CN115909820A - 应对空中交通管制的训练方法、系统以及对应的存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应对空中交通管制的训练方法、训练系统及计算机可读存储介质。该方法包括以下步骤：获取空中交通管制指令及背景音数据；根据所述空中交通管制指令合成指令音频；根据所述指令音频及所述背景音数据确定合成音频，并向训练者播放所述合成音频；以及获取所述训练者提供的反馈数据，并根据所述反馈数据确定训练结果。通过执行这些步骤，该训练方法能够通过语音识别以及合成的技术，使飞行模拟机中ATC系统的逼真度更贴近现实情境，补足了现有训练过程中缺失的空地指挥与飞行员之间的互动环节，从而提升航空模拟训练的有效性。
Description
技术领域
本发明涉及航空模拟技术培训领域，尤其涉及一种应对空中交通管制的训练方法、一种应对空中交通管制的训练系统以及对应的计算机可读存储介质。
背景技术
鉴于近年来中国民航不安全事件呈现上升趋势，局方、航司以及航校对飞行训练提出了更高的要求，通过增加新的有针对性的训练科目和场景，以提高飞行员的操纵技能和情景意识等基本功，培养良好的心理承受能力，让安全运行平稳可控。
在航空模拟技术领域中，ATC(Air Traffic Control)作为正常安全飞行的重要环节，保障了航空器在有限空间、有限时间和有限条件下起飞、降落和飞行。模拟机作为飞行员训练的重要设备，针对ATC相关的训练目前有两部分：一是模拟ATIS(AutomaticTerminal Information Service)服务，可以在教员台上调整播报内容，供驾驶员在起飞和进近前收听并完成对应设置；二是提供了一套通话系统，由教员扮演管制员或者区调的角色，在后舱位置口述指令，让飞行员进行应对和操作。然而，根据本领域的现有技术，较为真实的ATC模拟无法与飞行训练匹配。而在目前的飞行模拟机上，所谓的ATC场景训练还比较简单，无法准确逼真的表现出实际飞行中机组所处的通话环境，以及与塔台、区调之间的工作情况。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种应对空中交通管制的训练方法，用于通过语音识别以及合成的技术，使飞行模拟机中ATC系统的逼真度更贴近现实情境，补足了现有训练过程中缺失的空地指挥与飞行员之间的互动环节，从而提升航空模拟训练的有效性。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种应对空中交通管制的训练方法，用于通过语音识别以及合成的技术，使飞行模拟机中ATC系统的逼真度更贴近现实情境，补足了现有训练过程中缺失的空地指挥与飞行员之间的互动环节，从而提升航空模拟训练的有效性。
具体来说，根据本发明的第一方面提供的上述应对空中交通管制的训练方法包括以下步骤：获取空中交通管制指令及背景音数据；根据所述空中交通管制指令合成指令音频；根据所述指令音频及所述背景音数据确定合成音频，并向训练者播放所述合成音频；以及获取所述训练者提供的反馈数据，并根据所述反馈数据确定训练结果。
进一步地，在本发明的一些实施例中，获取所述背景音数据的步骤包括：经由教练台获取人工输入的背景音的设置指令，或者获取飞行导航数据，并根据所述飞行导航数据确定所述背景音的设置指令；以及根据所述设置指令，从背景音频库调取对应的背景音频。
进一步地，在本发明的一些实施例中，获取所述空中交通管制指令的步骤包括：经由教练台获取人工输入的交通管制指令；或者获取飞行导航数据，并根据所述飞行导航数据确定对应内容的交通管制指令。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述根据所述空中交通管制指令合成指令音频的步骤包括：根据所述交通管制指令，生成标准指令音频；根据所述飞行导航数据，确定指令音频的播放口音、播放语速和/或播放频次；以及根据所述播放口音、所述播放语速和/或所述播放频次，对所述标准指令音频进行正向和/或负向的处理，以获得修正的指令音频。
