（通信与信息系统专业论文）开放式ivr平台的设计与实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 i v r 即交互式语音应答是呼叫中心的一个重要组成部分，其主要作用是为用 户提供交互式的语音服务，在需要的情况下将呼叫转到人工坐席。开放式的下一 代网络体系结构是分层实现的，所以开放式i v r 平台也必须分层实现。 在系统的设计部分，本文首先针对传统i v r 系统设计的缺点，提出开放式业 务平台的要求。再通过分析i v r 服务流程的重复性规律，将i v r 系统分层并得到 开放式i v r 系统的总体结构。最后综合考虑业务实现方法中的一些问题，划分i v r 系统的软件模块。i v r 系统划分为通信模块和业务模块，体现了控制和业务分离 的思想。 在系统的实现部分，本文分别具体描述了通信模块和业务模块的实现方法。 通信模块的实现体现了呼叫控制与语音板卡无关的特点a f 业务模块为业务生成提 供图形化的编辑业务环境。通信模块也提供了图形化的界面便于系统的操作。，7 在系统的测试部分，本文首先提出了整个系统测试的要求，制定了测试步骤。 首先建立物业管理的业务环境，再在这个业务环境中测试通信模块的整体功能、 各服务项目功能和系统的性能。在测试通信模块相关的这些项目的同时，也测试 了业务模块的功能。 本文的最后对开放式业务平台进行展望。i v r 与增值业务的实现是密切相关 的，实现i v r 业务的开放性是开发增值业务的基础。可以预测开放式i v r 平台将 有广泛的应用前景。 关键词：下一代网络 i v r软交换集群用户公用平台 华中科技大学硕士学位论文 - 一 a b s t r a c t i v r ( i n t e r a c t i v ev o i c er e s p o n s e ) i s a l li m p o r t a n t p a r to f c a l lc e n t e ra n di tw o r k s t op r o v i d ei n t e r a c t i v ev o i c es e r v i c ef o ru s e r sa n df o r w a r dc a l l st oa g e n tw h e nn e e d e d o p e ni v rp l a t f o r mi s c o n s t r u c t e db yl a y e r i n gt r a d i t i o n a li v rs y s t e ma c c o r d i n gt o n g na r c h i t e c t u r e i nt h ed e s i g np a r t ，f i r s t l y , t h er e q u i r e m e n to fo p e ni v r p l a t f o r mi sp u tf o r w a r dt o i m p r o v et r a c t i o n a l i v rs y s t e mi nt h e a r t i c l e s e c o n d l y , b ya n a l y z i n gt h er e p e a t c h a r a c t e ro f g e n e r a l i v rs e r v i c ef l o wa n d l a y e r i n g t r a d i t i o n a li v r s y s t e m ， a r c h i t e c t u r eo fo p e ni v rs y s t e mi s e d u c e d l a s t l y , c o n s i d e r i n g t h e p r o b l e m s i n i m p l e m e n to fc o m l t l o ni v rs e r v i c e s ，i v rs y s t e m i s p a r t i t i o n e di n t ot w os o r w a r e m o d u l e s ：c o m m u n i c a t i o nm o d u l ea n ds e r v i c em o d u l ei nt e r m so f s e p a r a t ec o n t r o la n d s e r v i c e i nt h er e a l i z e p a r t , t h ew a y so fr e a l i z e c o m m u n i c a t i o nm o d u l ea n ds e r v i c e m o d u l ea r ed e s c r i b e ds e p a r a t e l yi nd e t a i l c a l lc o n t r o li si n d e p e n d e n to fv o i c ec a r d so f m o s tc o r p o r a t i o n si nc o m m u n i c