CN103679847B - 语音采集存储系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明应用于语音存储领域。本发明提供了一种语音采集存储系统，包括语音采集传输器和语音存储管理器：所述语音采集传输器，用于采集所述航空器日常运行的语音信息数据；当数据采集量达到指定数据量时，将采集的数据传输至所述语音存储管理器，其中，所述指定数据量至少为所述航空器上安装的CVR每次采集数据的数十倍；所述语音存储管理器，用于接收所述语音采集传输器采集的数据，调用所述大容量存储卡存储接收的数据。本发明的语音采集存储系统记录时间长、经济性好、读取数据快捷、维护方便。

Description

语音采集存储系统及方法

技术领域

本发明涉及航空领域，具体涉及一种语音采集存储系统以及利用语音采集存储系统进行语音采集存储的方法。

背景技术

目前欧美主要航空设备制造商提供的舱音记录仪可记录驾驶舱内最近30分钟或2小时的各种声音。由于只考虑飞机事故期间的语音记录复现需求，因此目前飞机上只装有CVR（Cockpitvoicerecorder，机舱话音记录器）。目前能采取的办法只能是每次拆卸机载CVR，通过地面专用设备进行回放、转录。由于CVR的设计目的集中于事故调查，它在存储时间、编解码、读取速度、存储介质等方面有着天然的缺陷，航空公司如果要使用该设备记录、读取日常运行中的舱音数据则存在以下不足：

经常反复拆卸、安装、回放CVR记录器，容易造成CVR的损坏，返修价格昂贵；

增加机务人员拆卸、安装和飞行前机务准备的工作量，要完成整个过程所需要的工作周期长；

译码需要专用设备，译码时间长，操作复杂；

考核机组人员的效果不明显，每次最多只能检查最近2小时的语音内容；

不能记录超过两小时以上的驾驶舱通讯和通话，不利于一些事故的事后调查。

发明内容

为解决上述至少一个技术问题，本发明实施例提供了语音采集存储系统及利用语音采集存储系统进行语音采集存储的方法。

基于本发明的一个方面，提供了一种语音采集存储系统，包括语音采集传输器和语音存储管理器：

所述语音采集传输器，用于采集所述航空器日常运行的语音信息数据；当数据采集量达到指定数据量时，将采集的数据传输至所述语音存储管理器，其中，所述指定数据量至少为所述航空器上安装的CVR每次采集数据的数十倍；

所述语音存储管理器，用于接收所述语音采集传输器采集的数据，调用所述大容量存储卡存储接收的数据。

可选地，语音采集存储系统，所述语音采集传输器的数据采集接口为平衡音频接口。

可选地，所述语音采集传输系统，语音采集存储系统设置于快速获取舱音记录仪QACVR。

可选地，所述的语音采集传输系统，所述语音采集传输器还用于采集所述航空器中备用通道、副驾驶、正驾驶以及区域麦克风四个通道的差分音频信号。

可选地，所述的语音采集传输系统，所述语音采集存储系统还用于对采集的差分音频信号通过MP3格式压缩、打包以及加密，其中，加密后的数据包以当前时间命名。

可选的，所述的语音采集存储系统，所述语音采集传输器通过以太网接口以FTP方式向所述语音存储管理器传输。

可选的，所述的语音采集存储系统，所述大容量存储卡拔出时未达到数据记录点，在后台数据存储系统中存储当前已记录数据。

可选的，所述的语音采集存储系统，利用指示灯通知所述大容量存储卡能够拔出。

可选地，所述的语音采集存储系统，所述语音存储管理器还配置有用户权项管理功能，若未经授权禁止对已记录语音文件进行回放、复制、删除操作。

基于本发明的另一个方面，还提供了一种利用上述任一项语音采集存储系统进行语音采集存储的方法，包括：

语音采集传输器采集所述航空器日常运行的语音信息数据；

当数据采集量达到指定数据量时，所述语音采集传输器将采集的数据传输至所述语音存储管理器，其中，所述指定数据量至少为所述航空器上安装的CVR每次采集数据的数十倍；

所述语音存储管理器接收所述语音采集传输器采集的数据，调用所述大容量存储卡存储接收的数据。

综上可知，相对于现有技术，本发明实施例设计出记录时间长、经济性好、读取数据快捷、维护方便的语音采集存储系统，满足民航发展的需求。本发明提供的语音采集存储系统可以分别用于日常数据的记录与读取和事故调查的舱音数据记录与读取。并且，本发明提供的语音采集存储系统的可以实现2000小时的记录能力，而非仅仅记录20分钟或2小时的舱音数据。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的语音采集存储系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的语音存储管理器的各指示灯的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的应用上述语音采集存储系统进行语音采集存储的方法的处理流程图；以及