进一步地，在本发明的一些实施例中，在根据所述飞行导航数据，确定指令音频的播放口音、播放语速和/或播放频次之前，所述训练方法还包括以下步骤：获取多个机场的多个实际指令音频的录音样本；从各所述录音样本中提取关于所述播放口音、所述播放语速和/或所述播放频次的音色特征；以及基于各所述录音样本的音色特征及其对应的飞行导航数据进行机器学习，以建立并训练所述指令音频的修正模型。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述空中交通管制指令选自放行指令、推出开车指令、滑行指令、进跑道起飞指令、离场指令、航路指令、下降指令、进近指令、落地指令、跑道脱离指令中的至少一者，和/或所述背景音数据选自发动机运行声、起落架收放声、打雷声、下雨声、系统警告声、通信干扰模拟声、通信中断模拟声中的至少一者。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述向训练者播放所述合成音频的步骤包括：获取训练者对通信通道的设置指令；根据所述设置指令，判断飞行模拟机是否与机场建立通信通道；以及响应于所述飞行模拟机已与机场建立通信通道的判断结果，向训练者播放所述合成音频。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述获取所述训练者提供的反馈数据的步骤包括：经由飞行模拟机的麦克风设备，获取并记录所述训练者提供的语音反馈数据；和/或经由所述飞行模拟机的飞行操作界面，获取并记录所述训练者关于飞行模拟操作的操作反馈数据。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述根据所述反馈数据确定训练结果的步骤包括：对所述训练者提供的所述语音反馈数据进行语音识别，以确定所述语音反馈数据的通话内容和/或发音清晰度；以及经由预先建立的规则库，根据所述语音反馈数据的所述通话内容和/或所述发音清晰度，确定所述训练结果。
此外，根据本发明的第二方面提供的一种应对空中交通管制的训练系统包括：ATC语音处理器，被配置为：获取空中交通管制指令及背景音数据，并根据所述空中交通管制指令合成指令音频；以及主机，通信连接所述ATC语音处理器，并被配置为：根据所述指令音频及所述背景音数据确定合成音频，向训练者播放所述合成音频，获取所述训练者提供的反馈数据，并根据所述反馈数据确定训练结果。如此，本发明便可以使飞行模拟机中ATC系统的逼真度更贴近现实情境，补足了现有训练过程中缺失的空地指挥与飞行员之间的互动环节，从而提升航空模拟训练的有效性。
进一步地，在本发明的一些实施例中，上述训练系统还包括教员操作台，其中，所述ATC语音处理器通信连接所述教员操作台，并被进一步配置为：经由所述教练台获取人工输入的背景音的设置指令，并根据所述设置指令从背景音频库调取对应的背景音频；和/或经由所述教练台获取人工输入的交通管制指令。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述ATC语音处理器中配置有导航数据库，并被进一步配置为：经由所述导航数据库获取飞行导航数据，并根据所述飞行导航数据确定所述背景音的设置指令；和/或经由所述导航数据库获取飞行导航数据，并根据所述飞行导航数据确定对应内容的交通管制指令。
进一步地，在本发明的一些实施例中，上述训练系统还包括音频控制面板，其中，所述主机通信连接所述音频控制面板，并被进一步配置为：经由所述音频控制面板获取训练者对通信通道的设置指令；根据所述设置指令，判断飞行模拟机是否与机场建立通信通道；以及响应于所述飞行模拟机已与机场建立通信通道的判断结果，向训练者播放所述合成音频。
进一步地，在本发明的一些实施例中，上述训练系统还包括麦克风设备和/或飞行操作界面，其中，所述麦克风设备和/或所述飞行操作界面被设置与飞行模拟机，所述主机通信连接所述麦克风设备和/或所述飞行操作界面，并被配置为：经由所述麦克风设备，获取并记录所述训练者提供的语音反馈数据；和/或经由所述飞行操作界面，获取并记录所述训练者关于飞行模拟操作的操作反馈数据。
