邱德政 上海铁路局蚌埠站

多路无线通信语音录音系统的设计与实现

邱德政 上海铁路局蚌埠站

基于运输站段无线通信语音录音管理现状，通过软、硬件结合，研究设计一种多路无线通信语音录音系统，以提高录音抽听效率。

无线对讲模块；数字录音；办公网；波形图

1 引言

1.1 铁路无线通信语音录音设备现状

运输站段广泛使用无线通信对讲系统进行作业联系，有关管理人员通过抽听录音来监督检查作业用语标准化及事故处理主要依据。现有无线通信语音录音是分散式录音、保存，主要有以下3种（见表1）。

表1 运输站段无线通信方式

通过表1可以看到，不同无线电台分别有不同录音装置，抽听方式落后，方法极其不便。

1.2 研究内容

本文旨在结合运输站段实际，研究一种多路实时录音装置。采用软硬件结合方式，并通过铁路办公网，将无线通信语音保存到服务器，通过计算机网页实现无线通信语音录音、抽听、保存、实时监听，使无线通信录音抽听方式更加灵活、方便，并可同时在多台电脑上进行操作，提高无线通信语音录音抽听效率，减轻管理人员的劳动强度，节约资源。

1.3 系统功能

本系统实现运输站段各部门对无线通信语音录音数据的共享，以便对站段运输安全提供支持，更好地完成运输生产任务。

1.4 系统的适用范围

运输站段领导、安全科、技术科、各中间站、车间等需要抽听无线通信语音录音的部门。

2 多路无线通信语音录音系统的设计

2.1 系统硬件设计（见图1）

图1 硬件设计图

2.2 系统数据流程（见图2）

图2 系统数据流程

2.3 系统主要操作界面（见图3）

图3 系统操作界面

2.4 系统结构

本系统被规划为三层结构，即数据源采集—数据加工处理—访问控制，这样做的好处有：

可以使数据访问部分成为瘦客户端，客户机不用配置就能使用客户端程序,降低了管理成本，修改、升级或日常维护变得更加容易。一次采集，多次分发。避免被多个用户频繁的直接接触数据源，保证了数据源的安全，也减轻了数据源的压力。

2.5 数据源采集原理与方式

本系统采用无线对讲模块接收语音，并输出到声音采集设备，经采集设备经过编码、压缩形成WAV录音文件并通过网络TCP/IP协议传送到服务器；系统分布式数据采集，只需将录音采集设备布署在相应工作地点，即可采集相关无线通信语音数据，

2.6 数据加工处理

服务器接收到来自不同的录音设备、不同的频点的录音文件后，将文件存放相应位置，并记录在数据库中，同时后台软件定时生成录音文件的静态波形图。

3 多路无线通信语音录音系统的实现

3.1 硬件实现

系统硬件平台采用通用语音采集设备+无线电台方式，即用铁路通用的MOTOROLA对讲机来采集相应频点的语音，通过耳机，输出到录音采集设备，录音采集设备将接收到的语音以Ulaw(64K)编码方式，形成WAV文件，以TCP/IP协议上传至服务器。

3.2 软件实现

软件采用跨平台的WEB服务组件TOMCAT发布，实现抽听、实时监听等功能。

服务器端：硬件要求：PC Server，P4以上CPU，2G以上内存。目前本站运行的是IBM PC Server X235。

Web客户端：连入办公网的普通计算机一般都可，推荐使用Windows XP+IE6.0或Windows 7+IE9.0。

3.3 需要解决的技术关键

3.3.1 实时音频采集与压缩

为能实现远程的传输和存储，通过录音模块将无线通信语音数字化将是我们唯一的选择。考虑到现有铁路网络现状，我们采用Ulaw(64 K)编码方式，每半小时形成一个WAV录音文件。

3.3.2 主动式网络传输

经过数字化处理的数据需要及时传输，该系统借用成熟的TCP/IP协议，通过铁路内部局域网络自动传输至服务器。3.3.3音频播放技术

考虑铁路现有网络速率，为提高用户体验，减少录音播放时等待时间，平衡录音质量与网络带宽，将录音文件进行格式从WAV转换为MP3式。

3.3.4 绘制音频静态波形图

绘制录音文件的静态波形图，方便抽听人员准确定位抽听。

4 系统实现的目标

本系统严格遵守相关铁路运输管理规定，考虑到计算机信息安全保障问题，适应车站抽听无线通信语音录音的实际需要，通过用户权限控制，实现录音数据可控查询。主要实现以下目标：

4.1 功能目标

录音采集：可24 h自动采集对应频点无线通信语音数据，并上传至服务器，无需人工干预。

录音抽听：抽听人员输入密码，通过身份审核后，可利用铁路办公网上的任何计算机的IE浏览器，不需额外安装任何软件，抽听相应的无线通信录音。

语音直播：直播无线通信实时语音。

基础数据维护：对录音终端设备、无线电台、抽听人员信息维护进行定义、修改、删除，实现权限管理。

4.2 性能目标

易使用性：基于OA网络，IE6以上版本计算机均可访问录音数据。

稳定性：可以全天24小时不间断工作。

安全性：采用口令和权限保护增加了系统的安全性。阻止非法用户进入系统修改数据，防止越权操作发生错误、破坏数据。

实时性：可实现无线通信语音实时语音直播。

高效性：通过对录音文件的分析，形成静态波形图，有效识别出有声时间，充分提高抽听效率。

5 系统主要技术创新点

5.1 多点采集

车站现有的无线通信录音设备都是单路录音设备，如调车、客运、车机联控等，不同作业使用不同录音设备，本系统采用的录音设备可实现4路无线通信语音同时录音，一台设备基本可满足车站需求。

5.2 便捷布署

车站现有的无线通信语音录音设备一般都放置于相应作业管理人员办公室，环境差异大，管理困难。本设备方便部署，只要有OA网络的地方就行。

5.3 统一访问

车站原有录音设备抽听方式不一，有的是通过电话抽听，有的通过U盘拷贝到电脑抽听等，本系统只要求有一台联网电脑，即可实现对所有无线通信语音录音设备的抽听。

5.4 实时监听

原有录音设备基本不提供实时监听功能，本系统通过WEB页面提供所有被监管的无线通信语音实时直接功能，用户在办公室即可实时收听远端无线通信语音。

6 总结与展望

运输站段多路无线通信语音录音系统采用标准设计，彻底解决了运输站段不同用途无线通信语音录音管理方式、方法不统一的难题，实现了统一管理平台，最大程度的保障了通用性与可扩充性，可以适用所有铁路无线通信语音录音，实现运输站段无线通信语音录音、抽听、下载及实时监听，操作简单，省时省力，管理人员不必到现场即可完成录音抽听，彻底改变了传统铁路无线通信语音录音、抽听模式，可取代现有运输站段无线通信语音录音、抽听设备，有效提高录音抽听效率，促进规范用语、提高作业标准，推广应用该系统对促进运输安全具有十分积极的作用和意义。

责任编辑：王华 窦国栋

来稿日期：2015-03-13