随着煤矿智能化建设项目的持续推进，煤矿原有的模拟电话系统已无法适应呼叫中心业务数字化升级的要求，且在原有程控交换机上进行业务配置升级，也已无法获得相关设备厂商的技术支持。保德煤矿使用的程控交换机设备多数已使用20 年以上，虽然稳定可靠，但是功能配置硬化，无法融入煤矿智能化建设的创新体系中。程控交换机需要使用专门的硬件环境或者语音对相关号码进行接听、拨号、指令配置，不但需要原有设备配套厂商的专业话务人员进行操作和调试，而且该程控交换技术已经面临被新技术取代的趋势，对现有设备维护升级意义不大。相反，若要对整个呼叫系统进行彻底升级改造，则需要投入较高的费用。为解决以上问题，保德煤矿应用了基于Asterisk 的开源软交换系统（简称Asterisk 开源系统），对煤矿现有模拟电话系统进行IP 化升级，利用SIP 协议，使用VoIP 技术，架设IP 电话，进行智能语音业务配置，统一数字电话系统，建立了基于Asterisk开源系统的煤矿智能化自助呼叫中心（简称煤矿自助呼叫中心）。
Asterisk 开源系统介绍与理论依据
Asterisk 开源系统简介
Asterisk 是一个开源的框架，可以构建通信和语音的应用，可以把一台普通的电脑转换成语音通话服务器。Asterisk 可以提供IP PBX、VoIP 网关、电话会议服务器等其他可定制的解决方案。Asterisk 可应用于世界范围内的任何小型企业、大型企业、政府机构，其软件使用是免费的，软件代码是开源的，其开发公司提供Asterisk代码的维护与支撑。
Asterisk 的软件开源系统覆盖了超过100 万用户使用的电话语音通信服务器，遍及全球170 个国家。绝大部分使用Asterisk 的公司会组织人员对其进行定制开发，把开发的成果整合到该公司的通信服务体系里。Asterisk 能够变成一个完整的基础商用语音电话服务系统，或者升级和扩展现有的通信服务系统；同时，它又是现有模拟系统和新增扩容数字电话语音系统之间的桥梁，可以弥补二者之间的鸿沟。
Asterisk 支持多样的接口、协议和线路，模拟接口包括电话线（FXS） 和模拟电话（FXO） 等，数字线路包括T1、E1、J1 线路等，VoIP 协议如SIP 和IA 支持这些接口和协议，Asterisk 将语音和数据在异类网络融合起来，配合AGI 接口，外部开发人员就可使用各类流行开发语言编写开发出各类电话应用系统功能模块，实现煤矿企业智能化业务系统的部署和应用。
Asterisk 理论依据
Asterisk 采用软交换技术，其发展相对成熟稳定。Asterisk 的核心是一个采用标准化协议和应用程序编程接口（API） 的开放体系结构。软交换体系结构的其他重要特性还包括应用分离、呼叫控制和承载控制。软交换是一种功能实体，为下一代网络NGN提供具有实时性要求的业务呼叫控制和连接控制功能，是下一代网络呼叫与控制的核心。
软交换是实现传统程控交换机的“呼叫控制”功能的实体，但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的。不同业务所需要的呼叫控制功能不同，而软交换与业务无关，这要求软交换提供的呼叫控制功能是各种业务的基本呼叫控制。
Asterisk 软交换是一个分布式的软件系统，可以在不同技术、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性，其基本设计原理是创建一个具有较好伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统，独立于特定的底层硬件/操作系统，并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议。
煤矿Asterisk 开源系统架构设计与配置
煤矿呼叫中心是基于电话语音的自助应答和热线服务系统，其基本组成包括程控交换机/排队机（PBX/ACD）、计算机电话集成（CTI）、交互式语音应答（IVR）、来话呼叫管理（ICM）、去话呼叫管理（OCM）、业务系统（语音、视频、短信、彩信、指令）、监控系统、管理/统计系统、客户关系管理系统（CRM） 和帮助台、多种应用服务器（Web 服务器和E-mail 服务器等），使用网络技术和数据库技术。
从传统意义上说，上述架构主要是由硬件实现，但是随着业务需求变更和煤矿智能技术的发展，以硬件更新的方式成本高，部署复杂。Asterisk 是实现上述语音数据交换和管理功能的软件架构，采用软件替换和小部分计算板块插卡的方式。
由于模拟信号转换为数字信号需要专用的硬件设备，因此需要引入一定的技术手段和方法构建转换环境，确保煤矿语音业务系统与煤矿综合管控系统互联的可靠性和可达性，保障实时网络的服务品质。