进一步地，在本发明的一些实施例中，上述训练系统还包括预先构建的规则库。所述主机通信连接所述规则库，并被配置为：对所述训练者提供的所述语音反馈数据进行语音识别，以确定所述语音反馈数据的通话内容和/或发音清晰度；以及经由预先建立的规则库，根据所述语音反馈数据的所述通话内容和/或所述发音清晰度，确定所述训练结果。
此外，根据本发明的第三方面提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，实施本发明的第二方面提供的上述应对空中交通管制的训练方法。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1示出了根据本发明的一些实施例提供的应对空中交通管制的训练系统的架构示意图。
图2示出了根据本发明的一些实施例提供的应对空中交通管制的训练方法的流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
如上所述，在航空模拟技术领域中，ATC(Air Traffic Control)作为正常安全飞行的重要环节，保障了航空器在有限空间、有限时间和有限条件下起飞、降落和飞行。模拟机作为飞行员训练的重要设备，针对ATC相关的训练目前有两部分：一是模拟ATIS(Automatic Terminal Information Service)服务，可以在教员台上调整播报内容，供驾驶员在起飞和进近前收听并完成对应设置；二是提供了一套通话系统，由教员扮演管制员或者区调的角色，在后舱位置口述指令，让飞行员进行应对和操作。然而，根据本领域的现有技术，较为真实的ATC模拟无法与飞行训练匹配。而在目前的飞行模拟机上，所谓的ATC场景训练还比较简单，无法准确逼真的表现出实际飞行中机组所处的通话环境，以及与塔台、区调之间的工作情况。具体来说，实际飞行中无线电通话会有杂音以及其他干扰(人员口音、抢麦等)，需要飞行员能够在飞行中准确识别信息，对飞行员的注意力分配、有效沟通以及工作负荷(尤其在有突发问题的情境下)都有较高的要求。此外，由于教员还需要扮演空管或者区调的角色，会影响教员对飞行员操纵和反应的持续关注。
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种应对空中交通管制的训练方法，用于通过语音识别以及合成的技术，使飞行模拟机中ATC系统的逼真度更贴近现实情境，补足了现有训练过程中缺失的空地指挥与飞行员之间的互动环节，从而提升航空模拟训练的有效性。
在一些非限制性的实施例中，本发明的第一方面提供的上述应对空中交通管制的训练方法，可以由本发明的第二方面提供的上述应对空中交通管制的训练系统来实施。具体来说，该训练系统中配置有存储器及处理器。该存储器包括但不限于本发明的第三方面提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。该处理器连接存储器，并被配置用于执行该存储器上存储的计算机指令，以实施本发明的第一方面提供的应对空中交通管制的训练方法。
首先请参考图1。图1示出了根据本发明的一些实施例提供的应对空中交通管制的训练系统的架构示意图。
如图1所示，在本发明的一些实施例中，本发明的第二方面提供的空中交通管制的训练系统可以包括ATC语音处理器10以及主机(未绘示)。在此，该ATC语音处理器10中可以配置有ATC数据库、ATC语音交互、教员操作台(instructor operate station，IOS)界面、ATC音频处理等软件模块。该主机可以经由通信系统20连接该ATC语音处理器10。并且，该主机可以用于处理语音软件及教员操作台(instructor operate station，IOS)界面等组件之间数据协调，以实现与ATC数据库信息，以及空管、机务、乘务组等人员所发布的指令信息的交互。进一步地，该ATC数据库可以优选地包括导航数据库(用于模拟实现机长的选频操作)及音源库(包括背景音以及空中交通管制指令集)。此外，该ATC语音处理器还可以模拟不同的音色，以及模拟通讯干扰、中断等情况。
此外，上述训练系统还可以包括两个工作模式，分别为单机模式与联网模式。在此，该单机模式可以接受来自上述主机端的数据以实现指令播放。该联网模式可以通过从教练台获取人工输入指令的方式实现指令播放。
