人人享有紧急通信

融入人工智能语言翻译和无障碍技术，增强电梯应急通信系统

作者：Kurt Schieszer

抽象

2018 年国际建筑规范 (IBC) 引入了视频、语音和文本集成到电梯应急通信系统中，并被 ASME A17.1/CSA B44 2019 采纳，以提升乘客安全。本文建议通过整合人工智能驱动的语言翻译技术来进一步改进这些系统，为非母语人士和有语言障碍的人士提供实时翻译和沟通。本文建议利用人工智能和机器学习 (ML) 进行自动语音模式分析、语音转文本和文本转语音功能，确保所有人都能轻松使用。该规范的实施需要电梯制造商、软件开发商和监管机构之间的合作，以确保提供可靠的多语言支持，最终提高应急响应的效率和包容性。

介绍

2018 年 IBC 为 ASME A17.1/CSA B44 2019 奠定了基础。2018 年 IBC 概述了视频、语音和文本 (VVT) 的运行方式。ASME A17.1 更详细地介绍了如何通过增强型紧急通信系统显著改善电梯乘客安全和质量。通过强制集成 VVT 通信功能，该规范为更好地管理乘客、楼宇管理和应急响应团队的应急管理奠定了基础。然而，随着技术的快速发展，进一步增强这些系统以满足不同人群日益增长的需求的机会也随之而来，包括非母语人士、听力障碍人士以及各种残障人士。

本文探讨了将简单的人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 技术集成到电梯应急通信系统中的潜在优势，重点关注可在有无互联网接入的情况下使用的自动实时语言翻译和无障碍增强功能。通过分析当前的电梯安全状况、用户人口统计数据以及实施这些系统的预计财务成本，本研究旨在对 ASME A17.1/CSA B44 2019 规范提出关键更新建议，使电梯应急通信更具包容性和有效性。

背景：电梯安全和通信系统的演变

几十年来，电梯安全一直是建筑设计的基石，规范和标准不断更新，旨在最大限度地降低与夹困和机械故障相关的风险。电梯轿厢采用双向通信系统是一个重要的里程碑，它使被困乘客能够在紧急情况下与授权人员进行沟通。随后，免提电话的加入进一步提高了系统的可用性。IBC 2018 的出台要求基于 VVT 的通信使用视频和屏幕进行远程访问，而 ASME 17.1 也要求，对于拥有超过 60 英尺（约 XNUMX 米）电梯的建筑，必须配备本地系统。

这项规范的加入无疑给行业带来了重大冲击，但鉴于该规范目前已被广泛采用，进一步的修改对成本或实施的影响不大。扩展服务范围以纳入人工智能工具的好处在于，它可以更好地服务于建筑物，并帮助紧急救援人员处理被困乘客。

尽管取得了这些进步，但现有系统的包容性和效率仍然存在重大差距。根据美国人口普查局2020年的数据，近22%的美国人口在家中使用英语以外的语言，超过40万美国人被归类为患有某种形式的残疾，包括听力和言语障碍。这些统计数据凸显了设计能够满足不同人群需求的应急通信系统的重要性，尤其是在人口密度高的城市环境中，语言障碍和残疾可能会阻碍应急响应。

提案：人工智能驱动的语言翻译和辅助功能

如果我们能够根据那些需要帮助的人的情况调整和制定紧急响应措施，情况会怎样？

将人工智能技术融入电梯通信系统，有望突破当前设计的局限性。通过集成自动语言翻译、语音转文本 (STT) 和文本转语音 (TTS) 技术，电梯可以为所有乘客提供无缝的沟通体验，无论其语言能力、身体状况或智力障碍如何。

人工智能算法可以自动实时检测和翻译多种语言，为乘客和应急人员提供即时翻译。当乘客说话时，系统可以识别该语言，将其转换为英语（或其他目标语言），并向授权人员显示或朗读信息。同样，应急人员的回应也可以通过文本或语音输出翻译回乘客的语言。

这种多语言支持在大都市地区或热门旅游胜地尤为重要。例如，根据nyc.gov的数据，仅纽约市就有超过3万外国出生的居民，他们使用超过200种语言。近一半的纽约人在家中使用英语以外的语言，近25%（即1.8万人）的英语水平不高。确保这些地区的紧急通信系统能够适应这种多样性，对于保障乘客的安全和健康至关重要。

