運行時會根據事先預定好的方式，查找數據盒裡面的內容，並顯示具體的四路語音信息。地面回放管理器130提供了錄製時間檢索功能，能夠定位到指定時間段語音文件。因此，用戶根據顯示內容來選取回放時間段，隨後，回放軟體顯示選取時間段文件並播放。
[0060]前文提及，數據在存儲過程中，為保證數據的安全性，語音採集傳輸器110中的加密模塊113對數據進行了加密，因此，在回放時，地面回放管理器130可以語音存儲管理器120中存儲的語音文件進行實時解密，進而對解密後的文件進行操作。當地面回放管理器的使用者為具有管理員功能的用戶時，管理員有權限下載解密後的語音文件到本地。管理員同時具備日誌的記錄功能。
[0061]具體地，地面回放軟體功能具備以下各項功能:
[0062]用戶權限管理；
[0063]語音文件定位管理；
[0064]語音文件解密；
[0065]語音文件操作控制；
[0066]語音文件下載；
[0067]日誌記錄功能；
[0068]地面回放軟體功能是用取出來的語音數據盒連接到電腦。當軟體開始運行時會根據事先預定好的方式，查找數據盒裡面的內容。並顯示具體的四路語音信息，用戶根據顯示內容來選取回放時間段。回放軟體顯示選取時間段文件並播放。具有管理員功能的用戶可以下載解密後的語音文件到本地。同時具備日誌的記錄功能。
[0069]基於同一發明構思，本發明實施例還提供了一種應用上述語音採集存儲系統進行語音採集存儲的方法。圖4示出了根據本發明一個實施例的應用上述語音採集存儲系統進行語音採集存儲的方法的處理流程圖。參見圖4，該方法至少包括步驟S401至步驟S403:
[0070]步驟S401、利用語音採集傳輸器採集所述航空器日常運行的語音信息數據；
[0071]步驟S402、當數據採集量達到指定數據量時，將採集的數據傳輸至所述語音存儲管理器，其中，所述指定數據量至少為所述航空器上安裝的CVR每次採集數據的數十倍；
[0072]步驟S403、在所述語音存儲管理器中，調用大容量存儲器存儲所述語音採集傳輸器採集的數據。
[0073]綜上可知，相對於現有技術，本發明實施例設計出記錄時間長、經濟性好、讀取數據快捷、維護方便的快速獲取艙音記錄儀，滿足民航發展的需求。語音採集存儲系統是解決這一問題的有效方案，即在已安裝傳統CVR的航空器上加裝配備語音採集存儲系統的QACVR，配備語音採集存儲系統的QACVR與原有CVR獨立工作，分別用於日常數據的記錄與讀取和事故調查的艙音數據記錄與讀取。加裝語音採集存儲系統可以實現2000小時的記錄能力，而非僅僅記錄20分鐘或2小時的艙音數據。
[0074]語音採集存儲系統是涉及航空安全的重要產品，與CVR相比，語音採集存儲系統在用於日常艙音記錄方面具有優勢。安裝語音採集存儲系統的主要意義和主要作用有以下三個方面:
[0075]⑴不安全事件調查的有效工具；
[0076]⑵民航安全檢查輔助手段；
[0077]⑶飛行員考核的客觀依據。
[0078]綜上，本發明實施例提供的語音採集存儲系統至少具備以下特點:
[0079]實用性:能滿足民航管理部門對飛機關鍵部位語音監視的實際需要。
[0080]可靠性:軟體與硬體設計均採用模塊化的設計方法，並選用能適應惡劣環境元器件，系統具有極高的可靠性。
[0081]安全性:系統不能影響機載其它設備的正常工作，必須具有良好的隔離性能，防止給飛行安全帶來的隱患。
[0082]實時性:滿足監視的實時性要求。
[0083]可擴充性:滿足設備對存儲時間，語音音質要求的可變性。
[0084]兼容性:系統對各個型號飛機均有較高程度的適應能力。
[0085]可維護性:系統軟體具有自診斷、自恢復、在線升級功能。
【權利要求】
1.一種語音採集存儲系統，其特徵在於，包括語音採集傳輸器和語音存儲管理器: 所述語音採集傳輸器，用於採集航空器日常運行的語音信息數據；當數據採集量達到指定數據量時，將採集的數據傳輸至所述語音存儲管理器，其中，所述指定數據量至少為所述航空器上安裝的CVR每次採集數據的數十倍； 所述語音存儲管理器，用於接收所述語音採集傳輸器採集的數據，調用大容量存儲卡存儲接收的數據。
2.根據權利要求1所述的語音採集存儲系統，其特徵在於，所述語音採集傳輸器的數據採集接口為平衡音頻接口。
3.根據權利要求1或2所述的語音採集存儲系統，其特徵在於，語音採集存儲系統設置於快速獲取艙音記錄儀QACVR。
4.根據權利要求3所述的語音採集存儲系統，其特徵在於，所述語音採集傳輸器還用於採集所述航空器中備用通道、副駕駛、正駕駛以及區域麥克風四個通道的差分音頻信號。
5.根據權利要求4所述的語音採集存儲系統，其特徵在於，所述語音採集存儲系統還用於對採集的差分音頻信號通過MP3格式壓縮、打包以及加密，其中，加密後的數據包以當前時間命名。
6.根據權利要求5所述的語音採集存儲系統，其特徵在於，所述語音採集傳輸器通過乙太網接口以FTP方式向所述語音存儲管理器傳輸。
7.根據權利要求1所述的語音採集存儲系統，其特徵在於，所述大容量存儲卡拔出時未達到數據記錄點，在後臺數據存儲系統中存儲當前已記錄數據。
8.根據權利要求7所述的語音採集存儲系統，其特徵在於，利用指示燈通知所述大容量存儲卡能夠拔出。
9.根據權利要求1所述的語音採集存儲系統，其特徵在於，所述語音存儲管理器還配置有用戶權項管理功能，若未經授權禁止對已記錄語音文件進行回放、複製、刪除操作。
10.一種應用權利要求1至9任一項所述的語音採集存儲系統進行語音採集存儲的方法，其特徵在於，包括: 語音採集傳輸器採集所述航空器日常運行的語音信息數據； 當數據採集量達到指定數據量時，所述語音採集傳輸器將採集的數據傳輸至所述語音存儲管理器，其中，所述指定數據量至少為所述航空器上安裝的CVR每次採集數據的數十倍; 所述語音存儲管理器接收所述語音採集傳輸器採集的數據，調用所述大容量存儲卡存儲接收的數據。
【文檔編號】G07C5/08GK103679847SQ201310652637
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】劉雲, 程延松, 羅文淵, 肖樂, 李銳, 劉志海 申請人:成都民航空管科技發展有限公司, 中國民用航空總局第二研究所