ICAO管制员英语培训及人工智能测评系统

摘要

本发明公开一种ICAO管制员英语培训及人工智能测评系统，包括：总控制台分系统，用于提供图形化界面并实现一键式启停系统；身份鉴权分系统，用于对用户账户进行身份识别并授予用户账户相应的权限和交换数据；系统配置分系统，包括全局设置模块，所述全局设置模块用于设置自动清理录音的间隙和自动备份数据库的间隙；职业培训分系统，包括课程学习模块，所述课程学习模块包括管制员英语测试考试指南学习子系统和/或管制员ICAO特情英语课程子系统和/或管制员英语无线电陆空通话课程子系统。本发明能够满足科学性、标准性和全面性的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种ICAO管制员英语培训及人工智能测评系统。

背景技术

传统的管制员ICAO英语培训质量评价是人工获取管制员ICAO英语培训相关的参数以及参数的标准范围，具有一定的主观性，选取的参数量也不能完全反应管制员在管制过程中所体现的安全性操作以及非正常应急处理等品质，一线单位无法全面认识管制员的ICAO英语水平。

传统的管制员ICAO英语培训方式在科学性、标准性和全面性上都存在缺陷。

发明内容

本发明旨在提供一种ICAO管制员英语培训及人工智能测评系统，能够满足科学性、标准性和全面性的要求。

为达到上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

本发明哦公开的ICAO管制员英语培训及人工智能测评系统，包括：

总控制台分系统，用于提供图形化界面并实现一键式启停系统；

身份鉴权分系统，用于对用户账户进行身份识别并授予用户账户相应的权限和交换数据；

系统配置分系统，包括全局设置模块，所述全局设置模块用于设置自动清理录音的间隙和自动备份数据库的间隙；

职业培训分系统，包括课程学习模块，所述课程学习模块包括管制员英语测试考试指南学习子系统和/或管制员ICAO特情英语课程子系统和/或管制员英语无线电陆空通话课程子系统；

模拟测试分系统，包括题库，以及在模拟测试时随机从题库中生成测试题，题型模板包括单问选择、多问选择、简要回答、故事复述、短文复述、人机面试、模拟练习、发音练习、飞行模拟、单词点读、判断题，题型模板以松散式操作执行，操作包括场景资源控制、文本显示、声音控制、跟读录音、倒计时作答、答题输入等，所述场景资源包括图片模板、音频模板、视频模板中的任一项；还包括采用人工智能技术和语音识别技术对学员的模拟测试进行测评，形成测评报告；

统计分析分系统，包括在线人数统计模块、排行榜模块、单位学习模块、部门学习模块、个人学习模块、培训班学习模块。

进一步的，本发明还包括：

机构管理分系统，包括组织机构管理模块、工作岗位管理模块、管理角色管理模块、用户账户管理模块、管理员管理模块、学员管理模块；

教务管理分系统，包括班级管理模块、约束管理模块、成绩管理模块、报考管理模块、学习数据清零模块和消息管理模块。

进一步的，本发明还包括ICAO管制员英语语音识别分系统，所述ICAO管制员英语语音识别分系统按照发音、结构、词汇使用、流利程度、理解能力及交际能力六个测评维度对管制员的ICAO英语水平进行人工智能测评，并反馈测评结果。

进一步的，本发明还包括行为记录分系统，所述行为记录分系统包括学习记录模块和测试记录模块。

优选的，系统采用分布式文件存储、分布式数据库、容器云服务平台，所述分布式文件存储包括文件加密。

优选的，所述系统配置分系统还包括操作日志模块和安卓APK管理模块，所述操作日志模块包括以列表形式呈现所有用户账户的操作记录，所述操作记录的列名包含编号、操作人、操作时间、客户端IP、请求地址和请求参数：

操作日志模块还包括系统通过操作人和任一时间段查询用户账户操作记录；

操作日志模块还包括对用户账号操作记录进行导出；

所述安卓APK管理模块包括以列表形式呈现所有的安卓APK版本记录，所述安卓APK版本记录的列名包含版本名称、版本号、软件类型、上传文件至、升级模式、提交时间和操作；