除了这些功能之外，实时分析对话还可以为应急人员提供如何协助被困乘客的建议。人工智能工具可以监测语音中的语气和恐慌程度，或追踪泄露的健康信息（例如怀孕、糖尿病、高度焦虑），然后向响应团队提供后续行动的指导。

如果紧急通信未能得到主动监控，人工智能可以介入，充当故障保护措施，提供自动通信，避免电话无人接听。可以设置协议，通过短信向楼宇管理部门或紧急呼叫中心提供实时通信更新。应急人员到达现场后，即可访问通话内容。

Stt 和 Tts 集成

对于有听力或言语障碍的乘客，传统的双向通信系统可能难以满足需求。通过结合 STT 和 TTS 技术，电梯可以弥补这一缺陷。STT 将语音转换为书面文本，使应急人员能够接收那些无法清晰说话或完全无法说话的乘客的信息。同样，TTS 技术可以读出应急人员发送的文本信息，确保无法阅读显示文本的乘客也能收到指示。

这种双重功能不仅增强了包容性，也提高了应急响应的效率。乘客可以更清晰地沟通，应急人员可以根据准确的实时信息快速评估情况。此外，这项技术不需要强大的处理能力或互联网连接；它可以安装在硬件中。

对用户安全的影响

集成人工智能通信系统的主要动机是其能够显著提高用户安全性。根据美国电梯工业协会 (NEII) 的数据，美国每年的电梯运行次数超过 17 亿次。由于人口结构多样化，尤其是在移民人口众多的城市，紧急情况下出现语言障碍或沟通困难的可能性很高。

通过部署多语言翻译、STT 和 TTS 技术，电梯可以为乘客提供实时、便捷的沟通，避免他们在紧急情况下难以接收或传达关键信息。例如：

• 非英语母语人士：紧急情况下，恐慌和压力会进一步阻碍英语不流利的乘客的沟通。人工智能语言翻译可以立即识别他们的母语，促进清晰的沟通。
• 听力或言语障碍乘客：传统的语音通信系统可能会使这些残障乘客无法寻求帮助。STT 系统允许他们输入或说出不完整的文字，而 TTS 系统则可以读出紧急救援人员的信息，确保每个人都能获得帮助。
• 其他残障人士：如果乘客患有阅读障碍或自闭症等残障，系统可进行功能调整，以最大程度地适应被困人员，同时通知急救人员，从而减少恐慌，更准确地处理情况。响亮的音调对听力障碍人士有益，但对于自闭症患者来说，可能会加剧恐慌。

美国人口普查局报告称，美国有近14万人被认定为听力障碍。此外，超过40万人（约占美国人口的12%）的母语不是英语。鉴于这些数字，引入针对这些群体的人工智能系统可以防止大量紧急情况因沟通障碍而升级。

建议变更

为了创造更安全的环境，并确保这些先进的通信系统成为未来项目的标准，制造商提供的产品必须得到扩展和进一步开发。如果行业自身无法实现这些目标，那么更新 IBC 3001、ASME A17.1、CSA B44 和 EN 81 规范将强制采用人工智能和机器学习技术提供的升级。建议进行以下更改：

1. 自动语言翻译的授权：
   • 应更新第 2.27.1 节，要求所有新安装的电梯都配备人工智能语言翻译功能，支持该地区至少 10 种最常用的语言。
2. 包含 SST 和 TTS 技术：
   • IBC 第 3001.2 节应强制要求所有电梯都安装 STT 和 TTS 系统，确保有听力和言语障碍的乘客在紧急情况下能够有效沟通。
   • 还应要求应急人员接受与这些系统交互的培训，以确保在危急情况下的顺畅沟通。 
   • 翻译延迟不应超过 5 秒。
3. 包含本地设备：
   • 目前，法规中没有足够的语言来要求在 60 英尺高的建筑物中配备完整的车内系统和现场设备。
   • 该规范需要要求一个包括 VVT 设备在内的完整系统完全集成。
4. 所需的触摸屏和按钮：
   • IBC 3001.2 和 ASME A17.1, 2.27.1 需要触摸屏，以便用户可以选择或确认所需的语言或帮助。
   • 此外，为了简化回答，应该要求提供“是”和“否”按钮，而不是允许使用其他按钮。
5. 应急通信测试标准化：
   • IBC 和 ASME 规范都应对人工智能通信系统引入定期测试要求，确保它们无论有没有互联网连接都能正常运行。
   • 年度检查应包括对语言翻译的准确性和速度以及 STT 和 TTS 功能的可靠性的评估。
6. 与人工智能开发商和制造商的合作：
   • NEII、全国电梯承包商协会和国际电梯及自动扶梯研讨会应鼓励电梯制造商、人工智能开发商和软件供应商之间的合作，为这些技术的整合制定明确的指导方针。
   • 该计划应提供满足这些新标准所需的硬件和软件组件的详细规格。

