[發明專利]一種基于語義網的管制指令分類方法

有效

• 申請號: 201910348919.2
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110232121B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 王煊;蔣偉煜;崔紅宇;丁輝;陳平;嚴勇杰;王冠;徐秋程
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06F16/35
• 分類號: G06F16/35;G06F16/33;G06F40/211;G06F40/242;G06F40/289;G06N3/04;G06N3/08;G06Q50/30
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華;于瀚文

本發明公開了一種基于語義網的管制指令分類方法，目的為：構建計算機可讀的結構化管制指令，為管制指令的自動化處理提供基礎；形成謂詞邏輯化結構，為實現知識推理系統提供基礎。通過對非結構化的管制指令進行處理，該方法可以實現以下輔助功能：提取管制指令中出現的基本管制術語攜帶的信息進行提取；對航空器的動作、狀態等信息進行提取并模擬仿真；形成計算機可讀的結構化信息為知識推理提供數據。該方法針對復雜管制指令包含多個管制意圖的情況，通過深度神經網絡判斷管制指令中不同的論元與其不同管制意圖動詞間是否發生關聯，并將發生關聯的動詞和論元詞語帶入語義網進行語義角色標注。

技術領域

本發明屬于空中交通管制自動化系統技術領域，尤其涉及一種基于語義網的管制指令分類方法。

背景技術

隨著近30年中國民航業的蓬勃發展，空中交通管理的需求不斷膨脹，導致安全隱患問題日益突出。據統計資料顯示，在過去發生的飛行安全事故中，人為因素占比超過75％，而其中因管制員失誤而造成的事故占25％。目前解決因管制員失誤而造成的沖突的主流方法是加強場面的監控設備，通過借助場面監視雷達、多點定位系統傳感器等設備防止沖突發生。同時，一些基于人工智能的更先進的解決方法也被提出，如利用語音識別技術對管制語音進行識別并轉換成文本格式，利用自然語言處理技術提取管制指令的關鍵信息。管制指令的語義分析需要設計結構化指令模板，傳統的做法主要是基于陸空通話規則設計結構化模板，并通過提取關鍵詞的方法提取指令中的基本管制術語、主語、謂語等關鍵詞，該方法無法描述不同的成份詞之間的關聯，對包含多個不同管制意圖動詞的復雜管制指令無法更加精確地理解，因此在對實際的管制指令進行語義分析理解的過程中受到限制。

發明內容

發明目的：本發明從語言學的角度對實際管制指令的結構進行分析，并通過結合陸空通話規則和自然語言處理技術的方法對管制指令進行提取形成計算機可以理解的結構化指令，重點對多動詞管制指令進行精細化語義角色標注。能解析絕大部分在實際工作環境下所產生的管制指令。

技術方案：本發明通過使用全連接神經網絡對復雜管制指令中包含的多個不同管制意圖和其對應的論元詞語進行分類和提取，并通過語義網對其進行理解，這有助于計算機理解復雜管制指令的意圖。本發明可用于針對因管制員錯、忘、漏而造成的場面沖突進行輔助告警。特別是針對具有多個管制意圖動詞的復雜管制指令的理解，并將管制意圖組合并轉換成系統可以理解的邏輯表達形式三元組，例如管制指令：CES3984，下降到13000米保持。這條管制指令包含兩個不同的管制意圖，即下降和保持，其他詞語與這兩個詞具有不同的關系，需要使用神經網絡將管制指令中分別與不同的管制意圖有關聯的詞進行分類。當本發明用于針對因管制員錯、忘、漏而造成的場面沖突進行輔助告警的應用時，包括如下步驟：

步驟1，對管制語音進行語音識別處理，得到文本格式的管制指令；

步驟2，對文本格式的管制指令中包含的詞語進行詞性分析；

步驟3，基于詞性分析結果提取出管制意圖，同時對管制指令中的其他詞語進行提取，形成候選論元集合；

步驟4，對候選論元集合進行BIO標注處理(BIO標注：將每個元素標注為“B-X”、“I-X”或者“O”。其中，“B-X”表示此元素所在的片段屬于X類型并且此元素在此片段的開頭，“I-X”表示此元素所在的片段屬于X類型并且此元素在此片段的中間位置，“O”表示不屬于任何類型)此外增加E標注表示該論元同時與句子中的多個動詞有語義關系，并用標注的數據訓練全連接神經網絡的參數，目標為通過神經網絡得到管制意圖動詞-論元組；

步驟5，對管制指令中的管制意圖動詞數量進行判斷，如果數量大于1個，則進入步驟6；

步驟6，生成輸入詞向量；

步驟7，使用神經網絡對輸入的詞向量進行分類，得到概率輸出值z；

步驟8，判斷關系：如果概率輸出值z在某一個類別處出現較高的概率，則判定該論元與這個對應的管制意圖存在關系，執行步驟10，否則不做處理；