a t i o nm o d u l e s e r v i c em o d u l ep r o v i d eg r a p h i c a ln s e r i n t e r f a c e ( g u i ) t o c u s t o m i z es e r v i c ee n v i r o n m e n t c o m m u n i c a t i o nm o d u l ea l s o p r o v i d eg u i t oo p e r a t et h em o d u l e i nt h et e s tp a r t ，t e s tr e q u i r e m e n to fe n t i r es y s t e mi sl o d g e da n dt e s tp r o c e s si s c o n s t i t u t e d i nt h et e s tp r o c e s s ，s e r v i c ee n v i r o m e n ti sc u s t o m i z e df i r s t l y t h e nt e s t s y s t e mf u n c t i o n ，s e r v i c ef u n c t i o n sa n ds y s t e mp e r f o r m a n c e i nt h es e r v i c ee n v i r o n m e n t w h i l et e s t i n gt h e p e r f o r m a n c eo fc o m m u n i c a t i o nm o d u l e ，s e r v i c em o d u l e i sa l s o t e s t e d i nt h ef i n a lp a r to f t h ea r t i c l e ，t h ep r o s p e c to f o p e ni v r p l a t f o r mi sv i e w e d i v r i s c l o s e l yr e l a t e dt or e a l i z eo f a l lk i n d so fs e r v i c e t h ed e v e l o p m e n to fa d d i t i o n a ls e r v i c e i sb a s e do n o p e n i v r p l a t f o r m o p e n r v r p l a t f o r m h a sa b o a r d a p p l i c a t i o np e r s p e c t i v e k e yw o r d s ：n e x t - g e n n e t w o r ki v rs o r s w i t c hc u p i i 华中科技大学硕士学位论文 1绪论 i v r 即交互式语音应答( i n t e r a c t i v ev o i c er e s p o n s e ) ，或称为“自动业务代 表”、“自动坐席终端”，是呼叫中心的一个重要组成部分，其主要作用是为用户提 供交互式的语音服务，在需要的情况下将呼叫转到人工坐席。合理划分i v r 和人 的功能作用，可以将i v r 处理简单事物的高效性和人处理复杂事物的灵活性有机 地结合起来，将复杂的事物处理交给呼口q 中心业务代表来处理，以突出人性化服 务的优势。 传统i v r 系统有着固有的封闭性，不利于增值业务的实现。i v r 开放式业务 平台要求体现呼叫接入与具体的硬件无关，呼叫控制与业务生成分离的特点。通 过分析下一代网络体系结构，可以看出分层是开放性实现的基础。 本文的课题背景是集群用户公用平台( c l u s t e r e du s e r p u b l i cp l a t f o r m ) ，集群用 户公用平台是中国三江航天集团网络信息技术研究所与华中科技大学电信系合作 的一个项目。集群用户公用平台中的一个模块通信模块实现了各种呼叫接入 与呼叫业务处理( 包括电话呼叫和w e b 呼叫) ，i v r 系统负责的是用户电话呼叫 部分，其目的是接收和处理电话用户的呼叫服务请求。 1 1 集群用户公用平台( c u p ) 简介 集群用户公用平台的应用对象是提供服务性行业的企业，目的是让这些企业 能灵活方便的为客户提供各服务项目，如医院、物业小区和银行等。这些企业提 供的服务内容各不相同，但是服务性质有相同之处：客户是相对固定的，为这些 客户建立会员制的档案管理，便于为这些会员提供优良、快速且个性化的服务。 集群用户公用平台的最大特点是提供预定服务与信用支付业务等智能化、个 性化的服务，这与一般的m i s 系统是不同的。会员制的管理是提供这些个性化服 务的基础。 集群用户公用平台不是针对特定的企业，也不是针对特定的行业设计的，所 以集群用户公用平台的整体设计要尽量设计成开放性的。为了便于系统的开发， ) 华中科技大学硕士学位论文 经过市场调查和分析，将集群用户公用平台功能的实现对象定位物业管理小区。 