CC BY
592
XXII сессия Российского акустического общества, Сессия Научного совета по акустике РАН — Акустика речи
Анализ вариантов грамматики команд речевого интерфейса пилота ВС гражданской авиации
Бондарос Ю.Г. Костюк А.И.
ФГУП ГосНИИ Авиационных систем. Россия, 125319, Москва, ул. Викторенко, д. 7. Тел. (495) 637-62-56. Факс (499) 157-50-97. E-mal: bondaros@gosniias.ru
ФГУП ЛИИ им. Громова. Россия, 105082, г. Жуковский, Московской обл. Teл. (495) 556-78-93. Факс (495) 556-78-93. E-mal: kostyuk@yandex.ru
Работа выполнена при поддержке РФФИ. Грант РФФИ 09-08-00763-а
Выполнен сравнительный анализ 2-х вариантов представления грамматики команд речевого интерфейса пилота самолёта гражданской авиации.
1. Уровни команд речевого интерфейса пилота.
В зависимости от объёма возможных команд и критичности по безопасности операций, выполняемых по речевым командам, речевые интерфейсы пилота самолёта ГА можно разделить на 3 класса. Эти классы распознают и выполняют стандартные наборы команд, которые условно можно разделить также на 3 уровня. Класс интерфейса определяется наивысшим уровнем содержащихся в нем команд. Команды первого уровня содержат ввод данных в выбранное лётчиком самолетное оборудование и уже подготовленное для ввода данных. Такая система может быть встроена на существующие самолёты в процессе модернизации их авиационного оборудования. Система второго уровня должна позволить лётчику голосом выбрать самолётную систему авиационного и радиотехнического оборудования, произвести голосовой ввод данных, реализуя возможности органов управления на пультах этих систем. Такая система значительно сложнее из-за возросшего количества команд и более сложного их взаимодействия с оборудованием самолёта. Система третьего уровня самая сложная и позволяет управлять дополнительно и самолётными системами в пределах, повышающих безопасность полетов. Создание сложных алгоритмов собственно СРК дополнительно требует определения границ безопасного применения этой системы.
Как будет показано ниже, основной массив слов команд управления базовыми устройствами самолёта составляют слова, обозначающие числа. Сложившаяся практика визуальной индикации и речевого представления пилотами
чисел — в десятичной системе счисления, без озвучивание знака разделения целой и дробной частей. Выделим два используемых на практике варианта речевого представления чисел:
1. Обычное речевое представление (условное обозначение W), когда целая и дробная части числа произносятся словами. Например, цифра 115,50 произносится как «сто пятнадцать пятьдесят».
2. Поразрядное представление (условное обозначение D), когда используются только слова, обозначающие цифры из множества 0, 1, ... , 8, 9. цифра 115,50 произносится как «один один пять пять ноль». В этом случае диктору легче контролировать себя, так как грамматика команд простроена так, что речевое обозначение цифр команд активной грамматики использует одинаковое число слов и заранее известно, что, например, два последних слова определяют дробную часть цифры.
2. Команды первого уровня речевого интерфейса пилота
Ниже дано описание речевых команд первого уровня для СРК применительно к существующему навигационному комплексу. Все команды начинаются с ключевого слова, например «авиум». Команды позволяют выполнить функции:
— ввод частоты УКВ радиостанции;
— выбор режима и настройку радиокомпаса;
— выбор режима и настройку VOR;
— выбор режима и настройку DME;
— выбор режима и настройку ILS;
— набор командной строки FMS латинскими буквами.
2.1. Ввод частот УКВ радиостанции (Радио)
Для настройки частоты с применением СРК лётчик привычными манипуляциями с комплексным пультом управления радиотехническими средствами связи (КПРТС) доходит до процедуры непосредственного ввода частоты, затем, вместо набора частоты рукоятками, произносит значение частоты в диапазоне частот 118.0-135.0 мГц. Значения частот настойки и индикации состоят из целой части с шагом 1 мГц и дробной части c шагом
0.005.мГц. Массив команд управления радиостанцией насчитывает 240 команд, состоящих из 24 слов. Максимальное число слов в команде равно 7. В случае поразрядного речевого представления цифр массив команд состоит из 11 слов. Максимальное число слов в команде равно 7.
22. Выбор режима и настройка радиокомпаса АРК-32
Выбрав с помощью рукояток и кнопок требуемый комплект АРК, лётчик может установить режим работы компаса, используя следующий набор речевых команд.
1. Авиум вээсэс.
2. Авиум компас телефон.
3. Авиум компас телеграф
4. Авиум антенна телефон.
5. Авиум антенна телеграф.
