摘 要：語音卡在計算機電話集成技術中發(fā)揮著重要作用，是語音技術的核心部件。為了提高機場管道加油系統(tǒng)的工作效率和減少輸入信息的錯誤，研制了基于語音技術的自動控制系統(tǒng)。通過在機場管道供油工程的應用，此項技術的可行性和可靠性得到了實踐驗證。首先描述了語音卡和機場管道加油自動化系統(tǒng)的一般功能，然后在此基礎上介紹了系統(tǒng)底層硬件構成條件，及利用語音卡構建的硬件系統(tǒng)。最后介紹了通過軟件編程實現(xiàn)的語音技術在機場管道加油自動控制系統(tǒng)的成功應用。 關鍵詞：語音卡　管道加油　自動控制 　　目前許多機場管道加油系統(tǒng)面臨著設備改造和自動控制技術應用問題，我們開發(fā)出一套利用語音技術實現(xiàn)機場管道加油的自動化系統(tǒng)，并成功地應用于工程實踐。在機場管道加油自動化系統(tǒng)中應用語音技術幫助操作人員按正常步驟正確使用設備輸入相關信息，順利完成加油操作。與其他輸入方式相比，語音技術實現(xiàn)了“傻瓜式”操作，保證了輸入信息的正確性和完整性，在減輕操作人員勞動強度的同時，提高了工作效率和加油能力。 一、語音卡的一般功能 　　語音卡，也稱語音板，是工業(yè)標準兼容機的擴展卡，能夠實現(xiàn)語音處理功能。語音卡的種類繁多，有模擬語音處理卡、數(shù)字中繼接口語音卡、傳真卡、坐席轉接卡、會議功能卡、語音識別卡等等。電話語音卡是“計算機電話集成技術（CTI）”領域的核心部件之一，它的發(fā)展始終與語音技術的普及應用和計算機技術的進步有著密切關系。 　　在本工程實踐中選用了北京五岳鑫信息技術有限公司的TW8VID模擬電話語音卡。此電話語音卡為八個獨立通道語音卡，配合不同模塊可以實現(xiàn)內線或外線功能，每一通道都可由軟件編程完成如下基本功能： 　　1.自動檢測外線用戶打進時的振鈴信號和內線用戶摘掛機動作; 　　2.可控制外線的摘掛機，內線的饋電或振鈴; 　　3.采用PCM或ADPCM編碼方式對語音進行數(shù)字化錄、放音，形成電腦語音文件; 　　4.將數(shù)字化電腦語音文件送到電話線上; 　　5.接收用戶的電話機按鍵信號（雙音多頻碼、DTMF），支持FSK、DTMF兩種送主叫號碼制式; 　　6.檢測錄放過程中的極性反轉信號; 　　7.準確接收交換機送來的主叫號碼; 　　8.實現(xiàn)程控機的功能; 　　9.選用不同的模塊實現(xiàn)人工座席、同步錄音等功能; 　　10.與傳真卡構成語音/傳真系統(tǒng)，與會議卡構成電話會議系統(tǒng); 　　11.單機支持下16塊語音卡，可實現(xiàn)128線間的無阻塞交換; 　　12.其他功能，如任意兩通道相互通話、可調語音壓縮比等。 　　根據(jù)系統(tǒng)需要，本自動化系統(tǒng)軟件在針對語音卡編制程序時，主要用到了前6項功能：檢測防爆電話機的摘掛機狀態(tài);控制外場電話的摘掛機，并根據(jù)需要振鈴;錄制多條獨立的提示語音信息文件;根據(jù)預定程序適時將提示語音文件傳送到對應的防爆電話機上;接收用戶在防爆電話機上輸入的按鍵信息等等。 二、機場管道加油自動化系統(tǒng)的一般功能 　　從目前研制或在用的機場管道加油自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀來看，其功能主要有以下幾個方面： 　　1.油罐液位檢測 　　油罐液位的檢測一般通過與計算機相連的液位傳感器來完成。油罐液位信號既可以在現(xiàn)場顯示，也可以經放大后遠傳在集中控制室計算機上顯示和記錄。油罐液位信號可以幫助管理人員觀測油罐內油料高度的變化情況，及時調整使用油罐，還可以防止收油的冒油和發(fā)油時空罐。 　　2.油泵電機及閥門控制 　　泵房內的油泵通常采用變頻調速方式來控制。當加油口數(shù)量多、油料流量大時，油泵電機高速旋轉以輸出較大功率，使油泵流量增大來滿足要求;當加油口數(shù)量少、油料流量小時，油泵電機低速旋轉，使油泵流量減小。機場管道加油自動化系統(tǒng)中某些需要自動控制的閥門一般采用電動閥或電液閥，遠程計算機輸出控制信號后可以控制此類閥門的啟閉以連通或切斷油料的通路。 　　3.加油量控制 　　管道加油自動化系統(tǒng)中普遍采用帶發(fā)訊器的流量計，可以現(xiàn)場顯示加油量，也可以按不同制式、不同信號類型輸出加油過程中的瞬時流量或累積流量信息，放大遠傳后被計算機接受，從而配合軟件系統(tǒng)實現(xiàn)加油量的控制。