且第一期开发的目的是实现单机版，网络版在后期开发中完成。 c u p 系统划分为：基础资料管理、服务管理、费用处理、信用评估与通信、 系统维护等几大模块，如图1 1c u p 模块划分图所示。对于网络应用，主要是将 单机的查询和预定业务网络化，业务处理过程大致相同，只是呈现的方式不同。 各种应用客户靖 i r 巧翦 i 磊翮 自定义缱计与报 丧模块 图1 1c u p 模块划分图 它采用目前广泛采用的三层数据库访问体系结构，中间层为应用服务层。各 模块具体功能大致描述如下： ( 1 ) 通信模块 这个模块主要完成通讯相关业务的处理，包括用户经由电话进行各种预定服 务请求和费用、服务相关情况查询时的语音交互处理以及其他通信设备( 如计算 机网络终端、传真机等) 发出的预定服务和查询请求的处理等。 ( 2 ) 信用评估模块 2 华中科技大学硕士学位论文 此模块主要是针对当前服务消费信用化的趋势。物业公司最大程度地向客户 ( 业主) 提供更方便、灵活地服务与支付方式，最终实现提高公司收益，创建文 明社区。其主要目的是解决经常出现用户有意不及时交纳各种费用，或由于工作 关系不能按时交纳费用等，管理方因此由于资金不到位不能开展正常的工作，导 致用户的问题和要求也得不到及时解决的现象。为了减少双方之间的摩擦、误解， 在c u p 系统中采用了用户信用评估系统。对不同的用户给予不同的信用评分，评 分高意味着信用度好，信用好的用户在预定事务请求、费用延期上享有较高的优 先权，信用差的用户，可以采取一定的制裁措施，如不给予交费延期时间，这样 可以有效调动用户的积极性，达到配合和协调物业管理的目的。 为了能真实、动态地反映各个用户主体的实力和品行，完成对用户信用进行 模糊评估，为用户申请预定服务和欠费处理提供判断依据，信用评估采用b p 神 经网络技术来实现。 ( 3 ) 业务处理 这一模块主要是实现物业小区管理，是c u p 系统的核心模块。我们可依据 流程又将该模块细分为基础资料管理、服务管理和费用处理等三大模块。 ( 4 ) 自定义打印与报表 报表模块负责各业务模块所需报表的设计和打印需求。报表模块既可统一管 理也可分开管理，前者符合当前物业管理系统单机版的要求，后者侧适应网络版 的发展。本系统中采用了前一种模式。报表模块的功能在发布前发布后稍有不同， 发布前报表可以增加、删除和修改，发布后，此三项功能将被屏蔽，其原因在于 报表的增删操作要与库中表及字段发生直接关系，在没有设计出良好的界面接口 之前，对管理用户来说，操作极为不便。但在版本的设计、修改、升级阶段，程 序员可通过界面上的开关来激活增加、修改、删除按钮，然后在运行的系统中方 便地实现增加、修改、删除报表功能，而无需对程序做任何变更。 ( 5 ) 系统维护 系统维护是c u p 系统的重要模块，主要包括系统维护与数据库维护两大部 分，前者主要是系统参数设置、代码维护、用户权限管理和日志管理等，后者包 括数据库的各分与恢复，数据库建库向导等工具。 华中科技大学硕士学位论文 1 2 下一代网络特征及体系结构 随着社会的发展和进步，人们对网络应用的需求不断向多样化、智能化和个 人化方向发展，p s t n i s d n 、i n t e m e t 、i n 和p l m n 等多种异构网络逐渐融合。 网络融合后，能充分发挥网络基础设施的作用，网络层上实现互连互通，业务层 上相互渗透交叉，应用层上趋向统一。网络融合的必然结果是形成下一代网络。“6 1 下一代网络是可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务的综合开放的网 络构架。下一代网络的特征有：“2 ”“” ( 1 ) 以口网络为骨干。随着i p 网络的迅速发展，下一代网络将以p 网络 为骨干，在各种网络相互融合的基础上，以一种统一的方式灵活地提供业务。 ( 2 ) 软交换( s o f t s w i t c h ) 设备是下一代网络的控制核心，它独立于底层承载协 议，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证 和计费等主要功能，可以向用户提供现有网络能够提供的业务，并向业务支撑环 境提供底层网络能力的访问接口。 ( 3 ) 应用服务器则是下一代网络中业务支撑环境的主体，也是业务提供、开 发和管理的核心。 ( 4 ) 软交换体系结构是面向网络融合的新一代多媒体业务整体解决方案，在 继承的基础上实现了对目前在各个业务网络之间进行互通的突破。它通过优化网 络结构不但实现了网络融合，更重要的是实现了业务融合，使得包交换网络能够 继承原有电路交换网中丰富的业务功能，同时可以在全网范围内快速提供原有网 络难以提供的新型业务，从而向个人通信的目标迈出了重要的一步。 下一代网络是以软交换设备和应用服务器为核心的网络，其体系结构如图所 示。从图1 2 中可以看出，下一代网络从功能上可以分为业务应用层、控制层、 媒体层和接入和传输层。 4 华中科技大学硕士学位论文 图1 - 2 下一代网络体系结构 1 ) 接入和传输层 提供各种网络和设备接入到核心骨干网的方式和手段，主要包括信令网关、 媒体网关和接入网关等多种接入设备。提供各种各样的接入手段，实现窄带宽带， 有线无线等综合接入。