摘要:本文介绍一种新方法,将人机界面 (HMI) 状态(一种涵盖操作员动作和过程状态的视觉反馈状态模式)从多变量时间序列转换为自然语言处理 (NLP) 建模领域。该方法的目标是在给定 k 个滞后过去 HMI 状态模式的情况下,预测 n 个提前时间步长窗口的操作员响应模式。NLP 方法提供了在 HMI 状态模式中编码 (语义) 上下文关系的可能性。为此,介绍了一种使用序列到序列 (seq2seq) 深度学习机器翻译算法构建原始 HMI 数据以进行监督训练的技术。此外,基于注意力等当前最先进的设计元素的自定义 Seq2Seq 卷积神经网络 (CNN) NLP 模型与基于标准循环神经网络 (RNN) 的 NLP 模型进行了比较。结果表明,用于建模 HMI 状态的两种 NLP 模型设计具有相当的有效性。 RNN NLP 模型显示出更高的(≈ 26%)预测准确度,一般来说,无论是样本内还是样本外的测试数据集。然而,自定义 CNN NLP 模型显示出更高的(≈ 53%)验证准确度,表明在相同数量的可用训练数据的情况下,过度拟合较少。所提出的工业 HMI NLP 建模的实际应用,例如在发电站控制室、航空(驾驶舱)等,正朝着现实的方向发展
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