技术实施与可行性

1. 软件和硬件要求：
   • 支持电梯人工智能语言翻译的必要组件概述
   • 分析此类技术的当前市场可用性和可靠性
2. 离线功能：
   • 语言模型和数据集：AI 模型（包括语言模型和翻译数据集）需要存储在本地。这些模型可以通过手动更新定期更新，而无需持续的互联网连接。
   • 实时处理：本地系统应具备实时处理能力，这意味着它必须以最小的延迟处理语音识别、语言检测、翻译和 TTS 功能。这需要优化算法并高效利用硬件资源。
3. 本地 AI 解决方案示例：
   • NVIDIA Jetson 系列：这些是专为实时处理而设计的强大的嵌入式 AI 系统，可用于离线 AI 任务，包括语言处理。
   • 英特尔 Movidius 神经计算棒：此 USB 棒为设备提供 AI 处理能力，可用于本地 AI 推理任务。
   • 定制 AI 设备：戴尔和 HPE 等公司提供专为内部部署而设计的专用 AI 设备，能够离线运行复杂的 AI 模型。

结语

升级电梯应急通信系统，使其融入人工智能驱动的多语言翻译和无障碍技术，是确保所有乘客安全的关键一步。通过增强现有通信系统，使其具备 STT 和 TTS 功能，我们可以提供更具包容性和效率的应急响应框架。

虽然实施这些系统的财务成本看似较高，但在用户安全、降低责任和缩短应急响应时间方面的潜在效益，足以证明这项投资是值得的。通过更新 ASME A17.1/CSA B44:19 规范以反映这些进步，我们可以确保新建和现有建筑中的电梯能够满足不同人群的通信需求，最终使建筑基础设施更具韧性，更能应对紧急情况。

案例

[1] census.gov/content/dam/Census/library/stories/2022/12/languages-we-speak-in-united- states-table.jpg 

[2] nyc.gov/site/planning/about/language-access.page

纽约拥有来自3多个国家的200多万外国出生的居民，是世界上人口最多元化的城市之一。纽约人来自世界各地，使用着200多种不同的语言。

几乎有一半的纽约人在家里讲英语以外的语言，近 25% 的人（即 1.8 万人）不精通英语。

附录
代码更改
IBC 2018

3001.2 为聋人、听力障碍者和言语障碍者提供的紧急电梯通讯系统。应设置紧急双向通讯系统，该系统应：

1）是一种双向视觉、基于文本和视频的24/7实时互动系统。

2) 完全方便聋哑人士、听力障碍人士和言语障碍人士使用，并应包括 为听力正常的人士提供仅语音选项为所有人提供语音和文本通信。

3) 能够利用现有的视频会议技术、聊天/文本软件或其他认可的技术与紧急救援人员进行沟通。

4) 能够自动检测并物理选择电梯内人员的首选沟通语言。应提供文本转语音和语音转文本的自动翻译功能。

ASME A17.1-2019

2.27.1.1 紧急通信。双向语音‡通信应符合第 2.27.1.1.1 至 2.27.1.1.6 节的规定。

2.27.1.1.1 应提供轿厢与可采取适当行动的授权人员驻守的地点之间的通信手段。

2.27.1.1.2

（a）电梯轿厢与电梯机房、和/或控制室之间应设有双向语音通讯。

（b）如果呼叫未在[第 2.27.1.1.3(c) 条] 规定的时间内得到确认， 4530 s，呼叫将自动转接到备用现场或场外位置。

(c) 如果备用呼叫在30秒内未得到确认，则应通过人工智能应答设备应答该呼叫。对话记录应通过语音转文本或文本转语音的方式传达给主要人员、备用人员和应急人员。

2.27.1.1.3 轿厢内的永久双向通讯装置应符合下列要求：

（一）ICC/ANSI A117.1。

（b）轿厢操作面板内或附近应设置一个用于启动双向通信装置的按钮。该按钮应清晰可见，并永久标有“PHONE”符号（参见第 2.26.12.1 条）。该符号应位于“PHONE”按钮上或按钮附近。按下按钮时，通信装置应启动。

