إن الاتصال الواضح في قمرة القيادة شرط أساسي لسلامة الطيران والكفاءة التشغيلية، وفي ظل دوار المحركات، والتدفق الجوي فوق الحاسوب الجوي، ومعجبي التبريد المحيطي، وحركة النقل اللاسلكي، يجب على الطيارين تبادل المعلومات الحيوية بدقة ودون غموض، وعلى مدى العقدين الماضيين، أدت التطورات في تجهيز الإشارات الصوتية إلى تحسين كبير في وضوح الاتصالات التي تقوم بها الشاحنات، مما يقلل من خطر حدوث تحسن في مجال التوعية المضللة.

التحديات الصوتية في الأقراص الحديثة

ففهم سبب استمرار وضوح الاتصالات بين الكوكبين يتطلب نظرة دقيقة على البيئة الصوتية التي يعمل فيها الطيارون، أما أسطح الطيران الحديثة، سواء كانت في الخطوط الجوية التجارية أو الطائرات النفاثة أو الطائرات العسكرية، فهي في جوهرها أماكن ضارة، وتشمل المصادر الرئيسية للتدخل الصوتي الضجيج الزجاجي )كلما كان ذلك بسبب الاضطرابات والضجيج التراكمي(

ومن ثم فإن نتائج سوء الوضوح الصوتي موثقة توثيقا جيدا، فقد تم تحديد حالات سوء الاتصالات باعتبارها عوامل سببية أو مساهمة في العديد من حوادث الطيران والحوادث، وقد تبين من دراسة أجراها المجلس الوطني للسلامة على النقل أن أخطاء الاتصالات قد اكتُشفت في نحو 70 في المائة من جميع حوادث الطيران خلال فترة خمس سنوات، وعندما يُعتبر خطأ تجريبي في تحديد درجة الارتفاع، أو في اتجاه مجرى، أو حد لتجهيز التصاريح، يمكن أن تكون النتائج ذات أهمية حاسمة(أ)

التكنولوجيات الأساسية في تجهيز الإشارات الصوتية

نظام الاتصالات الحديثة يعتمد على نهج مطبق في المعالجة الصوتية، كل طبقة تعالج جانبا مختلفا من مشكلة الضوضاء، من الحد من الضوضاء ذات القنوات الواحدة إلى التصفير المكاني المتقدم، وتفصل الأقسام التالية التكنولوجيات الرئيسية التي تشكل العمود الفقري للوضوح الصوتي المحسن اليوم.

إلغاء الرسوم التعويضية

ويستخدم إلغاء الضوضاء الأبوية ميكروفون مرجعي يقع بالقرب من مصدر الضوضاء (مثلاً داخل الأذن الرؤوسية أو بالقرب من المحرك الناتو) وميكروفون مُحدَّد عن طريق الخطأ بالقرب من أذن المتكلم، ويطبق مُجهز إشارات رقمية على مدار الساعة أقل أنواع الترددات في الأذن المتوسطة أو يُحدث ضوضاء مُتَبَعَلة في نظام الرصد.

ومن التطورات الهامة اعتماد مواد التغذية والتغذية المرتدة، والهيجينة من البنايات التابعة للشركة الوطنية الإندونيسية، وتجمع النظم الهجينة بين ميكروفون مغذي (الضوضاء الخارجية) وميكروفون مغذي (رصد الخطأ المتبقي داخل كوب الأذن) لتحقيق الإلغاء عبر نطاق أوسع.

الخلاصات الإلكترونية وتصوير النسيج

وفي حين أن الشركة تتعامل مع المكونات الدورية والمنخفضة الترددات جيدا، فإن الضوضاء ذات النطاق العريض (مثل قذيفة الرياح وضوضاء المعجبين بالمحيطات) تتطلب تقنيات الترددات، ويقدّر التراجع في التداخل الطيف الضوئي خلال فترات الصمت، ثم يُستثنى من الإشارة المزعجة في مجال التردد، وكثيرا ما تكون النتيجة إشارة خطاب نظيف مع انخفاض كبير في عدد الأصوات.