图4示出了根据本发明一个实施例的语音采集存储系统的硬件结构示意图。

具体实施方式

为解决上述至少一个技术问题，本发明实施例提供了一种语音采集存储系统。图1示出了根据本发明一个实施例的语音采集存储系统的结构示意图。参见图1，语音采集存储系统至少包括语音采集传输器110以及语音存储管理器120。

现结合图1所示的结构示意图，分别对语音采集存储系统的各部分组成及功能进行详细说明。需要说明的是，为实现语音采集存储系统的功能，本发明实施例中，语音采集存储系统的软件与硬件设计均采用模块化设计方法，并选用能适应恶劣环境的元器件，具有极高的可靠性。

首先介绍语音采集存储系统中的语音采集传输器110。在本发明实施例中，语音采集传输器110的功能是用于采集航空器日常运行的语音信息数据；当数据采集量达到指定数据量时，将采集的数据传输至所述语音存储管理器，其中，所述指定数据量至少为所述航空器上安装的CVR每次采集数据的数十倍。为实现不同的功能，可以在语音采集传输器110内部进一步进行模块划分。具体地，例如，参见图1，语音采集传输器110至少可以划分为采集模块111、传输模块112。现介绍语音采集传输器110的各模块的功能。

其中，采集模块111，负责采集所述航空器日常运行的语音信息数据。航空器的语音数据源是与黑匣子并接数据线，可能安装在飞机上不同的位置，因此，采集模块111在采集信号时需要将飞机驾驶舱中备用通道（通常为第三机组）101、副驾驶102、正驾驶103和区域麦克风104四个通道的差分音频信号同时接入采集系统（即采集模块）。为达到能够同时收集四个通道的语音信号并对四路信号进行平衡的目的，参见图1，采集模块111可以与四路平衡音频接收模块耦合，其中，图1中以四路平衡音频105示意四路平衡音频接收模块。其中，四路平衡音频接收模块负责接收上述四个通道的差分音频信号并进行差分平衡。当然，为实现这一目的，语音采集传输器110所采用的数据采集接口应为平衡音频接口。接收到四路平衡音频信号后，可以对其通过MP3格式压缩、打包以及加密，其中，加密后的数据包可以以当前时间来命名。其中，采集的语音信息数据包括下列至少之一：

1.驾驶舱内通过无线电接收和发送的语音通讯；

2.驾驶舱的环境声音；

3.从每个麦克风接收到的未被中断的语音信息；

4.机组使用内话进行通讯的声音；

5.传入麦克风的有关导航或进近、相关警告和提醒的语音和音频信息。

在本发明实施例中，采集模块111中采集的数据量达到指定数据量时，通过传输模块112将采集的数据传输至语音存储管理器120。其中，指定数据量至少为所述舱空器上安装的CVR每次采集数据的数十倍。如现有技术所说，CVR每次采集数据为2小时或近30分钟，但是本发明实施例提供的语音采集存储系统每次可以采集2000小时的语音信息数据，远远大于CVR每次采集的数据。

为提高安全性能，在采集模块111与传输模块112之间还增加有加密模块113，负责配置为对采集到的语音信息数据采取数据模变换后以数字信息方式进行加密，并将加密后的数据发送至传输模块112。此后，传输模块112传输的数据即为加密后数据，不容易被窃取，提高了数据的安全性。

具体地，传输模块112负责当数据采集量达到指定数据量时，将打包加密后的音频数据通过百兆以太网络以FTP方式传输至所述语音存储管理器120。为实现语音采集数据的大容量存储，语音存储管理器120会调用大容量存储卡存储从语音采集传输器110采集的数据。

为保证语音信息的实时性，所述语音采集传输器110还用于：接收ARINC429总线114（图1中以ARINC429114示意）上的时钟校正数据，校正所述语音采集存储系统时钟，为采集的数据加入精确时间戳。当出现紧急状况或断电时，ARINC429总线时钟失效，语音采集传输器110调用自身的RTC高精度时钟115（图1中以RTC115示意），确保采集到的语音数据包拥有精确的时钟。

在本发明实施例中，所述的语音采集传输器110能够根据实际需要改变录音质量，以适应复杂语音环境下对语音进行分析的需要。

与语音采集传输器110相类似，语音存储管理器120同样可以划分为多个模块，分别利用不同的模块实现其接收数据以及存储的功能。具体地，参见图1，语音存储管理器至少包括接收模块121、大容量存储卡122以及存储模块123：

接收模块121，用于接收语音采集传输器110采集的数据；具体的，接收模块121通过以太网接收数据。

存储模块123，用于调用大容量存储卡122存储接收模块121接收的数据。其中，所述大容量存储卡还用于采用NFS方式挂载到所述语音采集传输器110。进一步，所述存储模块123还用于：当录音过程断电或所述大容量存储卡122拔出时未达到数据记录点，存储当前已记录数据。所述的存储模块123还用于：录音时间，每通道记录200、400、800、1600小时可选择。

