Zurück

Drucken

A-PiMod (Applying Pilot Models for Safer Aircraft)

Das von der Europäischen Union geförderte Projekt A-PiMod (Applying Pilot Models for Safer Aircraft) leistet einen Beitrag zur Steigerung der Sicherheit des Luftverkehrs durch die Entwicklung einer neuen, multimodalen und adaptiven Cockpit-Architektur – dem Cockpit der Zukunft.

Der Einsatz von Automatisierung im Cockpit erfolgt heutzutage meist abhängig von technischen Faktoren. Der Zustand der Piloten bleibt in den meisten Fällen unberücksichtigt. Dies kann dazu führen, dass die Cockpit-Automatisierung für den Piloten in unverständlicher Weise agiert. Wie Unfalluntersuchungen aufgezeigt haben, tragen solche Probleme der Schnittstelle zwischen Mensch und Automatisierung zu 60–80 Prozent aller Unfälle bei.

Das Ziel von A-PiMod

Das Projekt A-PiMod zielt auf die Entwicklung einer Cockpit-Architektur ab, die neben den beiden Piloten als drittes Mitglied des Cockpit-Teams betrachtet werden kann. A-PiMod soll die Kooperation zwischen Mensch und Maschine verbessern und dazu beitragen, die Anzahl der Fehler im Cockpit zu reduzieren sowie deren Auswirkungen zu begrenzen.

Die Cockpit-Architektur

Die entwickelte Cockpit-Architektur kombiniert Technologien der multi­modalen Interaktion, ein Piloten-Modell und eine Echtzeit-Risikobewertung. Sie unterstützt eine Anpassung

• des Flugplans unter Berücksichtigung der aktuellen Rahmenbedingungen,
• der Aufgabenverteilung zwischen Piloten und Automatisierung und
• der Interaktions­modalität an die Wünsche des Piloten und die Erfordernisse der Situation.

Navigations- (links) und Managementdisplay  (Mitte) im DLR-Cockpitsimulator

Anpassung des Flugplans

Um eine sichere Durchführung des Fluges zu gewährleisten, überwachen und bewerten die Systeme permanent den Flugzeugzustand, die Umgebungsbedingungen und den Zustand der Piloten. Mögliche Gefahren werden dabei erkannt. Informationen über ermittelte Risiken werden auf einem neu entwickelten Managementdisplay angezeigt. Auf dieser Grundlage können die Piloten über das Display mögliche Änderungen des Fluges auswählen und deren Risiken erneut durch das System bewerten lassen.

Anpassung der Aufgabenverteilung

Die entwickelte Cockpit-Architektur unterstützt die dynamische Verteilung von Aufgaben zwischen der Cockpit-Besatzung und der Automatisierung. Dazu identifiziert eine Komponente zuerst die in der aktuellen Situation anstehenden Aufgaben. Anschließend bestimmt sie alle möglichen Aufgaben­verteilungen und die daraus folgenden Wahrscheinlichkeiten für Fehler. Ein wichtiges Kriterium für die Ermittlung der Fehlerwahrscheinlichkeit ist der Zustand der Crew. Basierend auf den Blickbewegungen, Gesten und Eingaben der Piloten werden Rückschlüsse auf ihre aktuellen Absichten, ihr Situationsbewusstsein sowie ihre Arbeitsbelastung gezogen. Mit Hilfe des Managementdisplays können Piloten die Aufgabenverteilung modifizieren.

Anpassung der Interaktion

Zur Erleichterung der Kooperation zwischen den Piloten und Systemen im Cockpit werden die konventionellen Interaktionsmodalitäten durch eine Spracherkennungssoftware und Touchscreens erweitert. Dies wurde am Beispiel eines multi­modalen Navigationssystems implementiert. Außerdem wurde ein rein passives System zur Gesten- und Blickbewegungserfassung entwickelt.

Validierung

Inwieweit A-PiMod die erwarteten Ziele erreicht, wurde regelmäßig überprüft. 13 Piloten testeten projekt­begleitend die Systeme in einem Cockpitsimulator des DLR. Im Allgemeinen bestätigten die Teilnehmer den positiven Beitrag, den A-PiMod zur Steigerung der Sicherheit durch die Reduzierung von Fehlern im Cockpit leisten kann.

Trainingstool

Die in A-PiMod entwickelten Module können zukünftig auch Fluglehrer in Flugsimulatoren unterstützen. Ein Trainingstool kann ihnen innovative Leistungsmaße auf einem Tablet anzeigen und neuartige Erkenntnisse bezüglich der Blickbewegungen, des Pilotenzustandes, des Flugzeugzustandes und möglicher Gefahren liefern. Zusätzlich erlaubt das Trainingstool dem Fluglehrer eine Bewertung der Kompetenzen von Piloten.

Die Forschungsarbeiten, die zu diesen Ergebnissen geführt haben, wurden gemäß der Finanzhilfevereinbarung Nr. 605141 im Zuge des Siebten Rahmenprogramms der Europäischen Union (RP7/2007-2013) gefördert.