CN106297796A - 一种飞行员复诵监控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞行员复诵监控方法及装置，通过通信信息采集装置采集管制员和飞行员的之间的通话，再经过语音识别技术分别对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行监听识别，并对获得的双方语音信息内容进行对比，根据对比结果，发出双方语音信息内容一致或不一致的提示信号，对管制员进行提示。采用上述方法及相应的复诵监控装置，利用现有先进成熟的语音识别技术构成的智能化仪器代替人工，不存在长时间工作出现疲劳、注意力和判断力下降的情况，大大降低了管制员的劳动强度，提高了飞行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及空中交通控制领域，具体涉及一种飞行员复诵监控方法及装置。
背景技术
管制员/飞行员陆空语音通话是目前管制员/飞行员在航空活动中最主要的通信方式。为了确保飞行员正确接收到管制员的语音指令，在陆空对话环节中，管制员发送指令或许可后，飞行员需要对管制指令或许可进行复诵，与此同此，管制员监听飞行员的复诵，如果发现复诵内容不一致，则向飞行员指出复诵错误，并要求其重新复诵；如果复诵内容一致，则告诉其复诵正确。通过飞行员复诵这一环节，保证了飞行员接收到的信息与管制员发出的信息的一致性，确保了飞行员按管制要求操作，从而保证飞行安全。
在现阶段，对飞行员复诵是否正确的结果判断是由管制员人工监控确定，并对其负责。而管制员作为一个个体，有其无法避免的局限性，即人们在经过长时间的精神高度集中的工作后，注意力和判断力将会下降，导致有时候会出现判断出错的情况，危及飞行安全。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种既提高了航空运行的安全性有减轻了管制员的工作负荷的飞行员复诵监控方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种飞行员复诵监控方法，其特征在于通过通信信息采集装置采集管制员和飞行员的之间的通话，再经过语音识别技术分别对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行监听识别和存贮，并对获得的双方语音信息内容进行对比，根据对比结果，发出双方语音信息内容一致或不一致的提示信号。
本发明的另一目的在于提供一种飞行员复诵监控装置，其特征在于：包括依次连接的通信信息采集单元、语音信息识别及处理单元和分析结果提示装置，所述通信信息采集单元分别对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行采集，并将采集结果送至语音信息识别及处理单元，所述语音信息识别及处理单元包括有语音识别分析单元、指令语音信息存贮单元、复诵语音信息存贮单元和比对单元，所述指令语音信息存贮单元用于存贮经过语音识别分析单元识别后的管制员的指令语音信息，所述复诵语音信息存贮单元用于存贮经过语音识别分析单元识别后的飞行员的复诵语音信息，所述比对单元对指令语音信息存贮单元和复诵语音信息存贮单元所存贮的内容进行比对，并输出比对一致或不一致的比对结果至分析结果提示装置，所述分析结果提示装置根据所述两种不同的比对结果发出两种不同的提示信号。
采用上述方法及相应的复诵监控装置，利用现有先进成熟的语音识别技术构成的智能化仪器代替人工，不存在长时间工作出现疲劳、注意力和判断力下降的情况，大大降低了管制员的劳动强度，提高了飞行员执行指令的准确性，提高了飞行的安全性。
下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明飞行员复诵监控装置实施例结构框图。
具体实施方式
本发明的飞行员复诵监控方法的总体方案是通过通信信息采集装置实时采集管制员和飞行员的之间的通话，再经过语音识别技术分别对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行监听识别和存贮，并对获得的双方语音信息内容进行对比，根据对比结果，发出双方语音信息内容一致或不一致的提示信号，提示信号可以是声光信息或是文字提示。