以联网模式为例，上述空中交通管制的训练系统还可以包括教员操作台(IOSinstructor operate station)30。在此，该IOS界面设置主要包含ATC设置指令以及背景设置，并且可以让教员通过该界面设置指令，选择不同机场及频率等。该训练系统可以根据指令数据库设计IOS界面，并提供便捷的客户化操作。该背景设置可以使得用户选择不同地区背景播放上述指令。在上述训练系统运行的过程中，上述主机端可以交互逻辑，建立ATC通信数据库。之后，上述训练系统可以根据ATC语音指令数据内容在该IOS教员端建立操作界面。再之后，上述训练系统可以接收上述主机端发送的进场离场等数据信息。再之后，该ATC语音软件可以建立与该IOS教员端30相同的操作界面。在建立上述与该IOS教员端相同的操作界面之后，教员可以选择上述联网模式。在该联网模式下，教员可以通过教员操作台30在ATC语音处理器10的IOS操作界面进行ATC指令设置及ATC背景音设置。
具体来说，该IOS操作界面上可以根据不同的通讯频率(由上述教员进行选择确认)，列出相关的标准指令。上述教员可以按需选择并调整要播放的指令(一条或者多条)。上述指令可以由固定词句以及可输入的数据(具体数值或者常用词语)组。进一步地，上述指令可以选择立即播放(若当时有正在播放的背景指令，待该条指令完整播放完之后插入)，或者预位播放(在到达选择的预设条件时，如特定的高度、速度，或者某故障触发后播放)。在建立上述与该IOS教员端相同的操作界面之后，ATC语音软件可以接受来自上述主机端的数据，实现与上述IOS教台的联动，以实现指令播放。
本领域的技术人员可以理解，上述由教员人工进行ATC指令设置及ATC背景音设置的实施例，只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一些便于公众实施的具体方案，而非用于限制本发明的保护范围。
可选地，在另一些实施例中，上述ATC语音处理器10中可以优选地配置有导航数据库。在此，该导航数据库中可以存储有各机场放行频率、地面频率、塔台评率、进近频率、离场频率、区调频率等相关数据信息。如此，ATC语音处理器10还可以在单机模式下，经由该导航数据库获取飞行导航数据，并根据该飞行导航数据确定背景音的设置指令和/或对应内容的交通管制指令。
以下将结合一些应对空中交通管制的训练方法的实施例来描述上述应对空中交通管制的训练系统的工作原理。本领域的技术人员可以理解，这些训练方法的实施例只是本发明提供一些非限制性的实施方式，旨在清楚地展示本发明的主要构思，并提供一些便于公众实施的具体方案，而非用于限制该训练系统的全部功能或全部工作方式。同样地，该训练系统也只是本发明提供的一种非限制性的实施方式，不对这些训练方法中各步骤的执行主体构成限制。
请进一步参考图2。图2示出了根据本发明的一些实施例提供的应对空中交通管制的训练方法的流程示意图。
如图2所示，在进行上述应对空中交通管制的训练过程中，ATC语音处理器10可以首先采用上述联网模式和/或单机模式，从教员操作台30和/或导航数据库获取空中交通管制指令及背景音数据，再根据该空中交通管制指令合成指令音频。之后，主机可以根据上述指令音频及上述背景音数据确定合成音频，向训练者播放上述合成音频，再获取训练者提供的反馈数据，以根据该反馈数据确定训练结果。
例如，在采用上述联网模式获取交通管制指令的过程中，ATC语音处理器10可以首先经由IOS教练台30获取教员人工输入的交通管制指令的设置指令。在此，该交通管制指令可以选自放行指令、推出开车指令、滑行指令、进跑道起飞指令、离场指令、航路指令、下降指令、进近指令、落地指令、跑道脱离指令中的至少一者，其内容可以参考AC-91-FS-2016-32航空通信程序指南、A320机型飞行机组操作手册、客舱乘务员手册、A320标准操作程序、中国民用航空局航图等工作手册，以符合机组在实际飞行任务中与塔台、区调等交互内容及逻辑，其素材均可提取自实际的飞行运行环境。