接入设备应能向上连接高速传输线路，向下支持多种业务 的接口。 2 ) 媒体层 有两个功能： ( 1 ) 传送功能 引用一个面向分组交换的网络来传送各种各样的信息流，实现语音数据，视 频其他多媒体业务的融合。 ( 2 ) 转换功能 通过转换功能，语音就能通过面向数据业务的分组交换网来传输。换言之， 媒体层的特定设备将来自t d m 网的语音进行分组化处理，反之亦然，从而使得 语音和数据间能彼此兼容。 3 ) 控制层 主要指网络为完成端到端的数据传输进行的路由判决和数据转发的功能，它 是网络的交换核心，目的是在传输层基础上构建端到端的通信过程，软交换 ( s o f t s w i t c h ) 将是下一代网络的核心。 4 ) 业务应用层 华中科技大学硕士学位论文 一个开放、综合的业务接入平台，在电信网络环境中，智能地接入各种业务， 提供各种增值服务，而在多媒体网络环境中，也需要相应的业务生成和维护环境。 主要包括应用服务器( a p p l i c a t i o ns e r v e r ) 、网络管理服务器( n e 卸o r km a n a g e m e n t s e r v e r ) 和a a a 服务器( a u t h o r i t ya n da c c o u n t i n gs e r v e r ) 等。其中最主要的功能实 体是应用服务器，它是下一代网络中业务的执行实体。 可以看出，下一代网络采用分层、开放的体系结构，并将传统交换机的功能 模块分离成独立的网络实体，各实体间采用开放的协议或a p i 接口，从而打破了 传统电信网封闭的格局，实现了多种异构网络间的融合。下一代网络的体系通过 将业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离来实现相对独立业务体系，使得上 层与下层的异构网络无关，灵活、有效地实现了业务的提供，从而满足了人们多 样的、不断发展的业务需求。可以说，下代网络完全体现了业务驱动的思想和 理念，很好地实现了多网的融合，提供了开放、灵活的业务提供体系。 1 3 本文结构安排 本文从i v r 系统的分析入手，进一步描述了开放式i v r 平台的设计，模块划 分及其实现与测试。最后对开放式i v r 平台的前景进行展望。 第2 章首先介绍了i v r 的主要功能，然后总结传统i v r 系统设计的缺点并 在分析i v r 服务流程的重复性规律的基础上，将i v r 系统分层并得到开放式i v r 系统的总体结构。 - 第3 章提出了i v r 平台设计时要考虑的一些问题，主要是一些业务实现的方 案选择，这些业务的实现影响整个i v r 系统的软件功能模块的划分。通过讨论这 些问题的解决方法，明确了i v r 系统软件功能划分。整个i v r 系统软件功能划分 为通信模块和业务模块。 第4 章详细介绍了通信模块的实现方法。分别对这个模块的两个部分：i v r 平台总控模块和硬件抽象功能模块e n g i n e 进行了分析，然后对这个模块软件的 操作流程进行说明，来展示这个模块的实现情况。 华中科技大学硕士学位论文 第5 章详细介绍了业务模块的实现方法。业务模块包括业务生成和用户留言 处理模块，两者有着共同的硬件接口基础。这一章首先描述了基于声卡的硬件接 口的实现方法，然后通过对业务生成模块软件的操作流程的说明，来展示这个模 块实现情况。 第6 章描述了r 平台测试。首先构架测试环境，根据提出的测试要求得到 测试步骤：业务定制、整体功能测试、服务项目测试以及性能测试。测试结果在 c u p 项目评审后得到验证。 第7 章是结论与展望a 本r 系统的开放性符合下一代网络体系结构的特征。 在下一代网络业务开发环境上，开放式的r 业务与具体的业务环境结合，可以 开发多种多样的增值业务。 7 华中科技大学硕士学位论文 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 苎奠! ! ! 曼! ! ! ! ! ! ! ! ! o _ - - - _ _ _ _ i _ _ _ l l _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ - 一 2 开放式i v r 平台的总体结构 根据下一代网络开放式体系结构的分层思想，i v r 平台的开放式也要通过分 层来实现。 2 1 i v r 系统的主要功能 i v r 系统的主要功能是完成菜单提示、自动应答、自动转接、数据检索、录 放语音等功能。2 1 i v r 可以用于各个部门，提供多项服务内容。总结有以下几种： 个人信息查询，包括各种费用查询，如话费、电费、水费等：服务情况 查询，有预定服务反馈信息查询等。 。接收用户投诉、建议及接受预定服务，包括受理、查询、处理、追踪及 回复用户投诉与建议，并向相关业务部门汇报及监督落实情况。人工座席必须有 业务代表，及时了解问题，迅速定位，尽快解决问题；对用户建议，应将结果反 馈给用户。 付费与催缴，需要与银行系统及各相关部门统一接口。用户由系统提示 引导，输入帐号、密码，经确认后，系统自动划拨费用。欠费用户由系统自动进 行欠费催缴。 