为了方便信息处理，经过语音识别技术分别对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行监听识别后，转换成文字信息，并优选对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息转换成的文字信息进行统一的格式化处理，再以统一的格式化数据进行存贮，双方语音信息内容及相关信息（即管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息）经过识别处理后的格式化数据中包括信息类别、呼叫方、接收方、信息内容和信息发送时间等五个信息单元，当然，根据具体情况的不同，还可以增加其他信息单元，其中信息类别分为：管制员指令、管制员许可、飞行员报告、飞行员请求和飞行员复诵等；信息内容是通过对上述“文字信息” 进行关键词、关键句式的匹配处理（进行匹配处理所用到的关键词、关键句式范例见表B1，信息要素参数的提取方法参见表B2）得到，表B1和表B2如下：
表B1 信息要素类型的关键句式对应表（节选）
表B2 信息要素类型的参数对应表(节选)
本方法在分析处理过程中，首先提取管制员的通信信息，通过对上述“通信信息” 进行关键词、关键句式的匹配处理（进行匹配处理所用到的关键词、关键句式范例见表B1，信息要素参数的提取方法参见表B2）得到包含的各个信息要素的[标准化格式通信内容]，作为结果2进行储存；由于通常来说飞行员对管制指令需要尽快复诵，因此根据管制员[标准化格式通信内容]，得知该通信内容的 [信息发送时间]，筛选出在[信息发送时间]之后指定时间内该接受方（即飞行员）发送的指定条数的信息，并按相同的方式提取出信息内容，需要复诵的信息要素如表B3中所示，超过指定时间或指定条数，未收到飞行员的相应的复诵内容，既可认为飞行员未复诵相应内容，指定时间及指定条数根据具体运行要求设定，表B3如下：
表B3 需要复诵的信息要素表（节选）
经过上述的筛选，系统得出一条或者多条该飞行员（接收方）对管制员的通信信息。提取出信息内容中所包含的各个信息要素作为结果1进行储存。在获得上述结果1与结果2后，再对获得的双方语音信息内容进行对比，根据对比结果，发出双方信息内容一致或不一致的提示信号。
具体的实施过程如下：
1、实时采集陆空通信语音信息
通信信息采集单元实时采集管制员、飞行员的每条通话信息，并将其存贮，供语音信息识别及处理单元处理使用。
2、识别语音信息，将其转换为统一的格式化数据并存贮
2.1语音识别分析单元对上一步采集到的信息进行语音识别，得出各条信息的文字内容，此后根据陆空通话规则，依次根据文字内容及采集时记录的相关信息分析提取得出呼叫方、接收方、信息类别、信息发送时间（采集时记录）、初级信息内容。
其中，信息类别分为：管制员指令、飞行员报告、飞行员请求和飞行员复诵等；初级信息内容为识别后的文字内容除去呼叫方、接收方的文字内容。
2.2对初级信息内容进行进一步处理
通过对上述“初级信息内容”进行关键词、关键句式的匹配处理，提取出信息内容中所包含的各个信息要素（包含信息要素类型及信息要素参数，信息要素为陆空通信内容中，组成信息内容的基本单位，下同），记为信息要素1（信息要素类型1：信息要素参数1）、信息要素2（信息要素类型2：信息要素参数2）、信息要素3（信息要素类型3：信息要素参数3）等等。
进行匹配处理所用到的关键词、关键句式范例见表B1，信息要素参数的提取方法参见表B2。同时，初级信息内容中某些内容为非信息要素内容，将其记为其他内容，从而，可将初级信息内容被转换为形如[信息要素1（信息要素类型1：信息要素参数1），信息要素2（信息要素类型2：信息要素参数2），信息要素3（信息要素类型3：信息要素参数3）… + 其他内容]这样形式的内容，将这样的内容记为 次级信息内容。
2.3 将各条信息转化为统一的格式化数据
根据上面两步、处理得出各条通信信息的呼叫方、接收方、信息类别、信息发送时间（采集时记录）、次级信息内容，由此可将各条通信信息转换为包含呼叫方、接受方、信息类别、信息发送时间、次级信息内容等信息单元的统一的格式化数据。
