空管设备语音告警系统设计与实现

空管设备语音告警系统设计与实现

马瑞

中国民用航空西北地区空中交通管理局区域管制中心 陕西省西安市710002

摘要：目前民航空管领域使用较多的空管自动化系统和语音记录仪没有实现放音放像同步合成功能，本文在详细分析空管自动化系统和语音记录仪间信息交互流程基础上，设计并实现了视频语音同步合成功能，经验证该功能合成的视频语音一致、画面清晰、信号稳定，效果较为理想。

关键词：空管自动化系统;语音记录仪;同步合成

一．背景

1空管自动化系统可以接入多种监视源信号，如雷达、ADSB、MLAT等监视信号，使用多监视源融合处理、飞行计划处理、目标告警计算等先进技术处理后形成综合航迹提供给空中交通管制员监控、指挥航班的系统，俗称“千里眼”。管制员通过语音通信交换系统及甚高频收发系统向机组发布管制指令及与机组进行语音通话。自动化系统提供监视数据记录和回放功能，可以以视频形式回放历史监视数据；管制员的语音通话则是使用语音记录仪系统记录和回放。可见，目前这种视频和语音分开进行独立回放的方式对于管制岗前培训、工作规范化抽查、不安全事件复盘、分析及事故调查等工作带来极大不便，降低工作效率。针对上述问题，本文设计和实现了空管自动化系统视频语音同步合成功能。
 

2．视频语音同步合成实现

目前，广州白云机场塔台使用THALES作为主用自动化系统，宏天记录仪作为语音记录设备，下面以THALES自动化系统和宏天记录仪为例进行探讨视频语音同步合成功能的实现。

THALES系统通过其ASPB服务器（记录回放服务器）网口或者串口与宏天记录仪相连；THALES系统的回放席位通过视频采集卡及传输线与视频语音合成席位相连；宏天记录仪通过信号线与视频语音合成席位相连。宏天记录仪提供网络语音输出接口和RS232控制接口2种与THALES系统相连的接口，其中，网络语音输出接口可以将记录仪语音信号输出至THALES系统中，但是语音信号数据包占用比较多资源，并且ASPB回放模块需要做改动，有比较大的风险和难度，所以为了保障THALES系统的安全和可靠性，采用RS232接口，使用串口协议进行通信和控制。宏天记录仪根据THALES 系统的ICD(INTERFACE CONTROL DOCUMENT )文件制定交互协议，THALES系统席位放像时，ASPB发出请求，宏天记录仪收到THALES请求后找出相应时间的语音并发送给视频语音合成席位，同时THALES系统的回放席位进行回放的视频信号也通过视频采集卡传送至视频语音合成席位，由视频语音合成席位上的合成软件将视频及语音自动合成并可以输出另存，便于拷贝。
3．视频语音合成席位软件安装

在视频语音合成席位需安装OBS Studio软件，并进行相关参数配置，可以实现语音和视频的合成，并将合成视频封装为mp4格式视频文件，如图2所示。对于一些空管现场，如果不方便实现在自动化系统与语音记录仪间进行信息交换，则可以采用一种更加简易的实现方案，即只保留THALES系统的回放席位与视频语音合成席位间通过视频采集卡的连接，这样进行回放的视频信号通过视频采集卡传送至视频语音合成席，在视频语音合成席位使用OBS Studio软件将采集到的视频信号生成视频文件，同时手动拷贝语音记录仪上同时段的语音文件，在视频语音合成席位还需要安装如“格式工厂”这样的视频语音制作软件，使用“格式工厂”把视频文件和语音文件进行叠加也可实现视频语音同步合成。
二、自动转报告警系统研究现状及未来发展趋势

