一种飞机驾驶舱音频数据分析方法与流程

本发明属于民用飞机驾驶舱设备，具体涉及一种飞机驾驶舱音频数据分析方法。

背景技术：

1、民航管理部门和各家航空公司对飞行安全管理越来越严格，在对不安全事件调查和飞行安全监控等安全管理中，经常需要对驾驶舱语音进行回放分析，以提供飞行阶段的音频记录。

2、音频数据采集系统是航空电子系统的重要组成部分，负责对驾驶舱音频进行采集，为了记录飞机在飞行过程中的音频数据，可以用于记录飞行过程中驾驶员和驾驶舱内的实际状况。地面维护系统可以实时或飞机降落地面后接收数据，可以根据时间戳来解压和回放文件。如若出现故障，可用于事后分析、调查取证等。

3、通常记录的音频数据是经过加密后的数据，因此，需要一个通用的方法来解析驾驶舱音频数据，进行分析记录。成为航空公司的安全检查的辅助手段和飞行员驾驶考核的有力依据，从而保障飞行安全。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种飞机驾驶舱音频数据分析方法，不仅可以提高地面维护人员的工作效率，分析飞机在飞行阶段中的信息输出；同时使航空公司对驾驶舱音频信息的快速捕获提供方便。该方法可针对不同型号的飞机采集的音频数据进行播放与分析，具有通用性。

2、为了实现上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

3、一种飞机驾驶舱音频数据分析方法，所述驾驶舱音频数据分析方法包括基于地面设备独立实施的：驾驶舱音频数据读取过程、驾驶舱音频数据解密过程以及驾驶舱音频数据解码播放过程；

4、驾驶舱音频数据读取过程中，所述音频数据结构包含wave文件头、音频数据和秘钥；

5、驾驶舱音频数据解密过程包括：在所述音频数据中提取加密后的密钥；对加密后的所述密钥进行对应算法解密；采用解密后的所述密钥对所述音频数据进行解密，得到pcm格式的音频采样数据裸流；

6、驾驶舱音频数据解码播放过程包括：采用ffmpeg框架的开源库，使用g.722对所述数据裸流进行解码。

7、进一步的，所述数据裸流的命名按照xxxxx-n-yyyymmddhhmm-nn.pcm的方式；

8、其中：xxxxx表示飞机尾号；n为音频采集通道号；yyyymmddhhmm为音频采集起始时的utc时间；nn为同一飞行架次音频数据文件的编号，随文件的创建而增加；pcm为音频文件存储格式。

9、进一步的，所述驾驶舱音频数据分析方法还包括基于地面设备独立实施的数据显示过程：在播放所述音频数据同时，实时显示与所述音频数据相关的信息；所述相关的信息包括飞机航班号、飞机尾号、飞行时间以及所述音频数据的采集时间。

10、进一步的，所述驾驶舱音频数据分析方法还包括基于地面设备独立实施的驾驶舱音频数据分析记录过程：根据音频数据中不同时间点以及不同内容进行信息记录，并在数据库中保存；记录过程中，根据记录信息的重要性进行优先级排序并可视化显示。

11、进一步的，所述驾驶舱音频数据读取过程具体包括以下步骤：

12、步骤1.1，对已获取的音频数据进行分类处理；

13、步骤1.2，根据飞机的型号和飞机尾号建立不同列表；

14、步骤1.3，将音频数据文件分别存入所建的列表中；

15、步骤2，读取相应的驾驶舱音频数据文件，返回音频数据文件；

16、步骤3，输入相应的解密时所需要的数字证书，返回数字证书文件。

17、进一步的，驾驶舱音频数据解密过程具体包括以下步骤：

18、步骤4，提取步骤2的音频文件中的加密密钥；

19、步骤4.1，读取音频文件尾128位加密密钥；

20、步骤4.2，创建一个新文件；

21、步骤4.3，将剩余的音频文件内容复制到新文件中；

22、步骤4.4，返回新文件；

23、步骤4.5，返回128位加密密钥；

24、步骤5，使用数字证书，通过非对称加密rsa算法解密加密秘钥；

25、步骤5.1，从步骤3中数字证书取得加密的私钥(q,n)；q为私钥，n为1024；

26、步骤5.2，对步骤4中128为密文s进行解密，得出解密后密钥a，即a＝sqmodn；

27、步骤5.3，返回解密后的密钥a，共16位。

28、步骤6，使用解密后的16位秘钥，通过对称加密aes算法来解密步骤4中的新文件。

29、步骤6.1，从步骤5.3中返回的16位秘钥，key为该秘钥；

30、步骤6.2，对步骤4.4返回的新文件的数据i进行解密，采用aes128-ecb算法模式进行解密。即m＝aes128-ecb(i n,key)；i n为输入的密文数据，m为解密出的明文数据。

31、步骤6.3，将步骤6.2解密后的明文数据存入新的pcm文件中，文件名称保持不变，生成原始pcm格式的音频采样数据流。

32、进一步的，驾驶舱音频数据解码播放过程包括以下步骤：

33、步骤8，将解密后的音频文件添加在自定义分类对应的播放列表中；

34、步骤9，基于ffmpeg框架实现对驾驶舱音频数据进行g.722解码播放；

35、步骤9.1，编码器初始化，注册可用的文件格式和编解码器库，注册所有可用的文件格式和编解码器的库；

36、步骤9.2，打开驾驶舱音频数据流；

37、步骤9.3，查找基于g.722编码格式的解码器；

38、步骤9.4，分配内存，并设置变量参数，如采样率、采样模式、声道布局等；

39、步骤9.5，打开解码器；

40、步骤9.6，等待音频数据流帧输入；

41、步骤9.7，确认是否是音频数据，如果是，继续步骤9.8进行，否则返回步骤9.6继续等待输入；

42、步骤9.8，解码音频流；

43、步骤9.9，基于多媒体库播放音频数据；

44、步骤9.10，清空释放缓存区，解码结束。

45、进一步的，所述数据显示过程具体包括以下步骤：

46、步骤10.1，播放同时，打开音频文件，根据ari nc767标准提取音频数据文件头，文件头包括飞机尾号、utc时间、音频采集通道号以及编号；

47、步骤10.2，将音频信息显示在u i界面中。

48、进一步的，驾驶舱音频数据分析记录过程包括以下步骤：

49、步骤11.1，在播放音频过程中，维护人员听取内容，进行分析；

50、步骤11.2，如果遇到音频中的重要内容，暂停音频信息，打开日志；

51、步骤11.3，提取文件播放的时间，手动记录日志信息并保存；

52、步骤11.4，继续播放文件，重复步骤10.2，直到播放完毕；

53、步骤11.5，维护人员筛选记录日志信息，上报内容。

54、进一步的，所述g.722解码格式支持比特率为64kbps、56kbps以及48kbps编码码率的数据输出；g.722可以实现4路舱音数据的有效压缩。

55、本发明具有的优点效果：

56、1.本发明采用的方法能使地面维护人员和航空公司人员快速对驾驶舱音频数据进行分析，便于及时识别在飞行过程中驾驶员和驾驶舱内的实际状况。

57、2.本发明针对机载领域，提出驾驶舱音频数据的分析方法，具有较高的通用性。有效的简化了维护人员分析驾驶舱音频数据过程，不需要手动解密文件去分析，为航空公司节省成本，提高效率。