2.4 筛选出管制员指令、飞行员复诵的统一格式化数据，依次存贮。
对实时处理得出的各条格式化数据进行筛选，选择出其中信息类别属于管制员指令及飞行员复诵的格式化数据。将这两种数据依次传递至指令语音信息存贮单元及复诵语音信息存贮单元进行存贮。
3、将管制员指令内容与飞行员复诵内容进行比对分析，得出比对结果。
3.1 提取管制员指令格式化数据，得出相应内容
3.1.1 提取指令 所对应的接收方、信息发送时间
3.1.2 提取指令内容中，与复诵相关的信息要素
根据陆空通话规定，管制指令中某些信息要素需要飞行员复诵，而某些信息要素不需要复诵，将这些需要复诵的信息要素，记为复诵相关信息要素，复诵相关信息要素如表B3所示，参照表B3提取指令格式化数据内容中各“信息要素”中，复诵相关的信息要素，将这些信息要素记为ResultA01[指令中复诵相关信息要素]。
3.2 提取指令对应的飞行员复诵格式化数据，得出相应内容
3.2.1提取对应的飞行员格式化数据
从3.1.1中，已得知管制员指令中的 [接收方]及[信息发送时间]，
筛选出在该管制员指令[信息发送时间]之后指定时间内该接受方（即飞行员）发送的指定条数的飞行员复诵格式化数据（通常来说飞行员对管制指令，需要尽快复诵，超过指定时间或指定条数，未收到飞行员的相应的复诵内容，既可认为飞行员未复诵相应内容，指定时间及指定条数根据具体运行要求设定）。
3.2.2提取复诵内容中与复诵相关的信息要素
参照表B3（节选），提取3.2.1中得出的复诵格式化数据内容中各“信息要素”中复诵相关的信息要素，将这些信息要素记为ResultB01[复诵中复诵相关信息要素]。
3.3 比对分析，得出比对结果
分析 ResultB01中是否包含ResultA01中所有类型的信息要素，如果包含，则认定为飞行员复诵了所有所需复诵的信息要素；如果未包含所有类型信息要素，则认定飞行员未复诵全部内容，并记录下未包含信息要素类型。
分析ResultB01中与ResultA01中类型匹配的信息要素中各信息要素的参数是否相同，如果全部相同，则认定为飞行员复诵内容中所有信息要素参数正确；如果不同，则认定飞行员复诵的信息要素参数有错误，并记录不相同的信息要素类型及参数。
根据上面的分析，最终得出比对结果。如果飞行员复诵了所有所需复诵的信息要素，且飞行员复诵的所有信息要素内容正确，则得出“飞行员复诵内容与管制员指令一致”结论；如果飞行员复诵的飞行员未复诵全部内容，或飞行员复诵的信息要素参数有错误，则得出“飞行员复诵内容与管制指令不一致”结论，并给出飞行员未复诵或复诵错误的具体内容。
4、将比对结果呈现
系统将语音信息识别及处理单元分析得出的比对结果传输至分析结果提示装置，所述分析结果提示装置根据所述不同的比对结果发出不同的提示信号。
以下以塔台管制员与CCA101飞行员一段实际通话的分析为例，说明系统是如何分析通信内容，实现飞行员复诵监控的。
（下文中塔台指的是塔台管制员，CCA101指的是CCA101飞行员）：
[2000年1月1日18：00：00]管制员向CCA101飞行员发布“CCA101，塔台，可以落地，跑道36号，地面风360，5米秒，修正海压1013”。
[2000年1月1日18：00：05]CCA101飞行员向管制员发送信息 “修正海压1013，跑道36，可以落地，CCA101”
在这些通话进行时。系统经实时处理得到 对些通话信息的 [标准化格式通信内容]
EXP T01：[管制员指令][塔台][CCA101][可以落地，跑道36号，地面风360，5米秒，修正海压1013]
EXPT02：[飞行员复诵][CCA101][塔台][修正海压1013，跑道36，可以落地]
系统对上述[标准化格式通信内容]进行以下几步骤的处理，最终实现飞行员复诵监控这一功能。
第一步、提取管制员通信信息，分析得出信息中各信息要素的内容
1.1提取管制员通信信息
系统根据筛选，提取了EXP T01这条 [标准化格式通信内容]。
1.2 分析管制员通信信息中的 [信息内容]
提取EXP T01中的[信息内容]，既[可以落地，跑道36号，地面风360，5米秒，修正海压1013]。
1.2.1 提取出各个信息要素
