Intelligent air traffic control using NLP-enhanced speech recognition and natural language generation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The combination of artificial intelligence (AI) and natural language processing (NLP) can bring an intelligent solution to air traffic management (ATM) for reliability, accuracy, and safety. This research aims to present a real-time intelligent system that improves the communication between air traffic controllers (ATCOs) and pilots. The proposed system enhances transcription accuracy, supports automated decision-making, reduces the response time and furthermore improves safety in high-air traffic situations. The proposed architecture is designed to enable scalable integration of AI tools and NLP technologies in ATC systems. The merits of the proposed system is that it automates the whole steps of the communication in the air traffic system, rather than implementing parts of the process. The system begins by automatic speech recognition (ASR) module that is responsible for transforming the speech (instructions) into text. The architecture enables understanding the main ATC instructions via a specific list of most common keywords through a natural language understanding module (NLU), thus enabling the pilot to communicate with the ATM system. Additionally, the system incorporates natural language response generation (NLG) module to reduce pilot workload and improve the communication efficiency. Extensive experiments were conducted for system verification on several datasets, where each dataset is targeted for a specific module of the system. Through the results, the proposed system demonstrates its capability of reducing the communication errors and improving service reliability with the overall word recognition accuracy by the ASR module of 91.73%, while the NLU module gives F1 score to 0.9816, and the NLG module produced acceptable quality of generated texts (85%) and with generation latency ~ 0.6 s. Compared to the recent existing systems, our system gives a better overall performance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».