摘 要：语音卡在计算机电话集成技术中发挥着重要作用，是语音技术的核心部件。为了提高机场管道加油系统的工作效率和减少输入信息的错误，研制了基于语音技术的自动控制系统。通过在机场管道供油工程的应用，此项技术的可行性和可靠性得到了实践验证。首先描述了语音卡和机场管道加油自动化系统的一般功能，然后在此基础上介绍了系统底层硬件构成条件，及利用语音卡构建的硬件系统。最后介绍了通过软件编程实现的语音技术在机场管道加油自动控制系统的成功应用。
关键词：语音卡 管道加油 自动控制
目前许多机场管道加油系统面临着设备改造和自动控制技术应用问题，我们开发出一套利用语音技术实现机场管道加油的自动化系统，并成功地应用于工程实践。在机场管道加油自动化系统中应用语音技术帮助操作人员按正常步骤正确使用设备输入相关信息，顺利完成加油操作。与其他输入方式相比，语音技术实现了“傻瓜式”操作，保证了输入信息的正确性和完整性，在减轻操作人员劳动强度的同时，提高了工作效率和加油能力。
一、语音卡的一般功能
语音卡，也称语音板，是工业标准兼容机的扩展卡，能够实现语音处理功能。语音卡的种类繁多，有模拟语音处理卡、数字中继接口语音卡、传真卡、坐席转接卡、会议功能卡、语音识别卡等等。电话语音卡是“计算机电话集成技术（CTI）”领域的核心部件之一，它的发展始终与语音技术的普及应用和计算机技术的进步有着密切关系。
在本工程实践中选用了北京五岳鑫信息技术有限公司的TW8VID模拟电话语音卡。此电话语音卡为八个独立通道语音卡，配合不同模块可以实现内线或外线功能，每一通道都可由软件编程完成如下基本功能：
1.自动检测外线用户打进时的振铃信号和内线用户摘挂机动作;
2.可控制外线的摘挂机，内线的馈电或振铃;
3.采用PCM或ADPCM编码方式对语音进行数字化录、放音，形成电脑语音文件;
4.将数字化电脑语音文件送到电话线上;
5.接收用户的电话机按键信号（双音多频码、DTMF），支持FSK、DTMF两种送主叫号码制式;
6.检测录放过程中的极性反转信号;
7.准确接收交换机送来的主叫号码;
8.实现程控机的功能;
9.选用不同的模块实现人工座席、同步录音等功能;
10.与传真卡构成语音/传真系统，与会议卡构成电话会议系统;
11.单机支持下16块语音卡，可实现128线间的无阻塞交换;
12.其他功能，如任意两通道相互通话、可调语音压缩比等。
根据系统需要，本自动化系统软件在针对语音卡编制程序时，主要用到了前6项功能：检测防爆电话机的摘挂机状态;控制外场电话的摘挂机，并根据需要振铃;录制多条独立的提示语音信息文件;根据预定程序适时将提示语音文件传送到对应的防爆电话机上;接收用户在防爆电话机上输入的按键信息等等。
二、机场管道加油自动化系统的一般功能
从目前研制或在用的机场管道加油自动化系统的现状来看，其功能主要有以下几个方面：
1.油罐液位检测
油罐液位的检测一般通过与计算机相连的液位传感器来完成。油罐液位信号既可以在现场显示，也可以经放大后远传在集中控制室计算机上显示和记录。油罐液位信号可以帮助管理人员观测油罐内油料高度的变化情况，及时调整使用油罐，还可以防止收油的冒油和发油时空罐。
2.油泵电机及阀门控制
泵房内的油泵通常采用变频调速方式来控制。当加油口数量多、油料流量大时，油泵电机高速旋转以输出较大功率，使油泵流量增大来满足要求;当加油口数量少、油料流量小时，油泵电机低速旋转，使油泵流量减小。机场管道加油自动化系统中某些需要自动控制的阀门一般采用电动阀或电液阀，远程计算机输出控制信号后可以控制此类阀门的启闭以连通或切断油料的通路。
