一種基于語音交互的故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于語音交互的故障診斷技術領域，具體地說是一種基于語音交互的 故障診斷系統(tǒng)。 二、
【背景技術】
[0002] 故障是一切設備都不可避免的現(xiàn)象，常用的故障診斷方法有基于經(jīng)驗的故障診斷 和基于技術資料的故障診斷方法?；诮?jīng)驗的故障診斷方法是最古老的診斷方法，這類方 法成本低、應用范圍廣、診斷迅速，但對排故人員經(jīng)驗的要求較高，不利于年輕排故人員的 成長?；诩夹g資料的故障診斷是利用設備制造商提供的技術資料進行故障診斷，這類技 術資料能夠較為全面的給出設備故障及故障原因，即使年輕的排故人員根據(jù)技術資料也能 完成排故，然而傳統(tǒng)的技術資料都是紙質(zhì)手冊，完成一項故障診斷往往要帶多本手冊，攜帶 和使用都不方便。交互式電子技術手冊（簡稱IETM)通過將大量的書面技術資料電子化不 僅大大降低了技術資料的規(guī)模，如一臺便攜式維修輔助設備（PMA)或手持電腦，甚至一張 光盤就可以存儲一臺設備的全部技術資料，而且還能夠存儲音頻、視頻、動畫等形式的技術 資料，大大提_ 了故障診斷的效率。
[0003] 以往基于交互式電子技術手冊的故障診斷方法，都是以軟件顯示界面交互問答形 式對故障隔離過程進行引導，如中國人民解放軍國防科學技術大學發(fā)明的"基于交互式電 子技術手冊的聯(lián)機故障診斷設備及方法"，專利申請?zhí)?01210085956. 7,排故人員首先通過 選擇IETM中已有的故障現(xiàn)象或?qū)⒃O備故障現(xiàn)象輸入IETM進行故障匹配，IETM根據(jù)選擇或 匹配的結(jié)果在故障診斷界面顯示一條故障現(xiàn)象描述信息或針對被診斷對象的某項操作指 令信息，并詢問結(jié)果是否與其描述的相同，排故人員根據(jù)IETM提供的描述信息或指令信 息進行確認操作，確認結(jié)果無論相同還是不同通過用鼠標點擊"是"或"否"按鈕向IETM反 饋，IETM根據(jù)反饋決定顯示相應分支下的下一條描述信息，如此持續(xù)，直至最后的診斷結(jié)果 顯示界面。在操作過程中可通過點擊"后退"按鈕，退回到上一條信息界面。
[0004] 現(xiàn)有基于IETM的故障診斷方法相比于傳統(tǒng)的故障診斷方法已經(jīng)取得顯著進步， 但在排故過程中排故人員需要閱讀大量的診斷任務信息，頻繁操作IETM瀏覽器以驅(qū)動故 障診斷過程，而且在操作IETM瀏覽器時往往需要移動位置，不僅不利于排故人員集中注意 力排故，還導致時間的浪費，造成排故效率降低，人為差錯率升高。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有基于IETM的故障診斷方法的不足，提供一種基于語音 交互的故障診斷系統(tǒng)及方法，以提高排故效率，降低人為差錯率。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：
[0007] 本發(fā)明的一種基于語音交互的故障診斷系統(tǒng)包括語音交互模塊、IETM瀏覽器、 IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫和命令模式數(shù)據(jù)庫四個部分；所述語音交互模塊用于采集排故人員的語 音，識別語音中包含的診斷結(jié)果語音信號，播放IETM瀏覽器輸出的診斷任務音頻信號，并 實現(xiàn)診斷結(jié)果語音信號和診斷任務音頻信號的無線傳輸；所述IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫是IETM瀏 覽器的數(shù)據(jù)源，用于存儲設備對象的各種診斷和維修任務信息；所述IEMT瀏覽器從IETM內(nèi) 容數(shù)據(jù)庫中加載設備的技術資料信息，提供人機交互的圖形界面，并響應和處理排故人員 發(fā)出的各種命令；所述命令模式數(shù)據(jù)庫用于存儲驅(qū)動故障診斷過程的命令模式。
[0008] 所述的語音交互模塊包括語音采集模塊、音頻輸出模塊、語音識別模塊和無線通 信模塊四個部分；語音采集模塊用于采集排故人員的語音；語音識別模塊負責識別語音采 集模塊采集的語音，提取語音中包含的診斷結(jié)果語音信號；音頻輸出模塊用于輸出診斷任 務音頻信號；無線通信模塊用于語音交互模塊與IETM瀏覽器之間的無線通信。