安卓APK管理模块还包括按照版本名称、版本号、升级模式和任一时间段查询安卓APK版本记录；对单个安卓APK版本记录得管理包含新增、删除和修改三种操作，对多个安卓APK版本记录的管理只包含删除操作。

优选的，所述组织机构管理模块采用目录树形式展示空管局组织结构，对空管局组织结构目录树的操作包括锁定和解锁以及增加子目录、删除、修改、上移、下移、上一级和下一级；

所述工作岗位管理模块采用目录树形式展示空管局工作岗位，对空管局工作岗位目录树的操作包括锁定和解锁以及增加子目录、删除、修改、上移、下移、上一级和下一级；

所述管理角色管理模块、用户账户管理模块、管理员管理模块、学员管理模块均采用列表方式呈现。

优选的，所述消息管理模块报消息发送和消息接收，所述消息发送包括：

以列表形式呈现消息发送的台账，列表的列名包含编号、标题、发件人、发送时间、发布状态和操作；

消息发送的查询条件包含标题、开始日期、结束时间和发布状态；

所述消息接收包括：

提示未读消息及其数量；

查阅未读消息和已读消息：

以列表形式呈现未读消息的台账，列表的列名包含标题和接收时间；

以列表形式呈现已读消息的台账，列表的列名包含标题和接收时间。

优选的，所述课程学习模块的课程结构模式划分为课程模式、目录模式，所述课程模式包括学习模式、测试模式、混排模式，所述目录模式包括自由模式、闯关模式、测试模式；

课程结构的规则如下：

课程模式为学习模式、目录结构为自由模式，课程目录结构固定为自由模式；

课程模式为学习模式、目录结构为闯关模式，课程目录结构设置为闯关模式；

课程模式为测试模式、目录结构为测试模式，课程目录结构设置为测试模式；

上述课程目录结构设置后不能修改；

课程模式为混排模式、目录结构为自由模式，课程目录结构固定设置为自由模式或测试模式；

课程模式为混排模式、目录结构为闯关模式：课程目录结构设置为闯关模式或测试模式。

优选的，所述在线人数统计模块采用曲线形式呈现使用系统的访客人数统计数据和趋势，统计点信息包含访客人数，统计点包括日统计点、周统计点及月统计点。

本发明的有益效果如下：

1、科学性，本发明建立科学的ICAO英语训练质量评价指标体系和评价模型，使评价系统能够真正反映管制员的ICAO英语水平。

2、标准性，本发明以ICAO英语水平能力测评体系为模型进行机器判分，对管制员ICAO英语培训质量进行评价，全面反映管制员的真实ICAO英语水平。

3、全面性，实际工作中管制员的不同岗位以及不同人员层次的训练要求出发，涵盖空管局塔台、进近以及区域管制员，同时能够覆盖管制员基础培训和管制复训等不同任务的要求，使该系统能够全面应用到空管局管制员ICAO英语训练的各个环节。

4、本发明利用计算机、多媒体、声像、通信、网络、语音识别、人工智能等技术对管制员的工作现场情形进行真实模拟，并通过文本、音频、视频、图像、人机交互界面等多种形式营造了形象而生动的专业管制员英语演练环境，达到为实际管制工作应用而演练。

5、本发明能够提升管制人员应用ICAO管制员英语的综合能力

6、本发明能够提升管制人员使用ICAO管制员英语进行通讯的能力

7、本发明能够提升管制人员使用ICAO管制员英语针对一些特殊情况的处理能力

8、本发明能够帮助提升管制员通过中国民航管制员英语等级测试(AETS)的成功率

9、本发明能够帮助提升管理部门准确掌握管制员的ICAO英语水平变化10本发明能够根据管制员的ICAO英语水平的实际需求，按培训和测试的业务生命周期包含的过程进行量身定制。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为统计分析分系统的原理框图；

图3为机构管理分系统的原理框图；

图4为教务管理分系统的原理框图；

图5为本发明的培训流程图；

图6为本发明的系统角色示意图；

图7为一个实施例的硬件系统框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1-5所示，本发明公开的ICAO管制员英语培训及人工智能测评系统，具体如下：