具体来说，在上述联网模式下，教员可以通过IOS教练台30的操作界面，根据需要下达的指令内容选择对应不同通讯频率的设置指令。响应于IOS教练台30提供的设置指令，ATC语音处理器10可以根据接收到的设置指令的频率，确定对应内容的交通管制指令，进而与IOS教员台实现联动，并实现指令播放。该方法已经在上述训练系统中说明，在此不再赘述。
此外，在采用上述联网模式获取背景音数据的过程中，ATC语音处理器10还可以经由教练台30获取教员人工输入的背景音的设置指令，并根据该设置指令从背景音频库调取对应的背景音频。在此，该背景音数据可以选自发动机运行声、起落架收放声、打雷声、下雨声、系统警告声、通信干扰模拟声、通信中断模拟声中的至少一者，其设置原理与上述交通管制指令的设置指令类似，在此不再赘述。
可选地，在另一些实施例中，在采用上述单机模式获取交通管制指令的过程中，ATC语音处理器10还可以经由导航数据库获取飞行导航数据，并根据该飞行导航数据指示的飞机位置、飞行高度、飞行速度、飞行模式等信息，确定对应内容的交通管制指令。此外，在采用上述单机模式获取背景音数据的过程中，ATC语音处理器10还可以经由导航数据库获取飞行导航数据，并根据飞行导航数据指示的发动机功率、起落架状态、天气、飞机状态、机场繁忙程度等信息，确定背景音的设置指令。如此，在上述单机模式下，本发明不必教员扮演空管或者区调的角色，即可完成交通管制指令及背景音数据的获取流程，因而不会影响教员对飞行员操纵和反应的持续关注。
之后，在根据空中交通管制指令合成指令音频的过程中，ATC语音处理器10还可以优选地先根据上述交通管制指令生成标准指令音频，再根据上述飞行导航数据确定指令音频的播放口音、播放语速和/或播放频次。之后，ATC语音处理器10可以根据上述播放口音、上述播放语速和/或上述播放频次，对上述标准指令音频进行正向和/或负向的处理，以获得修正的指令音频。
具体来说，在根据上述飞行导航数据确定指令音频的播放口音、播放语速和/或播放频次之前，技术人员可以预先录制世界范围内枢纽或重要机场的实际通话语音，以获取多个机场的多个实际指令音频的录音样本。在获取上述录音样本之后，技术人员可以从各录音样本中提取不同口音(用于考量学员对指令的辨识能力)、不同繁忙程度(用于考量学员的有效沟通以及决策能力)的片段，以作为对音频码率、频带及正/负增益处理的学习参考。此外，技术人员还可以提取各地空管人员关于播放语速和/或播放频次的音色特征，以作为ATC语音合成的学习参考。之后，技术人员可以基于上述音频码率、频带及正/负增益处理的学习参考及ATC语音合成的学习参考，以及其对应的飞行导航数据，进行神经网络模型的机器学习，以建立并训练上述指令音频的修正模型。
具体来说，通过上述背景音频库获取大量上述实际指令音频的录音样本之后，上述训练方法可以对于采集到的大量录音样本进行数据预处理。在此，该数据预处理方法可以包括在线处理与离线处理。该在线处理可以是在线提取MCFF特征(梅尔频率倒谱)。该离线处理可以是对于上述录音样本进行噪声去除、音量调整处理之后再提取MCFF特征。之后，技术人员可以建立指令音频的初始修正模型。该模型可以是集成学习模型。该集成学习模型包括不少于10个的超参数不同、层数不同的神经网络模型以提高模型的准确率。在此，上述不同的神经网络模型可以对于输入的音频特征进行时域或频域处理。该时频域是指将原始时域波形信号短时傅里叶变换到时频域，经过一系列处理，再将时频域信号短时反傅里叶变换到时域，得到处理后波形的方式。如此，本发明便可以使飞行模拟机中ATC系统的逼真度更贴近现实情境，从而提升航空模拟训练的有效性。之后，ATC语音处理器10即可使用该指令音频修正模型对上述标准指令音频进行播放口音、播放语速和/或播放频次的修正处理，以使后插入的语音能够与背景的空管语音的音色、语速频率尽可能一致。
进一步地，如图2所示，在确定指令音频及背景音频之后，主机还可以根据该指令音频及该背景音数据确定合成音频，并向训练者播放该合成音频，以进行空中交通管制指令的传达。
