邱德政 上海鐵路局蚌埠站

多路無線通信語音錄音系統的設計與實現

邱德政 上海鐵路局蚌埠站

基于運輸站段無線通信語音錄音管理現狀，通過軟、硬件結合，研究設計一種多路無線通信語音錄音系統，以提高錄音抽聽效率。

無線對講模塊；數字錄音；辦公網；波形圖

1 引言

1.1 鐵路無線通信語音錄音設備現狀

運輸站段廣泛使用無線通信對講系統進行作業(yè)聯系，有關管理人員通過抽聽錄音來監(jiān)督檢查作業(yè)用語標準化及事故處理主要依據?，F有無線通信語音錄音是分散式錄音、保存，主要有以下3種（見表1）。

表1 運輸站段無線通信方式

通過表1可以看到，不同無線電臺分別有不同錄音裝置，抽聽方式落后，方法極其不便。

1.2 研究內容

本文旨在結合運輸站段實際，研究一種多路實時錄音裝置。采用軟硬件結合方式，并通過鐵路辦公網，將無線通信語音保存到服務器，通過計算機網頁實現無線通信語音錄音、抽聽、保存、實時監(jiān)聽，使無線通信錄音抽聽方式更加靈活、方便，并可同時在多臺電腦上進行操作，提高無線通信語音錄音抽聽效率，減輕管理人員的勞動強度，節(jié)約資源。

1.3 系統功能

本系統實現運輸站段各部門對無線通信語音錄音數據的共享，以便對站段運輸安全提供支持，更好地完成運輸生產任務。

1.4 系統的適用范圍

運輸站段領導、安全科、技術科、各中間站、車間等需要抽聽無線通信語音錄音的部門。

2 多路無線通信語音錄音系統的設計

2.1 系統硬件設計（見圖1）

圖1 硬件設計圖

2.2 系統數據流程（見圖2）

圖2 系統數據流程

2.3 系統主要操作界面（見圖3）

圖3 系統操作界面

2.4 系統結構

本系統被規(guī)劃為三層結構，即數據源采集—數據加工處理—訪問控制，這樣做的好處有：

可以使數據訪問部分成為瘦客戶端，客戶機不用配置就能使用客戶端程序,降低了管理成本，修改、升級或日常維護變得更加容易。一次采集，多次分發(fā)。避免被多個用戶頻繁的直接接觸數據源，保證了數據源的安全，也減輕了數據源的壓力。

2.5 數據源采集原理與方式

本系統采用無線對講模塊接收語音，并輸出到聲音采集設備，經采集設備經過編碼、壓縮形成WAV錄音文件并通過網絡TCP/IP協議傳送到服務器；系統分布式數據采集，只需將錄音采集設備布署在相應工作地點，即可采集相關無線通信語音數據，

2.6 數據加工處理

服務器接收到來自不同的錄音設備、不同的頻點的錄音文件后，將文件存放相應位置，并記錄在數據庫中，同時后臺軟件定時生成錄音文件的靜態(tài)波形圖。

3 多路無線通信語音錄音系統的實現

3.1 硬件實現

系統硬件平臺采用通用語音采集設備+無線電臺方式，即用鐵路通用的MOTOROLA對講機來采集相應頻點的語音，通過耳機，輸出到錄音采集設備，錄音采集設備將接收到的語音以Ulaw(64K)編碼方式，形成WAV文件，以TCP/IP協議上傳至服務器。

3.2 軟件實現

軟件采用跨平臺的WEB服務組件TOMCAT發(fā)布，實現抽聽、實時監(jiān)聽等功能。

服務器端：硬件要求：PC Server，P4以上CPU，2G以上內存。目前本站運行的是IBM PC Server X235。

Web客戶端：連入辦公網的普通計算機一般都可，推薦使用Windows XP+IE6.0或Windows 7+IE9.0。

3.3 需要解決的技術關鍵

3.3.1 實時音頻采集與壓縮

為能實現遠程的傳輸和存儲，通過錄音模塊將無線通信語音數字化將是我們唯一的選擇?？紤]到現有鐵路網絡現狀，我們采用Ulaw(64 K)編碼方式，每半小時形成一個WAV錄音文件。