系统采用分布式部署思想，使用分布式文件存储、分布式数据库、容器云服务平台，从而提高整个平台的稳定性和安全性，同时分布式文件系统提供文件加密功能，为资源文件提供更好的保护。

在业务系统架构设计中，由于该系统含有多个业务子系统，子系统之间的业务彼此独立，同时数据又存在共享，例如用户数据，用户需要进行统一授权登录，在此使用微服务的方式进行构建整个业务系统体系，微服务可以很好的达到高内聚低耦合，从而使业务系统之间相互独立，彼此不干扰，提高整个业务的稳定性，同时针对需要进行数据交换以及共享的，服务与服务之间可以通过调用接口完成数据交换。

系统包含以下分系统：

1、总控制台分系统

提供图形化界面并实现一键式启停系统；登录后可以修改密码；重置登录默认密码。

2、身份鉴权分系统

对用户账户进行身份识别并获取相应的权限和交换数据。

3、系统配置分系统，包括：

3.1、全局设置模块

设置自动清理录音文件的间隙；

设置自动备份数据库的间隙。

3.2、操作日志模块

以列表形式呈现所有用户账户的操作记录，列表的列名包含编号、操作人、操作时间、客户端IP、请求地址和请求参数。

3.3、安卓APK管理模块

以列表形式呈现所有的安卓APK版本记录，列表的列名包含版本名称、版本号、软件类型、上传文件至、升级模式、提交时间和操作。

4、机构管理分系统，包括：

4.1、组织机构管理模块

以目录树形式展示空管局组织结构；

锁定和解锁空管局组织结构目录树；

管理空管局组织结构目录树，包含增加子目录、删除、修改、上移、下移、上一级和下一级。

4.2、工作岗位管理模块

以目录树形式展示空管局工作岗位；

锁定和解锁空管局工作岗位目录树；

管理空管局工作岗位目录树，包含增加岗位、删除、修改、上移、下移、上一级和下一级。

4.3、管理角色管理模块

以列表形式呈现管理角色的台账，列表的列名包含编号、角色名称、角色层级、备注、启停状态和操作。

4.4、用户账户管理模块

以列表形式呈现用户账户的台账，列表的列名包含编号、照片、登录账号、姓名、性别、手机号码、电子邮件、部门、岗位、启停状态和操作。

4.5、管理员管理模块

以列表形式呈现管理员的台账，列表的列名包含编号、登录账号、姓名、性别、部门、岗位、系统角色、最后更新时间、启停状态和操作。

4.6、教员管理模块

以列表形式呈现教员的台账，列表的列名包含编号、照片、登录账号、姓名、性别、手机号码、电子邮箱、部门、岗位、启停状态和操作。

4.7、学员管理模块

以列表形式呈现学员的台账，列表的列名包含编号、照片、登录帐号、姓名、性别、手机号码、电子邮箱、部门、岗位、启停状态和操作。

5、教务管理分系统，包括：

5.1、班级管理模块

以列表形式呈现班级的台账，列表的列名包含编号、期数、开始日期、截止日期、班级名称、课程总数、教员、学员总数、启停状态和操作。

5.2、约束管理模块，包括：

5.2.1、有效学习约束模块

设置有效学习开始统计时长；

设置学习防挂机自动检测时长。

5.2.2、模拟测试约束模块

分别设置参加第一次、第二次和第三次模拟测试需满足的条件；

第三次以后的模拟测试需满足的条件，按第三次的执行。

5.3、成绩管理模块，包括：

5.3.1、模拟测试成绩统计模块

以列表形式呈现模拟测试成绩的台账，列表的列名包含编号、登录账号、姓名、岗位、模考总次数、最新一次模考时间、AETS考试资格和操作。

5.3.2、证书管理模块

设置证书到期提醒；

以列表形式呈现证书的台账，列表的列名包含编号、登录账号、姓名、性别、手机号码、部门、岗位、证书有效期、证书等级、最后更新时间、证书种类和证书状态。

5.4、报考管理模块

以列表形式呈现报告管理的台账，列表的列名包含编号、报考编号、开始日期、结束日期、锁定状态和操作。

5.5、学习数据清零模块

以列表形式呈现学习数据清零的台账，列表的列名包含编号、范围内容、开始时间、结束时间、数据状态、操作人、最近操作时间和操作；学习数据清零的查询条件包含开始时间、结束时间、数据状态和操作人。

