一種基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的艦船損管對(duì)話式訓(xùn)練仿真系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及仿真技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，是一種基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的艦船損管對(duì)話式 訓(xùn)練仿真系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 損害管制（簡(jiǎn)稱損管，包括抗沉、消防等），是保障艦船生命力的重要防線。準(zhǔn)確、 高效地進(jìn)行損管指揮，是能否取得損管成功的關(guān)鍵。因此，在平時(shí)必須加強(qiáng)艦員損管指揮能 力的訓(xùn)練，W提高災(zāi)害后的處置效能。目前的損管指揮訓(xùn)練系統(tǒng)，主要借助于電腦軟件界 面，用戶通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊一系列的按鈕完成，用戶不能感受自己口令的下達(dá)過(guò)程，也不能感受 自己的指揮口令對(duì)災(zāi)害發(fā)展蔓延的影響。因此，目前的訓(xùn)練方式沉浸感不強(qiáng)，用戶缺少實(shí)際 損管指揮過(guò)程的體驗(yàn)，是一種"學(xué)習(xí)式"的無(wú)聲訓(xùn)練。學(xué)員難W從完成損管任務(wù)的角度體驗(yàn) 指揮流程，無(wú)法用語(yǔ)言交流的方式體驗(yàn)損管指揮口令的下達(dá)和損管任務(wù)的協(xié)調(diào)，與實(shí)戰(zhàn)條 件下的損管指揮過(guò)程存在明顯的區(qū)別。
[0003] 考慮到損管指揮設(shè)及的系統(tǒng)裝備種類繁多、指揮流程復(fù)雜、指揮決策環(huán)節(jié)多、組訓(xùn) 困難；因此，目前迫切需要一種沉浸感強(qiáng)、能夠展示復(fù)雜指揮環(huán)節(jié)、能夠體現(xiàn)真實(shí)損管指揮 過(guò)程、便于訓(xùn)練和考核的語(yǔ)音對(duì)話式訓(xùn)練系統(tǒng)。目前，雖然語(yǔ)音對(duì)話技術(shù)已經(jīng)在諸如電話接 聽(tīng)、機(jī)器人語(yǔ)音識(shí)別等商業(yè)領(lǐng)域有所應(yīng)用，但是，由于艦船損管指揮訓(xùn)練領(lǐng)域的特殊性，其 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)、知識(shí)表示、對(duì)話管理、答案評(píng)判等很多關(guān)鍵問(wèn)題，依然沒(méi)有得到解 決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的艦船損管對(duì)話式訓(xùn)練仿 真系統(tǒng)，使學(xué)員與專家系統(tǒng)通過(guò)語(yǔ)音交談方式，完成損管指揮全流程的各環(huán)節(jié)仿真訓(xùn)練，并 且對(duì)錯(cuò)誤或者遺漏的指揮口令給予糾正和提示，沉浸感強(qiáng)，能夠展示復(fù)雜指揮環(huán)節(jié)，真正體 現(xiàn)真實(shí)損管指揮過(guò)程，便于訓(xùn)練和考核。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是該樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 一種基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的艦船損管對(duì)話式訓(xùn)練仿真系統(tǒng)，包括
[0007] 專家知識(shí)庫(kù)模塊，用于存儲(chǔ)艦船損管訓(xùn)練任務(wù)設(shè)及的專家知識(shí)；
[000引任務(wù)選取模塊，用于提供界面W供用戶選取待訓(xùn)練任務(wù)；
[0009] 專家問(wèn)題生成模塊，用于在專家知識(shí)庫(kù)模塊查詢待訓(xùn)練任務(wù)設(shè)及的專家知識(shí)，按 照知識(shí)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題表達(dá)規(guī)范生成專家問(wèn)題文本，并為專家問(wèn)題文本配置問(wèn)題提示信息；
[0010] 語(yǔ)音合成模塊，用于將專家問(wèn)題文本轉(zhuǎn)化為音頻信號(hào)并輸出；
[0011] 語(yǔ)音識(shí)別模塊，用于接收針對(duì)專家問(wèn)題的回答音頻信號(hào)，并將其識(shí)別為自然語(yǔ) 言；
[0012] 自然語(yǔ)言理解模塊，用于將識(shí)別得到的自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可識(shí)別的回答文本信 息；