一般有兩種方式：定量加油和不定量加油。這兩種方式根據(jù)系統(tǒng)需要而定，正常情況下采用定量加油方式以減少工作量，但在特殊情況下也可以實現(xiàn)不定量加油，防止出現(xiàn)加油數(shù)據(jù)丟失而虧損油料。 　　4.信息遠程輸入 　　加油信息可以通過多種信息輸入技術來獲得，如鍵盤輸入技術、IC卡技術、條形碼技術等等。不同輸入方式的優(yōu)缺點在這里不作論述，本文介紹的自動化系統(tǒng)采用的是配合語音技術的鍵盤輸入技術。用戶通過加油終端的防爆電話機輸入加油員代號、加油員密碼、受油裝備代號、加油量等數(shù)據(jù)，由控制計算機接收識別后記錄、存儲，供管理信息系統(tǒng)調用。 　　5.加油數(shù)據(jù)接收 　　油料的溫度、壓力通過安裝在管道上的溫度傳感器和壓力傳感器給出;加油時間由計算機自動采集記錄;加油位置由安裝在加油終端的輸入設備不同標識來代表;加油的體積數(shù)量由流量計直接給出，體積乘上與油料溫度相對應的密度可得到加注油料的質量。這些信息通過不同設備來獲取、驗證，可以實現(xiàn)加油數(shù)據(jù)的自動采集和存儲，以方便整個系統(tǒng)的協(xié)調工作。 　　6.管理信息系統(tǒng) 　　建立管理信息系統(tǒng)，綜合管理油料儲存、收發(fā)、消耗及日常的日、月、季報表，自動進行油料數(shù)據(jù)的綜合處理，可以實現(xiàn)油料信息各種類別的查詢、管理，并可生成并打印報表。進入油料系統(tǒng)的計算機網絡后，可以進行油料信息的遠傳和共享，方便上級管理對本單位油料帳目的清查和核對。 三、基于語音技術的機場管道加油自動系統(tǒng)硬件設計 　　在此機場管道加油自動化系統(tǒng)中，需要采集的數(shù)據(jù)一般包括加油數(shù)量、油料溫度、油料壓力、加油時間、加油位置及加油操作信息。流量計發(fā)出脈沖信號通過轉換來獲取加注油料的體積數(shù)量;溫度傳感器發(fā)出模擬信號轉換后可以獲取油料溫度信息，實現(xiàn)由加注油料的體積自動計算出加油油料的重量;壓力傳感器發(fā)出模擬信號來表示管道系統(tǒng)的壓力變化情況;不同輸入設備的標識代表了不同的加油位置;加油時間和操作信息可以由計算機通過語音卡和輸入設備自動獲取并完成信息反饋。管道系統(tǒng)中油料的流動由計算機通過編制的軟件及時發(fā)出數(shù)字量信號驅動電動閥門啟閉來實現(xiàn)自動控制。 　　在滿足上述硬件構成條件的前提下，本工程實踐的機場管道加油自動化系統(tǒng)結構如圖1所示。溫度、壓力傳感器安裝在油料泵房內，流量計、電動閥門（這里選用了電液閥）和防爆電話機分別安裝在不同位置的加油終端處，并賦于不同的標識碼。 [align=center] 圖1　機場管道加油自動化系統(tǒng)結構框圖[/align] 　　根據(jù)系統(tǒng)集成所遵循的原則，選用康拓的工控機（研華的主板）及其工業(yè)級板卡來構建機場管道加油自動系統(tǒng)，其硬件連接如圖2所示。根據(jù)工程實際需要，現(xiàn)場有如下I/O信號類型：流量計輸出的脈沖信號、壓力傳感器和溫度傳感器輸出的模擬信號、用于控制電液閥啟閉而輸入的數(shù)字信號、防爆電話機輸出的DTMF信號等等。其中，DTMF信號需要通過語音卡來接受識別，電腦提示語音文件也要通過語音卡傳送到防爆電話機發(fā)出聲音。 [align=center] 圖2　機場管道加油自動化系統(tǒng)硬件連接圖[/align] 　　在構建此硬件系統(tǒng)時，自制了部分接線端子板和調理電路，對信號整理情況進行了實驗并最終成功應用于實際工程。為配合語音卡的軟件開發(fā)，做了大量實驗，搞清楚了防爆電話機各鍵輸出信息經語音卡接收后所對應的ASCII碼，并對其信號傳輸抗干擾能力進行了測試。 四、語音技術在機場管道加油自動化系統(tǒng)中的應用 　　按照用戶提出的需要，認真地完成了機場管道加油自動化系統(tǒng)軟件的功能分析、方案設計和用戶咨詢等環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)中的關鍵技術問題與用戶進行了深入的溝通和探討，最后達成一致意見。系統(tǒng)軟件用Delphi 5.0進行開發(fā)，采用面向對象技術，模塊化設計，保持良好的繼承性、擴展性、可維護性等特點，留有擴展余地，方便有條件時擴充。