5.6、消息管理模块，包括：

5.6.1、消息发送模块

以列表形式呈现消息发送的台账，列表的列名包含编号、标题、发件人、发送时间、发布状态和操作；消息发送的查询条件包含标题、开始日期、结束时间和发布状态。

5.6.2消息接收模块，包括：

提示未读消息及其数量；

查阅未读消息和已读消息；

以列表形式呈现未读消息的台账，列表的列名包含标题和接收时间；

以列表形式呈现已读消息的台账，列表的列名包含标题和接收时间。

6、职业培训分系统，包括：

6.1、课程学习模块

课程学习模块包含的三个管制员英语Interaction Computer-Based Training(以下简称i-CBT)软件：

管制员英语测试考试指南学习软件；

管制员ICAO特情英语课程软件；

管制员英语无线电陆空通话课程软件。

学员根据学习、培训计划和个人实际情况，选择上述的三个管制员英语i-CBT软件进行交互式自我学习。

每个管制员英语i-CBT软件具备以下功能：

检测音频设备的扬声器和麦克风；

提供课程目录导航；

按脚本显示文本、图片，并播放音/视频；

前进、后退、录音、播放录音和录音倒计时；

显示/隐藏播放音频对应的文本；

查看参考答案、关键字和语法；

断点续学；

学习防挂机；

查看学习记录；

采用人工智能技术和语音识别技术对学员的课程学习进行打分。

课程学习模块的题型模板规则及课程学习规则具体如下：

题型模板

题型模板包括单问选择、多问选择、简要回答、故事复述、短文复述、人机面试、模拟练习、发音练习、飞行模拟、单词点读、判断题。

模板规则以松散式操作执行，操作包括场景资源控制(场景资源包括图片、音频、视频，一个模板只能在三者中选一项)、文本显示、声音控制、跟读录音、倒计时作答、答题输入等；操作时序规则为：

