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TU Berlin

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EC Projekt: ESSAI

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Enhancing Safety through Situation Awareness Integration in Training

Das europäische Forschungsprojekt mit dem Namen ESSAI untersuchte die Frage, welchen Beitrag ein Trainingsprogramm zum Situationsbewusstsein und Gefahrenmanagement für die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Flugverkehrs leisten kann.

Projektziel

Es sollte von den acht europäischen Partnern aus Frankreich, England, Italien, Niederlanden und Deutschland eine praktikable Trainingslösungen entwickelt und in realistischen Simulationsszenarien überprüft werden. Die Erwartung war, dass ESSAI-trainierte Flugzeugbesatzungen mit unerwarteten und unklaren Gefahrenmomenten effektiver umgehen können als untrainierte Flugzeugbesatzungen.

Projektübersicht

EC Projekttitel
ESSAI - Enhancing Safety through Situation Awareness Integration in Training
Projektförderung
European Community (EC) "Competitive and Sustainable Growth" Programme (1998-2002). Contract N°: 2000-RD.10450. EC DG-VII (DG-TREN)
TUB Projektleitung
Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hüttig
Wissenschaftliche Mitarbeiter
Dipl.-Ing. Oliver Lehmann
Dipl.-Ing. Ekkehart Schubert
Kooperationspartner
Aero Lloyd - Germany
Alitalia - Italy
British Airways - UK
Dedale - France
German Aerospace Center DLR - Germany
National Aerospace Laboratory NLR - Netherlands
QinetiQ - UK
THALES Avionics - France
ESSAI Advisory Group

Projektbeschreibung

Zur Bestimmung der Trainingsziele und -inhalte wurde eine mehrphasige Anforderungsanalyse durchgeführt, mit deren Hilfe die wichtigsten Kompetenzen bestimmt werden sollten, die zur Aufrechterhaltung des Situationsbewusstseins und den effektiven Umgang mit potentiellen Gefahrenmomenten beitragen. In mehreren Workshops, Interviews und Umfragen mit erfahrenen Verkehrsflugzeugführern wurden verschiedene Techniken zur Ermittlung von Expertenwissen angewendet.

Die im ESSAI-Projekt entwickelte Trainingslösung umfasst verschiedene Phasen und Methoden, die die individuellen Lernstile der Teilnehmer berücksichtigen.

  1. Bewusstmachungsphase: Ein computergestütztes interaktives Training vermittelt effiziente Verhaltenskonzepte und Strategien in Bezug auf die o.g. Kompetenzen. Die Konzepte werden an Fallbeispielen erläutert.
  2. Trockenübung im Team: Außerhalb des Simulators werden neue Konzepte und Strategien in einem dynamischen Entscheidungsspiel von den Teilnehmern ausprobiert und durch den Trainer verstärkt. Der Kontext ist hierbei weniger dynamisch und komplex als im Simulator.
  3. Simulatortraining: In zwei kompletten Trainingsszenarien können die Verhaltenskonzepte in einem realistischen Arbeitsumfeld angewandt werden. Bei den Szenarien handelt es sich um etwa einstündige Flüge (z.B. Zürich-Mailand), die mit dem Briefing beginnen und mit der Landung enden. In der
    Aufgabenstellung wird darauf geachtet, keine komplizierteren technischen Inhalte einzubringen. Die vermittelten Strategien sind unabhängig vom Flugzeugmuster. Es werden vorhersehbare und unvorhersehbare Gefahrenmomente eingespielt. Vorhersehbare Gefahrenmomente sind z.B. schlechte
    Sicht am Zielflughafen, Eintrag einer nicht behobenen technischen Störung im Flug-Logbuch, Berge in Flugplatznähe. Nicht vorhersehbare Gefahrenmomente sind z.B. Verspätungen, Wetterverschlechterungen, Fehler der Flugsicherung, intermittierende technische Probleme.
  4. Feedback/Autokonfrontation: Im Anschluss an die Simulatorübungen moderieren die Trainer eine interaktive Feedbacksitzung zur Verstärkung effektiver Verhaltensmuster des Teams und der einzelnen Piloten. Unterstützt durch Videoaufnahmen liegt der Schwerpunkt auf den Eigenanalysen durch die Piloten. Einzelaspekte werden fallweise, aber auch direkt während der Übung angesprochen.
  5. Transfer: Die erlernten Kompetenzen werden in die Praxis übertragen. Die trainierten Besatzungen analysieren ihre Erfahrungen hierbei selbst und melden Resultate an die jeweilige Trainingsabteilung zur Aufarbeitung.