3.加油量控制
管道加油自动化系统中普遍采用带发讯器的流量计，可以现场显示加油量，也可以按不同制式、不同信号类型输出加油过程中的瞬时流量或累积流量信息，放大远传后被计算机接受，从而配合软件系统实现加油量的控制。一般有两种方式：定量加油和不定量加油。这两种方式根据系统需要而定，正常情况下采用定量加油方式以减少工作量，但在特殊情况下也可以实现不定量加油，防止出现加油数据丢失而亏损油料。
4.信息远程输入
加油信息可以通过多种信息输入技术来获得，如键盘输入技术、IC卡技术、条形码技术等等。不同输入方式的优缺点在这里不作论述，本文介绍的自动化系统采用的是配合语音技术的键盘输入技术。用户通过加油终端的防爆电话机输入加油员代号、加油员密码、受油装备代号、加油量等数据，由控制计算机接收识别后记录、存储，供管理信息系统调用。
5.加油数据接收
油料的温度、压力通过安装在管道上的温度传感器和压力传感器给出;加油时间由计算机自动采集记录;加油位置由安装在加油终端的输入设备不同标识来代表;加油的体积数量由流量计直接给出，体积乘上与油料温度相对应的密度可得到加注油料的质量。这些信息通过不同设备来获取、验证，可以实现加油数据的自动采集和存储，以方便整个系统的协调工作。
6.管理信息系统
建立管理信息系统，综合管理油料储存、收发、消耗及日常的日、月、季报表，自动进行油料数据的综合处理，可以实现油料信息各种类别的查询、管理，并可生成并打印报表。进入油料系统的计算机网络后，可以进行油料信息的远传和共享，方便上级管理对本单位油料帐目的清查和核对。
三、基于语音技术的机场管道加油自动系统硬件设计
在此机场管道加油自动化系统中，需要采集的数据一般包括加油数量、油料温度、油料压力、加油时间、加油位置及加油操作信息。流量计发出脉冲信号通过转换来获取加注油料的体积数量;温度传感器发出模拟信号转换后可以获取油料温度信息，实现由加注油料的体积自动计算出加油油料的重量;压力传感器发出模拟信号来表示管道系统的压力变化情况;不同输入设备的标识代表了不同的加油位置;加油时间和操作信息可以由计算机通过语音卡和输入设备自动获取并完成信息反馈。管道系统中油料的流动由计算机通过编制的软件及时发出数字量信号驱动电动阀门启闭来实现自动控制。
在满足上述硬件构成条件的前提下，本工程实践的机场管道加油自动化系统结构如图1所示。温度、压力传感器安装在油料泵房内，流量计、电动阀门（这里选用了电液阀）和防爆电话机分别安装在不同位置的加油终端处，并赋于不同的标识码。
图1 机场管道加油自动化系统结构框图
根据系统集成所遵循的原则，选用康拓的工控机（研华的主板）及其工业级板卡来构建机场管道加油自动系统，其硬件连接如图2所示。根据工程实际需要，现场有如下I/O信号类型：流量计输出的脉冲信号、压力传感器和温度传感器输出的模拟信号、用于控制电液阀启闭而输入的数字信号、防爆电话机输出的DTMF信号等等。其中，DTMF信号需要通过语音卡来接受识别，电脑提示语音文件也要通过语音卡传送到防爆电话机发出声音。
图2 机场管道加油自动化系统硬件连接图
在构建此硬件系统时，自制了部分接线端子板和调理电路，对信号整理情况进行了实验并最终成功应用于实际工程。为配合语音卡的软件开发，做了大量实验，搞清楚了防爆电话机各键输出信息经语音卡接收后所对应的ASCII码，并对其信号传输抗干扰能力进行了测试。
四、语音技术在机场管道加油自动化系统中的应用