2 2 传统i v r 系统设计的缺点 传统i v r 系统设计的缺点： ( 1 ) 业务的封闭性 i v r 目前主要用于v o i p 网关和呼叫中心中，通常是作为一个固定的模块存 在于呼叫处理模块中，所实现的业务是已经确定了的，也可以说是封闭的。例如 在v o i p 网关项目中，增值业务只涉及到卡号付费业务，i v r 部分相对来说是一个 华中科技大学硕士学位论文 很小的模块。但是如果要实现其它增值业务，i v r 是实现业务过程中的必不可少 的部分。所以要构建真正的开放式业务平台，必需要实现i v r 的开放性。 一般i v r 是用状态机的思想来设计的，针对特定系统，服务项目、服务流程 已定，状态机也容易确定。但是单纯用状态机来设计i v r 有一些缺点；要全盘考 虑整个运行过程中的各个状态，服务项目一多，状态机将十分庞大：修改或扩展 服务项目，要重新设计整个状态机，因此不便于二次开发。正是因为单纯用状态 机来设计1 v r 的这些缺点，它的通用性不强，所以要采用开放式的设计思想来设 计r 。 ( 2 ) 对特定语音板卡的依赖性 通常开发者在选择一种语音板卡后，就这种板卡所提供的接口函数进行业务 开发，所以整个软件形成对特定语音板卡的依赖性。 客户在选择产品的时候，价格是一个主要考虑因素。语音板卡是整个成本费 用的一个很重要的部分，如果要降低成本，首先要从语音板卡入手。目前语音板 卡的开发商很多，各家的价格和性能差别相当大，客户的选择范围很大。例如： d i a l o g i c 的语音板卡有着悠久的历史，其性能稳定，种类齐全，但是其价格也是 很高的。近几年来，国内的语音技术在不断提高，发展也形成了一定的规模。有 些厂家如东进的语音板卡的性能己接近或超过d i a l o g i c 了，但是价格几乎是 d i a l o g i c 十分之一。 如果客户对基于特定的语音板卡开发的系统成本不满意，就必须更换语音板 卡。由于整个软件形成了对这种特定语音板卡的依赖性，所以更换语音板卡，必 定要涉及整个软件的更改。 要想i v r 软件实现最大的灵活度，把更多的选择权交给客户，必须要考虑两 点：屏蔽各语音板卡对软件的影响；由客户来制定服务流程。 2 3i v r 系统分层的基础和分层后的总体结构 尽管i v r 包含的服务内容多种多样，层出不穷，但是经过分析，几乎所有的 ；j 华中科技大学硕士学位论文 i v r 系统都有一定重复性，即播放引导语音请用户选择一种服务项目，再等待并 检测用户按键进入下一个服务项目，如简要流程图2 - 1 所示。 图2 - li v r 简要流程图 将其按照各服务项目展开，得到i v r 语音树，如图2 - 2 所示： i r r i d ；0 n e x t n t 正= 2 服务项目i服务项目2 服备项目6 服务项目7 、 i v r i d = 2 1 m i v x r t i n d t = 删2 2 n e x t n u - - 0 图2 2i v r 语晋树 根据 v r 树的的这种规律性， v r 系统的状态机可分为两个部分： ( 1 ) 主状态机部分 播放语音引导及等待接收选择号码是其可重复部分，设计成主状态机实现。 ( 2 ) 子状态机部分 在v r 树中，每个节点都要执行一个服务项目，对于一些常用的服务项目进 行模块化处理，设计成子状态机。模块化的服务项目有：播放一段语音，如对非 1 0 华中科技大学硕士学位论文 _ _ _ _ - _ _ _ _ _ i i 一! i ! ! ! ! ! ! ! 会员进行系统信息介绍等( 不同于主状态机中的引导语音) ；会员身份认证：引导 用户输入账号和密码，并查数据库验证；引导用户录音；转人工座席等。其关键 在于主状态机的设计和主状态机与子状态机之间的转换。 i v r 树中的每个服务项目对应一个i v r i d ( 服务项目i d ) ，i v r i d 的值由服务项 目节点在r 语音树的位置来决定，编号规则为节点i v r i d - 其父节点i v r i d * 1 0 + 节点号。节点号是指用户在其父节点服务项目结束后根据引导语音选择的该服务 项目的按键值。如图2 - 2 中，各服务项目i d 的编号就是按规则得来的。 每个i v r i d 也对应一段引导语音( 如果这个服务项目后面还有服务项目的话) ， 以提示用户进行进一步的服务内容选择。 根据智能网的业务与控制分离的思想，可推出r 平台的总体结构5 1 ，如 下图所示： 图2 - 31 v r 平台的总体结构 其中各部分功能为： 业务生成器 图形化的智能业务生成器，提供独立于业务的动作图标s i b ，并依据一定的 规则对生成器的s i b 组合及业务流程进行分析判断，生成智能业务数据文件，并 华中科技大学硕士学位论文 提供断点设置及业务加载功能。 平台主控模块 负责执行呼叫业务逻辑，完成呼叫控制，并管理系统的资源，还提供与图形 化业务生成器、数据库中间件m i d w a r e 、维护终端、和坐席的接口 数据库中间件m i d w a r e 用来支持异构数据库的中间件，主控模块中与所有数据库相关的操作都通过 它来完成。无论m i d w a r e 所连的是何种数据库，它与平台总控的通信接口必须保 持一致。 e n g i n e 抽象硬件功能，向主控模块提供独立于硬件的接口，保证业务逻辑与硬件的 独立化，完成基本的呼叫接续。 