执行断电存储时，所述语音存储管理器120可根据外部存储卡拔出指示键识别拔出操作，并通知前端数据采集系统把已经采集好但未打包数据，完成打包加密操作并传输到后端数据存储系统中。完成传输后以指示灯方式通知用户可以拔出存储卡。图2示出了根据本发明一个实施例的集成有语音采集存储系统的仪器的各指示灯的示意图。参见图2，仪器表面至少有三个指示灯，一个是电源（POWER），一个是繁忙（BUSY），另外一个是运行（RUN）。具体实施时，若RUN指示灯由亮转为暗，则证明用户可以拔出存储卡。因图2为具体的仪器中的指示灯的示意图，仪器本身为黑色，因此，截图中指示灯的背景为黑色，对本案并不造成限定。

大容量存储卡122，用于存储数字音频数据，具体的，可以存储指定数据量为2000小时的语音信息数据。本发明实施例的所述的大容量存储卡还具有如下优点：

不用拆卸设备，只要拔下语音存储卡盒（大容量存储卡）就能快速获取语音数据，存储卡盒的插拔快捷方便，不会造成记录仪的损坏。

进一步，为保证数据的安全性能，所述的语音存储管理器120还拥有数据权限管理功能，为实现该功能，参见图1，语音存储管理器120中还包括权限管理模块124。数据权限管理功能是数据安全操作的关键环节。数据权限管理功能是依附在语音存储管理器120中，负责用户方便通过USB口从大容量存储卡122中读出数据，但数据的各种操作都设有权限，若未经授权禁止对大容量存储卡122中读取的数据进行回放、复制、删除等多种操作。数据权限管理功能包括：使用者权限管理、设备类型管理、设备运行状态参数、数据提取功能、设备故障告警功能等等。

具体地，数据权限管理功能具备以下各项功能：

使用者权限管理；

设备类型管理；

设备运行状态参数；

数据提取功能；

设备故障告警功能。

其中，数据权限管理功能是数据安全操作的关键环节。数据权限管理功能是依附在语音存储管理器中，负责用户方便通过不同接口（例如USB口）从存储卡中读出数据，但数据的各种操作都设有权限。

在本发明实施例中，语音采集传输器110可以应用于快速获取舱音记录仪QACVR，QACVR既可以利用语音采集存储系统110进行大容量数据（例如两千小时以上）的获取，也可以利用CVR进行短时间（例如半小时或两小时）数据的获取。图3示出了根据本发明一个实施例的语音采集存储系统的硬件架构。参见图3，其具体示出了语音采集存储系统所需要的各芯片以及各芯片间的连接关系。需要说明的是，图3仅仅是语音采集存储系统的硬件组成的一个具体示例，对于实际应用中是否采用图中所示芯片由具体情况而定。

当然，在应用到QACVR时，参见图1，除语音采集存储系统110外，QACVR中还需要设置有地面回放管理器130，用于对语音存储管理器120存储的数据进行操作。在地面回放管理器中存储有地面回放软件，以实现上述功能。具体地，地面回放软件可以实现以下功能：用户权限管理功能；语音文件定位管理功能；语音文件解密功能；语音文件操作控制功能；语音文件下载功能；日志记录功能等等。

地面回放软件功能的实现方式为：用取出来的语音数据盒（即例如大容量存储卡等数据存储器）连接到电脑。当软件开始运行时会根据事先预定好的方式，查找数据盒里面的内容，并显示具体的四路语音信息。地面回放管理器130提供了录制时间检索功能，能够定位到指定时间段语音文件。因此，用户根据显示内容来选取回放时间段，随后，回放软件显示选取时间段文件并播放。

前文提及，数据在存储过程中，为保证数据的安全性，语音采集传输器110中的加密模块113对数据进行了加密，因此，在回放时，地面回放管理器130可以语音存储管理器120中存储的语音文件进行实时解密，进而对解密后的文件进行操作。当地面回放管理器的使用者为具有管理员功能的用户时，管理员有权限下载解密后的语音文件到本地。管理员同时具备日志的记录功能。

具体地，地面回放软件功能具备以下各项功能：

用户权限管理；

语音文件定位管理；

语音文件解密；

语音文件操作控制；

语音文件下载；

日志记录功能；

地面回放软件功能是用取出来的语音数据盒连接到电脑。当软件开始运行时会根据事先预定好的方式，查找数据盒里面的内容。并显示具体的四路语音信息，用户根据显示内容来选取回放时间段。回放软件显示选取时间段文件并播放。具有管理员功能的用户可以下载解密后的语音文件到本地。同时具备日志的记录功能。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种应用上述语音采集存储系统进行语音采集存储的方法。图4示出了根据本发明一个实施例的应用上述语音采集存储系统进行语音采集存储的方法的处理流程图。参见图4，该方法至少包括步骤S401至步骤S403：

