关键词：列车；车载语音识别系统；设计；实现
在列车运行系统中，为了更好的实现列车联控，且有效提高列车运行安全性与稳定性，促进列车信息化得以有效落实，探讨列车车载语音识别系统设计及实现策略显得尤为重要。
一、概述列车车载语音识别系统设计以及实现的价值
第一，有利于提高乘务员服务效率。由于列车车载语音识别系统中待识别词句均较为简短，因此可有效提高语音识别准确率，促使列车内乘务员可依据系统内语音提示落实有效服务。此外，由于列车车载语音识别系统内信号连续性强，且具有极强的稳定性，促使乘务员可在简短有效的词句内，精准把握服务动动向，为提高服务效率奠定基础[1]。
第二，有利于提高列车长工作效率。通过对我国列车运行职业者进行统计与分析可知，当今列车司机多为男性且占总数的95%，而列车车载语音识别系统内主要采用男性为主非特定对象，为语音研究与组成数据来源，促使列车车载语音识别系统更具时效性。介于不同列车运行列车司机存在个体化差异，在固有语音识别模式基础上，利用系统语音对象“非特定”特征，可依据列车需求灵活输入部分语音，并可按照应用将语音进行分类，促使语音识别系统更具人性化，从而达到提高列车长工作效率的目的。与此同时，由于列车车载语音识别系统内信号源较为稳定，受到客观因素影响机率因素较小，促使列车长可及时对呼唤进行应答，并落实标准化作业，在提高列车长工作效率的同时，可确保列车运行安全稳定[2]。
第三，有利于规范行业标准。在列车车载系统内语音识别内容不存在变动、临时篡改以及局限性等现象，促使列车工作人员均可按照系统识别范围落实相关工作，为列车营造稳定运行的客观环境，加之不断丰富与完善的语音识别系统，可使车载语音识别系统更具规范性，为我国列车提高服务效率奠定技术基础[3]。
二、分析列车车载语音识别系统中的硬件设计
（一）设计语音识别控制信号获取子系统
通过对列车车载语音识别系统控制系统深入分析与研究，在人机交互单元中落实监控信息的输入与输出设计，可提高列车车载语音识别系统中人机良性互动，促使人机交互单元更加完善，提高语音识别效率与应用价值。为了使语音识别控制信号获取子系统设计更加高效，可通过与LKJ建立记录信号、语音呼唤应答识别模块数据库，加之规范语音信号识别子系统运行单元起止时间，达到对列车车载语音识别系统落实语音控制与获取信号的目的[4]。
（二）设计语音识别子系统
在语音识别子系统中，硬件设计包括语音处理电路、单片机STCWL08XE芯片、STC系列、耳机、MIC以及USB转串口芯片CH341等内容。其中，由宏晶科技设计并生产的单时钟--机器周期单片机，是STC10系列单片机设计主要来源，与传统8051子系统相比，STC10系列单片机运行速度要快8--12倍，且在高效通信中智能控制性能更高、抗干扰能力更强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆作为8051单片机增强型的STC11F08CE单片机，由于在设计时兼具低功耗设计、加强型8051内核、16位定时器以及全双工异步串行口，因此该语音识别子系统具有超低功耗、加密性强以及超强抗干扰等优势，并更加符合列车车载语音识别系统对精确度的需求。
（三）设计语音识别结果输出子系统
在列车车载语音识别系统中要应用的到的语音内容及其庞杂，由于系统内语音设计内容较多，因此需要累积足够多的数据支撑系统良性运行，这就需要设计语音识别结构输出子系统，将语音数据在硬件内存储与输出，促使语音识别结果输出子系统数据处理能力更全面。
三、浅谈列车车载语音识别系统中的软件设计
（一）单片机程序
当列车车载语音识别系统收到语音指令，则将启动语音识别系统内子系统，在监听状态中监督列车运行状态。在语音识别子系统内通过对MIC输入相关数据进行分析、整合与处理，并在语音模式识别、语音特征提取以及语音预处理这三个系统程序加持下，实现列车车载语音的识别目的。其中，语音模板训练在系统内较为重要，具体设计为在语音系统内对经由MIC上传的数据处理并加载至芯片内，再输入至单片机程序中，加之独属于单片机程序的参数分析与DTW运算既定公式，对语音模块实现训练目的，而语音识别系统中读取模块内所使用的数据，均来源于FLASH芯片内语音模板参数分析存储的数据。至此，单片机程序总体结构设计完成[5]。
（二）结果输出子系统
在单片机程序内主要功能为依据上级语音识别子系统，对存储于语音识别输出子系统内的语音进行合理匹配并存储结果，促使结果输出子系统可以为列车车载语音识别系统的良性设计与运行奠定坚实基础。
（三）列车车载语音识别系统中司机语音信号降噪设计
由于列车运行速度较快，致使列车车载语音识别系统容易受客观运行环境不稳定因素影响，而产生干扰信号形成噪音，严重印象列车车载语音识别系统运行清晰度、稳定性与有效性。基于此，在设计语音识别系统时，则需要充分考虑噪音问题，利用降噪设计技术，提高系统运行综合效率。在降噪设计中主要分为两类：一是主动降噪设计。在主动降噪设计中利用“谱减法”对宽带噪音进行处理，是属于语音增强设计技术中较为常用的方法，通过对宽带内频谱估值内带噪语音做减弱处理，促使语音频谱更加纯净。其中，对列车车载语音识别系统内产生影响的污染噪音信号相对平稳，是人们在设计系统时采用谱减法进行降噪设计的主要因素。此外,介于短时幅度语音信号更易影响人的听觉系统自身特点，可在列车车载语音识别系统施行降噪设计的同时，对短时幅度语音信号做评估处理。
结束语：
综上所述，在列车联动系统内加设车载语音识别系统，不仅可以将人与列车的互动更加高效，而且可以有效提高列车运行安全性与稳定性，为人们提供更好的列车运行服务，在减少列车服务人员工作量的同时，也极大提高了工作效率，符合列车在和谐社会中创新发展新要求。
参考文献：
[1] 潘梁生.列车车载语音识别系统的设计与实现[D].北京交通大学,2016.
[2] 宋娟,严翔,王维等.无线车载语音记录装置的设计与实现[J].北京交通大学学报,2011,35(5):137-140.
[3] 崔文超.列车车载定位系统嵌入式技术的应用研究[J].科技创新与应用,2015(23):101-101.
[4] 李博,田琳琳.车载语音控制的专利分析[J].电声技术,2014,38(z1):59-61.
[5] 李俊.车载语音识别系统的研究[D].桂林电子科技大学,2015.
论文作者:周煜寰
论文发表刊物:《科技中国》2017年9期
论文发表时间:2018/2/9
标签：语音论文; 列车论文; 识别系统论文; 子系统论文; 语音识别论文; 单片机论文; 系统论文; 《科技中国》2017年9期论文;