所有民航空管局的自动化转包系统，不仅是各个航空管理局内部的报文交流中心，也是各个机场间报文交流的枢纽，也是其他区域与区域间电报资料交流的枢纽。与点对点地连接相比，该网络的网络连接能够更好地实现数据的分段传输。若以全国为单位进行点对点的联系，会打乱地方的行政上下级关系，使其管理不能井然有序；当前已有的传输系统可以按照行政的方式进行联网，这样的层次化网络连接有利于路由的管理，使系统间的更新和更新变得简单、易于实施，同时也便于对流量的监测和错误的监测，便于上下级之间的沟通和沟通。保证了航空公司和空管部门的信息传递，保证了航空公司和空管部门的信息传递。

随着我国民用航空工业的快速发展，电报业务迅速增长，而民航自动转报系统智能告警监控终端接收的报文数目和检阅频率也高，目前，由于维修设备多、设备老化、运输保障任务繁重，为了减少人力作业的危险，也为了减少作业人员的工作量，因此，在将来，智能报警监控系统将会是各航空公司的首选。

三、自动转报系统智能监控终端告警系统的设计

1.网络拓扑结构

系统建成后，就会进入报文的监控和管理，与哈尔滨的自动广播系统、 DMHS服务器、转报数据库构成一个完整的服务平台。在完成网络接入后，系统会自动接收报文，并对其进行分析和处理，得到相应的报文报警信息，供系统维护人员参考。网络拓扑是描述伺服器的硬件组成，包含了客户机数目、网路连接、档案伺服器安装与资料库、通讯伺服器、防火墙等。

2.系统架构

C/S架构是一个包括客户机和服务器的双层结构。在此基础上，用户表示层是第1级，而数据库是第2级。采用两级结构，可以充分发挥两种结构的硬件环境优势，在客户机和服务器端进行角色分配，并对其进行分析，从而达到提高系统利用率、降低通信开销、减少发送文字所需要的通信量和通信时间，从而提高工作效率。

3.数据库的设计

所谓的数据库，就是用来存储数据的，这些仓库之间有一些联系，它们都是按照特定的格式存储的。本公司基于数据库编译设计的转报智能监测终端报警系统，与硬件平台、软件环境及数据相关人员共同组成了一套完整的数据库系统。目前，关系数据库的种类繁多，应用范围非常广，具有广阔的应用前景，例如 CrosoRSQLSerVer、 MicrosoRAccess、 MySQL、DB2等等。该系统包括企业代码，部门代码，公共电力，部门集合，电报等级，地址代码。地址码数据库是一组由 AFTN格式的电报和 SITA格式的报文地址组成的数据集，它可以用来检测报文的收发地址。部门代码数据库是一个由各个区域的民航部门编码组成的数据集，它能够帮助系统找到各个部门的代码。部门集合资料库是指在同一路径和通道内所包含的部门编码，用以向系统提供溢出报文是否报警的基础。公用电力资料库包括公用电力资料的格式、种类、意义等。为报警系统提供了一个重要的基础，可以判断收到的公文电报是不是弹出报警。在软件中，电报级别数据库是区别 AFTN和 SITA电报的重要基础，它可以为以后的报文分析提供分类的功能。
4. 结束语

本文设计和实现的空管自动化系统视频语音同步合成功能在硬件搭建、软件配置及通讯协议等方面都比较简单易操作、易实现、成本低、具有可移植性、对在用系统影响可控。该功能充分、真实、完整的再现当时管制席位态势界面、管制员的操作、管制指令和与机组间的语音通话等管制员指挥机组的整个完整过程，使回放和分析等相关工作更加方便、快捷和高效，得到相关需求部门的认可。今后，希望该实现方法能够对其他不同型号自动化系统及场监系统等需要与语音记录仪间实现类似同步合成功能的设计提供一些借鉴。

参考文献：

[1] 黄耀鹏,宏一语音记录仪与莱斯自动化系统的回放同步控制应用[J],信息与电脑,2019(17):115-116

[2] 韩玉,自动化系统声像同步回放的方法[J],电子技术与软件工程,2018(15):102