[0009] 所述的IETM瀏覽器包括音頻檢測與交換模塊、命令匹配模塊、數(shù)據(jù)解析和轉(zhuǎn)換模 塊、界面管理模塊和IETM故障診斷引擎五個部分；音頻檢測與交換模塊用于實現(xiàn)診斷結(jié) 果語音信號和診斷任務音頻信號的檢測以及兩者在語音交互模塊和IETM瀏覽器之間的交 換；命令匹配模塊負責將診斷結(jié)果語音信號匹配為標準的命令模式；IETM故障診斷引擎負 責從IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫中加載裝備的技術資料信息，處理IETM故障診斷策略信息，控制診斷 策略的執(zhí)行過程；數(shù)據(jù)解析和轉(zhuǎn)換模塊用于將IETM故障診斷引擎推理得到的診斷任務解 析和轉(zhuǎn)換為音頻信號；界面管理模塊實現(xiàn)人機交互界面。
[0010] 本發(fā)明的基于語音交互的故障診斷方法，它是基于所述的基于語音交互的故障診 斷系統(tǒng)，包括：
[0011] IETM瀏覽器從IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫加載設備的全部診斷策略，排故人員根據(jù)設備的 故障現(xiàn)象或故障代碼選擇并啟動故障診斷策略，每個故障診斷策略都包含一個或多個診斷 步驟，而每個診斷步驟則包含一個診斷任務和若干個診斷結(jié)果，診斷任務用于確定或排除 設備對象的某個子系統(tǒng)或組件是否發(fā)生了故障，診斷結(jié)果用于指明下一個診斷步驟，IETM 瀏覽器根據(jù)故障診斷策略中診斷步驟的執(zhí)行情況輸出對應的診斷任務音頻信號，并接收排 故人員執(zhí)行該診斷任務后的診斷結(jié)果語音信號，該診斷結(jié)果語音信號無論能否與命令模式 數(shù)據(jù)庫中存儲的命令模式匹配都將得到一個標準的命令模式，驅(qū)動IETM瀏覽器執(zhí)行故障 診斷策略中的相應步驟；語音交互模塊接收IETM瀏覽器輸出的診斷任務音頻信號，并將 其播放輸出，排故人員根據(jù)診斷任務音頻信號執(zhí)行診斷任務后會得到一個診斷結(jié)果，該診 斷結(jié)果以語音的方式說出后被語音交互模塊采集并識別為診斷結(jié)果語音信號，該診斷結(jié)果 語音信號通過無線通信的方式傳遞給IETM瀏覽器，作為驅(qū)動IETM瀏覽器執(zhí)行故障診斷策 略的依據(jù)。
[0012] 所述的IETM瀏覽器的工作過程為：
[0013] IETM瀏覽器的IETM故障診斷引擎從IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫中加載故障診斷策略，并 將其輸出至界面管理模塊；界面管理模塊根據(jù)加載的故障診斷策略生成用戶界面；IETM故 障診斷引擎接收排故人員根據(jù)設備的實際故障現(xiàn)象在用戶界面中選擇故障診斷策略以及 啟動指令，并執(zhí)行該故障診斷策略，提取故障診斷策略中的診斷步驟；數(shù)據(jù)解析和轉(zhuǎn)換模塊 接收IETM故障診斷引擎提取的診斷步驟中的診斷任務，并對其進行解析和轉(zhuǎn)換，使之轉(zhuǎn)換 為音頻信號；音頻檢測和交換模塊實時檢測數(shù)據(jù)解析和轉(zhuǎn)換模塊是否有診斷任務音頻信號 輸出、語音交互模塊是否有診斷結(jié)果語音信號輸出，當檢測到數(shù)據(jù)解析和轉(zhuǎn)換模塊有診斷 任務音頻信號輸出時，將該診斷任務音頻信號輸出給語音交互模塊，當檢測到語音交互模 塊有診斷結(jié)果語音信號輸出時，接收該診斷結(jié)果語音信號并發(fā)送至命令模式匹配模塊。命 令匹配模塊利用該診斷結(jié)果語音信號與命令模式數(shù)據(jù)庫存儲的命令模式匹配，如果匹配成 功，輸出與診斷結(jié)果語音信號匹配的命令模式，如果匹配失敗，輸出命令模式數(shù)據(jù)庫中存儲 的一個特定命令模式；IETM故障診斷引擎根據(jù)命令匹配模塊輸出的命令模式確定執(zhí)行故 障診斷策略的何種診斷步驟，如上一步驟、重復當前步驟、下一步驟或結(jié)束診斷；界面管理 模塊監(jiān)控并動態(tài)顯示IETM故障診斷引擎的診斷過程。
[0014] 所述的語音交互模塊的工作過程為：
