■ 陳良林/交通運(yùn)輸部南海第一救助飛行隊(duì)

1 航線檢查現(xiàn)狀

機(jī)務(wù)工作中航線任務(wù)占據(jù)日常工作的比重較大。根據(jù)民航維修管理要求，飛機(jī)每次起飛前都要按照航線檢查單逐條檢查，確認(rèn)檢查合格后還需在檢查單上逐條簽字。隨著航空業(yè)的快速發(fā)展，現(xiàn)有以文字為載體的檢查單的檢查方式已經(jīng)不能很好地適應(yīng)需求，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）檢查結(jié)束后簽單，無法體現(xiàn)真實(shí)的檢查過程。

2）無法依據(jù)特定條件（暴雨、某架飛機(jī)、非基地過夜等）自動(dòng)調(diào)整檢查單內(nèi)容。

3）檢查效率低且容易檢查漏項(xiàng)。

4）檢查造假成本低，事后無法考證完成情況。

5）航線檢查單從編寫到實(shí)施的環(huán)節(jié)繁瑣，存在檢查人員用過期檢查單檢查飛機(jī)的可能。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能系統(tǒng)深入到工作和生活的方方面面，大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)+、區(qū)塊鏈、AI技術(shù)等新技術(shù)與飛機(jī)維修結(jié)合已經(jīng)擦出不一樣的火花。

鑒于音頻作為載體記錄的信息比文字載體多，航線檢查又是機(jī)務(wù)工作的“日常便飯”，設(shè)想將航線檢查單轉(zhuǎn)成語音指令，工程師執(zhí)行航線檢查時(shí)通過語言與系統(tǒng)交互，按照系統(tǒng)指令完成所有的檢查。這種語音交互的航線檢查單一定可以大大提高工作效率，而且能將檢查單細(xì)化到每一步，保證檢查的準(zhǔn)確可靠。因此，十分有必要開發(fā)一套基于語音交互的航線檢查單。

2 語音航線檢查單的設(shè)計(jì)

整套系統(tǒng)可以分成三個(gè)模塊：維修方案編寫模塊、服務(wù)器中心模塊、移動(dòng)數(shù)據(jù)終端APP模塊。系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

1）服務(wù)器將實(shí)時(shí)更新的航線檢查單數(shù)據(jù)推送到移動(dòng)數(shù)據(jù)終端，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的有效性。

2）移動(dòng)數(shù)據(jù)終端依據(jù)飛機(jī)號(hào)、服務(wù)器下發(fā)的其他數(shù)據(jù)（臨時(shí)性檢查、天氣條件、上一次檢查的留言等）以及GPS位置信息等條件，從總的檢查單數(shù)據(jù)中篩選出一份特定的航線檢查單數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為語音檢查單。

圖1 系統(tǒng)框架圖

3）機(jī)務(wù)使用藍(lán)牙耳機(jī)與移動(dòng)數(shù)據(jù)終端進(jìn)行語音交互，完成所有的檢查項(xiàng)目。

4）完成檢查后，移動(dòng)數(shù)據(jù)終端將這份特定的檢查單及現(xiàn)場錄音數(shù)據(jù)上傳到質(zhì)量部門備查。

該系統(tǒng)成功的關(guān)鍵在于移動(dòng)數(shù)據(jù)終端APP模塊的功能實(shí)現(xiàn)。筆者在安卓平臺(tái)上構(gòu)建了移動(dòng)數(shù)據(jù)終端核心的功能，用于驗(yàn)證人機(jī)語言交互的成功率。如圖2所示，左側(cè)是構(gòu)建APP的界面，右側(cè)是人機(jī)語音交互邏輯圖。語音識(shí)別引擎方面，從百度AI、阿里云、科大訊飛及開源PocketSphinx系統(tǒng)中選擇了科大訊飛，原因是前期開發(fā)驗(yàn)證中科大訊飛的識(shí)別率最高，且開發(fā)文檔詳細(xì)。

為了在提升系統(tǒng)識(shí)別能力的同時(shí)降低人機(jī)交互難度，系統(tǒng)采用了關(guān)鍵詞識(shí)別的方式，不需要先激活系統(tǒng)再說指令內(nèi)容（如小米AI音箱需先說“小愛同學(xué)”才能激活），只需說對(duì)關(guān)鍵字即能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，且與普通的交流無異，例如“檢查合格，下一條”“沒有滲漏，下一條檢查內(nèi)容”“輪胎氣壓正常，下一條”等，系統(tǒng)只要監(jiān)聽到“下一條”這一關(guān)鍵詞就會(huì)讀出該條的檢查內(nèi)容。

3 語音交互識(shí)別能力驗(yàn)證

為了降低驗(yàn)證難度，快速得出結(jié)論，設(shè)定數(shù)據(jù)終端識(shí)別的關(guān)鍵字僅為“開始檢查”“上一條”“上一項(xiàng)”“重復(fù)閱讀”“結(jié)束檢查”“下一條”“下一項(xiàng)”及“記錄留言”8個(gè)詞語（系統(tǒng)最多支持200個(gè)關(guān)鍵詞識(shí)別）。數(shù)據(jù)終端物理硬件采用華為V10手機(jī)，藍(lán)牙耳機(jī)采用小米藍(lán)牙耳機(jī)青春版。如圖2左側(cè)所示，試驗(yàn)測試的檢查項(xiàng)目共錄入8條數(shù)據(jù)，試驗(yàn)人員以正常語速與終端交流，完成航線檢查（圖中的8條檢查項(xiàng)目）。在環(huán)境噪聲50dB、62dB、74dB的情況下分別進(jìn)行了15次測試，得到識(shí)別率與環(huán)境噪聲的關(guān)系，如表1所示。