ومن التحديات التي تواجه هذه الأساليب الحل الوسط بين الحد من الضوضاء وعدم أهلية الكلام، ويمكن أن يؤدي التراجع المفرط إلى ظهور آثار ضوضاء موسيقية - وهي ضربات غير سارة إلى حد كبير، يمكن أن تكون مشتتاً مثل الضجيج الأصلي، ومن أجل التخفيف من هذه الأساليب المتطورة، مثل قاعدة إفرام وملكة القمع، تكيف هذه القواعد معامدة القمع استناداً إلى إشارة سابقة إلى

قمع العناوين العميقة القائمة على التعلم

وأحدث الحدود في مجال التجهيز الصوتي للكوكب هو استخدام شبكات عصبية عميقة لتعزيز الخطابات في الوقت الحقيقي، وقد أظهرت الشبكات العصبية الثورية الملتوية والشبكات العصبية المتكررة التي تم تدريبها على مجموعات كبيرة من الضوضاء التي تصدرها الكوكتيلات بالإضافة إلى الخطابات النظيف القدرة على تقليل الضجيج من 10 إلى 15 د.ب أكثر من الأساليب التقليدية، مع إدخال الحد الأدنى من الضجيج غير الضاري.

وقد تم تكييف هياكل الشبكة مثل شبكة يو - نيت (التي كانت قد وضعت في الأصل لتقسيم الصور) بحيث تكون مسموعة، حيث يتم تجهيز التمثيل المتكرر للإشارة الضئيلة في هيكل مقارن مركب، ويستخدم الناتج قناعا يطبق على مخططات الحجم، ويعقبه تحول في أربعة أقصر وقت لإعادة بناء نظم التطهير السمعية.

إلغاء الائتلاف الصوتي للنظم المشتركة

وفي الطائرات التي تضم أفراداً متعددين من الطاقم، يمكن أن يعاني نظام الاتصالات من التغذية المرتدة الصوتية - الصوت الذي يلتقطه المتحدثون بواسطة الميكروفون والمعادن، مما يؤدي إلى إحداث أثر في القذف، ويعالج هذا الإلغاء الصوتي بواسطة نموذج المسار الصوتي من جهاز الصعود الصوتي إلى جهاز التليفون الميكروفون، ويضع الصدى المتوقّع من الإشارة المجهرية.

والكشف عن الازدواج هو عنصر حاسم: عندما يتكلم الطياران في وقت واحد، يجب أن يجمّد الخوارزمي التكيف لمنع التباعد، أما التنفيذ الحديث للشركة الجوية فيستخدم إما التحكم بالزيادة أو تغيير أقوى مثل خط الأنفاق الأوفر الذي يعالج صدى عدم التفريق الذي تسببه حركات الرئيس الرائدة.

تصوير وتصوير مكبرات الصوت

أما بالنسبة لأجهزة التقاط الصوت في بيئة الديوك، فقد كانت الميكروفونات الموجهة منذ وقت طويل معيارا، غير أن الاتجاه نحو مجموعات من الميكروفونات المتعددة إلى جانب التلاعب الرقمي، حيث أن هناك مجموعة من الميكروفونات المركبة أو المصورة على الرؤوس العامة أو التي يمكن أن تبث منافذ غير متقنة إلى الفم التجريبي، مع إبطال الضوضاء القوي من المحرك.

فالعمل على التصفيق له قيمة خاصة في الطائرات ذات الدروع أو الطائرات العمودية المفتوحة التي يكون فيها حقل الضوضاء ذا اتجاه عال، إذ يمكن للنظام، من خلال الجمع بين الشعاعات وبين التصفية اللاحقة (مثلاً، مرشّح وينر بعد جهاز الشعاع)، أن يحقق تخفيضاً إضافياً يتراوح بين 5 و8 دباء من الضوضاء، مما يجعل الهمسات أمراً محموداً أثناء مراحل الطيران الحرجة.