w r 平台的工作机制： i v r 平台的业务逻辑是由业务生成器生成的，业务生成器提供图形化的界 面，每个业务逻辑都由一组s i b 构成。业务逻辑数据传送给主控模块后，被加载 到内存中。设置业务管理参数后，就进入可使用状态。 华中科技大学硕士学位论文 3 系统软件模块的划分 系统各个软件模块的协调有效的工作是开放式i v r 平台实现的基础，系统软 件模块的划分要综合考虑呼叫控制和业务生成与实现中可能出现的各个问题，才 能得到合理的方案。 3 1 语音存取方式的选择 i v r 系统运行时，必然要进行语音的存取。 i v r 系统对语音的处理，有两种实现方式：一种是把录放的语音存在文件中， 把语音文件名存在数据库表中，查找到语音记录后，得到语音文件名。再打开文 件进行播音和录音。另一种是直接把语音流数据存在数据库表中，查找到语音记 录后，直接存取语音流数据。 i v r 系统的功能要求决定了语音的存取方式： ( 1 ) 系统应能同时接收和处理多个呼叫 要求系统可以定义多个数据库连接，并同时打开多个连接，以满足多个语音 通道并发呼叫。播放或录制的语音如果以文件的方式存在，如果有两个呼叫一起 发生，可能发生不能同时打开一个文件的情况。所以i v r 系统提示语音及用户留 言直接用语音流的形式存入数据库。 ( 2 ) 系统应能快速播放和录制语音 如果播放或录制的语音以文件的方式存在，每次要播放或录制语音开始和结 束时，都要打开和关闭语音文件，这将消耗很多系统资源。在呼叫繁忙时，就要 频繁的打开、关闭语音文件，可能会造成呼叫应答的延迟。如果i v r 系统提示语 音及用户留言直接用二进制流的形式存入数据库，软件在启动时，就打开记录集， 语音流数据放在内存中，在内存中存取数据将快的多，不会造成呼叫应答的延迟。 因此，本系统将所有的语音以语音流的形式存入数据库，数据库访问接口的 采用微软的a d o 数据库访问技术。 华中科技大学硕士学位论文 a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c o 是微软提供的一种面向对象，与语言无关的数据 库访问应用编程接口。a d o 技术简化了o l ed b 的操作，o l e d b 的程序中使用 了大量的c o m 接口，而a d o 封装了这些接口。因此a d o 是一种高层的访问技 术。 a d o 的最主要优点是易于使用、访问速度快、内存支出少和磁盘痕迹小以 及可以访问多种数据源。所以选择a d o 完全符合系统要求t 5 1 t 3 3 1 。 系统应能动态的生成数据库查询语言，迸行基于参数的查询。还应- - f 以读取 当前纪录的字段值和b l o b 块，取出语音流数据。 3 2 呼叫转移方案的选择 呼叫转移在i v r 系统中是指将用户的呼叫转接到人工坐席。 呼叫转移的过程是：连在交换机上的电话a 和电话b 正在通话时，电话a 表 明要转电话c ，则电话b 挂机，并立即拨电话c 的号码，拨通电话c 后，又立即 挂机，这时电话a 和电话c 接通。 根据企业内部交换机是否有呼叫转移功能，有两种解决方案。 交换机是否有呼叫转移功能，实际上是指交换机是否有呼叫保持功能，即呼 叫中的一方挂机后，链路不会立即关闭，而是要保持一小段时间。在挂机的一方 呼通第三方后，又建立了一条链路。当这一方又挂机时，交换机将这两条链路接 通。 ( 1 ) 企业的交换机有呼叫转移功能 如果企业的交换机有呼叫转移功能，则将每个通道看成一个电话。通过模拟 人控制通道的摘挂机动作，就可以实现呼叫转移功能。在这种情况下，系统结构 图如下图所示： 1 4 华中科技大学硕士学位论文 图3 - 1 交换机有呼叫转移功能的情况下的系统结构图 在这种方案中，每个语音通道的功能是完全一样的，实现起来也比较容易。 ( 2 ) 企业的交换机有呼叫转移功能 如果企业的交换机没有呼叫转移功能，则呼叫保持的功能和连接两条通的链 路的动作应由语音通道实现。但是由于语音通道在保持一条链路的同时，不能向 外拨号，所以要牺牲另一条语音通道来向坐席拨号。拨通坐席后，再把这两条通 道连接起来，这样就实现了呼叫转移的功能。 坐席 图3 - 2 交换机没有呼叫转移功能的情况下的系统结构图 如上图3 - 2 所示，在这种方案中，通道l 和通道4 的功能不同。通道1 负责 用户呼叫接入和基本的呼叫处理，而通道4 专门负责在用户选择呼叫转移的时候， 华中科技大学硕士学位论文 向坐席拨号。所以这种方案比第一种方案复杂。 由此可见这两种方案各有优缺点，考虑到对于小型企业来说，呼入不会很多、 很集中，企业的交换机不可能保证有呼叫转移功能，而且企业的这种热线电话通 常会单独占有一个电话号码，所以本系统选用方案2 来实现呼叫转移功能。选定 方案2 ，实际上也确定了i v r 平台的系统结构，系统结构图见图3 2 。 3 3 非及时处理业务的设计 i v r 平台不仅要能及时基本的自动语音交互功能和坐席功能，对于坐席不能 及时处理的业务，要把用户的业务请求用特定方式保存在数据库中，以便坐席在 适当的时候处理这些业务。所以还要为坐席提供处理这些业务的接口，即界面。 