具体来说，在本发明的一些实施例中，训练系统可以优选地包括音频控制面板(audio control panel，ACP)。该音频控制面板通信连接主机，并经由声音系统40连接ATC语音处理器10。在确定合成音频的过程中，主机可以首先经由声音系统40，从音频控制面板获取训练者对通信通道的设置指令。之后，主机可以根据该设置指令与机场ICAO是否一致、机组设置的频率是否与放行、地面、塔台、进近、离场、区调等频率一致、当前通道是否被占用等情况，判断飞行模拟机是否与机场建立通信通道。响应于飞行模拟机已与机场建立通信通道的判断结果，主机可以经由该声音系统40，对指令音频及背景音频进行基于时间维度的叠加，以确定合成音频。此外，主机还可以根据飞行模拟机的飞机座舱音响、耳机通道、氧气面罩通道等声音接口系统50的激活状态，向被激活的声音接口系统50输出合成音频，以经由这些激活的声音接口系统50向训练者播放上述合成音频。
进一步地，在本发明的一些实施例中，上述训练系统还可以包括麦克风设备和/或飞行操作界面。在此，该麦克风设备和/或该飞行操作界面被设置与飞行模拟机，通信连接该主机，并经由对应的声音接口系统50连接ATC语音处理器10。在向训练者播放上述合成音频之后，主机可以经由该麦克风设备获取并记录上述训练者提供的语音反馈数据，和/或经由该飞行操作界面获取并记录训练者关于飞行模拟操作的操作反馈数据，并根据该反馈数据确定训练员的训练结果。
例如，上述训练系统可以优选地包括预先构建的规则库。上述主机通信连接该规则库。在根据反馈数据确定训练者的训练结果时，主机可以先对训练者提供的语音反馈数据进行语音识别，以确定该语音反馈数据的通话内容和/或发音清晰度。之后，主机可以将该通话内容数据和/或发音清晰度数据输入该规则库，从而经由该预先建立的规则库，根据该语音反馈数据的通话内容和/或发音清晰度，确定训练者的训练结果。
此外，在一些实施例中，如果需要多次设置空中交通管制指令及背景音，则训练系统可以多次重复上述操作，直到完成空中交通管制训练的全部内容的训练和/或考核，其具体过程，在此不再一一赘述。
综上，本发明提供了一种面向飞行员的应对空中交通管制的训练方案，能够通过语音识别以及合成的技术，使飞行模拟机中ATC系统的逼真度更贴近现实情境，并补足了现有训练过程中缺失的空地指挥与飞行员之间的互动环节，因而能够提升航空模拟训练的有效性。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
Claims (16)
1.一种应对空中交通管制的训练方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取空中交通管制指令及背景音数据；
根据所述空中交通管制指令合成指令音频；
根据所述指令音频及所述背景音数据确定合成音频，并向训练者播放所述合成音频；以及
获取所述训练者提供的反馈数据，并根据所述反馈数据确定训练结果。
2.如权利要求1所述的训练方法，其特征在于，获取所述背景音数据的步骤包括：
经由教练台获取人工输入的背景音的设置指令，或者获取飞行导航数据，并根据所述飞行导航数据确定所述背景音的设置指令；以及
根据所述设置指令，从背景音频库调取对应的背景音频。
3.如权利要求1所述的训练方法，其特征在于，获取所述空中交通管制指令的步骤包括：
经由教练台获取人工输入的交通管制指令；或者
获取飞行导航数据，并根据所述飞行导航数据确定对应内容的交通管制指令。
4.如权利要求3所述的训练方法，其特征在于，所述根据所述空中交通管制指令合成指令音频的步骤包括：
根据所述交通管制指令，生成标准指令音频；
根据所述飞行导航数据，确定指令音频的播放口音、播放语速和/或播放频次；以及
根据所述播放口音、所述播放语速和/或所述播放频次，对所述标准指令音频进行正向和/或负向的处理，以获得修正的指令音频。
5.如权利要求4所述的训练方法，其特征在于，在根据所述飞行导航数据，确定指令音频的播放口音、播放语速和/或播放频次之前，所述训练方法还包括以下步骤：
获取多个机场的多个实际指令音频的录音样本；
从各所述录音样本中提取关于所述播放口音、所述播放语速和/或所述播放频次的音色特征；以及
基于各所述录音样本的音色特征及其对应的飞行导航数据进行机器学习，以建立并训练所述指令音频的修正模型。