[0013] 答案評(píng)判模塊，用于將針對(duì)專家問(wèn)題的回答本文信息與專家知識(shí)庫(kù)模塊中的專家 知識(shí)進(jìn)行匹配，從而判定回答的正確性；
[0014] 專家對(duì)話管理模塊，包括高層對(duì)話管理模塊和底層對(duì)話管理模塊；所述高層對(duì)話 管理模塊，用于在回答正確時(shí)切換至下一個(gè)專家問(wèn)題文本；所述底層對(duì)話管理模塊，用于在 回答錯(cuò)誤時(shí)提供問(wèn)題提示信息。
[0015] 進(jìn)一步地，所述專家知識(shí)采用知識(shí)模板表示，所述知識(shí)模板表示為：
[0016] [災(zāi)害][主體，類型][工具，類型][位置，類型][動(dòng)作，類型][提問(wèn)要素];其 中，
[0017] 所述災(zāi)害是指損管訓(xùn)練的處置對(duì)象；
[001引所述主體指損管行動(dòng)的執(zhí)行人；
[0019] 所述工具指損管器材和裝備；
[0020] 所述位置指執(zhí)行人工作的艙室、區(qū)域；所述動(dòng)作指具體損管執(zhí)行行動(dòng)；
[0021] 所述提問(wèn)要素是指針對(duì)主體、工具、位置、動(dòng)作的哪一個(gè)進(jìn)行提問(wèn)；
[0022] 所述類型包括=種屬性：或、與和順序；或的含義是；包含所有元素中任意一個(gè)； 與的含義是；包含所有元素；順序的含義是；體現(xiàn)元素之間的先后順序。
[0023] 進(jìn)一步地，所述專家問(wèn)題生成模塊包括問(wèn)題描述模塊和問(wèn)題提示模塊；問(wèn)題描述 模塊為知識(shí)庫(kù)中的各要素設(shè)定了相應(yīng)的問(wèn)題表達(dá)規(guī)范，按照規(guī)范生成專家問(wèn)題文本；問(wèn)題 提示信息模塊為知識(shí)庫(kù)中的各要素設(shè)定了相應(yīng)的提示信息，當(dāng)學(xué)員回答錯(cuò)誤時(shí)，便會(huì)呈現(xiàn) 相應(yīng)的提示信息，提示信息為圖片、視頻或語(yǔ)音。
[0024] 進(jìn)一步地，還包括訓(xùn)練結(jié)果評(píng)估模塊，用于結(jié)合訓(xùn)練任務(wù)預(yù)測(cè)模型，根據(jù)學(xué)員做出 的回答和耗費(fèi)時(shí)間預(yù)測(cè)損管發(fā)展勢(shì)態(tài)，使用評(píng)估指標(biāo)確定學(xué)員訓(xùn)練評(píng)估結(jié)果。
[0025] 進(jìn)一步地，所述評(píng)估指標(biāo)為損管指揮時(shí)間段內(nèi)的災(zāi)害蔓延面積、艦艇最終的安全 性指標(biāo)或回答提示次數(shù)。
[0026] 進(jìn)一步地，所述使用評(píng)估指標(biāo)確定學(xué)員訓(xùn)練評(píng)估結(jié)果的具體過(guò)程為：
[0027] 首先從艦船安全性能否滿足要求的角度定性地對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行評(píng)判，評(píng)判準(zhǔn)則如 下：
[002引①訓(xùn)練完成時(shí)，如果火災(zāi)引起了彈藥庫(kù)爆炸或油艙爆炸，則訓(xùn)練成績(jī)?yōu)椴缓细瘢?br>[0029] ②訓(xùn)練完成時(shí)，如果進(jìn)水超過(guò)了艦艇的最大可浸水長(zhǎng)度，則訓(xùn)練成績(jī)?yōu)椴缓细瘢?br>[0030] ⑨訓(xùn)練完成時(shí)，如果艦艇的不沉性指標(biāo)中有一個(gè)或多個(gè)超出安全范圍，則訓(xùn)練成 績(jī)?yōu)椴缓细瘢?br>[0031] ④訓(xùn)練完成時(shí)，如果火災(zāi)或進(jìn)水導(dǎo)致全艦喪失機(jī)動(dòng)能力或者作戰(zhàn)能力，則訓(xùn)練成 績(jī)?yōu)椴缓细瘢?br>[003引⑥訓(xùn)練完成時(shí)，如果船體剩余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足導(dǎo)致船體斷裂，則訓(xùn)練成績(jī)?yōu)椴缓?格；
[0033] ⑧訓(xùn)練完成時(shí)，如果船體沒(méi)有出現(xiàn)①~⑥中的任意一種情況，則訓(xùn)練成績(jī)?yōu)楹?格；
[0034] 當(dāng)艦船安全性能評(píng)判合格時(shí)，根據(jù)當(dāng)前艦船生命力指標(biāo)的大小，對(duì)訓(xùn)練成績(jī)進(jìn)行 定量地計(jì)算：
[003引乂Y)化，=(y而(')-S,nm(')) xl00/,V
[0036] 其中，SuW表示訓(xùn)練結(jié)束時(shí)第i個(gè)艦船生命力指標(biāo)歸一化數(shù)值；Sm"a)表示訓(xùn)練 結(jié)束時(shí)第i個(gè)艦船生命力指標(biāo)的最大值；Sm^a)表示訓(xùn)練結(jié)束時(shí)第i個(gè)艦船生命力指標(biāo)的 最小值；N表示訓(xùn)練結(jié)束時(shí)艦船生命力指標(biāo)的總個(gè)數(shù)。
