[发明专利]一种基于自然语义提取的空管辅助决策方法

权利要求书

1.一种基于自然语音提取的空管辅助决策方法，其特征在于：包括自然语义提取模块、空管决策分析模块、空管辅助调配模块；

所述自然语义提取模块中内嵌有语音识别数据库，通过基于陆空通话指令规则的语义提取方法对管制员通话过程中的管制指令进行提取并发送给空管决策分析模块；

所述空管决策分析模块通过接受管制指令，结合航空器运动方程建立航空器运行态势模型，预测航空器在该管制指令下的运行态势包括航空器的运行高度、速度和航向，结合管制指令评价指标和所预测的航空器的运行态势判断对应的管制指令是否合理，若合理则将管制指令发送给航空器，若不合理则触发空管辅助调配模块运行；

所述空管辅助调配模块根据动态路径规划算法提供动态最优路径并发送管制员，管制员根据接收到的动态最优路径发送相应的管制指令给航空器。

2.根据权利要求1所述的基于自然语音提取的空管辅助决策方法，其特征在于：所述语义提取方法如下：将管制员的语音录入并转化成文本，使用PHP语言中PCRE库提供的正则表达式preg_match函数将文本按照陆空通话句式结构进行关键词的匹配，若匹配成功则获得管制指令。

3.根据权利要求1所述的基于自然语音提取的空管辅助决策方法，其特征在于：所述管制指令评价指标如下：

(1)当前管制指令能避免造成航空器运行冲突；

(2)当前管制指令能保证航路运行的通畅；

(3)当前管制指令能保证终端扇区交通流量的均匀分布；

若上述3条评价结果均满足，则认定当前管制指令合理，否则认定当前管制指令不合理。

4.根据权利要求1所述的基于自然语音提取的空管辅助决策方法，其特征在于：对于空中运行航空器所对应的航空器运行态势模型按照如下方法建立：建立笛卡尔空间直角坐标系，根据牛顿运动定理综合航空器受力、航空器加速度、航空器速度以及航空器在笛卡尔空间直角坐标系中的初始位置，获得航空器运动方程；通过航空器初始位置、航空器运动方程以及航空器当前状态，预测航空器的位置，并将预测出的航空器的位置用航迹点标示在笛卡尔空间直角坐标系中，对航迹点进行直线拟合并获得如下表达式：

其中，

a为拟合直线的斜率；b,c为拟合直线的截距；N为拟合直线上航迹点总数；z_i为航迹点i处的飞行高度；v_i为航迹点的飞行速度；t_i为航迹点i处对应的时间；

根据上述表达式f(a,b)判断航空器飞行高度的变化为水平、上升和下降其中的一种：若a的值大于0表示航空器呈上升状态；若a＝0表示航空器呈完全水平状态；若a的值小于0表示航空器呈下降状态；

根据上述表达式g(a,b,c)判断航空器飞行速度的变化为加速、匀速和减速其中的一种：当a、b、c全大于0时表示航空器呈加速状态；当a、b小于0且c大于0时表示航空器呈减速状态；当a等于0时航空器呈匀速飞行状态；

航空器航向由管制指令中的航向角指令直接获得。

5.根据权利要求1所述的基于自然语音提取的空管辅助决策方法，其特征在于：对于场面航空器所对应的航空器运行态势模型按照如下建立：利用节点-路段建立场面交通系统网络模型，其中对于滑行道交叉口区域采用虚拟节点和实际节点进行描述：对于滑行道交叉口，以相交叉区域道路的中线交点作为虚拟节点并作为该交叉口区域整体描述，以交叉口区域实际滑行路线的交点作为实际节点，将各实际节点以及对应所形成的滑行路线作为该交叉口区域的细化描述；在上述场面交通系统网络模型中，设定航空器在直线路段或转弯路段的滑行速度恒定；航向为滑行路径；高度恒定不变。

6.根据权利要求1所述的基于自然语音提取的空管辅助决策方法，其特征在于：所述空管辅助调配模块在静态路径规划算法所用航空器运行系统模型的基础上，若不合理管制指令会造成运行冲突，则根据冲突区域地理位置以及冲突出现时间，在交通态势数据库中将与上述冲突相关的区域、航路信息进行标注；接着在静态路径规划算法所提供的备选路径的基础上按照设定的如下优化目标进行动态路径规划：

(1)、优先满足对于经过冲突区域的航班，其占用冲突区域的时间窗发生重叠的次数最少；

(2)、其次满足所有航空器在单位时间内到达指定地点的运行时间最短；

将获得的规划结果作为动态最优路径。