Mit dem „Remote Tower Operation"-Ansatz (RTO) wird ein Konzept verfolgt, in dem kleinere Flughäfen und nicht-direkt einsehbare Bereiche größerer Flughäfen von einem Kontrollzentrum ohne Turmbauwerk überwacht werden; d.h ohne direkte Sicht auf den Flughafen und somit flexibler und kostengünstiger.
Projektüberblick
Ein Videopanorama mit überlagerten Flugdaten (Verstärkte Sicht: Augmented Vision) ersetzt die direkte Fernsicht des Lotsen (Controlers) aus den Towerfenstern. Das Projekt RapTOr (2005-2007) ist der erste Schritt auf dem Weg hin zu einem RTO-Center zur Überwachung mehrerer kleinerer Flughäfen und dem langfristigen Ziel des Virtual Tower (ViTo), als Kontrollzentrum für größere Flughäfen. Das Projekt baute auf den Ergebnissen der Konzeptstudie “Virtual Tower” (ViTo, 2002-2004) auf. Es wird ab 2008 im Rahmen des neuen Projekts RAiCe (Remote Airport Traffic Control Center) fortgesetzt.
Im Projekt RapTOr wurde ein RTO-Experimentalsystem als eine Erweiterung des Advanced Surface Movement Guidance and Control Systems (A-SMGCS) des Braunschweiger Forschungsflughafens realisiert. Das Design und die Entwicklung des Demonstrators wurde durch Untersuchungsergebnisse der Analyse, Modellierung kognitiver Prozesse sowie der Simulation der Arbeitsprozesse der Tower-Lotsen unterstützt.
Forschungs- und Entwicklungsziele
Realisierung des RTO Experimentalsystems
Für die Kontrolle des Bodenverkehrs am Flughafen ist für den Towerlotsen der direkte Blick aus den Towerfenstern - unter heutigen Arbeitsbedingungen - von zentraler Bedeutung. Jeder Versuch, Bodenbewegungen ohne direkte Towersicht zu managen, ist deshalb eine revolutionäre Änderung der Arbeitsbedingungen von Towerlotsen.
Deswegen wird angenommen, dass die Rekonstruktion der direkten Towersicht in zukünftigen ASMGC-Systemen – dem Maßstab der Menschzentrierten Automatisierung folgend –zusätzlich zu einer vogelperspektivischen-abstrakten Darstellung des Bodenverkehrs, den Towerlotsen den Wechsel hin zu dieser neuen Arbeitsumgebung wesentlich erleichtern wird.
Weiterhin stößt diese Arbeitsumgebung auf höhere Akzeptanz. Der Designprozess für RTO- (und zukünftig ViTo-) Arbeitsumgebungen ist auf das spezifische Fachwissen der Experten (Lotsen) der deutschen Flugsicherung (DFS) angewiesen, welche die Eingangsdaten für die kognitive Lotsenarbeit-Analyse liefern.
Abkürzungen
A-SMGCS: Advanced Surface Movement Guidance and Control System ATM: Air Traffic Management PTZ: Pan-Tilt-Zoom RapTOr: Remote Tower Operation Research RTO: Remote Tower Operation ViTo: Virtual Tower
Veröffentlichungen "Virtual Tower"/ "Remote Tower Operations" des Instituts für Flugführung/ Systemergonomie (seit 2002)
Themenbereich 1: "Virtual Tower/ Remote Tower Operation"
[1.1] N. Fürstenau, Virtual Reality for Integration, Proc. 12th Scientific Seminar: The Challenges of Integration", DLR, Inst. of Flight Guidance, 30.-31.Oct. 2002, to be published as DLR-Mitteilung, www.dlr.de/
[1.2] N. Fürstenau, M. Rudolph, M. Schmidt, B. Lorenz, T. Albrecht, On the use of transparent rear projection screens to reduce head – down time in the air – traffic control tower, Proc. Human Performance, Situation Awareness and Automation Technology (HAPSA II) 22. -25.3.04, Daytona Beach / Fl, Lawrence Erlbaum Publishers Inc. (2004), 195 – 200
[1.3] N. Fürstenau, M. Rudolph, M. Schmidt, B. Werther, Virtual Tower, in: " Wettbewerb der Visionen 2001 – 2004", Hrsg. Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt (2004) pp.16 – 21
[1.4] N. Fürstenau, Virtual Tower, 5th ATM R&D Symposium (DLR, Eurocontrol, EC), Braunschweig, 11.-13.10. 2005 http://atmsymposium.dlr.de
[1.5] M. Schmidt, M. Rudolph, B. Werther, N. Fürstenau, Remote Airport Tower operation with Augmented Vision Video Panorama HMI, Proc. 2nd Int. Conf. Res. in Air Transportation (ICRAT 2006), Belgrade (2006), pp. 221-229
[1.6] M. Schmidt, M. Rudolph, B. Werther, N. Fürstenau: Development of an Augmented Vision Videopanorama Human-Machine Interface for Remote Airport Tower Operation, Proc. HCII2007 Beijing, Springer Lecture Notes Computer Science 4558 (2007) 1119-1128