إدماج السكان في علم الأحياء والرؤساء

ويحدث التطبيق العملي لهذه التكنولوجيات على مستويين: أجهزة التليفزيون الإلكترونية (الرسوم) والرأس التجريبي، وفيما يتعلق بالعلوم الحيوية، فإن النظم الرقمية المشتركة بين الشركات تدمج نماذج نظام المعلومات الإدارية التي تنفذ نظاماً للخفض الضجيجي والإلغاء الترددي، ويعرف معيار " بيكدير دو - 270 " (معايير الأداء التشغيلي للنظم السمعية) متطلبات الاستجابة للتواتر، والسرعة.

وفي الوقت نفسه، أصبح الرعاة أكثر من المدافعين عن الأذن، فأفضل من يبيعون رؤساء الطائرات الأنترلندية يدمجون الآن أجهزة قياسية ورقمية للشبكة، فضلا عن أن ذلك كثيرا ما يشمل مجهزاً مبنياً يُطبق على المساواة والضغط لإبقاء مستوى الصوت ثابتاً حتى عندما يُخفي الطيار النافذة الجانبية.

الأثر على سلامة الطيران والكفاءة

وقد أظهرت التحسينات في الوضوح الصوتي للكوكب آثارا مباشرة وقابلة للقياس على السلامة، وأظهرت البحوث التي أجراها مركز بحوث لانغلي التابع للناسا أن الطيارين الذين يستخدمون الرؤوس ذات الخفض المسبق للضوضاء أظهروا انخفاضا بنسبة ٣٥ في المائة في أخطاء الاتصالات أثناء محاكاة النُهج بالمقارنة مع تلك التي تستخدم الرؤوس السلبية، وبالمثل، فإن استخدام تعزيز الكلام وإلغاء صدى الصوت يقلل من العبء المعرفي للاستماع في البيئات المزعجة المعروفة باسم " جهد التصفح " .

كما أن الكفاءة تتحسن، فعندما يكون الاتصال معقدا، تقصر مدة التبادلات، وتقضي فترات زمنية أقل في تكرارها أو توضيحها للبث الغامض، وفي المجال الجوي المزدحم، تخفض كل ثانية عبء عمل المتحكم، وتزيد من النظر الرئيسي في خدمات الملاحة الجوية التي تواجه قيودا على القدرة، وعلاوة على ذلك، فإن نظم القيادة الصوتية للوظائف غير الحرجة بنسبة 95 في المائة (مثلا، تحديد الضوضاء الصوتي، وتعديل نظام التسجيل الآلي).

تخفيض عدد حالات خطأ الاتصالات من خلال علم النفس والتصوير

كما أن المعالجة الصوتية تدعم التطبيق الصحيح للمصطلحات الموحدة، وتصدر منظمة الطيران المدني الدولي وصفاً للمصطلحات يقلل الغموض )مثلاً " يمتد إلى ثلاثة آلاف قدم " بدلاً من " الارتقاء إلى ٠٠٠ ٣ " (، ولكن أفضل المصطلحات لا جدوى منها إذا فقدت الكلمات في الضوضاء، ومن خلال تحسين نظام " التلقيح " فيما بين اللجان والإذاعة، فإن التجهيز يتيح إمكانية الاستماع إلى الصيغ السمعية " .

خفض عبء العمل التجريبي

ولا يقتصر انخفاض جهود الاستماع على هامش الأمان فحسب، بل يقلل بشكل مباشر من درجة البؤس التجريبي، ولا سيما في الرحلات الجوية الطويلة الأجل أو أثناء العمليات الرفيعة المستوى مثل نُهج الأجهزة، وتظهر الدراسات التي تقيس عبء العمل الذاتي (تستخدم مؤشر لواد المهام الخاص بوكالة ناسا) باستمرار انخفاضاً في الطلب العقلي المتصور بنسبة تتراوح بين 20 و30 في المائة عندما يستخدم الطيارون رؤسائات الإنذار الوطنية المتقدمة مع تعزيز الكلام، ويؤدي انخفاض عبء العمل إلى تحسين عملية صنع القرار وتأخر الوقت، وهما حالتان حاسمتان.