此軟件設計包括進入窗體、更改密碼窗體、加油系統(tǒng)監(jiān)控窗體、信息管理窗體、結束窗體等。加油操作信息的輸入、接收與反饋由防爆電話機和語音卡配合完成。 　　TW8VID語音卡八個通道上全部配置內線模塊，分別連通加油系統(tǒng)的八個加油口。每個加油口上安裝一部防爆電話機，用于輸入加油信息和接收系統(tǒng)傳出的提示語音信息，以方便提示用戶進行下一步操作。輸出的提示語音信息事先通過電話進行錄制，形成電腦語音文件并存儲在計算機中以供調用。語音技術在此系統(tǒng)中主要完成如下功能： 　　1.系統(tǒng)初始化語音卡各通道，監(jiān)測各通道的是否摘機。 　　2.系統(tǒng)檢測到某一通道摘機后，加油系統(tǒng)監(jiān)控窗體上相對應的加油口顯示飛機圖標，并輸出“請輸入加油員代號，按#鍵結束”提示語音。 　　3.用戶輸入加油員代號后，系統(tǒng)查詢此加油員代號是否存在于數(shù)據(jù)庫。若不存在，提示重新輸入。若存在，語音提示輸入加油員密碼。 　　4.用戶輸入加油員密碼后，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中查詢此密碼是否與上述代號所對應的密碼匹配。若不匹配，提示重新輸入，三次無效后將此通道設為待機狀態(tài)。若匹配，語音提示輸入受油裝備代號。 　　5.用戶輸入受油裝備代號后，系統(tǒng)查詢此受油裝備代號是否存在于數(shù)據(jù)庫。若不存在，提示重新輸入。若存在，系統(tǒng)在窗體上顯示受油裝備代號，并語音提示輸入加油量。 　　6.用戶輸入加油量后，系統(tǒng)查詢此加油量是否小于此裝備的最大加油量。若大于最大加油量，提示重新輸入以防止加油時溢出。否則語音提示“現(xiàn)在開始加油，加油結束后請掛機”，同時對相應的電液閥輸出開啟信號，打開閥門開始加油。 　　7.系統(tǒng)在窗體上顯示預置加油量，并根據(jù)流量計輸出的脈沖信號顯示轉換后的實時加油量。加油過程中，在實時加油量小于預置加油量時如果用戶掛機，系統(tǒng)將此實時加油量存入數(shù)據(jù)庫并輸出關閉電液閥的信號，這種情況為不定量加油。如果加油過程中用戶不干預，則當實時加油量等于預置加油量時系統(tǒng)自動輸出關閉電液閥的信號，停止加油并將加油量存入數(shù)據(jù)庫。這種情況為定量加油。 　　8.系統(tǒng)掛機后，把此通道設為待機狀態(tài)。 　　壓力傳感器和溫度傳感器輸出的模擬信號轉換后在加油系統(tǒng)監(jiān)控窗體上顯示加油系統(tǒng)的溫度和壓力，供管理員判斷加油系統(tǒng)是否正常工作。每次存儲加油數(shù)據(jù)的同時，將系統(tǒng)測到的油料溫度、加油位置、加油時間等信息存入數(shù)據(jù)庫，方便加油信息管理。 　　本機場管道加油自動化系統(tǒng)安裝完成后，對硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行了一系列的調試，并對操作和管理人員進行了軟件使用培訓，使其掌握了此系統(tǒng)的使用方法和注意事項，并在此基礎上進行了實際加油演練。用戶根據(jù)設計方案對系統(tǒng)的硬、軟件進行了測試，并對數(shù)據(jù)的可靠性和準確性進行了試驗，最后順利完成了驗收。 　　系統(tǒng)運行一段時間后，用戶反饋回來的信息表明：硬件運行可靠，軟件功能完善，信息傳輸穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準確完整。語音技術在機場管道加油自動化系統(tǒng)中的應用提高了操作人員工作效率，減少了新職員培訓時間，對于整個系統(tǒng)油料供應能力的加強有明顯促進作用，是其特色和亮點。 五、結束語 　　基于語音技術的機場管道加油自動化系統(tǒng)研制完成后，在多個機場進行了安裝使用。實踐應用表明這是一種操作簡單、性能可靠、經濟實用的技術方案，具有人性化設計、“傻瓜”式操作、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定等優(yōu)點，大大地減輕了人員的勞動強度，提高勞動生產率和單位的經濟效益，受到了用戶的普遍好評。 　　本文作者創(chuàng)新點：首次提出了語音技術在機場管道加油自動化系統(tǒng)中的應用并成功將之付諸實踐;設計了適用于管道加油系統(tǒng)的語音技術應用步驟和提示信息。