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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Untersuchung der Arbeitssituation im Cockpit moderner Verkehrsflugzeuge bei Einführung neuer Informationsverarbeitungs- und -darstellungsmöglichkeiten
Forschungsprojekt

Projektleiter
Prof. Dr.-Ing. G. Hüttig
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Dipl.-Ing. G. Anders
Dipl.-Psych. A. Tautz
Projektförderung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektbeschreibung

Lupe

Einführung
Technologische Weiterentwicklungen zur Erhöhung von Sicherheit, Effizienz und Kapazität erfordern heute, das Luftfahrzeug als Element eines integrierten Bord-Boden-Systems zu betrachten. Dies beeinflußt u.a. die Anforderungen an die Informationsdarstellung in modernen Cockpits maßgeblich.

Einhergehend damit wird auch bei der Flugsicherung eine immer stärkere Automatisierung der Arbeitsabläufe vorangetrieben, um dem erwarteten Wachstum im zivilen Luftverkehr auch hier "am Boden" standzuhalten und den wichtigen Maximen Sicherheit und Wirtschaftlichkeit im Luftverkehr auch weiterhin gerecht werden zu können. Der Schwerpunkt zukünftiger Arbeiten wird hierbei von Seiten der Flugsicherung auf die Realisierung eines "Cooperative Air Traffic Management Concept" (CATMAC) gelegt werden.

Ein wesentlicher Ansatzpunkt ist die Einbeziehung des Flight Management Computers des Luftfahrzeuges in das Gesamtsystem Flugsicherung. Dies setzt eine Datenübertragung zwischen Bord und Boden voraus, wie sie bereits in den USA und Canada für Flugsicherungszwecke im Einsatz ist. Das Ziel des hier vorgestellten Projektes ist die Untersuchung der Veränderung der Arbeitssituation des Piloten bei Einführung dieser neuen Form der Informationsverarbeitung und -darstellung im Cockpit. In der ersten Teilphase des Projektes wurden die bisher via Sprechfunk übermittelten Kontrollanweisungen der Flugsicherung visuell auf Navigation Display (ND) dargestellt.

Lupe

Darstellung von Kontrollanweisungen
Der herkömmliche Sprechfunkverkehr zwischen Lotsen und Pilot ist international festgelegt und erfolgt in der Regel nach einer eindeutig definierten Phraseologie von der nicht abgewichen wird. Dies bildet eine gute Ausgangsbasis für die Entwicklung einer visuellen Darstellung von Kontrollanweisungen. Diese Anweisungen für den Flugverkehrskontrolldienst im Sprechfunkverkehr wurden in eine geeignete homonym- und synonymfreie Symbolik unter Einbeziehung anthropotechnischer Gesichtspunkte umgesetzt.

Neben der Visualisierung durch alphanumerische Flugsicherungsphrasen (z.B. "Descent" wird zu DESC) wurden für eine schnelle Interpretation durch den Piloten auch graphische Symbole entwickelt und dargestellt.Zunächst wurde ein experimentelles Navigation Display (ND) mit integriertem Display zur visuellen Darstellung von Flugsicherungsinformationen einer simulierten DATA-LINK Verbindung entwickelt und in den A330/340 Full Flight Simulator implementiert.

Parallel zur Entwicklung und Implementierung wurden vergleichende Untersuchungen zur Evaluierung des neuen Displays und der veränderten Arbeitssituation im A330/340 Simulator vorgenommen. Als Methoden zur Datengenerierung wurden subjektive Befragungen, physiologische Meßverfahren, Zweit-Aufgaben-Techniken, Gedächtnisaufgaben sowie eine Aufzeichnung aller wichtigen Flugparameter angewandt.

Die Evaluierung der veränderten Arbeitssituation zeigt keine wesentlichen Unterschiede zwischen herkömmlichen Sprechfunk und der Übermittlung von Kontrollanweisungen via DATA-LINK. Die subjektiv beurteilte Beanspruchung wurde allerdings im Umgang mit der visuellen Darstellung aufgrund der mangelnden Routine gegenüber den normalen Sprechfunk-Bedingungen höher eingeschätzt.Aufbauend auf den ersten Evaluationsergebnissen erfolgt in der zweiten Teilphase des Projektes die weitergehende Integration des DATA-LINK Flugsicherungskonzeptes in das Gesamtsystem Glas-Cockpit.

Koppelung FMS - ATC
In der zweiten Projektphase erfolgt die Koppelung dieser mittels DATA-LINK übertragenen Informationen mit dem bordseitigen Flight Management System (FMS). Dabei soll insbesondere die Übertragung von gesamten Flugplänen und deren Verhandlung zwischen Bord und Boden unter Einbeziehung des FMS realisiert werden.

Ein weiterer bei der Visualisierung von ATC-Anweisungen zu berücksichtigender Aspekt betrifft den sogenannten "Party-Line-Effect" : Bei der bisherigen auditiven Informationsverarbeitung bestand für den Piloten die Möglichkeit, neben dem für ihn bestimmten Sprechfunk mit der Flugsicherung auch den Sprechfunkverkehr zu anderen Flugzeugen im gleichen Verkehrsgebiet abzuhören und sich so ein eigenes "imaginäres Radarbild" zu generieren. Bei der visuellen Übermittlung erhält der Pilot jedoch ausschließlich diejenigen Informationen, die für seine Flugdurchführung notwendig sind.

Dieser "Party-Line-Effect" wird nach bisherigen Erkenntnissen auch weiterhin von den Piloten gewünscht und wird als zusätzliche Information für den Luftfahrzeugführer auf Anforderung auf den Instrumenten, beispielsweise auf dem System Display, abrufbar sein.

Schwerpunkt der Simulatoruntersuchungen wird neben der Evaluierung der neuen Entwicklungen die Analyse des Blickverhaltens von Piloten im Glas-Cockpit sein. Dabei gilt es vor allem, durch eine geeignete Modellierung des Blickverhaltens die visuelle Belastung bei Einführung dieser neuen Informationsdarstellung zu beurteilen.

Veröffentlichungen

  • G. Hüttig, A. Hotes, A. Tautz [1994]: "Human Factor Design Considerations for Air Traffic Control Information Displays in a Modern Glass Cockpit"; Proceedings of the 21st Conference of Aviation Psychology (EAAP), Dublin, Ireland.
  • G. Hüttig, A. Hotes, A. Tautz [1995]: "Design and Evaluation of an Air Traffic Control Information Display in a Modern Glass Cockpit"; Proceedings of the 6th IFAC Symposium on Analysis, Design and Evaluation of Man-Machine Systems, MIT, Cambridge, MA, USA.
  • G. Hüttig, G. Anders, A. Tautz [1997]: "ATC Data-Link in an Airbus A340 Cockpit"; Proceedings of the 8th International Symposium on Aviation Psychology, Columbus, OH, USA.
  • G. Hüttig, G. Anders, A. Tautz [1997]: "Integration und Evaluation eines ATC Data-Link im Cockpit eines Airbus A340 Simulators"; DGLR Jahrestagung, München
  • G. Hüttig, G. Anders, A. Tautz [1997]: Abschlußbericht zum Forschungsvorhaben: „Untersuchung der Arbeitssituation im Cockpit moderner Verkehrsflugzeuge bei Einführung neuer Informationsverarbeitungs- und -darstellungsmöglichkeiten"; Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Bonn.

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