Zum Nachweis von Trainingseffekten wurde im Airbus A330/340 Flugsimulator an der TU Berlin ein Experiment mit insgesamt 32 erfahrenen Verkehrsflugzeugführern durchgeführt, die verteilt auf eine Experimental- und Kontrollgruppe das ESSAI-Training durchliefen bzw. unter Kontrollbedingungen ein reguläres Simulatortraining erhielten.

Beobachtung der ESSAI Versuche an der Scientific Research Facility (SRF)
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Durchführung der ESSAI Versuche im A330/340 Flugsimulator (ZFB)
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Projektergebnisse

Die Hypothesen der Forschungsgruppe bestanden darin, dass sich Trainingseffekte für Situationsbewusstsein und Gefahrenmanagement in verschiedenen Merkmalsbereichen in der Post-Trainings-Phase zeigen würden. So wurden Effekte in den Bereichen Leistungsverhalten, kognitive Stile, Kenntnisse und Selbsteinschätzungen erwartet. Trainingskapitäne und Human Factors-Experten beobachteten die Besatzungen während der Baseline und während der Assessmentphase und beurteilten die Leistungen mit einem detaillierten Beobachtungsbogen.

Die teilnehmenden Flugbesatzungen zeigten sich mit beiden Trainingslösungen sehr zufrieden. Eingesetzte Wissens- und Einstellungstests deuteten allerdings auf die Ausbildung eines spezifischen Metawissens bezüglich der trainierten Merkmale in der Experimentalgruppe hin. Für die Verhaltensbeobachtungen ergaben sich klare Trainingseffekte im Vergleich zwischen der Experimental- und der Kontrollgruppe bzw. im Vergleich vor und nach dem Training. Die Crews in der Experimentalgruppe konnten ihre Werte für Situationsbewusstsein und Fehlermanagement steigern. Die Effekte für die Verhaltensbeobachtungen waren etwas stärker für das Merkmal Situationsbewusstsein. Für das Merkmal Fehlermanagement waren jedoch bereits Deckeneffekte erkennbar, die eine weitere Steigerung der Werte ausschließen [ESSAI 2003a].

Aufgaben der TU Berlin

Die TUB wurde im Jahr 2001 in die Forschergruppe aufgenommen. Hauptaufgabe war es, die Experimente mit den Flugzeugbesatzungen im Frühjahr 2002 im Airbus A330/340 Flugsimulator und weiteren Räumlichkeiten am Fachgebiet durchzuführen. Hinsichtlich der Entwicklung und Implementierung der erforderlichen Versuchsszenarien, der Datenaufzeichung und -auswertung, sowie der organisatorischen Versuchsdurchführung (Versuchsleitung) mit Verkehrsflugzeugführern drei verschiedener europäischer Fluggesellschaften, war das Fachgebiet in dieses Projekt eingebunden.

ESSAI Projekt (Video)



Veröffentlichungen

  • Hörmann, H., Lehmann, O. & Schubert, E. [2007] : Situationsbewusstsein und Fehlermanagement im Flugsimulator: Leistungsindikatoren von Flugzeugbesatzungen. In M. Grandt & A. Bauch (Hrsg.), Simulationsgestützte Systemgestaltung (DGLR-Bericht 2007-04 S. 59-71). Bonn: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt e.V.
  • Hörmann, H.-J., Lehmann, O. & Schubert, E. [2008]: „ESSAI" - Eine Trainingslösung für effektives Situationsbewusstsein und Gefahrenmanagement bei Flugzeugbesatzungen. In M. Grandt & A. Bauch (Hrsg.), Beiträge der Ergonomie zur Mensch-System-Integration (DGLR Bericht 2008-04 S.287-297). Bonn: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt e.V.
  • ESSAI [2003a] : Enhanced safety through situation awareness integration in training: Experimental Validation. Workpackage 5 Report. ESSAI/DLR&Q_Q/WPR/WP5/2.0. Amsterdam: NLR.
  • ESSAI [2003b] : Enhanced safety through situation awareness integration in training: Dissemination & Exploitation. Workpackage 6 Report. ESSAI/DLR&Q_Q/WPR/WP6/2.0. Amsterdam: NLR.

Zusatzinformationen / Extras

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