6.如权利要求1所述的训练方法，其特征在于，所述空中交通管制指令选自放行指令、推出开车指令、滑行指令、进跑道起飞指令、离场指令、航路指令、下降指令、进近指令、落地指令、跑道脱离指令中的至少一者，和/或
所述背景音数据选自发动机运行声、起落架收放声、打雷声、下雨声、系统警告声、通信干扰模拟声、通信中断模拟声中的至少一者。
7.如权利要求1所述的训练方法，其特征在于，所述向训练者播放所述合成音频的步骤包括：
获取训练者对通信通道的设置指令；
根据所述设置指令，判断飞行模拟机是否与机场建立通信通道；以及
响应于所述飞行模拟机已与机场建立通信通道的判断结果，向训练者播放所述合成音频。
8.如权利要求1所述的训练方法，其特征在于，所述获取所述训练者提供的反馈数据的步骤包括：
经由飞行模拟机的麦克风设备，获取并记录所述训练者提供的语音反馈数据；和/或
经由所述飞行模拟机的飞行操作界面，获取并记录所述训练者关于飞行模拟操作的操作反馈数据。
9.如权利要求8所述的训练方法，其特征在于，所述根据所述反馈数据确定训练结果的步骤包括：
对所述训练者提供的所述语音反馈数据进行语音识别，以确定所述语音反馈数据的通话内容和/或发音清晰度；以及
经由预先建立的规则库，根据所述语音反馈数据的所述通话内容和/或所述发音清晰度，确定所述训练结果。
10.一种应对空中交通管制的训练系统，其特征在于，包括：
ATC语音处理器，被配置为：获取空中交通管制指令及背景音数据，并根据所述空中交通管制指令合成指令音频；以及
主机，通信连接所述ATC语音处理器，并被配置为：根据所述指令音频及所述背景音数据确定合成音频，向训练者播放所述合成音频，获取所述训练者提供的反馈数据，并根据所述反馈数据确定训练结果。
11.如权利要求10所述的训练系统，其特征在于，还包括教员操作台，其中，所述ATC语音处理器通信连接所述教员操作台，并被进一步配置为：
经由所述教练台获取人工输入的背景音的设置指令，并根据所述设置指令从背景音频库调取对应的背景音频；和/或
经由所述教练台获取人工输入的交通管制指令。
12.如权利要求10所述的训练系统，其特征在于，所述ATC语音处理器中配置有导航数据库，并被进一步配置为：
经由所述导航数据库获取飞行导航数据，并根据所述飞行导航数据确定所述背景音的设置指令；和/或
经由所述导航数据库获取飞行导航数据，并根据所述飞行导航数据确定对应内容的交通管制指令。
13.如权利要求10所述的训练系统，其特征在于，还包括音频控制面板，其中，所述主机通信连接所述音频控制面板，并被进一步配置为：
经由所述音频控制面板获取训练者对通信通道的设置指令；
根据所述设置指令，判断飞行模拟机是否与机场建立通信通道；以及
响应于所述飞行模拟机已与机场建立通信通道的判断结果，向训练者播放所述合成音频。
14.如权利要求13所述的训练系统，其特征在于，还包括麦克风设备和/或飞行操作界面，其中，所述麦克风设备和/或所述飞行操作界面被设置与飞行模拟机，所述主机通信连接所述麦克风设备和/或所述飞行操作界面，并被配置为：
经由所述麦克风设备，获取并记录所述训练者提供的语音反馈数据；和/或
经由所述飞行操作界面，获取并记录所述训练者关于飞行模拟操作的操作反馈数据。
15.如权利要求14所述的训练系统，其特征在于，还包括预先构建的规则库，其中，所述主机通信连接所述规则库，并被配置为：
对所述训练者提供的所述语音反馈数据进行语音识别，以确定所述语音反馈数据的通话内容和/或发音清晰度；以及
经由预先建立的规则库，根据所述语音反馈数据的所述通话内容和/或所述发音清晰度，确定所述训练结果。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求1～9中任一项所述的应对空中交通管制的训练方法。
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2022
- 2022-11-04 CN CN202211378728.9A patent/CN115909820A/zh active Pending
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