После выполнения команд 2-5 может быть выполнена настройка частоты радиокомпаса в диапазоне частот 150-1750 кГц. Значения частот настройки состоят из целой (через 10 кГц) и дробной (через 0,5 кГц) частей. Например, для настройки частоты радиокомпаса 170,25 используется команда «авиум резерв сто семьдесят двадцать пять». Мас-
93
XXII сессия Российского акустического общества речи Сессия Научного совета по акустике РАН - Акустика речи
94
сив команд управления АРК-32 насчитывает 3207 команд, состоящих из 30 слов. Максимальное число слов в команде равно 7. В варианте поразрядного речевого представления цифр массив команд состоит из 17 слов. Максимальное число слов в команде равно 8.
2.3. Выбор режима и настройка азимутального радиомаяка VOR
Выбрав с помощью рукояток и кнопок требуемый комплект VOR, лётчик может установить режим работы VOR, используя следующий набор речевых команд:
1. Авиум вээсэс.
2. Авиум спаренный.
3. Авиум раздельный
Частоты настройки VOR расположены в диапазоне частот 108-117 МГц. Значение частоты состоит из двух частей, целая через 1 МГц, и дробная через 0,05 МГц. Для диапазона 108-111 мГц дробная часть изменяется от ,00 до ,85, для диапазона 112-117 мГц дробная часть изменяется от ,00 до 0,95. Например, для настройки на частоту 112,75 можно использовать команду «авиум резерв сто двенадцать семьдесят пять». После выполнения команд 2 и 3 установки режима работы может быть выполнена команда выбора азимута в диапазоне от 0° до 360° из набора (0, 1, ..., 359, 360). Массив команд управления VOR насчитывает 506 команд, состоящих из 36 слов. Максимальное число слов в команде — 6. В случае поразрядного представления цифр массив команд состоит из 16 слов. Максимальное число слов в команде — 7.
2.4. Выбор режима и настройка дальномера DME
Выбрав с помощью рукояток и кнопок требуемый комплект DME, лётчик может установить режим работы DME, используя следующий набор речевых команд:
1) авиум вээсэс;
2) авиум спаренный;
3) авиум раздельный.
DME работает в диапазоне частот 108-117 МГц. Значение частоты состоит из двух частей, целая часть через 1 МГц, дробная после запятой через 0,05 МГц, точно также, как для частот VOR. После выбора режимов 2 или 3 работы DME можно выполнить настройку частоты. команд. Массив команд управления DME насчитывает 145 команд, состоящих из 27 слов. Максимальное число слов в команде равно 6. В случае поразрядного представления цифр массив команд состоит из 16 слов. Максимальное число слов в команде равно 7.
2.5. Выбор режима и настройка системы посадки ILS
Использование СРК при работе с ILS также может упростить задачу лётчику. Выбрав с помощью рукояток и кнопок требуемый комплект ILS, лётчик может установить режим работы ILS, используя следующий набор речевых команд.
1) авиум вээсэс;
2) авиум резерв (значение частоты);
3) авиум полоса (значение азимута).
ИЛС работает в диапазоне частот 108-111 мГц. Выбираемая частота состоит из двух частей, целые до запятой настраиваются через 1 мГц, после запятой — 00, 10, 15, 30, 35, 50, 55, 70, 75, 90, 95. Настройка частоты ILS выпол-
няется командой со структурой вида «авиум резерв частота». При выполнении команды 3 настраивается значение азимута в диапазоне от 0° до 360° из набора (0, 1, ..., 359, 360). Массив команд управления ILS насчитывает 397 команд, состоящих из 36 слов. Максимальное число слов в команде равно 6. В случае поразрядного представления команд массив команд состоит из 15 слов. Максимальное число слов в команде равно 7.
2.6. Набор командной строки системы самолётовождения ВСС латинскими буквами
Функция набора команд латинскими буквами упрощает неудобную для выполнения вручную процедуру настройки ВСС при вводе кода аэродрома латинскими буквами (Alpha, Beta,., Zulu). Грамматика команд для выполнения этой одинакова для вариантов представления W и D. Массив команд управления ВСС насчитывает 26 команд, состоящих из 27 слов. Максимальное и минимальное число слов в команде равно 2.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Сравнительные характеристики двух вариантов представления грамматики команд управления устройствами навигационного комплекса приведены в таблице 1. Как следует из данных этой таблицы, число слов, требуемых для речевого представления команд поразрядно цифрами от 0 до 9 (тип D) , примерно в 2 раз меньше, чем при обычном речевом представлении (тип W). Кроме того, в варианте D можно построить единую структуру команд (по числу слов в команде) и пилоту менее сложно себя контролировать на правильность произнесения команды.
