智能語音交互技術在電梯檢驗中的應用

于曜科

（威海市特種設備檢驗研究院，山東 威海 264200）

1 引言

電梯屬于代表性的特種設備，具體涉及液壓驅動電梯、曳引與強制驅動電梯、自動人行道、自動扶梯等，對這類特種設備的檢驗直接關系使用者的人身安全。為提升電梯檢驗效率和效果，智能語音交互技術的科學應用極為關鍵。

2 智能語音交互技術原理

作為新一代語音輸入交互模式，智能語音交互技術可通過輸入語音獲得對應反饋，該技術本身屬于多種技術的復合產物，包括語音識別、語音合成、自然語音處理等技術。為保證語音交互達到預期效果，多種關鍵技術的綜合運用極為關鍵，圖1為智能語音交互技術應用的基本流程[1]。

結合圖1進行分析可以發現，智能語音交互技術需要轉換人的語音為文字，轉換完成后通過自然語言處理技術開展進一步處理，得到結構化文字。該結構化文字能夠由智能語音系統理解，用于語音記錄、答案尋找。最終的人機交互可通過語音合成、人機對話技術實現。分析語音識別環節可以發現，該環節需要轉換人類語音中的詞匯部分，進而得到系統能夠讀取的輸入，其本質上屬于解碼語音信號為文字內容的過程，具體涉及特征提取、模型訓練、模式匹配等內容。在計算機支持下，自然語言處理能夠理解并處理對應的文本，進而通過計算機對文本語義進行提取。深入分析不難發現，智能語音交互技術屬于語言學、人工智能、計算機、自然語言相互作用產物，以采用機器學習的自然語言處理算法為例，統計機器學習在其中發揮著關鍵性作用，具體處理環節涉及語義、句法、漢字編碼、詞法分析、語音識別、文本生產等內容，這里的處理往往涉及多種模態，如圖像、音頻、視頻等，音頻同樣屬于其中重點，綜合多種模態，即可更好地理解語言文本信息。人機對話技術在智能語音交互中能夠滿足人類與機器的交互對話需要，用戶任務可由此通過更自然的方式完成，情感溝通也能夠同時實現。對于用戶的輸入，在通過智能語音交互技術完成識別和理解后，系統能夠智能回復使用者，語音智能交互的連續開展也能夠同時實現[2]。

圖1 智能語音交互技術基本流程

對于智能語音交互中的人機對話來說，可細分為開放域對話和任務型對話，二者的差異在于是否限制主題。開放域對話以不限制主題為目標，能夠用于情感溝通等方面，任務型對話需要結合具體主題，主要負責支持用戶高效完成不同任務。語音合成屬于智能語音交互的最終環節。該環節主要負責語音制造，需要利用一些專門裝置及設備，涉及數字信號處理、語言學、聲學等領域，可以單純將其理解為機器讀語音，更深入的應用還涉及歌聲合成、語音合成等方面，通過語言方式向用戶反饋人機對話結果，即可滿足各領域的相關應用需要，如為電梯檢驗人員提供信息等方面的支持，進而大幅提升電梯檢驗效率和效果[3]。

3 電梯檢驗中智能語音交互技術的具體應用

3.1 應用價值分析

特種設備主要包括壓力容器、鍋爐、電梯、壓力管道、大型游樂設施、客運索道、起重機械、專用機動車輛等。這類設備的危險性較大，很容易威脅人們的生命安全。作為特種設備的電梯為人們的日常生活提供了極大便利，但其本身存在的較高危險性也受到人們的高度關注。對液壓驅動電梯、自動人行道、自動扶梯等不同種類電梯進行分析可以發現，這類電梯均存在較高風險性。為盡可能保證電梯的安全穩定運行，必須結合現行規定開展檢驗，這種檢驗不僅需要遵循現行規范要求，各類新技術的應用也需要引起重視。智能語音交互技術便屬于其中代表，該技術應設法融入電梯檢驗的各個環節，充分發揮輔助作用，為電梯檢驗提供信息等方面的服務，充分發揮智能語音交互技術的應用價值。

3.2 基本應用思路

電梯在人們的日常生活中扮演著重要角色，這使得電梯檢驗一直都備受重視。這一檢驗的效果直接關系著電梯安全運行，因此，必須結合相關法律、規范做好檢驗工作。電梯檢驗不僅涉及安裝環節，同樣涵蓋重大修理、改造等內容，每年開展1次的定期檢驗同樣屬于電梯檢驗范疇。在具體的檢驗工程中，檢驗人員需遵循作業指導文件內容，具體涉及準備、檢驗、記錄、匯總問題、出具報告等環節，具體檢驗項目包括底坑、井道、機房中的相關多項功能試驗，主要圍繞安全保護裝置進行。

