研發(fā)的便攜終端已在設(shè)備維護(hù)工作中得到有效的應(yīng)用。因此，為了在維護(hù)領(lǐng)域更有效地使用便攜終端，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 歸納了以下4種功能： 

(1)使用移動(dòng)Internet功能實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的無線連接； 
(2)應(yīng)用RF—ID標(biāo)簽自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)設(shè)備； 
(3)通過語音識(shí)別完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入，實(shí)現(xiàn)不用手工操作； 
(4)采用應(yīng)對(duì)隧道內(nèi)電磁波中斷的方法。 

另外，從海量文本數(shù)據(jù)中快速檢索出所需信息的需求日漸增長(zhǎng)， 同時(shí)伴隨著計(jì)算機(jī)性能、容量和組網(wǎng)能力的提升，在信息檢索技術(shù)和日本語言處理技術(shù)以及集成上述2種技術(shù)的系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域已進(jìn)行了許多前沿性的研究。由于對(duì)詢問應(yīng)答系統(tǒng)的信息檢索研究日趨迫切，本文開發(fā)了一個(gè)設(shè)備維護(hù)領(lǐng)域的詢問應(yīng)答系統(tǒng)。 

1 設(shè)備維護(hù)特點(diǎn) 

(1)電磁波中斷區(qū)域 
在隧道內(nèi)，未設(shè)通訊基站的鐵路沿線和山區(qū)的輸電線路沿線，手機(jī)無法使用。所以必須尋求應(yīng)對(duì)電磁波中斷的方法，或選取可替代的通訊方式。 
(2)危險(xiǎn)區(qū)域 
在進(jìn)行道旁作業(yè)時(shí)，要確保列車已經(jīng)停止運(yùn)行，防止撞車事故。確保電力已經(jīng)切斷，以防發(fā)生高壓觸電事故。 
(3)夜間作業(yè) 
盡管在白天列車運(yùn)行間隙可以進(jìn)行短時(shí)間的維護(hù)作業(yè)，但耗時(shí)的維護(hù)工作卻必須在本日末車和次日首車之間的夜間完成。固定燈和頻閃燈等照明設(shè)備是必不可少的。 
(4)溫度 
因?yàn)榫S護(hù)作業(yè)的溫度范圍從冬天的一10℃到夏天的40℃ ，任何便攜終端都必須能夠承受如此寬的溫度范圍。 
(5)污垢 
在設(shè)備維護(hù)工作中，油污、灰塵是不可避免的。工作人員會(huì)用沾有油污的手或手套操作設(shè)備，所以任何便攜終端必須能夠適應(yīng)這種作業(yè)條件。 
(6)輸入內(nèi)容 
輸入內(nèi)容要涉及設(shè)備監(jiān)測(cè)測(cè)量數(shù)據(jù)，確認(rèn)功能的圖形化表示數(shù)據(jù)以及顯示故障的圖像數(shù)據(jù)等。 

2 試驗(yàn)系統(tǒng) 

2．1 試驗(yàn)系統(tǒng)概述 
(1)PDA具有移動(dòng)Internet接入功能，不必提前下載數(shù)據(jù)。另外，通過在工作場(chǎng)地直接訪問網(wǎng)頁，可以參考數(shù)據(jù)、輸入監(jiān)測(cè)結(jié)果，確認(rèn)或更改作業(yè)計(jì)劃； 
(2)輸入數(shù)據(jù)通過網(wǎng)頁即時(shí)存人數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，管理人員在辦公室可以實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況； 
(3)通過讀取RF—ID標(biāo)簽，不必每次通過菜單檢索每個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)設(shè)備的自動(dòng)識(shí)別。因此，提高了設(shè)備監(jiān)測(cè)作業(yè)的效率； 
(4)在電磁波中斷的區(qū)域，如隧道中，數(shù)據(jù)存入PDA的內(nèi)存。當(dāng)通信恢復(fù)時(shí)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)椒?wù)器。所以，不管PDA是否能接收到電磁波，都可以進(jìn)行輸入操作； 
(5)可以使用語音識(shí)別技術(shù)輸入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。 

2．2與數(shù)據(jù)庫的無線連接 
在這個(gè)系統(tǒng)中，監(jiān)測(cè)計(jì)劃、監(jiān)測(cè)歷史和監(jiān)測(cè)命令等監(jiān)測(cè)所必須的數(shù)據(jù)都在辦公室提前準(zhǔn)備好，并通過Internet從服務(wù)器下載。工作人員在現(xiàn)場(chǎng)查閱這些數(shù)據(jù)的同時(shí)可以輸入監(jiān)測(cè)結(jié)果。輸入數(shù)據(jù)通過Internet上傳至辦公室的服務(wù)器并直接存入數(shù)據(jù)庫。 