目前，r 系统中不能及时处理的业务主要有两种： ( 1 ) 录音 要求用户在听到提示音后开始留言，留言有一定的时间限制。到达这个限制 时间、用户按任意键或用户挂机时，用户录音将存入数据库。 记录中应包含这么几项：用户d 、语音流及录音时间。 坐席要通过界面播放出用户留言，当处理完用户的服务后，坐席应删除该条 录音记录。 ( 2 ) 预定服务 用户的需求不可能完全归为几类，由于电话按键的局限性，所以通过电话预 定服务不可能采用很复杂的形式。简单来说，预定服务有三个部分： 先是通过语音引导，提示用户选择预定服务的类型； 然后提示用户按键输入预定服务的时间，可以精确到年、月、日、时等； 最后提示用户输入联系电话，以便打电话与用户协商服务。 记录中应包含这么几项：用户i d ，服务类型d ，预定服务时间，联系电话， 用户打电话的时间。对于预定服务，系统制定报表，并每天打出当日的预定服务 报表以便统一调度，派合适的服务人员提供服务。对于不能按用户要求提供预 6 华中科技大学硕士学位论文 定服务的，应按用户留下的联系电话给用户打电话协商。 由前面所述， i v r 系统提示语音及用户留言直接用语音流的形式存入数据 库，r 系统提示语音的录入是在图形化的业务生成器中实现的。所以将用户留 言处理模块与业务生成模块合在一起实现。 而预定服务处理则在报表定制和打印模块中实现，不属于本文讨论范围。 3 3 费用查询业务的实现方法 费用查询是i v r 业务的一个重要内容，费用查询有很多类型，如：应付费查 询、余额查询等。查询的内容多种多样，如果把每种查询都用一个服务模块来表 示，将有违于系统的开放性。 费用查询的过程实际上是：查询数据库中相应费用表上的某个字段，查询的 结果是一个数值，然后用人民币的表示方法读出这个数值。查询的关键是表名和 字段名，用s q l 语句表示就是s e l e c t 宇厦d m 衷w h e r e = 用r 户i d 。旺 通过分析一般的i v r 树中费用查询服务项目节点的位置，可找到这样一个规 律：i v r 树中服务项目为费用查询的节点通常是连在一起的，即服务项目为费用 查询的几个节点拥有同一个父节点。通过引导语音的提示，用户选择费用查询后， 系统继续提示用户选择要查询的费用的种类，如“查询余额请按l ，查询应付款 请按2 ”，可以看出用户按键值代表了费用类型，而费用类型可由费用表的表名和 字段名来表示。因此可把这些参数放在一个费用查询表中，关键字是费用类型对 应的用户按键值，还有两个字段是表名和字段名。用户选择一种要查询的费用类 型后，系统首先在费用查询表中，查出费用类型所对应的费用表的表名和字段名。 再在这个费用表的相应字段中查出该用户的费用。这种设计方法称为二次查询 法。 二次查询法的好处是，把表名和字段名都变成可以动态设置的，费用查询业 务就作为了可视化智能业务的一部分，在定制服务流程时统一考虑。所有的信息 查询业务都用一个服务模块实现。 1 7 华中科技大学硕士学位论文 3 4 i v r 系统软件功能的划分 综合考虑i v r 系统应有的自动语音应答功能和为坐席提供的呼叫服务处理 功能，整个i v r 系统由两个软件模块实现。 一个是通信模块，包括图2 3 中所示的总控和硬件功能抽象e n g i n e 。硬件 功能抽象e n g i n e 是对硬件驱动函数的封装，而硬件的驱动函数大都是用c 语言 编写的，为了使系统与各厂家语音板卡兼容，该软件采用c 语言实现是最简单的 方法，但是为了屏蔽各语音板卡对软件的影响，必须要采用面相对象的方式，因 此这个软件模块用v i s u a lc + + 6 0 实现。1 另一个是业务模块，业务模块包括业务定制和录音业务处理这两个部分。这 两个都包含了对语音流的处理，所以将这两个部分合在一个软件模块中，可以共 用底层的语音处理函数。鉴于c u p 的其它模块都用d e l p h i 语言实现，而且d e l p h i 的控件功能强大，为了保持统一性以及减少工作量，这个软件模块用d e l 口l l i 语言 编写。 华中科技大学硕士学位论文 4 通信模块的实现 通信模块的功能是呼叫接入和呼叫控制，通信模块有两个部分：总控和硬件 功能抽象e n g i n e 。 4 1 i v r 平台总控 i v r 平台总控负责基本的呼叫控制，包括主状态机与子状态机，在基本的状 态机转换函数的基础上，要加入主状态机与子状态机之间转换的接口。 ( 1 ) 主状态机的设计 主状态机中不处理具体的业务，简略的主状态机转换图如下： 图4 - 1 简略的主状态机转换图 其中，s t _ o n h o o k ( 挂机状态) 即初始状态，s t _ w t r g ( 呼入等待状 态) ，s t _ o f f h o o k ( 摘机状态) 为通道建立过程中的状态。s t _ h a n d l e 为处 1 9 华中科技大学硕士学位论文 理各种服务状态，s 1 7 l a y 为播放引导语音状态，s t _ g e t d i g i t 为接收用户选 择按键状态。这三个状态是主状态机中的可重复的状态。 ( 2 ) 子状态机的设计 见表4 1 ，目前系统实现了七项模块化服务内容，各子状态实现的功能用服 务项目代号即s e r v i d 表示。各子状态机转换图略。 