為保證電梯檢驗順利推進，檢驗人員需要配備對講設備，用于彼此溝通?；谀M通信技術的對講機，大量用于電梯檢驗。這類對講設備依托模擬通信技術，可在傳輸頻率上調制存儲的信號，但結合實際調研可以發現，這類對講器在具體的電梯檢驗中存在攜帶不便、待機過短、通話質量較低、信號干擾嚴重等問題，這使得檢驗人員間的溝通效果受到影響，電梯檢驗工作也會隨之受到一定程度的制約。

結合近年來智能語音交互技術的應用成果，可考慮將該技術引入電梯檢驗領域，通過智能語音交互技術的語音記錄、查詢調取等功能，為電梯校驗工作提供支持，進而解決對講設備存在的不足。在電梯檢驗的審查資料、機房、底坑、井道等環節，檢驗人員可通過智能語音交互技術進行語音記錄及查詢，能夠及時發現相關問題。這一實踐需要專門配置智能語音助手，在移動網絡支持下，智能語音助手能夠與系統后臺連接，電梯相關信息參數核實可由此后臺傳遞給智能語音助手，最終由智能語音助手播報給檢驗人員，滿足電梯參數核實需要。在問題匯總過程中，智能語音助手還能夠對隱患語音項目進行調取，電梯檢驗過程因記錄不便、現場溝通不暢引發的問題遺漏、問題描述不準確等問題將得到有效預防，電梯檢驗效率及質量自然能夠更好得到保障。圖2為智能語音助手應用框架。

圖2 智能語音助手應用框架

3.3 深化應用方法

為更好地開展電梯檢驗，還可以引入智能語音提示系統，這種智能語音交互技術的應用也能夠為電梯檢驗工作提供便利。智能語音提示系統具體組成如圖3所示。

通過在電梯的轎廂上安裝傳感器檢測模塊，即可對不同高度下電梯轎廂的氣壓進行測量，更好地滿足電梯檢驗需要。同時在轎廂內安裝語音提示單元，主控板能夠在接收氣壓信息后完成對電梯運行狀態的檢測，進而通過語音提示單元播報電梯運行狀態信息，為電梯檢驗工作提供依據。具體可采用大氣壓強傳感器作為系統用傳感器，具體型號為JY901B。語音提示單元由喇叭、音頻功放模塊、音量調節旋鈕組成，主控板與音頻功放模塊連接，音頻功放模塊同時連接喇叭、音量調節旋鈕，結合主控板傳遞的音頻信號，音頻功放模塊可通過喇叭進行外放，系統中的充放電模塊需要連接主控板及電源模塊，系統的無線通信模塊需要連接主控板輸入輸出接口，進而連接移動終端與主控板，實現通信連接。在系統的具體運行中，智能語音提示系統能夠對電梯氣壓信息進行多次采集，采集的信息能夠自動向主控板傳遞?；跈z測取得的氣壓信息，電梯運行狀態能夠由系統自動判斷，系統可隨之開展語音播報，為電梯檢驗工作提供前期支持。檢驗人員可結合氣壓信息完成對海拔等信息的計算，獲取更多信息。結合樓層間實際高度、電梯氣壓變化情況，檢驗人員可通過智能語音提升系統提供的相關信息更好地開展檢驗工作。

智能語音提示系統能夠濾波處理采集得到的氣壓信息，對于其中的高頻噪聲，可綜合使用算術平均濾波法和中值濾波法進行處理。結合實時采集獲取的氣壓值，當前值按照150 ms間隔采集，連續進行10次采集，去除最小值和最大值后進行處理，判定電梯狀態。通過智能語音提示系統與檢驗人員進行交互，更好地滿足電梯檢驗需要。圖4為智能語音提升系統運行流程。

圖4 智能語音提升系統運行流程

4 結語

綜上所述，智能語音交互技術在電梯檢驗中的應用價值較高。在此基礎上，本文涉及的基本應用思路、深化應用方法等內容，則提供了可行性較高的智能語音交互技術應用路徑。為更好地發揮智能語音交互技術優勢，電梯檢驗相關探索還應關注復雜命令識別、環境影響降低、5G技術引入、智能算法升級應用等方面。