空中交通管制自动指挥系统技术方案

本发明专利技术提供了一种空中交通管制自动指挥系统，包括：语音识别模块，用于预先获取空管语音数据，并确定与空管语音数据相对应的空管文本；空管语音数据包括录音数据和实时数据；指挥方案生成模块，用于根据空管文本生成指挥方案，并将指挥方案存储至指挥方案库；指令选择模块，用于在需要发布命令时从指挥方案库中选择相对应的指挥方案，并根据指挥方案生成管制指令；发送模块，用于将管制指令发送至飞行器。该系统可以代替管制员指挥飞行员驾驶飞机飞行，管制员仅监视该系统的运行即可，空管成本降低、空管人员的劳动强度降低；可以保证区域内航空器安全、有序、有效地起飞、飞行、降落，圆满完成飞行任务，提高了飞行的安全性。

ATC Automatic Command System

【技术实现步骤摘要】
空中交通管制自动指挥系统
本专利技术涉及空中管制
，特别涉及一种空中交通管制自动指挥系统。
技术介绍
目前，飞机在天上飞行需要受到专门机构的指挥与调度，即空中交通管制(AirTrafficControl)。空中交通管制利用技术手段和设备对飞机在空中飞行的情况进行监视和管理，保证一切飞机的飞行活动随时受地面指挥调度的管理，严格按计划(高度和航线)飞行，有效利用空间，保证空中交通有秩序进行，防止飞机在空中相撞，防止飞机同障碍物相撞，保证空中交通无阻和有序飞行，以保证其飞行安全和飞行效率。地面指挥调度就是管制员与飞行员通过陆空语音通话，由管制员向飞行员发出管控指令指挥飞行员按要求操作飞机，因此保证管制员向飞行员发出的管控指令符合当时的空情及空中交通管制规范非常重要。现有采用由管制员指挥飞行员飞行的空管模式，需要管制员高度集中精神；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、反应速度、记忆力和判断力将会下降，导致有时候会出现判断出错的情况，存在飞行安全隐患。
技术实现思路
本专利技术提供一种空中交通管制自动指挥系统，用以解决空管系统过渡依赖管制员的缺陷。本专利技术实施例提供的一种空中交通管制自动指挥系统，包括：语音识别模块，用于预先获取空管语音数据，并确定与所述空管语音数据相对应的空管文本；所述空管语音数据包括录音数据和实时数据；指挥方案生成模块，用于根据所述空管文本生成指挥方案，并将所述指挥方案存储至指挥方案库；指令选择模块，用于在需要发布命令时从所述指挥方案库中选择相对应的指挥方案，并根据所述指挥方案生成管制指令；发送模块，用于将所述管制指令发送至飞行器。在一种可能的实现方式中，所述语音识别模块包括：语音识别器、空管语音学习器、声纹识别器、合成器、分析器、空管命令学习器和第一融合器；所述语音识别器用于根据所述空管语音学习器识别所述空管语音数据，确定与所述空管语音数据相对应的初始文本；其中，所述语音识别器包括混合语音识别器，或者所述语音识别器包括汉语语音识别器和英语语音识别器；所述空管语音学习器用于根据预设的空管语料库进行机器学习；所述声纹识别器用于根据预设的空管声纹库识别所述空管语音数据中的声纹信息，确定相对应的声纹信息；所述合成器用于对所述初始文本和所述声纹信息进行合成处理，生成与所述空管语音数据相对应的中间文本；所述分析器用于根据所述空管命令学习器对所述中间文本进行空管词法分析和空管句法分析，确定所述中间文本中的空管词语和空管句子；所述空管命令学习器用于根据预设的空管命令库进行机器学习；所述第一融合器用于根据预设的空管信息库对所述空管词语和空管句子进行分析和融合，确定相对应的空管文本。在一种可能的实现方式中，该系统还包括：错误选择模块；所述错误选择模块包括错误选择器、错误学习器和第二融合器；所述错误选择器用于根据所述错误学习器选择所述空管文本中的错误信息；所述错误学习器用于根据预设的错误库进行机器学习；所述第二融合器用于根据预设的空管信息库对所述错误信息进行分析和融合，确定相对应的错误文本。