Im Projekt ‘Aviator 2030’ werden die zukünftig zu erwartenden Veränderungen für Fluglotsen und Piloten bestimmt, mit dem Ziel die entsprechenden Anforderungsprofile für die zukünftige Personalauswahl anzupassen.
In einem ersten Schritt wurden hierzu Zukunftswerkstätten mit erfahrenen Fluglotsen und Piloten durchgeführt. Hierbei wurden deren Einschätzungen bezüglich der zukünftig zu erwartenen Aufgaben, Rollen und Verantwortlichkeiten erhoben. Hierbei ergab sich, dass höhere Anforderungen an das Überwachungsverhalten und die Teamwork zu erwarten sind (Bruder, Jörn & Eißfeldt, 2008).
Abb. 1: Projektphasen von Aviator 2030
Auf der nächsten Analysestufe werden zwei experimentelle Ansätze verfolgt. Hierzu wurden innerhalb des Projekts zwei Simulationsumgebungen entwickelt.
Die Simulation “SSAS” wurde entwickelt, um die psychologischen Merkmale eines erwünschten Überwachungsverhaltens untersuchen zu können. Zur Erhebung der zentralen Maße wird Blicktechnologie eingesetzt. Die Simulationsumgebung SSAS könnte perspektivisch als Plattform zu einem Instrument der Personalauswahl im Luftfahrtbereich weiterentwickelt werden.
“AviaSim” wird als eine ökologisch valide Simulationsumgebung genutzt, um die zukünftigen Anforderungen von Fluglotsen und Piloten noch eingehender zu untersuchen. Die Arbeitsplätze beider Domänen sind hierbei integrierter Bestandteil des verwendeten experimentellen Settings.
SSAS – Eine Mikrowelt zur Untersuchung der Eigenschaften, die in Zukunft erfolgreiche Aviatoren ausmachen
In den Zukunftswerkstätten wurde erarbeitet, dass die Effizienz und Effektivität des Überwachungsverhaltens eine Kernkompetenz zukünftiger Fluglotsen und Piloten darstellt. Diese Ergebnisse legen nahe, einen Teil der Forschung auf die eingehende Untersuchung des Überwachungsverhaltens mit dem Ziel der Vorhersage von Berufseignung auszurichten.
SSAS steht für “Self Separation Airspace” und ist eine vereinfachte, dynamische Simulation zukünftiger Anforderungen an Luftfahrtoperateure (für eine eingehende Darstellung, siehe Hasse, Bruder, Grasshoff & Eißfeldt, 2009). Für die Bearbeitung der hierin gestellten Aufgaben benötigen die Untersuchungsteilnehmer keine Vorerfahrungen als Fluglotsen oder Piloten. Durch die Kopplung mit einem Blickbewegungssystem ist es mit SSAS möglich, das Überwachungsverhalten von Probanden zu erheben. Die Aufgabe der Probanden besteht darin, einen Verkehrsfluss entweder manuell zu steuern oder eine Automatisierung, die diese Aufgabe übernimmt, zu überwachen. Die Untersuchungsergebnisse können einer rechtzeitigen Anpassung der Anforderungsprofile im Personalauswahlprozess und der Entwicklung neuer Auswahlinstrumente dienen. Langfristig betrachtet könnte es der Einsatz von SSAS ermöglichen, Bewerber in der Luftfahrt zukünftig auch auf Grundlage standardisierter Muster für gutes Überwachungsverhalten auszuwählen.
AviaSim – Eine neue Simulationsplattform für mehrere Akteure
Mit AviaSim ist es möglich, psychologische Prozesse der in einem kollaborativen Setting von verteilten Teams agierenden Operateure zu untersuchen, wie das Entscheiden auf taktischer Ebene, Aufgabenzuweisung, Aufmerksamkeitsprozesse, Überwachungsverhalten und das Informationsmanagement.
Das Hauptaugenmerk der ersten Untersuchungsreihe liegt sowohl auf der Frage, wie die Funktionalität der zukünftigen Bord-Boden Kommunikationsschnittstelle auszulegen sei, als auch darauf wie neuartige Automatisierung in den zukünftigen Arbeitsprozess einzubinden wäre. Die Untersuchungen werden mit Experten durchgeführt. Die von den Teilnehmern zu bearbeitende Aufgabe bestehen in der effektiven räumlichen Separierung von Verkehrsströmen, wobei es ebenfalls darauf ankommt den Bedürfnissen der anderen Systemnutzer Rechnung zu tragen.
Jeder Arbeitsplatz ist mit einer Standard-Ausrüstung ausgestattet. Zusätzlich kooperieren die verschiedenen menschlichen Akteure miteinander über Assistenzsysteme, die wahlweise an den Arbeitsplatz angebracht oder entfernt werden können. Diese Systeme unterstützen bei taktischen Entscheidungen und bei der Überwachung des Verkehrs.