（c）在按下“电话”按钮的同一面板上，应显示一条消息，该消息由授权人员激活，用于确认通信已建立。在需要显示新消息（参见第 2.27.1.1.3(d) 和 2.27.1.1.3(e) 小节）或通信终止时，应允许该消息熄灭。

(d) 在与“电话”按钮相同的面板上，应显示消息，允许授权人员与被困乘客（包括无法口头交流或听不见的乘客）进行通信并获得回应。

(e) 在“电话”按钮所在的同一面板上，应显示一条由授权人员激活的消息，以提示救援正在路上。该消息应持续显示，直到显示新的消息[参见第 2.27.1.1.4(c) 条]或通信终止。

（f）通讯手段应根据授权人员的要求，提供识别建筑物位置和电梯号码的信息。

（g）通信一旦建立，仅当授权人员终止通话或发生定时终止时，才应断开连接。如果通信建立后至少 3 分钟内，通信装置向授权人员发送语音通知，则允许电梯内的通信装置定时终止通话，并允许授权人员延长通话。收到通知后，授权人员应能够延长通话；如果在语音通知发出后 20 秒内未启动延长通话的装置，则应允许自动断开连接。

（h）通讯方式：车内不得使用手机。

(i) 通信不得传输至自动应答系统 除非主应答系统和备用应答系统未连接. 电话应由授权人员接听。

（j）操作说明应与“联系电话”按钮， 位于主车操作面板的触摸屏。

(k) 应提供一种方式，向授权人员显示视频，以便他们在轿厢地板的任何位置观察乘客，以进行困住情况评估。

(l) 应提供一种装置，自动口述被困乘客所说语言。

（m）应提供自动口述功能，并在必要时将语音翻译成文本。文本应显示在电梯轿厢内主操作面板的触摸屏上。

2.27.1.1.4 当电梯高度为18米（60英尺）或以上时，应在建筑物内指定楼层设置应急人员可到达的永久性双向语音通讯设施，并应符合以下要求：

(a) 该方法应使建筑物内的应急人员能够与每辆轿厢单独建立通信。通信应在没有任何故意延迟的情况下建立，且无需轿厢内人员干预。该方法应覆盖与建筑物外部的语音通信。

(b) 通信一旦建立，仅当轿厢外的紧急救援人员终止通话或发生定时终止时，才应断开连接。如果通信装置在通信建立后至少 3 分钟向紧急救援人员发送语音通知，则允许电梯内的通信装置定时终止通话，并允许紧急救援人员延长通话。收到通知后，紧急救援人员应能够延长通话；如果在语音通知发出后 20 秒内未启动延长通话的装置，则应允许自动断开连接。

(c) 通信建立后，应在按下“电话”按钮的同一面板上显示一条消息，该消息由应急人员激活，指示救援人员已到达现场。在需要显示新消息（参见第 2.27.1.1.4(e) 条）或通信终止时，应允许该消息熄灭。

（d）操作说明应与轿厢外部的通讯设备集成或相邻。操作说明应符合第2.27.7.3条的规定。

(e) 在与“电话”按钮相同的面板上，应显示允许紧急救援人员与被困乘客（包括无法口头交流或听不见的乘客）进行通信并获得响应的消息。

（f）应提供视频监控装置，以便应急人员观察轿厢地板上任何位置的乘客，以便评估乘客受困情况。如设有消防指挥中心，则该通讯系统应位于消防指挥中心内。

(g) 应提供自动将文本翻译成英语、西班牙语、中文、他加禄语、越南语、葡萄牙语、法语、德语、阿拉伯语和意大利语的翻译工具。主要语言应为英语，并且除电梯内人员识别或选择的语言外，还应始终可见。

(h) 应提供可调节文字大小和音量的装置，可通过触摸屏或语音控制激活。文字大小不得小于 1/4 英寸高，且不得大于 1 英寸高。通话音量应至少高于环境音量 10 dBA，但在“电话”按钮任何方向 80 英寸处测量时，不得超过 12 dBA。