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

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聯系，有關管理人員通過抽聽錄音來監督檢查作業用語標準化及事故處理主要依據。現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。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發布，實現抽聽、實時監聽等功能。

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。考慮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 繪制音頻靜態波形圖

繪制錄音文件的靜態波形圖，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管理人員辦公室，環境差異大，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 實時監聽

原有錄音設備基本不提供實時監聽功能，本系統通過WEB頁面提供所有被監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，促進規范用語、提高作業標準，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