步骤S401、利用语音采集传输器采集所述航空器日常运行的语音信息数据；

步骤S402、当数据采集量达到指定数据量时，将采集的数据传输至所述语音存储管理器，其中，所述指定数据量至少为所述航空器上安装的CVR每次采集数据的数十倍；

步骤S403、在所述语音存储管理器中，调用大容量存储器存储所述语音采集传输器采集的数据。

综上可知，相对于现有技术，本发明实施例设计出记录时间长、经济性好、读取数据快捷、维护方便的快速获取舱音记录仪，满足民航发展的需求。语音采集存储系统是解决这一问题的有效方案，即在已安装传统CVR的航空器上加装配备语音采集存储系统的QACVR，配备语音采集存储系统的QACVR与原有CVR独立工作，分别用于日常数据的记录与读取和事故调查的舱音数据记录与读取。加装语音采集存储系统可以实现2000小时的记录能力，而非仅仅记录20分钟或2小时的舱音数据。

语音采集存储系统是涉及航空安全的重要产品，与CVR相比，语音采集存储系统在用于日常舱音记录方面具有优势。安装语音采集存储系统的主要意义和主要作用有以下三个方面：

⑴不安全事件调查的有效工具；

⑵民航安全检查辅助手段；

⑶飞行员考核的客观依据。

综上，本发明实施例提供的语音采集存储系统至少具备以下特点：

实用性：能满足民航管理部门对飞机关键部位语音监视的实际需要。

可靠性：软件与硬件设计均采用模块化的设计方法，并选用能适应恶劣环境元器件，系统具有极高的可靠性。

安全性：系统不能影响机载其它设备的正常工作，必须具有良好的隔离性能，防止给飞行安全带来的隐患。

实时性：满足监视的实时性要求。

可扩充性：满足设备对存储时间，语音音质要求的可变性。

兼容性：系统对各个型号飞机均有较高程度的适应能力。

可维护性：系统软件具有自诊断、自恢复、在线升级功能。

Claims (9)

1.一种语音采集存储系统，其特征在于，包括语音采集传输器和语音存储管理器：

所述语音采集传输器，用于采集航空器日常运行的语音信息数据；当数据采集量达到指定数据量时，将采集的数据传输至所述语音存储管理器，其中，所述指定数据量至少为所述航空器上安装的CVR每次采集数据的数十倍；

所述语音存储管理器，用于接收所述语音采集传输器采集的数据，调用大容量存储卡存储接收的数据；

若所述大容量存储卡拔出时未达到数据记录点，所述语音存储管理器则在后台数据存储系统中存储当前已记录数据。

2.根据权利要求1所述的语音采集存储系统，其特征在于，所述语音采集传输器的数据采集接口为平衡音频接口。

3.根据权利要求1或2所述的语音采集存储系统，其特征在于，语音采集存储系统设置于快速获取舱音记录仪QACVR。

4.根据权利要求3所述的语音采集存储系统，其特征在于，所述语音采集传输器还用于采集所述航空器中备用通道、副驾驶、正驾驶以及区域麦克风四个通道的差分音频信号。

5.根据权利要求4所述的语音采集存储系统，其特征在于，所述语音采集存储系统还用于对采集的差分音频信号通过MP3格式压缩、打包以及加密，其中，加密后的数据包以当前时间命名。

6.根据权利要求5所述的语音采集存储系统，其特征在于，所述语音采集传输器通过以太网接口以FTP方式向所述语音存储管理器传输。

7.根据权利要求6所述的语音采集存储系统，其特征在于，利用指示灯通知所述大容量存储卡能够拔出。

8.根据权利要求1所述的语音采集存储系统，其特征在于，所述语音存储管理器还配置有用户权项管理功能，若未经授权禁止对已记录语音文件进行回放、复制、删除操作。

9.一种应用权利要求1至8任一项所述的语音采集存储系统进行语音采集存储的方法，其特征在于，包括：

语音采集传输器采集所述航空器日常运行的语音信息数据；

当数据采集量达到指定数据量时，所述语音采集传输器将采集的数据传输至所述语音存储管理器，其中，所述指定数据量至少为所述航空器上安装的CVR每次采集数据的数十倍；

所述语音存储管理器接收所述语音采集传输器采集的数据，调用所述大容量存储卡存储接收的数据；

若所述大容量存储卡拔出时未达到数据记录点，所述语音存储管理器则在后台数据存储系统中存储当前已记录数据。