在一种可能的实现方式中，所述错误选择模块还包括重要错误选择器；所述重要错误选择器用于根据所述空管信息库从所述错误文本中选择重要错误文本，并指示显示设备显示所述重要错误文本。在一种可能的实现方式中，所述指挥方案生成模块包括：指挥方案生成器、指挥方案学习器和第三融合器；所述指挥方案生成器用于根据所述指挥方案学习器将所述空管文本转换为中间指挥方案；所述指挥方案学习器用于根据预设的指挥方案库进行机器学习；所述第三融合器用于根据预设的空管信息库对所述中间指挥方案进行分析和融合，确定相对应的指挥方案。在一种可能的实现方式中，所述指挥方案生成模块还包括：指挥方案优化器和方案优化学习器；所述指挥方案优化器用于根据所述方案优化学习器以及当前的空管信息库对选择的所述指挥方案进行优化，将优化后的指挥方案作为所述指令选择模块最终生成的指挥方案；所述方案优化学习器用于根据预设的方案优化库进行机器学习。在一种可能的实现方式中，所述指令选择模块包括：最优方案选择单元；所述最优方案选择单元用于根据当前的空管信息库从所述指挥方案库中预选出多个待定指挥方案，并分别确定每个待定指挥方案的优先级，将优先级最高的待定指挥方案选为最终的最优指挥方案；其中，确定待定指挥方案的优先级包括：确定待定指挥方案中管制指令的条数n，n>2，并根据当前的空管信息库确定每条管制指令的优先级；根据管制指令优先级的最大等级以及管制指令的条数n确定同心圆区域，所述同心圆区域设有多个同心圆，每个同心圆对应管制指令优先级的一个等级，管制指令优先级越高，同心圆的半径越大；同时，n条以同心圆圆心为起点的辐射线将所述同心圆区域n等分；根据管制指令的权重值按照从小到大的顺序确定初步排列顺序，并以最小权重值对应的管制指令为起点，按照所述初步排列顺序隔位选取与当前管制指令相邻的下一个管制指令，直至隔位遍历了所有的管制指令；之后将未选取的管制指令按照权重值从大到小的顺序继续排列，直至所有管制指令排列完毕，并将管制指令最终的顺序作为所述待定指挥方案的管制指令排列顺序；按照所述管制指令排列顺序将所有的管制指令依次设置在所述同心圆区域内，每条辐射线对应一条管制指令，且将与所述管制指令的优先级相对应的辐射线与同心圆交点作为所述管制指令的有效点；将相邻管制指令的有效点相连，由所有有效点确定的区域作为所述待定指挥方案相对应的目标区域，并确定所述目标区域的面积S；根据所述待定指挥方案相对应的目标区域确定所述待定指挥方案的优先级P：其中，λ为与n相关的调整系数，n越大，λ越小；r为与有待定指挥方案中与优先级最大的管制指令对应的同心圆的半径。在一种可能的实现方式中，所述指令选择模块还包括：语音合成器和语音合成学习器；所述语音合成器用于根据所述语音合成学习器将所述指挥方案转换为语音形式的管制指令；所述语音合成学习器用于根据预设的标准空管语音库进行机器学习。在一种可能的实现方式中，所述指令选择模块还包括：方案选择器；所述方案选择器用于从所述指挥方案库中选择多个相对应的指挥方案，在接收到管制员输入的选择指令后，根据所述选择指令确定所述管制员选择的指挥方案，并将所述选择的指挥方案作为最终的指挥方案发送至所述语音合成器。本专利技术实施例提供的一种空中交通管制自动指挥系统，利用空管语音数据预先生成指挥方案，在管制员需要向飞行员发布命令时，该系统可以自动选择当前合适的指挥方案，并向飞行员发送管制指令。该系统可以代替管制员指挥飞行员驾驶飞机飞行，管制员仅监视该系统的运行即可，空管成本降低、空管人员的劳动强度降低；该系统将飞行器、飞行员、区域内地面管制设备、地面管制人员有机的联系在一起，保证区域内航空器安全、有序、有效地起飞、飞行、降落，圆满完成飞行任务，提高了飞行的安全性。该系统可以从根本上消除了人工指挥所产生的指挥命令不规范、人为因素产生的不正确命令的情况；且将使空中交通管理更加有效、便捷，飞行更加安全、有序，空域使用更加合理、规范，航空产业将产生更大的经济效益和社会效益。