用表B1中的各个关键句式对 [可以落地，跑道36号，地面风360，5米秒，修正海压1013]这条信息内容进行关键句式匹配。（如：“可以落地”与表B1中“落地许可”这关键句式匹配，从而得出“落地许可”这一类型的信息要素；“跑道36号”与表B1中“跑道XX号”这关键句式匹配，从而得出“使用跑道”这一类型的信息要素，），从而提取得出多个信息要素（EXP T01 中提取得到“落地许可”“使用跑道”“地面风向”“地面风速”“修正海压”这几个信息要素），结合表B2，分析1.2.1中提取的五个信息要素的要素类型及各要素的参数，将每个信息要素以[信息要素类型：信息要素从参数]方式记录：
信息要素1 [落地许可：无参数]
信息要素2 [使用跑道：36]
信息要素3[修正海压：1013]
信息要素4 [风向：360]
信息要素5 [风速：5]
1.2.3分析得出需要飞行员复诵的信息要素（复诵相关的信息要素）
结合表B3需要复诵的信息要素表，提取出1.2.2中所有信息要素中与复诵相关的信息要素，在此处，提取出信息要素1 [落地许可：无参数]、信息要素2 [使用跑道：36]、信息要素3 [修正海压：1013]这三个要素，将该结果记为ResultB02；
第二步、收集飞行员通信信息、分析得出信息中与复诵有关的信息要素的内容
2.1 提取管制员通信信息对应的飞行员复诵内容
本例中管制员在2000年1月1日18：00：00向CCA101发送一条信息，系统对后续处理得出的[标准化格式通信内容]进行筛选，筛选出[呼叫方]为CCA101，[信息发送时间]在2000年1月1日18：00：00之后的多条[标准化格式通信内容]，既得出以下文字信息：
EXPT02：[飞行员复诵][CCA101][塔台][修正海压1013，跑道36，可以落地]
2.2分析飞行员通信“文字信息”，对筛选出的 EXPT02信息进行处理
2.2.1分析飞行员通信“文字信息”，提取其中信息要素
提取EXPT02的[信息内容]，既“修正海压1013，跑道36，可以落地”，用表B1中的各个关键句式对其进行关键句式匹配，（如：“可以落地”与表B1中“落地许可”这关键句式匹配，从而得出“落地许可”这一类型的信息要素；“跑道36号”与表B1中“跑道XX号”这关键句式匹配，从而得出“使用跑道”这一类型的信息要素），并结合表B2得出各个信息要素的参数，得出多个信息要素内容， 即为
信息要素1[落地许可：无参数]
信息要素2[使用跑道：36]
信息要素3[修正海压：1013]
2.2.2 分析得出复诵相关的信息要素
结合表B3需要复诵的信息要素表，提取出2.2.1中所有信息要素中与复诵相关的信息要素。在此处，提取出
信息要素1 [落地许可：无参数]
信息要素2 [使用跑道：36]
信息要素3[修正海压：1013]
这三个要素， 将该结果记为ResultB02。
第三步、对分析得出的管制员、飞行员信息要素进行比对。得出飞行员复诵监控结果
3.1将ResultB02与ResultA02进行分析比对得出比对结果
从上得知 ，ResultA02：（信息要素1[落地许可：无参数]；信息要素2 [使用跑道：36]；信息要素3[修正海压：1013]）
ResultB02：（信息要素1[落地许可：无参数]；信息要素2 [使用跑道：36]；信息要素3[修正海压：1013]）
通过比对得知，Result02B包含 Result01B中所有类型的信息要素，将该结果记为ResultC01；Result02B中与Result01B中类型匹配的信息要素中各信息要素的参数相同，将该结果记为ResultC02。
3.2得出飞行员复诵监控结果
从ResultC01及ResultC02中得知监控结果：
1飞行员对管制员指令中需要复诵的信息进行了复诵；
2.飞行员各复诵信息的内容（参数）正确无误。
如图1所示，实现上述飞行员复诵监控方法的飞行员复诵监控装置，包括依次连接的通信信息采集单元、语音信息识别及处理单元和分析结果提示装置，所述通信信息采集单元分别对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行采集，并将采集结果送至语音信息识别及处理单元，所述语音信息识别及处理单元包括有语音识别分析单元、指令语音信息存贮单元、复诵语音信息存贮单元和比对单元，所述指令语音信息存贮单元用于存贮经过语音识别分析单元识别后的管制员的指令语音信息，所述复诵语音信息存贮单元用于存贮经过语音识别分析单元识别后的飞行员的复诵语音信息，所述比对单元对指令语音信息存贮单元和复诵语音信息存贮单元所存贮的内容进行比对，并输出比对一致或不一致的比对结果至分析结果提示装置，所述分析结果提示装置根据所述两种不同的比对结果发出两种不同的提示信号。