Таблица 1
Параметры двух вариантов представления (W и D) грамматики команд
Колич.\Упр. устр. Тип АРК-32 DME ILS Радио VOR ВСС
Всех команд W, D 3207 145 397 240 506 26
Всех W 30 27 36 24 36 27
слов D 17 16 15 11 16 27
Слов в W 2-7 2-6 2-6 2-7 2-6 2-2
команде D 2-8 2-7 2-7 2-7 2-7 2-2
Ком. со сл. «азимут» W, D 0 0 0 0 361 0
Ком. со сл. «антенна» W, D 2 0 0 0 0 0
Ком. со сл. «вээсэс» W, D 1 1 1 0 1 0
Ком. со сл. «компас» W, D 2 0 0 0 0 0
Ком. со сл. «полоса» W, D 0 0 361 0 0 0
Ком. со сл. «раздельный» W, D 0 1 0 0 1 0
Ком. со сл. «резерв» W, D 3201 141 34 0 141 0
Ком. со сл. «смена» W, D 1 1 1 1 1 0
Ком. со сл. «спаренный» W, D 0 1 0 0 1 0
Ком. со сл. «телеграф» W, D 2 0 0 0 0 0
Ком. со сл. «телефон» W, D 2 0 0 0 0 0
Ком. со сл. Alfa zulu W, D 0 0 0 0 0 1
Число употребления слов в полном наборе команд управления устройствами навигационного комплекса приведено в таблицах 2 и 3.
Таблица 2
Число употребления слов в полном наборе команд для варианта W
N Слово\Устр. АРК-32 DME ILS Радио VOR ВСС
2 азимут 0 0 0 0 361 0
3 антенна 2 0 0 0 0
95
XXII сессия Российского акустического общества речи Сессия Научного совета по акустике РАН - Акустика речи
Таблица 2 (окончание)
4 восемнадцать 0 0 4 14 4 0
5 восемь 0 28 73 31 90 -
6 восемьдесят 640 18 30 17 48 0
7 восемьсот 200 0 0 0 0 0
8 вээсэс 1 1 1 0 1 0
9 два 0 0 72 185 90 0
10 двадцать 640 0 40 157 58 0
11 двенадцать 0 20 4 0 24 0
12 двести 400 0 100 0 100 0
13 девяносто 640 10 36 0 40 0
14 девятнадцать 0 9 4 14 4 0
15 девять 0 10 43 14 42 0
15 девятьсот 200 0 0 0 0 0
17 десять 480 15 18 17 19 0
18 компас 2 0 0 0 0 0
19 ноль 321 18 4 272 19 0
20 один 0 0 37 28 46 0
21 одиннадцать 0 10 5 0 14 0
22 полоса 0 0 361 0 0 0
23 пятнадцать 160 0 7 17 29 0
24 пять 2481 0 90 151 147 0
25 пятьдесят 641 25 46 34 50 0
26 пятьсот 400 0 0 0 0 0
27 раздельный 0 1 0 0 1 0
28 резерв 3201 141 34 0 141 0
29 семнадцать 0 1 8 0 9 0
30 семь 0 0 141 62 162 0
31 семьдесят 1280 28 66 34 88 0
32 семьсот 501 0 0 0 0 0
33 смена 1 1 1 1 1 0
34 сорок 640 18 40 17 58 0
35 спаренный 0 1 0 0 1 0
36 сто 940 151 170 239 281 0
37 телеграф 2 0 0 0 0 0
38 телефон 2 0 0 0 0 0
39 три 0 0 143 133 167 0
40 тридцать 640 10 46 105 50 0
41 тринадцать 0 20 4 0 24 0
42 триста 400 0 61 0 61 0
43 тысяча 1501 0 0 0 0 0
44 четыре 0 0 32 28 32 0
45 четырнадцать 0 20 4 0 24 0
46 четыреста 400 0 0 0 0 0
47 шестнадцать 0 20 4 0 24 0
48 шесть 0 0 63 48 81 0
49 шестьдесят 640 18 31 34 49 0
50 шестьсот 400 0 0 0 0 0
51..76 АКа...2и!и 0 0 0 0 0 1
96
Таблица 3
Число употребления слов в полном наборе команд для варианта D
N Слово\Устр. АРК-32 DME ILS Радио VOR ВСС
2 азимут 0 0 0 0 361 0
3 антенна 2 0 0 0 0
4 восемь 840 28 77 45 94 0
5 вээсэс 1 1 1 0 1 0
6 два 1040 38 176 185 214 0
7 девять 840 20 83 28 86 0
8 компас 2 0 0 0 0 0
9 ноль 7341 118 231 419 295 0
10 один 2441 282 229 329 458 0
11 полоса 0 0 361 0 0 0
12 пять 2641 100 97 168 176 0
13 раздельный 0 1 0 0 1 0
14 резерв 3201 141 34 0 141 0
15 семь 1781 39 149 76 171 0
16 смена 1 1 1 1 1 0
17 спаренный 0 1 0 0 1 0
18 телеграф 2 0 0 0 0 0
19 телефон 2 0 0 0 0 0
20 три 1040 30 143 133 167 0
21 четыре 1040 38 76 45 114 0
22 шесть 1040 38 67 48 105 0
23..48 АКа... 2и!и 0 0 0 0 0 1
Очевидны преимущества поразрядного речевого представления цифр в этих командах. Словарь команд речевого управления базовыми устройствами самолёта в варианте поразрядного представления цифр содержит примерно вдвое меньше слов, чем словарь команд речевого управления в варианте обычного речевого представления цифр.
97