进入题型模板时，场景资源自动控制，控制动作分为图片显示、音频播放播放、视频播放控制；

跟读录音必须在场景资源音频播放后启动，并且启动倒计时控制，多次录音只保存最后一次录音，并支持重复播放。课程结构规则，包括：课程结构模式如下：

课程结构按照模式划分为：课程模式与目录模式；课程模式类型包括三种：学习模式、测试模式、混排模式；目录模式也包括三种：自由模式、闯关模式、测试模式；

课程模式包括：

学习模式：播放与录音可以重复进行，可以多次练习；可以书写笔记，查看答案以及使用更多里面的功能；

测试模式：

a.开始考试之后，题目的切换是自动进行，不能手动进行上一题；

b.进入下一题：答题完毕之后，自动切换到下一题；

c.该模式只能做题，不能书写笔记，查看答案，查看更多等操作；

混排模式：

a.末节点必须是练习模式或者模考模式的一种，父节点如果为混合模式，需要使用子节点的模式；

b.末节点使用练习模式或者测试模式，参考其他两种模式的规则；

课程结构规则

(1)当课程模式为学习模式、目录结构为自由模式：课程目录结构默认设置为自由模式，不可修改；

(2)当课程模式为学习模式、目录结构为闯关模式：课程目录结构可以设置为闯关模式，不可修改；

(3)当课程模式为测试模式、目录结构为测试模式：课程目录结构可以设置为测试模式，不可修改；

(4)当课程模式为混排模式、目录结构为自由模式：课程目录结构默认设置为自由模式，可修改，修改选项自由模式与测试模式；

(5)当课程模式为混排模式、目录结构为闯关模式：课程目录结构可以设置为闯关模式，可修改，修改选项闯关模式与测试模式。

课程结构与绑题规则对应关系如下表：

具体的学习规则如下：

(1)自由学习：针对客观题，可以重复进行作答，针对主观题可重复操作录音及播放，并且每次录音保存最新一条录音记录

(2)闯关学习：在末子节点做题时，需判断是否通过，具体规则：

a.实际得分>通过标准分值才可进入下一节点(通过率为系统设置，通过标准分值＝总分值*通过率；

b.如果未通过，无论是客观题还是主观题，可反复作答，直到满足通过条件，才可进入下一目录节点；

c.如果已通过，该节点可重复作答。

(3)测试模式：系统控制作答，与测试模式规则相同。

6.1.1、管制员英语测试考试指南学习软件

依据《中国民航管制员英语等级测试考试指南》的内容编写脚本而形成的管制员英语i-CBT软件。

6.1.2、管制员ICAO特情英语课程软件

依据《/直飞4++(Overshooting level 4)》的内容编写脚本而形成的管制员英语i-CBT软件。

6.1.3、管制员英语无线电陆空通话课程软件

管制员英语无线电陆空通话课程软件用于提高空中交通管理专业学生应用ICAO英语语言的综合能力、使用ICAO英语进行通讯的能力，以及针对一些特殊情况的处理能力的专业辅助工具。

6.2、学习笔记模块，包括：

查看学习笔记；

能够修改和删除学员学习管制员英语i-CBT软件所做的学习笔记。

6.3、建议收集模块

用于收集对每个管制员英语i-CBT软件的建议；

建议的内容包含标题、标签、内容、上传图片和是否需要回复。

7、模拟测试分系统

模拟测试分系统是使用“管制员英语等级模拟测试软件”对管制员的ICAO英语水平进行模拟测试。在每次模拟测试时，管制员英语等级模拟测试软件的试题是按照AETS测试系统的组题原则随机生成的，即从管制员英语测试考试指南学习软件包括的6套AETS全真试题(Test1～Test6)题库中随机抽取；其试题结构、题量、答题方式及答题时长与AETS测试系统一致。

学员在学习三个管制员英语i-CBT软件每达一定时长后，可以使用管制员英语等级模拟测试软件进行一次模拟测试；学员可根据自身情况，选择初试或复试；系统采用人工智能技术和语音识别技术对学员的模拟测试进行测评，形成测评报告。

8、ICAO管制员英语语音识别分系统

ICAO管制员英语语音识别分系统是一个语音识别引擎，包含三个部分：声学模型、语言模型和ICAO管制员英语语料库。

三个管制员英语i-CBT软件和管制员英语等级模拟测试软件均可调用ICAO管制员英语语音识别分系统，ICAO管制员英语语音识别分系统按照《国际民航组织语言能力要求实施手册》(ICAO DOC9835 AN/453)的六个测评维度(发音、结构、词汇使用、流利程度、理解能力及交际能力)对管制员的ICAO英语水平进行人工智能测评，并反馈测评结果(包括分值和等级)。