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空中交通管制自动指挥系统，其特征在于，包括：语音识别模块，用于预先获取空管语音数据，并确定与所述空管语音数据相对应的空管文本；所述空管语音数据包括录音数据和实时数据；指挥方案生成模块，用于根据所述空管文本生成指挥方案，并将所述指挥方案存储至指挥方案库；指令选择模块，用于在需要发布命令时从所述指挥方案库中选择相对应的指挥方案，并根据所述指挥方案生成管制指令；发送模块，用于将所述管制指令发送至飞行器。

【技术特征摘要】
1.一种空中交通管制自动指挥系统，其特征在于，包括：语音识别模块，用于预先获取空管语音数据，并确定与所述空管语音数据相对应的空管文本；所述空管语音数据包括录音数据和实时数据；指挥方案生成模块，用于根据所述空管文本生成指挥方案，并将所述指挥方案存储至指挥方案库；指令选择模块，用于在需要发布命令时从所述指挥方案库中选择相对应的指挥方案，并根据所述指挥方案生成管制指令；发送模块，用于将所述管制指令发送至飞行器。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述语音识别模块包括：语音识别器、空管语音学习器、声纹识别器、合成器、分析器、空管命令学习器和第一融合器；所述语音识别器用于根据所述空管语音学习器识别所述空管语音数据，确定与所述空管语音数据相对应的初始文本；其中，所述语音识别器包括混合语音识别器，或者所述语音识别器包括汉语语音识别器和英语语音识别器；所述空管语音学习器用于根据预设的空管语料库进行机器学习；所述声纹识别器用于根据预设的空管声纹库识别所述空管语音数据中的声纹信息，确定相对应的声纹信息；所述合成器用于对所述初始文本和所述声纹信息进行合成处理，生成与所述空管语音数据相对应的中间文本；所述分析器用于根据所述空管命令学习器对所述中间文本进行空管词法分析和空管句法分析，确定所述中间文本中的空管词语和空管句子；所述空管命令学习器用于根据预设的空管命令库进行机器学习；所述第一融合器用于根据预设的空管信息库对所述空管词语和空管句子进行分析和融合，确定相对应的空管文本。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：错误选择模块；所述错误选择模块包括错误选择器、错误学习器和第二融合器；所述错误选择器用于根据所述错误学习器选择所述空管文本中的错误信息；所述错误学习器用于根据预设的错误库进行机器学习；所述第二融合器用于根据预设的空管信息库对所述错误信息进行分析和融合，确定相对应的错误文本。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述错误选择模块还包括重要错误选择器；所述重要错误选择器用于根据所述空管信息库从所述错误文本中选择重要错误文本，并指示显示设备显示所述重要错误文本。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述指挥方案生成模块包括：指挥方案生成器、指挥方案学习器和第三融合器；所述指挥方案生成器用于根据所述指挥方案学习器将所述空管文本转换为中间指挥方案；所述指挥方案学习器用于根据预设的指挥方案库进行机器学习；所述第三融合器用于根据预设的空管信息库对所述中间指挥方案进行分析和融合，确定相对应的指挥方案。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述指挥方案生...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷明凯，
申请(专利权)人：雷明凯，
类型：发明
国别省市：北京,11