煤矿Asterisk 开源系统系统架构
煤矿自助呼叫中心主要功能是通过把TDM400或者TDM800 系列的模拟电话语音卡插入到工业服务器的PCIE扩展插槽上实现的。语音卡不支持热插拔操作，不能在其正常带电工作的情况下进行热插拔换卡，否则会烧毁其他电子元器件。由于语音卡有4 个或者8 个接口，支持E1/T1/J1，因此可以进行2 路、4 路、8 路旁接传统的模拟程控交换机。对传统接入的模拟电话信号进行A/D 转换，使其能够支撑与IP 电话之间的通信；插入该卡的工业服务器，通过IP 网络接入煤矿智能化综合管控平台。煤矿自助呼叫中心可以通过综合管控平台安装软电话对原有模拟系统进行拨号，把软电话或者新增SIP 电话接入现有系统；在原有程控交换系统内，旁接2 路、4 路、8 路模拟电话线路。Asterisk 开源系统架构如图1 所示。
系统配置实现
煤矿自助呼叫中心使用Asterisk-18.14 LTS 版本，保证Asterisk 系统能够获得长期稳定的升级和故障修复支持，可运行在CentOS 7.9.2009 操作系统上。工业服务器采用酷睿i7CPU、128 GB的RAM、2 TB 的固态硬盘， 硬件成本相对低廉。依靠Asterisk 丰富的功能接口，可以基本满足煤矿模拟电话系统向数字语音电话系统的升级改造功能需求。由于Asterisk 是采用高可配置的方式进行业务升级变更，因此无需跟踪或者修改开源代码即可完成业务升级。当Asterisk 系统在CentOS 安装之后，会在其文件系统下生成2 个文件目录，分别为DAHDI和Asterisk 目录。针对驱动方面的通道配置需要对DAHDI 和Asterisk 目录都进行操作；针对语音业务的分机拨号配置需要对Asterisk 目录中的文件进行操作。
（1） 通道配置
通道配置文件主要是在DAHDI 目录下的system.conf 和在Asterisk 目录下的chan_dahdi.conf，使用shell 文件格式的方式进行配置。该配置中设定了语音通道的上下文环境的名字，使用通话标识ID，可以支持三方通话，可以进行通话转移和通话暂停等功能。同时给卡划分了2 个分机号段（8XXX和3XXX），对不同的业务平面和场景使用语音进行统一规划。
（2） 分机拨号配置
分机拨号配置文件主要是在Asterisk 目录下的extensions.conf，使用shell 文件格式的方式进行配置。在该配置中包含的名字和通道配置中的上下文相对应，形成某个电话分机的业务配置，语音拨号配置可以对拨入电话的应答进行中英文的语音切换和自动转接。
煤矿自助呼叫中心应用成效
煤矿自助呼叫中心已在保德煤矿探索和实践应用，取得初步效果，实现了任意调度电话间的无障碍通信及调度统一管理，显著提升了通信效率，为煤矿智能化建设及智能化运营提供了基础保障。煤矿自助呼叫中心界面如图2 所示。
在煤矿自助呼叫中心上，内线或者外线接入的用户可以使用开源的软电话APP （如Linephone 开源软件），通过智能手机对原有的模拟电话进行双向电话拨打（图3）；也可以在综合管控平台上安装基于Linux 或者Windows 操作系统的软电话，基于这些操作系统平台编写相应的脚本实现语音电话的自动呼叫或者流程管控。上述方案解决了模拟话机接入数字化系统的转换问题，后续可以自动转接到煤矿智能化综合管控平台的应答系统之上，对煤矿综采、掘进、机电、运输、通风等业务场景的信息进行智能问答操作。
把原有模拟信号的电话整合到综合管控平台内，以数字电话系统为主的语音调度指挥系统中，确保各类信息的统一化、标准化。煤矿自助呼叫中心可以设定自动拨号，定期对电话设备状态进行巡检；在拨号过程中，有中英文语言菜单可供选择，语言邮箱可以通过语音识别给对方邮件发送信息，通话记录保证语音内容可回溯（图4）。
结 语
煤矿自助呼叫中心基于Asterisk 开源环境，搭建煤矿数字化语音业务适配系统，对当前语音转换规则进行设计，给煤矿原有模拟话务系统的融合和升级改造建设提供了一种定制化的解决思路。使用已经存在的程控交换机，并对其逐步替换，既可以整合原有异构的旧有模拟电话系统，又可以让旧有系统通过煤矿智能化综合管控平台发挥新的能力，降低了煤矿设备的投入和维护成本。模拟信号转网络信号的引入，可以使煤矿原有的异构系统融合到数字化的煤矿智能化综合管控平台中，消灭了系统之间的信息孤岛，而且后续可以通过AGI 连接煤矿智能专家知识库，通过自动语音业务和机器自动应答解决煤矿业务的实际问题。煤矿自助呼叫中心实现了任意调度电话间的无障碍通信及调度统一管理，为煤矿信息化和智能化建设带来显著效益。
助理编辑：戴春雷