التوجيهات والبحوث المستقبلية

ولا تدل سرعة الابتكار في تجهيز الإشارات الصوتية على تباطؤ، ومن المرجح أن تحدد عدة اتجاهات ناشئة الجيل القادم من نظم الاتصالات بالقنابل.

AI —Powered Adaptive Audio Processing

وهذه الخوارزميات الحالية لنظام الأفضليات المعينة تعمل بمعالم ثابتة تُحسب أثناء التصديق، وستستخدم النظم المقبلة التعلم الآلي للتكيف في الوقت الحقيقي مع بيئة الضوضاء المتغيرة، على سبيل المثال، مما يؤدي تلقائياً إلى زيادة مستويات إلغاء الأنف أثناء عملية السحب أو إلى الحد منها أثناء النهج الذي يسمح فيه مستويات الضجيج بتحسين استقبال الراديو، وقد أظهر الباحثون في مختبر لينكولن نموذجاً يستخدم شبكة متكررة من أجل تصنيف النماذج المتكيفة للسيارات السياحية.

الاعتراف بالبطاقات

فمكافحة الصوت تستخدم بالفعل في بعض الطائرات التجارية لاختيار الترددات اللاسلكية وبدء نقاط الدخول، ولكن موثوقية هذه النظم تتوقف على الصوت النظيف، حيث أن تكامل الأشعة المتقدمة والتحسينات القائمة على التعلم العميق يمكن أن يدفع دقة الاعتراف بالخطابات أكثر من 98 في المائة حتى في ظروف الضوضاء القصوى، مما سيمكن نظام إدارة الرحلات الصوتية الذي يتحكم فيه تماماً، ويحرر الطيارين من الدخول اليدوي أثناء مراحل الحمل العالية.

ملامح شخصية لكل موقع تجريبي

وكما تضبط السيارات الحديثة مواقع المقاعد ودرجات الحرارة لكل سائق، فإن نظم الاتصالات بين السفن في المستقبل ستخزن صورا سمعية شخصية، وقد تشمل هذه النبذات الأفضليات المتساوية )مثلا، تعزيز المنتصف بالنسبة للطيارين المسنين الذين يعانون من فقدان سمعي مرتفع التردد(، وفض َّل الحد من الضجيج، بل وتوجهات التضليل القائمة على كيفية ارتداء الطيار لقبهم، كما أن النظام سيتعلم من أنماط الاكتشاف الصوتي.

تجهيز المواد السمعية والغير المسلّحة

فالتحرك نحو الرؤوس اللاسلكية والفيونات الشبكية يمثلان تحديات وفرصاً على حد سواء، إذ يمكن أن تكون صفائف الميكروفون الموزعة )مثل الميكروفونات في رأس الطيار، ومحطة مهندس الرحلات الجوية، والكوخ( متزامنة عبر حافلة سمعية رقمية مثل AES67 أو Ravenna، ويمكن عندئذ أن تكون المعالجة مركزية على جهاز توجيهي قوي واحد أو موزعة عبر أجهزة تجهيز متطورة.

خاتمة

وقد أدى التقدم في تجهيز الإشارات الصوتية إلى تحويل الاتصالات التي تقوم بها أجهزة الصراخ من وجود صلة ضعيفة في سلامة الطيران إلى قناة قوية وموثوق بها، وإلغاء الضوضاء الاصطناعية، وإلغاء الاستنباطات، وإلغاء التردد، وإلغاء الترددات، والربط بين الطاقمين، إلى تجربة سمعية لا يمكن تصورها منذ عقدين، ويمكن للآلات اليوم أن تسمع وتسمع بوضوح مما يقلل من حجم العمل، ويعزز التواصل الاستخباري.