浅谈飞机舱音与辩听分析
商业故事BUSINESS STORY
010商业视界·Business Vision
浅谈飞机舱音与辩听分析
房玮
（南京航空航天大学 金城学院，江苏  南京  211156）
摘要：飞机已经成为最为安全并且便利的交通工具，但是飞机失事时所带来的视觉以及精神冲击还是令所有人触目惊心。目前的航空安全通过七种不同的飞行参数信息体现，本文研究的舱音信息就是其中之一。在经历了不可预知的灾难性事故之后，大部分信息都已经石沉大海，唯一可以近乎完整保存下来的资源，莫过于在飞机“黑匣子”中舱音记录器所记录下来的声音信息，它能提供非常丰富的飞行事故声信息，为后续的还原飞行事故时的场景，重构飞行事故的过程提供了准确无误的声音证据，所以在航空事故调查中起着举足轻重的作用。关键词：黑匣子；舱音记录器；舱音分析；事故调查
引言
随着科技的进步，航空安全的水平也在不断地提高，每年死于空难的人数相比于道路交通可以说是小巫见
大巫，一定意义上飞机其实是最为安全的交通工具。但是飞机一旦失事，造成的损失是毁灭性的近乎全军覆没。所以航空安全仍然是业界的核心问题之一。
有数据统计预测：未来全球采用航空运输的比例将会以每年5%左右的速度迅速上升，所以更加有必要重视航空安全的发展。民用航空虽然事故概率较低，但是其突发性以及高死亡率的特点还是让人不寒而栗，因此，飞机的安全飞行，以及利用飞机黑匣子所记录下来的各种信息，尤其是舱音信息的加强，对于飞机飞行过程的监管，飞行事故现场以及原因的还原具有十分大的意义。
黑匣子分为舱音记录器以及飞行数据记录器两部分。根据事故分析调查，飞机的尾部收到各种冲击的几率最低，所以黑匣子一般安装在飞机的尾部以防止损坏。一、舱音信息
舱音记录器的功能是飞机和机载人员的各类声音，无论伴随着主观情感还是背景杂音，都可以客观性的记录，事故现场的声音得到良好的重塑之后，这就成为了事故原因调查的最有力证据。
舱音应该分为三大类：话语音、背景音、噪声。其中话语音包括正副驾驶员，第三机组成员互相间的交谈声音、旅客广播系统的声音、无线电收发时的话音通信、传入耳机或者扬声器中的导航识别或者助航识别话语音；噪声则包括发动机带来的噪声，起飞下降中的滑跑噪声，电击引起的噪声、电器线路噪声、操纵飞机时电传马达声以及其他会引起耳膜轰鸣的不明噪声等等；背景声则可以一概而论为除去话语音和噪声之外的其他声音，类似于空速极限警告，轮舱火警，高度提示音频，近地音频警告，防撞系
统警示音，起落架形态警告等等，甚至飞行员动作的声音，某个物件意外移动的声音也同时属于背景声范畴。
舱音分析的特点包括以下五点。从随机信号分析角度来看，首先，所有的信号并非都是平稳的信号，突变的几率并不确定，从非线性动力学角度来看又具有混沌性质；其次，多元异构的组成成分又确定了其复杂混合体的性质。再次，舱音记录器的记录声音频率范围十分广，在150Hz 到6000Hz 之间，很难对信息进行精确的辨识；另外，舱音信息多而复杂。若根据声音发出的长短间隔来进行分类，发动机的噪声、气流噪声、电磁噪声这类是具有一定持续时常的，各种开关声就属于典型的瞬发
声音。而若根据周期性特征分类有主警告声这一类，还有就是仅出现几次的声音，如飞机机轮触地的声音。最后，舱音记录器的声音信息组成与飞机飞行状态有关，正常飞行状态下，舱音背景声中主要为平稳噪声，发动机噪声、气流噪声等等，但是在飞机失事或者异常飞行的过程中，背景声主要为高度非平稳噪声，信噪比较低，舱音信息中充斥着各种警告音、部件被操纵声音等等。
飞机失事原因
舱音一般情况下需要进行数字化的处理，过程为：舱音的各个声道提取出来的信息进行计算机采样和量化，将其储存为一定格式的音频文件，专门的调查人员进行播放，在辩听之后，针对某些不清晰的或者存在疑惑的部分用合适的音频软件对其舱音以及背景声进行处理分析，并且结合FDR 等信息源，对飞机事故进行最后的调查。
舱音记录器进行分析辩听的最关键环节就是能够听清语音和背景声音，并且同时确定两者发生的时间。舱音译码系统经过多次的改进，具有以下明显优势：具有灵活多样的辩听方式，对于舱音可以进行全段、区间播放，个人、多人辩听、放大显示等等；功能在丰富，现在已经可以开放数据下载、音频的播放、简单处理、数据储存以及报表功能；能够完整的提取舱音样本文件，对多元特征分析，提供数据的来源；能进行简单的多元信息融合，在时间上同步，可以生成证据文件；对后续舱音分析的平滑处理，有着不错的参考作用。
但仍然存在以下几点不足：即使是经过处理的舱音信息，也必须要专业的人员进行人耳辩听，对于经验的依赖过于严重；舱音信息的辩听主要是获取话语音的特征信息，其他的背景声以及噪声的信息特征的获得十分困难；对背景声以及航空噪声的辩听分析也仅仅可以依靠傅里叶变换法，有一部分的声音成分很难被识别出来；译码系统中的降噪主要是针对驱动CVR 的155V/400Hz 交流噪声和400Hz 频率的高次谐波噪声有明显效果，其他的噪声降噪效果十分的不明显。二、影响舱音辩听效果的因素
人耳具有极强的声音分辨能力，尤其是对于有着专业经验的辩听者来说，给出一段信号，在一定的条件和环境下，不仅仅可以轻松地分辨出声音的类型，对于说话人的情绪也可以十分好的分辨出来。
驾驶员心理感情因素，听觉感知性，声环境掩蔽效应三大因素会对辩听产生影响。
驾驶员的心理感情因素，驾驶员的国籍、民族、文化等的差异都有可能使其心理情感有着各种微妙的变
化。要取得十分好的辩听效果，辩听人应该掌握飞机驾驶员在正常驾驶、飞机事故不同情况下的心理变化，必须也是心理方面的专家。
舱音辩听者的听觉感知性是指听话的人依靠自己耳朵感受到声信号的能力。人耳有着非常大的感知性范围，而不同的舱音辩听者的感知性是不一样的，而且正常和非正常的情绪之下，感知性也有着十分大的区别，所以，辩听者的听觉感知性的变化也会影响到辩听的效果。
声环境的遮蔽效应，通常指在一个强信号的附近，弱信号无法被很好的监测到，噪声对纯音的掩蔽等等。CVR 记录的各种舱音信号极其容易受到飞机外部的气流环境、发动机功率大小等因素影响，所以遮蔽效应同样也会存在于舱音中，而恰巧环境变化引起的舱音屏蔽会大大的影响辩听效果。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。