[0015] 語音交互模塊的無線通信模塊負責語音交互模塊與IETM瀏覽器之間的無線通 信，包括傳輸診斷任務音頻信號和診斷結(jié)果語音信號；音頻輸出模塊接收無線通信模塊接 收的診斷任務音頻信號，并將其以音頻的形式播放出來；排故人員收聽音頻輸出模塊播放 的診斷任務音頻信號并據(jù)此執(zhí)行該診斷任務，診斷結(jié)果以語音的形式說出，語音采集模塊 采集排故人員說出的包含診斷結(jié)果的語音；語音識別模塊接收語音采集模塊采集的語音， 并對該語音進行預處理和識別，提取語音中的診斷結(jié)果語音信號。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：
[0017] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的一種基于語音交互的故障診斷系統(tǒng)和方法具有突出的 技術特點和有益效果：1)以IETM為核心，利用IETM交互性好的特點，封裝了復雜的故障診 斷過程，易于排故人員使用操作；2)在IETM中集成了故障診斷引擎，提高了IETM的故障診 斷能力；3)系統(tǒng)設計有語音交互模塊，排故人員不需要操作IETM瀏覽器只利用語音即可驅(qū) 動IETM故障診斷策略的執(zhí)行，提高了排故效率；4)系統(tǒng)設計有命令匹配模塊，排故人員的 診斷結(jié)果語音信號與命令模式的匹配，提高診斷結(jié)果識別的準確度，降低了因語音嘈雜造 成的匹配失敗率；5)便攜性好，語音交互與界面顯示同步，可用于設備排故現(xiàn)場作業(yè)以及 對排故人員的現(xiàn)場考核；6)環(huán)境適應性強，不受光線、作業(yè)空間的限制。 四、
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明方法中IETM瀏覽器的工作過程示意圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明方法中診斷步驟單元的信息結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖4是本發(fā)明方法中語音交互模塊的工作過程示意圖。 五、
【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】。應當理解，此處所描述的具體實施例 僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023] 圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 本發(fā)明提供的一種基于語音交互的故障診斷系統(tǒng)，包括語音交互模塊、IETM瀏覽 器、IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫和命令模式數(shù)據(jù)庫四個部分，其實現(xiàn)形式可以是配備有多種軟件和硬 件資源的便攜式計算機。
[0025]IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫是IETM瀏覽器的數(shù)據(jù)源，用于存儲設備對象的各種診斷和維修 任務信息；IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)形式可以為本地關系數(shù)據(jù)庫，例如Access數(shù)據(jù)庫，也可 以為遵循某種XML文檔類型定義（DocumentTypeDefinition，DTD)或者XMLSchema標準 的XML文件，還可以是遠程數(shù)據(jù)庫的訪問代理，例如通過ODBC接口實現(xiàn)遠程SQLServer數(shù) 據(jù)庫訪問代理。
[0026] 命令模式數(shù)據(jù)庫用于存儲驅(qū)動故障診斷過程的命令模式，包括"是"、"不是"、"不 確定"、"上一步"、"請重復一遍"和"匹配失敗"，這些命令模式以音頻的形式存儲于命令模 式數(shù)據(jù)庫中。命令模式數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)形式可以是文件夾。
[0027]IETM瀏覽器從IETM內(nèi)容數(shù)據(jù)庫中加載設備的技術資料信息，提供人機交互的圖 形界面，并響應和處理排故人員發(fā)出的各種命令。IETM瀏覽器包括音頻檢測與交換模塊、命 令匹配模塊、數(shù)據(jù)解析和轉(zhuǎn)換模塊、界面管理模塊和I