按照用户提出的需要，认真地完成了机场管道加油自动化系统软件的功能分析、方案设计和用户咨询等环节，对系统中的关键技术问题与用户进行了深入的沟通和探讨，最后达成一致意见。系统软件用Delphi 5.0进行开发，采用面向对象技术，模块化设计，保持良好的继承性、扩展性、可维护性等特点，留有扩展余地，方便有条件时扩充。此软件设计包括进入窗体、更改密码窗体、加油系统监控窗体、信息管理窗体、结束窗体等。加油操作信息的输入、接收与反馈由防爆电话机和语音卡配合完成。
TW8VID语音卡八个通道上全部配置内线模块，分别连通加油系统的八个加油口。每个加油口上安装一部防爆电话机，用于输入加油信息和接收系统传出的提示语音信息，以方便提示用户进行下一步操作。输出的提示语音信息事先通过电话进行录制，形成电脑语音文件并存储在计算机中以供调用。语音技术在此系统中主要完成如下功能：
1.系统初始化语音卡各通道，监测各通道的是否摘机。
2.系统检测到某一通道摘机后，加油系统监控窗体上相对应的加油口显示飞机图标，并输出“请输入加油员代号，按#键结束”提示语音。
3.用户输入加油员代号后，系统查询此加油员代号是否存在于数据库。若不存在，提示重新输入。若存在，语音提示输入加油员密码。
4.用户输入加油员密码后，系统在数据库中查询此密码是否与上述代号所对应的密码匹配。若不匹配，提示重新输入，三次无效后将此通道设为待机状态。若匹配，语音提示输入受油装备代号。
5.用户输入受油装备代号后，系统查询此受油装备代号是否存在于数据库。若不存在，提示重新输入。若存在，系统在窗体上显示受油装备代号，并语音提示输入加油量。
6.用户输入加油量后，系统查询此加油量是否小于此装备的最大加油量。若大于最大加油量，提示重新输入以防止加油时溢出。否则语音提示“现在开始加油，加油结束后请挂机”，同时对相应的电液阀输出开启信号，打开阀门开始加油。
7.系统在窗体上显示预置加油量，并根据流量计输出的脉冲信号显示转换后的实时加油量。加油过程中，在实时加油量小于预置加油量时如果用户挂机，系统将此实时加油量存入数据库并输出关闭电液阀的信号，这种情况为不定量加油。如果加油过程中用户不干预，则当实时加油量等于预置加油量时系统自动输出关闭电液阀的信号，停止加油并将加油量存入数据库。这种情况为定量加油。
8.系统挂机后，把此通道设为待机状态。
压力传感器和温度传感器输出的模拟信号转换后在加油系统监控窗体上显示加油系统的温度和压力，供管理员判断加油系统是否正常工作。每次存储加油数据的同时，将系统测到的油料温度、加油位置、加油时间等信息存入数据库，方便加油信息管理。
本机场管道加油自动化系统安装完成后，对硬件系统和软件系统进行了一系列的调试，并对操作和管理人员进行了软件使用培训，使其掌握了此系统的使用方法和注意事项，并在此基础上进行了实际加油演练。用户根据设计方案对系统的硬、软件进行了测试，并对数据的可靠性和准确性进行了试验，最后顺利完成了验收。
系统运行一段时间后，用户反馈回来的信息表明：硬件运行可靠，软件功能完善，信息传输稳定，数据准确完整。语音技术在机场管道加油自动化系统中的应用提高了操作人员工作效率，减少了新职员培训时间，对于整个系统油料供应能力的加强有明显促进作用，是其特色和亮点。
五、结束语
基于语音技术的机场管道加油自动化系统研制完成后，在多个机场进行了安装使用。实践应用表明这是一种操作简单、性能可靠、经济实用的技术方案，具有人性化设计、“傻瓜”式操作、数据传输稳定等优点，大大地减轻了人员的劳动强度，提高劳动生产率和单位的经济效益，受到了用户的普遍好评。
本文作者创新点：首次提出了语音技术在机场管道加油自动化系统中的应用并成功将之付诸实践;设计了适用于管道加油系统的语音技术应用步骤和提示信息。