[0037] 進(jìn)一步地，還包括損管可視化顯示模塊，用于對(duì)全艦艙室、損管資源、損管系統(tǒng)和 艦艇外形進(jìn)行=維可視化顯示。
[003引本發(fā)明方法的有益效果體現(xiàn)在：
[0039] 1、本發(fā)明W各類損管任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，通過(guò)智能對(duì)話模擬實(shí)際專家指導(dǎo)訓(xùn)練過(guò)程，采 取"一問(wèn)一答"的訓(xùn)練方式、"逐層、逐級(jí)、逐點(diǎn)"分解損管指揮訓(xùn)練過(guò)程，用戶將在可視化的 艦船災(zāi)害狀態(tài)下，擔(dān)任"損管指揮員"的角色捶救艦艇。本發(fā)明為參訓(xùn)人員提供一個(gè)模擬的、 有趣的、方便的啟發(fā)式、引導(dǎo)式訓(xùn)練平臺(tái)，可大大提高損管指揮訓(xùn)練的效能。
[0040] 2、參訓(xùn)人員通過(guò)與"損管指揮專家"的對(duì)話，能夠切實(shí)地感受自身?yè)p管口令的不足 W及損管指揮環(huán)節(jié)的失誤，能夠直觀地感受到損管指揮的對(duì)與錯(cuò)、快與慢對(duì)災(zāi)害蔓延發(fā)展 的影響，具有很高的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0041] 圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成圖。
[0042] 圖2是專家問(wèn)題結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所設(shè)及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可W相互組合。
[0044] 如圖1所示，本發(fā)明基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的艦船損管對(duì)話式訓(xùn)練仿真系統(tǒng)包括專家知識(shí) 庫(kù)模塊、任務(wù)選取模塊、專家問(wèn)題生成模塊、語(yǔ)音合成模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、自然語(yǔ)言理解模 塊、答案評(píng)判模塊和專家對(duì)話管理模塊。
[0045] 首先用戶在系統(tǒng)界面上，選擇要訓(xùn)練的損管指揮任務(wù)。接著，專家系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)用戶 進(jìn)行語(yǔ)音提問(wèn)。用戶通過(guò)語(yǔ)音進(jìn)行回答，用戶的語(yǔ)音輸入，將通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別模塊和語(yǔ)法庫(kù) 轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)可W識(shí)別的字符串。然后，通過(guò)自然語(yǔ)言理解模塊，在數(shù)據(jù)詞典的配合下，將連 續(xù)漢語(yǔ)文字轉(zhuǎn)化為答案評(píng)判模塊可識(shí)別的文本信息。該文本信息將通過(guò)答案評(píng)判模塊，與 專家知識(shí)模塊的知識(shí)信息進(jìn)行比對(duì)。如果正確，則高層對(duì)話管理模塊將自動(dòng)組織下一個(gè)主 題的對(duì)話；如果不正確，則底層對(duì)話管理模塊將針對(duì)該對(duì)話主題進(jìn)行提示暗示，當(dāng)回答正確 后，高層對(duì)話管理模塊將自動(dòng)切換主題。針對(duì)新的任務(wù)，可W擴(kuò)展專家知識(shí)庫(kù)模塊，并通過(guò) 專家問(wèn)題生成模塊，組織新的問(wèn)題，并通過(guò)語(yǔ)音合成模塊，W語(yǔ)音的方式輸出給用戶。用戶 聽(tīng)到后，再進(jìn)行語(yǔ)音對(duì)話，如此循環(huán)進(jìn)行，直到該訓(xùn)練任務(wù)的專家知識(shí)完全得到訓(xùn)練后，系 統(tǒng)停止該訓(xùn)練任務(wù)的運(yùn)行。此后，用戶可再選擇新的訓(xùn)練任務(wù)或者退出訓(xùn)練系統(tǒng)。
[0046] 下面對(duì)各模塊詳細(xì)說(shuō)明：
[0047] (1)專家知識(shí)庫(kù)模塊
[0048] 專家知識(shí)庫(kù)模塊用于存儲(chǔ)每個(gè)艦船損管任務(wù)設(shè)及的所有專家知識(shí)，它是系統(tǒng)生成 問(wèn)題的基礎(chǔ)。
[0049] 艦船損管任務(wù)對(duì)應(yīng)著艦船損管訓(xùn)練的各種主題，譬如主機(jī)艙油柜起油火、主機(jī)艙 大破損、電站艙起電火、艦艇姿態(tài)不正常、彈藥艙異常高溫等等。
[0050] 對(duì)于每一類損管任務(wù)存儲(chǔ)有相關(guān)