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 

2．3 設(shè)備自動(dòng)識(shí)別 
與PDA連接的標(biāo)簽讀取器可以讀取安裝在被監(jiān)測(cè)設(shè)備上的RF-ID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)。標(biāo)識(shí)設(shè)備的設(shè)備ID提前存入RF-ID標(biāo)簽。當(dāng)用標(biāo)簽讀取器讀取設(shè)備ID、檢索命令和監(jiān)測(cè)信息時(shí)，設(shè)備名稱和最后一次監(jiān)測(cè)日期顯示在顯示屏上。通過無線通信，如手機(jī)接入Internet，監(jiān)測(cè)結(jié)果直接存入辦公室的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。標(biāo)簽讀取屏幕如圖2所示。 

2．4 使用語音識(shí)別輸人數(shù)據(jù) 
從一個(gè)小PDA屏幕輸入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是困難的，而且工作人員必須同時(shí)做2件工作(如監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)輸入)。出于試驗(yàn)?zāi)康模_發(fā)一個(gè)使用語音識(shí)別進(jìn)行輸入的功能。這樣，工作人員不用人工進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。通常，語音識(shí)別分詞識(shí)別和連續(xù)話語識(shí)別。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)期間輸入的詞匯和項(xiàng)目幾乎是固定的，所以采取了限制輸入格式的語音識(shí)別方法，即2種類型的折衷方法。 

當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示設(shè)備狀況良好時(shí)，根據(jù)語音識(shí)別輸入格式，本研究輸入一條語音信息，如“設(shè)備名稱正常。相反，如果監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示設(shè)備故障，通過語音輸入一個(gè)固定的格式：“設(shè)備名稱”、“監(jiān)測(cè)項(xiàng)目”、“故障部件名稱”、“問題類型”和“措施”。此外，如果監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示設(shè)備故障， 因?yàn)橛性S多輸入項(xiàng)目，所以可以按任意順序輸入。 

2．5 電磁波中斷 
(1)PDA后臺(tái)程序檢測(cè)無線卡電磁波接收狀態(tài)(接通或中斷)； 
(2)當(dāng)電磁波接通時(shí)，數(shù)據(jù)立即存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器； 
(3)當(dāng)電磁波中斷時(shí)，數(shù)據(jù)存入一個(gè)PDA文件。 

一旦電磁波接通，數(shù)據(jù)自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。在便攜終端中，將數(shù)據(jù)輸入程序和數(shù)據(jù)傳輸程序設(shè)計(jì)成獨(dú)立的內(nèi)部程序，數(shù)據(jù)傳輸程序在后臺(tái)運(yùn)行。所以，無論電磁波的接收狀態(tài)如何，總能在相應(yīng)條件下使用PDA完成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的輸入。應(yīng)對(duì)電磁波中斷的處理流程如圖3所示。 

3 洵問應(yīng)答系統(tǒng) 

在目錄數(shù)據(jù)庫、圖書檢索系統(tǒng)和Internet搜索引擎中，“我想看到有關(guān)AAA 的文件(主頁)” 形式的詢問是一個(gè)通用的問題需求。對(duì)于這類檢索問題，檢索者會(huì)輸入主題關(guān)鍵詞“AAA”并檢索包括字符串“AAA” 的文件和主頁。 
問題應(yīng)答型檢索系統(tǒng)不同于既定的檢索，舉個(gè)例子，當(dāng)詢問“我想知道富土山的高度” 或“我想知道圣誕節(jié)的Et期”時(shí)，目標(biāo)是立即檢索“高度”和“日期”。 

3．1 原型系統(tǒng)開發(fā) 
在鐵路維護(hù)領(lǐng)域，監(jiān)測(cè)維護(hù)手冊(cè)是文件檢索的對(duì)象之一。每一個(gè)鐵路都有自己的手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)。這些文件包含了所有設(shè)備維護(hù)所必須的文件，如管理評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和程序等。然而，在許多情況下，這些文件保存在辦公室里，而不會(huì)帶到現(xiàn)場(chǎng)。但在實(shí)際的設(shè)備監(jiān)測(cè)中，需要檢索或參考這些文件。因此，研究了一個(gè)在任何時(shí)間、地點(diǎn)都可以輕松參考所需手冊(cè)、以提問的方式獲取信息的方法。還開發(fā)了一個(gè)原型系統(tǒng)，系統(tǒng)以對(duì)一個(gè)隧道的維護(hù)監(jiān)測(cè)為例，設(shè)計(jì)了與維護(hù)手冊(cè)相關(guān)的問題類型。 

