[發明專利]一種嵌入式管制員疲勞風險測量裝置及其方法

有效

• 申請號: 201710692798.4
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107569246B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 孫瑞山;馬廣福;吳迪
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: A61B5/18
• 分類號: A61B5/18;A61B5/16;G10L25/51;G10L25/87;G10L15/02;G10L15/06
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種嵌入式管制員疲勞風險測量裝置及其方法。裝置包括語音數據采集模塊、語音關鍵詞識別模塊、PTT按鍵記錄模塊以及管制員反應時間輸出模塊；其中：語音數據采集模塊分別與語音關鍵詞識別模塊和PTT按鍵記錄模塊連接，語音關鍵詞識別模塊和PTT按鍵記錄模塊同時與管制員反應時間輸出模塊連接。本發明提供的嵌入式管制員疲勞風險測量裝置及其方法結合管制員工作的實際情況，可以高效地自動提取管制員回復飛行機組的反應時間，提高了準確度，避免了手動提取反應時的繁瑣，為實現定量評價管制員的警覺性水平，預防疲勞風險提供了可能性。

技術領域

本發明屬于人的警覺性測試技術領域，特別是涉及一種嵌入式管制員疲勞風險測量裝置及其方法。

背景技術

測量人的警覺性特別是測量管制員語音反應是涉及生理醫學、心理學、人類工效學的一種重要測量技術。現階段，我國民航管制部門對管制員警覺性的測量主要還是局限于定性分析和主觀性判斷，而諸如腦電、心電等客觀測量方法也只能脫離管制員工作崗位而在實驗室進行，因此對管制員的疲勞風險缺乏實時有效的測量程序和技術手段。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種嵌入式管制員疲勞風險測量裝置及其方法。

為了達到上述目的，本發明提供的嵌入式管制員疲勞風險測量裝置包括：語音數據采集模塊、語音關鍵詞識別模塊、PTT按鍵記錄模塊以及管制員反應時間輸出模塊；其中：語音數據采集模塊分別與語音關鍵詞識別模塊和PTT按鍵記錄模塊連接，語音關鍵詞識別模塊和PTT按鍵記錄模塊同時與管制員反應時間輸出模塊連接。

所述的語音數據采集模塊為語音信號采集電路，與管制員佩戴的耳機接口對接；語音關鍵詞識別模塊為語音識別處理器；PTT按鍵記錄模塊與管制員使用的PTT按鍵接口連接；管制員反應時間輸出模塊為運算處理器。

本發明提供的利用嵌入式管制員疲勞風險測量裝置的測量方法包括按順序進行的下列步驟：

A、將語音數據采集模塊插入管制員佩戴的耳機接口，使其嵌入到陸空通話系統中；

B、利用語音數據采集模塊實時采集陸空通話語音信號，然后傳送給語音關鍵詞識別模塊，語音關鍵詞識別模塊利用語音識別技術從一組陸空通話語音信號中識別出連續兩次提到相同航空器呼號的語音信號片段，然后利用端點監測技術提取出這組陸空通話語音信號的四個端點時刻，之后傳送給管制員反應時間輸出模塊；四個端點時刻分別為飛行員開始通話的端點時刻；飛行員結束通話的端點時刻；管制員開始通話的端點時刻；管制員結束通話的端點時刻；

C、語音關鍵詞識別模塊進行語音識別的同時利用PTT按鍵記錄模塊記錄管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′，然后傳送給管制員反應時間輸出模塊；

D、管制員反應時間輸出模塊首先將語音關鍵詞識別模塊輸出的四個端點時刻和PTT按鍵記錄模塊輸出的管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′進行排序；

E、判斷管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′是否屬于這五個時刻中最小的時刻，如果管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′是最小的時刻，說明管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′是管制員主動發送指令的時刻，不屬于要截取的時間范疇，系統不做任何處理；

F、如果管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′不是最小的時刻，說明在管制員發送指令之前，飛行員正在與管制員通話，此時，管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′是準備回復飛行員的時刻，則管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′前后兩組語音片段屬于系統想要截取的時間范疇，系統開始進行下一步的運算；

G、將管制員手按PTT按鍵的時刻Tcsi′分別與上述語音關鍵詞識別模塊2輸出的四個端點時刻做差，篩選出差值大于零的端點時刻；

H、最后從上述差值大于零的端點時刻中選出最小值作為管制員回復同一飛行機組的反應時間Δt并輸出。