表4 1i v r 服务项目类型 服务项目代号服务项目名称功能说明 实际上什么也不做，表明还要求用户选择更为细 1 一般 。 化的服务项目 2放音播放一段语音 3身份认证引导用户输入帐号、密码，认证 4录音请用户留言 5转人工人工服务 6服务申请提示输入服务时间及联系电话 7费用查询查出费用并读出 ( 3 ) 主状态机与子状态机之间的接口设计 基本的状态机运行函数1 为： r u ns t a t e r n a e h i n e ( i n te v e n t ) s t a t e = n e x t _ s t a t e ( e v e n t ) ； 下一个状态 n e x t _ a c t i o n 0 ； ，执行状态对应的动作 ) s th a n d l e 状态为主状态机到子状态机的入口判断点。每检测到事件，先 判断是否为s th a n d l e 状态，主状态机运行函数修改为： r u n s t a t e r n a c h i n e ( i n te v e n t ) i f ( s t a t e ! = s th a n i ) l e ) s t a t e - - n e x t _ s t a t e ( e v e n t ) ； 下一个状态 华中科技大学硕士学位论文 i f ( s t a t e = = s t _ h a n d l e ) n e x t _ s u b a c t i o n o ； ，执行子状态对应的动作 e l s e n e x t _ a c t i o n 0 ； 执行状态对应的动作 e l s e r u n _ s u b s t a m m a c h i n e o ； 同时设置子状态机到主状态机的出口，s s t _ e r r o r ( 用户中止服务子状态) 和s s tn e x t ( 服务结束子状态) 为出口判断点。基本的子状态机运行函数修改 为： r u n _ s u b s t a t e m a c h i n e l ( i n te v e n t ) s u b s t a t e = n e x t _ s u b s t a t e ( e v e n t ) ； ，下一个子状态 i f ( s u b s t a t e = = s s t _ e r r o r ) s u b s t a t e = o ； s t a t e = s to n h 0 0 k ： n e x ta c t i o n 0 ； e l s ei f ( s u b s t a t e = 2 s s t _ n e x t ) ( s u b s t a t e - - o ； i f ( n e x t n u m = 0 ) s t a t e = s to n h o o k e l s e s t a t e = s 、弋，l a y ； n e x t _ a c t i o a 0 ； ，回到初始状态 腴行状态对应的动作 ，后面没有服务项目了 ，进行下一个服务选择 ，腴行状态对应的动作 华中科技大学硕士学位论文 ) e l s e n e x t _ s u b a c t i o n ( ) ；执行子状态对应的动作 i n tn e x t _ s u b s t a t e ( i n te v e n t ) s e r v i d 2 9 e t _ s e r v i d 0 ； 、 s w i t c h ( s e r v i d ) c a s e l ： r e t u r nn e x t _ s u b s t a t e l ( e v e n t ) ； c a s e2 ： r e t u r nn e x ts u h s t a t e 2 ( e v e n t ) ； ) 主状态机一转到s t _ h a n d l e 状态，就开始执行特定服务，直到完成服务 内容后，才能转到s t _ o n h o o k 或s t _ p l a y 状态。在s t _ h a n d l e 状态时，每 检测到事件，要转换子状态机，s t _ h a n d l e 状态不变。只是子状态机转到 s s t _ n e x t 或s s t _ e r r o r 时，状态转为s t _ o n h o o k 或s t _ p l a y 。 4 2 e n g i n e 的实现 尽管系统可能采用的语音板卡是多种多样的，但各板卡实现的基本功能基本 上是一致的，主要有：摘机，挂机，监测振铃，录音，放音，拨号，检测d t m f 信号等。一个语音通道是一个功能单位，要实现与硬件无关，必须抽象硬件功能， 可以采用面向对象的方式“1 ，将通道封装成一个类c c h a n n e l ，对于各种语音板卡 华中科技大学硕士学位论文 提供统一的函数接口。”“”7 “3 3 “”1 c l a s sc c h a n n e l p u b l i c ： i m r u n _ s t a t e m a c h i n e ( i n te v e n t ) ； i n tr u n _ s u b s t a t e m a c h i