3．2 手冊(cè)文件結(jié)構(gòu) 
手冊(cè)文件結(jié)構(gòu)由章、節(jié)、字句、標(biāo)題和圖表等組成。盡管人們能夠輕松地理解這樣一篇普通文本文件的結(jié)構(gòu)，但計(jì)算機(jī)卻難以理解。因此，為了判斷設(shè)備的完整度，定義了必要的文件結(jié)構(gòu)，并將手冊(cè)文件轉(zhuǎn)換成XML格式。 

3_3 判斷處理 
在構(gòu)建上述的詢問應(yīng)答系統(tǒng)時(shí)， 開發(fā)了一個(gè)問句分析處理程序。通過句形分析功能實(shí)現(xiàn)對(duì)檢索問題的分析。而且根據(jù)句中的同義詞，用預(yù)定義的同義詞翻譯表將檢索問句簡(jiǎn)化。這種處理對(duì)于指定詞和提取句中的關(guān)鍵詞很必要， 因?yàn)橹付ㄔ~是理解問題類型、同義性和類似表達(dá)的關(guān)鍵線索。另外，還設(shè)計(jì)了處理功能，可以根據(jù)完整度判斷句與問句之間的字符串相似水平來排列判斷句。本文通過向量空間模型，構(gòu)造了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的相似水平計(jì)算方法來進(jìn)行相似水平判斷。并在該系統(tǒng)的基本評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了部分完善。然后對(duì)一系列的相似水平進(jìn)行計(jì)算，找出哪一個(gè)與轉(zhuǎn)換成XML格式的手冊(cè)文件中的僅為<句子>的部分最吻合。事實(shí)上，當(dāng)通過e—mail將描述設(shè)備故障的問題發(fā)送到詢問應(yīng)答系統(tǒng)服務(wù)器時(shí)，系統(tǒng)以最吻合的完整度判斷句及其排序作答。圖4中的例子展示了一個(gè)相似水平計(jì)算的結(jié)果。 

4 評(píng)價(jià)及未來的目標(biāo) 

4．1 RFID標(biāo)簽 

試驗(yàn)系統(tǒng)電磁波的通信范圍約為2 cm，這對(duì)于實(shí)際的鐵路設(shè)備維護(hù)工作是不夠的。因此，為了擴(kuò)大通信范圍，就必須使用內(nèi)部裝有電池的標(biāo)簽，或者內(nèi)部安裝了大天線的大標(biāo)簽和一個(gè)大的讀出器。 

4．2 語音識(shí)別輸入 
在PDA上，系統(tǒng)的語音識(shí)別引擎是獨(dú)立工作的，并且可以識(shí)別多人的語音，但是識(shí)別率不盡滿意。然而，通過提高語音識(shí)別引擎的性能，有望使其達(dá)到實(shí)用水平。另外，因?yàn)橐恢皇忠弥鳳DA，所以從嚴(yán)格意義上講，在PDA屏幕上確認(rèn)識(shí)別結(jié)果的方法并非不用手。因此，準(zhǔn)備試驗(yàn)一種將PDA放在口袋里，通過固定在頭部的麥克風(fēng)進(jìn)行語音輸入，通過耳機(jī)的語音合成確認(rèn)識(shí)別結(jié)果的方法。 

4，3 詢問應(yīng)答系統(tǒng) 
本文建立一個(gè)能找出最類似于自然問句的完整度判斷句系統(tǒng)，并且通過基于字符串吻合水平的相似水平計(jì)算方法給出設(shè)備的完整度。為實(shí)現(xiàn)該功能，將手冊(cè)文件轉(zhuǎn)換成XML格式。完成對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)要引用更多問題例證及與語音分析方法進(jìn)行比較。 

5 結(jié)束語 

便攜式終端已經(jīng)在維護(hù)工作領(lǐng)域使用了一段時(shí)間，但由于操作屏幕尺寸、終端自重及性能欠佳等問題并未廣泛使用。為了解決這些問題，提高便攜式終端的性能，本文介紹了幾種試驗(yàn)系統(tǒng)， 同時(shí)增加了語音識(shí)別和詢問應(yīng)答功能。希望將這項(xiàng)研究推進(jìn)到實(shí)用階段，解決工作領(lǐng)域存在的問題。