[1.7] N. Fürstenau, M. Schmidt, M. Rudolph, C. Möhlenbrink, B. Werther, Augmented Vision Videopanorama System for Remote Tower Operation: Initial Validation, Proc. 6th Eurocontrol Innovative Research Workshop, Bretigny, 4.-6. 12. 2007, 125-132
[1.8] N. Fürstenau, C. Möhlenbrink, M. Rudolph, M. Schmidt, W. Halle: Augmented Vision Videopanorama System for Remote Airport Tower Operation. Proc. 26th Int. Congress of the Aeronautical Sciences, Ancorage 9/2008, accepted paper, t.b. published
Themenbereich 2: Kognitive Modellierung/ Simulation von Wahrnehmung und Entscheidungsfindung
[2.1] N. Fürstenau, Nonlinear Dynamics of Belief Updating and Decision Making, Proc. IEEE Conf. Systems, Man and Cybernetics, Hammamet / Tunesia (2002). IEEE Cat. no. 02CH37349C, ISBN 0-7803-7438-X, paper TP 1O2
[2.2] N. Fürstenau, Nichtlineare Dynamik der Hypothesenbildung, DGLR-Bericht 2002-04: "Situation Awareness in der Fahrzeug – und Prozeßführung", ISBN3-932182-29-4, Deutsche Gesellschaft für Luft-und Raumfahrt, Hrsg.: M. Grandt, K.-P. Gärtner, (2002), 199 - 216
[2.3] N. Fürstenau, A nonlinear dynamics model of binocular rivalry, in: "The Logic of Cognitive Systems", Proc. 5th Int. Conf. Cognitive Modeling ICCM 2003, Hrsg.: F. Detje, D. Dörner, H. Schaub, Bamberg 10.-12.4.03, pp. 111-116
[2.4] N. Fürstenau, A nonlinear dynamics model of binocular rivalry and cognitive multistability, Proc. IEEE-SMC 2003, IEEE Int. Conf. Systems, Man, and Cybernetics, Washington/DC, (2003), ISBN 0-7803-7953-5, IEEE Cat. no. 03CH37483C, pp. 1081-1088
[2.5] N. Fürstenau, A recursive attention – perception chaotic attractor model of cognitive multistability, Proc. 6th Int. Conf. on Cognitive Modeling (ICCM 2004), Pittsburg/PA July 30 – Aug.1 (2004), M. Lovett, C. Schunn, C. Lebiere, P. Munro, Editors. Lawrence Erlbaum Associates Publishers, Mahwah/NJ (2004), 348 – 349
[2.6] Fürstenau N.: A chaotic attractor model of cognitive multistability, Proceedings of the IEEE 2004 Int. Conf. on Systems, Man and Cybernetics, ISBN 0-7803-8567-5, IEEE cat. no. 04CH37583C. (2004) pp. 853-859
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[2.8] N. Fürstenau, Modellierung und Simulation spontaner Wahrnehmungswechsel bei mehrdeutigen Stimuli in Augmented Vision Systemen, 6. Berliner Werkstatt Mensch-Maschine-Systeme 13.-15.10. 2005, in: VDI – Fortschrittsberichte Reihe 22: Zustandserkennung und Systemgestaltung, ZMMS Spektrum Bd. 19, VDI-Verlag Düsseldorf (2005) 119-124
[2.9] Werther, B., Uhlmann, H.: Ansatz zur modellbasierten Entwicklung eines Lotsenarbeits-platzes. In: Zustandserkennung und Systemgestaltung, Fortschritt Berichte VDI, vol. 22, (2005) pp. 291-294
[2.10] Werther, B., Schnieder, E.: Formal Cognitive Resource Model: Modeling of human behavior in complex work environments. In: Proc. Int. Conf. Computational Intelligence for Modelling, Control & Automation, CIMCA (2005), Wien, pp. 606 – 611.
[2.11] Werther, B.: Kognitive Modellierung mit farbigen Petrinetzen zur Analyse menschlichen Verhaltens, PhD Dissertation, DLR-Inst. of Flight Guidance and Technische Universität Braunschweig, 2006.
[2.12] N. Fürstenau, Modelling and Simulation of Spontaneous Perception Switching with Ambiguous Visual Stimuli in Augmented Vision Systems, in: Perception and Interaction Technologies 6, Lecture Notes in Artificial Intelligence (LNAI), Springer, Berlin , Heidelberg (2006), pp.20-31
[2.13] N. Fürstenau, A Computational Model of Bistable Perception-Attention Dynamics with Long Range Correlations, Proc. 30th German Conf. on Artificial Intelligence (KI2007), in: J. Hertzberg, M. Beetz, R. Englert (Eds.): Lecture Notes in Artificial Intelligence (LNAI), Springer 2007, pp. 251-263
[2.14] N. Fürstenau, M. Mittendorf, Simulation of Bistable Perception with Long Range Correlations Using Perception-Attention-Memory Coupling, Proc. 14th Fall Academy "Theory in Cognitive Neuroscience", Wildbad Kreuth 4.-7.11.07, (2007), 12, Abstract
[2.15] B. Werther, C. Möhlenbrink, M. Rudolph: Colored Petri Net Based Formal Airport Control Model for Simulation and Analysis of Airport Control Processes. V.G. Duffy (Ed.): Digital Human Modeling, HCII 2007, LNCS 4561, pp. 1027-1036, Springer Verlag Berlin 2007