所述通信信息采集单元为无线通信系统的终端设备，所述语音信息识别及处理单元包括有语音识别分析单元、指令语音信息存贮单元、复诵语音信息存贮单元和比对单元，语音识别分析单元由包括具有数据处理能力的中央处理器及内部程序，如计算机系统，计算机系统内设有语音信息识别程序，语音信息识别程序可采用现有技术，语音信息识别程序将所述指令语音信息和复诵语音信息转换成文字信息，文字信息包括信息类别、呼叫方、接收方、信息内容和信息发送时间等部分内容，比对单元也同样可以通过内部软件实现；分析结果提示装置可以采用声光提示报警装置，或者是文字信息显示装置，在计算机系统的控制下根据对比结果发出声光提示报警和/或文字信息报警信号或、图形信息报警等其他形式报警信号。
上述说明书中阐述的分析处理方案仅为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明的实施方式、系统结构的限定，对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上海可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神、原理、方法所引申出的变化或变动处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种飞行员复诵监控方法，其特征在于通过通信信息采集装置采集管制员和飞行员的之间的通话，再经过语音识别技术分别对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行监听识别和存贮，并对获得的双方语音信息内容进行对比，根据对比结果，发出双方语音信息内容一致或不一致的提示信号。
2.根据权利要求1所述的飞行员复诵监控方法，其特征在于：语音识别技术对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行监听识别后，转换成文字信息，并以统一的格式化数据进行存贮，双方语音信息内容及相关信息经过识别处理后的格式化数据中至少包括信息类别、呼叫方、接收方、信息内容和信息发送时间五个信息单元。
3.一种飞行员复诵监控装置，其特征在于包括依次连接的以下单元：
通信信息采集单元，所述通信信息采集单元分别对管制员的指令语音信息和飞行员的复诵语音信息进行采集，并将采集结果送至语音信息识别及处理单元；
语音信息识别及处理单元，所述语音信息识别及处理单元包括有语音识别分析单元、指令语音信息存贮单元、复诵语音信息存贮单元和比对单元，所述指令语音信息存贮单元用于存贮经过语音识别分析单元识别处理后的管制员的指令语音信息，所述复诵语音信息存贮单元用于存贮经过语音识别分析单元识别处理后的飞行员的复诵语音信息，所述比对单元对指令语音信息存贮单元和复诵语音信息存贮单元所存贮的内容进行比对，并输出比对一致或不一致的比对结果至分析结果提示装置；
分析结果提示装置，所述分析结果提示装置根据所述两种不同的比对结果发出两种不同的提示信号。
4.根据权利要求3所述的飞行员复诵监控装置，其特征在于：所述通信信息采集单元为无线通信系统，所述语音信息识别及处理单元由包括具有数据处理能力的中央处理器及内部程序；所述识别处理后的指令语音信息和复诵语音信息具有相同的数据格式，所述数据格式包含信息类别单元、呼叫方单元、接收方单元、信息内容单元和信息发送时间单元。
5.根据权利要求3所述的飞行员复诵监控装置，其特征在于：所述分析结果提示装置输出为声光和/或图文提示信息。
6.根据权利要求3所述的飞行员复诵监控装置，其特征在于：所述分析结果提示装置输出为文字提示和/或图形信息。
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