Der für die erste Untersuchung verwendete Luftraum ist unterteilt in verwaltete und nicht verwaltete Bereiche, die durch einen Übergangsbereich voneinander abgegrenzt sind. Innerhalb eines Szenarios wird zwischenzeitlich die Verantwortung für die Separierung von den Fluglotsen an die Piloten übergeben. Hierzu müssen vorgegebene Prozeduren beachtet werden, die eine stufenweise Übergabe über den Übergangsbereich vorsehen. Sobald sich ihre Luftfahrzeuge im Modus der Selbst-Separierung befinden, haben Piloten ein vorgegebenes Regelwerk zu befolgen, das der Vermeidung von Separationsunterschreitungen dient.
Das für die erste Untersuchung gewählte En-Route Szenario stellt die Crews vor neue Anforderungen hinsichtlich der Vorausplanung, des Situationsbewusstseins, der Kommunikation, der Informationsverwaltung, der Entscheidungsfindung, sowie an ihre Einstellungen hinsichtlich dem befolgen von Regeln und dem Vertrauen in die Automatisierung.
Gegenwärtig ist AviaSim für bis zu neun Aviatoren-Arbeitsplätze ausgelegt: einem Fluglotsenarbeitsplatz sowie acht Piloten-Arbeitsplätze. Über die Programmierung skript-basierter Flugplänen kann ein Szenario durch zusätzlichen Kontextverkehr angereichert werden.
Publikationen
Bruder, C., Jörn, L. & Eißfeldt, H.: Aviator 2030 - When pilots and air traffic controller discuss their future. In A. Droog & T. D' Oliveira (Eds.), Proceedings of the 28th EAAP Conference, Vol. 2, pp. 354-358, Valencia: EAAP, (2008).
Bruder, C., Eißfeldt, H., Hörmann, J., Jörn, L., Stern, C., Teegen, U. & Zierke, O.: Aviator 2030 - Fähigkeitsrelevante Aspekte zukünftiger ATM-Systeme aus Sicht beruflicher Experten Teil 1 Konzeptentwicklung, DLR Forschungsbericht 2009-02, Köln: DLR, (2009).DLR-Forschungsbericht (pdf, 1.2 MByte)
Eißfeldt, H.: Aviator 2030 - Ability requirements in future ATM Systems. In Proceedings of the 15th International Symposium on Aviation Psychology, pp. 112-117, Dayton, OH: Wright State University, (2009).
Eißfeldt, H.: Aviator 2030 - Bericht aus einem DLR-Projekt zu zukünftigen Fähigkeitsanforderungen. In G. Faber (Ed.), Die 4. Jetgeneration der Verkehrsflugzeuge - zunehmende Automatisierung, pp. 74-77, Darmstadt: FHP, (2009).
Hasse, C., Bruder, C., Grasshoff, D. & Eißfeldt, H.: Future Ability Requirements for Operators in Aviation regarding Monitoring. In A. Lichtenstein, C. Stößel & C. Clemens (Hrsg), Der Mensch im Mittelpunkt technischer Systeme, 8. Berliner Werkstatt Mensch-Maschine-Systeme, Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 22, Nr. 29, pp. 159-160,. Berlin: Zentrum Mensch-Maschine-Systeme der Technischen Universität Berlin, (2009).
Hasse, C., Bruder, C., Grasshoff, D. & Eißfeldt, H.: Using eye movement parameters to assess monitoring behavior for flight crew selection, In ECEM`09, 15th European Conference on Eye Movements, 23rd-27th August 2009, Southampton: University of Southampton, (2009).
Hörmann, H. J., Schulze-Kissing, D. & Zierke, O. & Eissfeldt, H.: Aviator 2030 - Veränderungen von Berufsanforderungen im zukünftigen Luftverkehrssystem, In 51. Fachausschusssitzung Anthropotechnik, 27.- 28. Oktober, Braunschweig, pp. 98-103., Braunschweig: DGLR, (2009).
Hörmann, H. J., & Zierke, O.: AVIATOR 2030 - Zukunftsszenarien. In D. Stelling (Ed.), IB-316-2008-01, pp. 7-11, Hamburg: DLR, (2008).
Hörmann, H. J., Schulze-Kissing, D. & Zierke, O.: Determining Job Requirements for the next Aviator Generation. In Proceedings of the 15th International Symposium on Aviation Psychology, pp. 118-123, Dayton, OH: Wright State University, (2009).
Schulze-Kissing, D., Zierke, O., Hörmann, H.-J. & Eißfeldt, H.: AviaSim: Eine PC-basierte Simulationsumgebung zur bord- und bodenseitigen Bewertung von Human-Factors-Auswirkungen zukünftiger ATM-Konzepte, In Vortrag 12. FHP Symposium St. Märgen, 18.-20. Mai 2009, FHP Darmstadt, (2009).
Zierke, O., Hörmann, H.-J., Schulze-Kissing, D. & Eißfeldt, H.: Evaluation eines Cockpit-Displays zur Darstellung des umgebenden Luftverkehrs, In S. Kain, D. Struve & H. Wandke (Hrsg.): Workshop-Proceedings der Tagung Mensch & Computer 2009, S. 281-283. Berlin: Logos, (2009).