9、行为记录分系统，包括：

9.1、学习记录模块，包括：

9.1.1、按时间查看学习记录，包括：

以列表形式呈现学习记录的台账，列表的列名包含日期、学习总时长和操作；

学习记录的查询条件包含开始日期和结束日期；

以列表形式呈现学习记录详情的台账，列表的列名包含时间、课程、学习时长和学习章节。

对学习记录详情进行查看；

以列表形式呈现某天、某个课程学习记录的详情明细，列表的列名包含序号、开始时间、结束时间、学习时长和学习章节。

9.1.2、按课程查看学习记录，包括：

以列表形式呈现课程学习记录的台账，列表的列名包含序号、课程软件名称、日期、学习总时长和操作。

学习记录的查询条件包含课程、开始日期和结束日期；

以列表形式呈现学员的当天、某个课程软件学习记录的详情明细，列表的列名包含序号、开始时间、结束时间、学习时长和学习章节(进度)。

9.2、测试记录模块，包括：

以列表形式呈现测试记录的台账，列表的列名包含编号、登录账号、姓名、岗位、模考总次数、最新一次模考时间、AETS考试资格和操作。

10、统计分析分系统，包括：

10.1、在线人数统计模块，包括：

10.1.1、访客人数统计模块

以曲线形式呈现使用系统的访客人数统计数据和趋势；

数据的查询条件包含任一时间段、近一周、近一月和近一年；

查询到的数据分别按日、周和月统计，并以日线、周线及月线的方式显示统计数据和趋势；

显示曲线上的统计点信息；统计点信息包含访客人数；统计点分为日统计点、周统计点及月统计点。

10.1.2、访问次数统计模块

以曲线形式显示访问次数统计数据和趋势；

数据的查询条件包含任一时间段、近一周、近一月及近一年；

清空数据的查询条件；

查询到的数据分别按日、周及月进行统计，并以日线、周线和月线的方式显示其统计数据和趋势；

显示曲线上的统计点信息；统计点信息包含访问次数；统计点分为日统计点、周统计点及月统计点；

曲线默认显示最近7日的、使用管制员英语培训及测试系统的访问次数按日统计的数据和趋势。

10.2、排行榜模块

显示学员的排名和学习总时长；

以列表形式分别显示近七天、近半年的学员学习总时长排名，按学习总时长由长到短倒序显示；

列表的列名包含名次、登录帐号和学习总时长。

10.3、单位学习模块，包括：

10.3.1、宏观数据统计模块

统计并显示单位当前的学习概况数据；

概况数据包含学习总时长、录音总时长、学习总人数及今日学习人数。

10.3.2、课程学习趋势显示模块

以曲线形式显示单位使用课程的时长统计数据和趋势；

时长包含学习时长和录音时长；实线曲线表示课程软件的学习时长，虚线曲线表示课程软件的录音时长；

数据的查询条件包含任一时间段、近一周、近一月、近一年、单个或多个课程、学习时长及录音时长；

清空数据的查询条件；

查询到的数据分别按日、周及月统计，并以日线、周线及月线的方式显示统计数据和趋势；

显示曲线上的统计点信息；统计点信息包含图例、课程软件名称、学习时长或录音时长；统计点分为日统计点、周统计点及月统计点；

曲线默认显示最近7日的、所有课程软件的学习时长和录音时长按日统计的数据和趋势。10.3.3、课程学习时长统计

以圆环图形式呈现单位使用课程的学习时长统计数据及所占百分百；

数据的查询条件包含任一时间段、近一周、近一月、近一年及单个或多个课程软件。

10.3.4、课程录音时长统计模块

以圆环图形式呈现单位使用课程的录音时长统计数据及所占百分百；

数据的查询条件包含任一时间段、近一周、近一月、近一年及单个或多个课程。

10.4、部门学习模块

以列表形式呈现部门学习概况；

列表的列名包含序号、部门、学习总时长、部门人均学习时长、录音总时长及部门人均录音时长；

部门学习概况记录的查询条件包含部门名称、任一时间段，优选近一周、近一月及近一年。

10.5、个人学习模块

以列表形式呈现个人学习概况，列表的列名包含序号、登录帐号、姓名、岗位、部门、学习时长、部门人均学习时长、录音时长、部门人均录音时长及操作；

对个人学习概况记录详情进行查看，按天查看学习记录和按课程查看学习记录。

10.6、培训班学习模块

以列表形式呈现培训班学习概况；

列表的列名包含编号、班级名称、学习总时长、人均学习时长、录音总时长、人均录音时长。

11、系统角色等级，如图6所示，包括以下7级角色权限等级：

一级管理员，具有系统所有功能的权限；

二级管理员，只具有查阅相应分局及中心级的数据的权限；

三级管理员，只具有查阅对应科室级的数据的权限；

培训管理员，具有查阅全局的数据的权限；

教员，具有使用系统进行教学和教学管理的权限；

学员，具有使用系统进行学习和模拟测试的权限；

运行维护人员，具有维护系统的正常运行的权限。

如图7所示，系统部署的硬件环境基于公有云计算服务平台，满足全世界范围内的企业客户，以Web服务的形式面向用户提供服务。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。