3.3.2 主動式網絡傳輸

經過數字化處理的數據需要及時傳輸，該系統借用成熟的TCP/IP協議，通過鐵路內部局域網絡自動傳輸至服務器。3.3.3音頻播放技術

考慮鐵路現有網絡速率，為提高用戶體驗，減少錄音播放時等待時間，平衡錄音質量與網絡帶寬，將錄音文件進行格式從WAV轉換為MP3式。

3.3.4 繪制音頻靜態(tài)波形圖

繪制錄音文件的靜態(tài)波形圖，方便抽聽人員準確定位抽聽。

4 系統實現的目標

本系統嚴格遵守相關鐵路運輸管理規(guī)定，考慮到計算機信息安全保障問題，適應車站抽聽無線通信語音錄音的實際需要，通過用戶權限控制，實現錄音數據可控查詢。主要實現以下目標：

4.1 功能目標

錄音采集：可24 h自動采集對應頻點無線通信語音數據，并上傳至服務器，無需人工干預。

錄音抽聽：抽聽人員輸入密碼，通過身份審核后，可利用鐵路辦公網上的任何計算機的IE瀏覽器，不需額外安裝任何軟件，抽聽相應的無線通信錄音。

語音直播：直播無線通信實時語音。

基礎數據維護：對錄音終端設備、無線電臺、抽聽人員信息維護進行定義、修改、刪除，實現權限管理。

4.2 性能目標

易使用性：基于OA網絡，IE6以上版本計算機均可訪問錄音數據。

穩(wěn)定性：可以全天24小時不間斷工作。

安全性：采用口令和權限保護增加了系統的安全性。阻止非法用戶進入系統修改數據，防止越權操作發(fā)生錯誤、破壞數據。

實時性：可實現無線通信語音實時語音直播。

高效性：通過對錄音文件的分析，形成靜態(tài)波形圖，有效識別出有聲時間，充分提高抽聽效率。

5 系統主要技術創(chuàng)新點

5.1 多點采集

車站現有的無線通信錄音設備都是單路錄音設備，如調車、客運、車機聯控等，不同作業(yè)使用不同錄音設備，本系統采用的錄音設備可實現4路無線通信語音同時錄音，一臺設備基本可滿足車站需求。

5.2 便捷布署

車站現有的無線通信語音錄音設備一般都放置于相應作業(yè)管理人員辦公室，環(huán)境差異大，管理困難。本設備方便部署，只要有OA網絡的地方就行。

5.3 統一訪問

車站原有錄音設備抽聽方式不一，有的是通過電話抽聽，有的通過U盤拷貝到電腦抽聽等，本系統只要求有一臺聯網電腦，即可實現對所有無線通信語音錄音設備的抽聽。

5.4 實時監(jiān)聽

原有錄音設備基本不提供實時監(jiān)聽功能，本系統通過WEB頁面提供所有被監(jiān)管的無線通信語音實時直接功能，用戶在辦公室即可實時收聽遠端無線通信語音。

6 總結與展望

運輸站段多路無線通信語音錄音系統采用標準設計，徹底解決了運輸站段不同用途無線通信語音錄音管理方式、方法不統一的難題，實現了統一管理平臺，最大程度的保障了通用性與可擴充性，可以適用所有鐵路無線通信語音錄音，實現運輸站段無線通信語音錄音、抽聽、下載及實時監(jiān)聽，操作簡單，省時省力，管理人員不必到現場即可完成錄音抽聽，徹底改變了傳統鐵路無線通信語音錄音、抽聽模式，可取代現有運輸站段無線通信語音錄音、抽聽設備，有效提高錄音抽聽效率，促進規(guī)范用語、提高作業(yè)標準，推廣應用該系統對促進運輸安全具有十分積極的作用和意義。

責任編輯：王華 竇國棟

來稿日期：2015-03-13