圖2 APP界面及邏輯交互圖

表1 語音交互錯(cuò)誤率與環(huán)境噪聲的關(guān)系

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，環(huán)境噪聲小于60dB時(shí)系統(tǒng)錯(cuò)誤率可以接受，不影響日常工作使用；環(huán)境噪聲大于74dB時(shí)使用價(jià)值不大，但可以通過下列技術(shù)手段減低噪聲對(duì)系統(tǒng)的影響。

1）使用降噪藍(lán)牙耳機(jī)替代一般的藍(lán)牙耳機(jī)，例如，使用帶有整列硅麥的華為freebuds藍(lán)牙耳機(jī)，可以有效降低環(huán)境噪聲；也可采用主動(dòng)降噪的藍(lán)牙耳機(jī)。

2）進(jìn)一步優(yōu)化關(guān)鍵詞語，使關(guān)鍵詞更加容易與其他語句區(qū)分。

3）使用在線語音識(shí)別替代離線識(shí)別，進(jìn)一步提高識(shí)別的準(zhǔn)確度。

4 語音航線檢查單開發(fā)現(xiàn)狀及展望

目前，基于語音交互的航線檢查單系統(tǒng)已完成核心功能開發(fā)，包括航線單在線編寫、服務(wù)器數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)終端的數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)終端語音識(shí)交互及數(shù)據(jù)終端實(shí)時(shí)錄音等功能，待余下的硬件適配及軟件調(diào)整工作完成后系統(tǒng)即可投入使用。

相比傳統(tǒng)的紙質(zhì)檢查單，語音交互的航線檢查單具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）檢查過程中只需攜帶一枚小巧的藍(lán)牙耳機(jī)即可實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，完全釋放雙手。

2）系統(tǒng)能夠按照工程師的指令清晰讀出檢查清單的檢查項(xiàng)目，不會(huì)出現(xiàn)漏項(xiàng)的可能。

3）聲紋替代簽字，系統(tǒng)全程錄音留底，無需“補(bǔ)記錄”。

4）檢查單更新具有自動(dòng)同步功能。檢查單改版升級(jí)時(shí)只需在線發(fā)布就能自動(dòng)同步到每一臺(tái)數(shù)據(jù)終端，不僅減少人力物力浪費(fèi)，還能防止工程師使用非受控檢查單。

5）工時(shí)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)功能。質(zhì)量部門可以藉此系統(tǒng)真實(shí)記錄工時(shí)情況，且易于翻查所有檢查的錄音數(shù)據(jù)。

6）自動(dòng)插入針對(duì)某架飛機(jī)的臨時(shí)性檢查，如飛機(jī)裂紋未達(dá)到手冊(cè)限制前的跟蹤。

7）留言功能。例如，某架飛機(jī)航線檢查時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)有滑油滲漏現(xiàn)象，需要對(duì)后續(xù)幾個(gè)航段繼續(xù)跟蹤檢查，工程師可在該項(xiàng)檢查中做出標(biāo)記，下一位工程師檢測到該項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)讀出上一位工程師的留言。

基于語音交互的航線檢查單系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用空間。特別是在通航領(lǐng)域，由于飛機(jī)種類繁多、任務(wù)類型廣泛，機(jī)務(wù)人員能力水平差異較大，工作環(huán)境惡劣，引入高質(zhì)量的航線檢查單有助于改善因機(jī)務(wù)人員能力差異而導(dǎo)致的低效航線檢查狀況。實(shí)際應(yīng)用中，還可添加依據(jù)地理位置、時(shí)間節(jié)點(diǎn)、氣候狀態(tài)等參數(shù)自動(dòng)調(diào)整的航線檢查內(nèi)容，例如，添加“1.天氣寒冷（氣候狀態(tài)）”，符合條件時(shí)航前加油必須添加防凍液；添加“2.非基地停放（地理位置）”，符合條件時(shí)必須檢查飛機(jī)門窗是否上鎖、飛機(jī)系留等內(nèi)容。

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到語音識(shí)別的速度和穩(wěn)定性，采用了離線語音識(shí)別技術(shù)，識(shí)別能力和抗干擾能力存在一定不足，但5G時(shí)代的來臨將使在線語音識(shí)別成為可能。隨著AI算法不斷優(yōu)化和數(shù)據(jù)積累，云端的語音識(shí)別能力飛速加強(qiáng)，5G時(shí)代將大大拉近終端和云端之間的距離，基于語音交互的航線檢查系統(tǒng)將是大勢所趨。此外，當(dāng)語音交互技術(shù)成熟后，應(yīng)用場景將不再局限于航線檢查，部分高級(jí)別的定檢也可以使用語音交互作為輔助。