Prise en compte des facteurs humains dans le contrôle aérien. Le cas de la délégation de tâches...

Prise en compte des facteurs humains dans Prise en compte des facteurs humains dans le contrôle aérien.le contrôle aérien.Le cas de la délégation de tâches sol-bordLe cas de la délégation de tâches sol-bord

Laurence Rognin – Pacte Novation pour EUROCONTROL

Isabelle Grimaud – CRNA Sud-Est pour EUROCONTROL

Eric Hoffman – Centre Expérimental EUROCONTROL, Brétigny

Karim Zeghal – Steria Air Transport dept. pour EUROCONTROL

http://www.eurocontrol.fr/projects/freer/eacac.htm

Journée Club SEE-SIC Facteurs humains, 19 avril 2001

2SEE Facteurs humains, 19 avril 2001

PlanPlan Introduction sur Facteurs Humains

Contexte du contrôle aérien

Démarche méthodologique

– Systémique, écologique et itérative

– Définition et évaluation du concept de délégation

Résultats et leçons tirées

Perspectives et conclusions


Démarche facteurs humainsDémarche facteurs humains

Objectif: comprendre réalité des situations pour supporter la conception (e.g. tâche vs. activité)

Moyens– Observations en situation réelle

– Simulations, expérimentations


Facteur humain et systèmes complexesFacteur humain et systèmes complexes

Paradoxe de la contribution de l’Homme– Source d’infiabilité

• Capacités limitées

• Erreurs, lapsus

– Support pour la sûreté de fonctionnement • Prévention: compétences, anticipation

• Détection: reconnaissance d’intentions, partage informations implicites

• Recouvrement: polyvalence, boucles de régulation


Approche FH et systèmes critiquesApproche FH et systèmes critiques

Contribution à la conception / évolution– Analyse des besoins

– Contexte d’utilisation

– Acceptabilité sociale, appropriation et formation

Contribution à la validation– Robustesse du système (situations nominales/dégradées)

– Impact sur individu (charge, stress, awareness)

– Impact sur activité (stratégies, performances)


Le domaine du contrôle aérienLe domaine du contrôle aérien

Contrôle aérien: assurer séparation entre avions

Futur (+10 ans): augmentation du trafic (x2)– Augmenter capacité en maintenant niveau de sécurité actuel


Contexte: évolution du système ATCContexte: évolution du système ATC Augmentation «capacité» horizon 2005-2010

– Accroître le trafic, optimiser l’espace

→Augmenter «efficacité» des contrôleurs

Contraintes– Faisabilité technique (technologies disponibles)

– Acceptabilité opérationnelle (faibles modifications de tâches, formation)

Pistes d’étude: allocation de fonctions entre

– Contrôleurs / systèmes : outils d’aide, automatismes

– Contrôleurs / équipages– « free flight »: contrôle par exception « clairance à vue » : transfert du maintien de séparation à bord

Délégation partielle (limitée et ponctuelle) de tâches du sol vers le bord


Démarche méthodologique Démarche méthodologique

Étapes– Position du problème (free flight et autres approches)

– Définition du concept et de son contexte d’utilisation

– Évaluation de l’acceptabilité du concept

Approche– Systémique: intégration sol et bord

– Écologique: centrée utilisateur et participative

– Itérative et incrémentale


ObservationDebriefingQuestionnairesLog files analysis

Approche itérative et incrémentaleApproche itérative et incrémentale

Define conceptIdentify contextIdentify procedures

Traffic samplePhraseologyProcedures

Simulation 1

Controllers needsPseudo pilots needs

ProceduresPhraseologyPseudo pilots HMI

Pilots needsPseudo pilots needsControllers needs

Multi Cockpit simulatorPseudo pilot HMIATCo marking functions

Simulation 2

Simulation 3

Users requirements

Prototyping

Evaluation

Analysis

Traffic sampleObservationDebriefingQuestionnairesLog files analysis

ObservationDebriefingQuestionnairesLog files analysis


Définition du concept et de son utilisationDéfinition du concept et de son utilisation Distribution contrôleur/pilote

Contrainte initiale

– Conserver rôles actuels: contrôleurs stratégie / pilotes exécution

Principes de base

– Délégation à l’initiative du contrôleur (acceptée par pilote)

– Délégation limitée: seulement tâches de «bas niveau»(surveiller, exécuter instruction)

– Utilisation flexible: délégation selon contexte (choix, niveau)

Applications: zone terminale et en-route


Distribution de tâches contrôleurs / pilotesDistribution de tâches contrôleurs / pilotes

Contrôleur: “Reduce Speed 250kts ” “Reduce Speed 220kts ” “Reduce Speed 180kts ”

.... .

Contrôleur : “Remain 8NM behind target”

Sans délégation vs. Avec délégation


Évaluation du conceptÉvaluation du concept

Acceptabilité opérationnelle et «efficacité» Impact (contrôleur et pilote) sur

– Tâches (contenu, durée)

– Charge de travail – Type de «monitoring» (actif, périphérique)

– «Situation awareness»

– Fiabilité• Redondances (planning/radar, contrôleur/pilote, pilotes)

• Boucles de contrôle/régulation (surveillance, écoute flottante)

• Filets de sauvegarde (marges de séparation, «party line»)


Expérimentations Expérimentations

Phase 1 (Juin 99): Évaluer la faisabilité du concept– 1 secteur, 2 avions équipés, échantillon faible trafic

– 5 contrôleurs, 2 pilotes et 2 pseudo pilotes

Phase 2 (Juin 00): Évaluer acceptabilité opérationnelle– 2 secteurs, tout trafic équipé, trafic réaliste

– 6 contrôleurs, 4 pseudo pilotes

Phase 3 (Novembre 00): Phase 2 + Intégrer partie sol– 2 secteurs, tout trafic équipé, simulateur de cockpit, trafic réaliste

– 6 contrôleurs, 4 pseudo pilotes, 5 pilotes


Situation expérimentaleSituation expérimentaleControllers Position

Pseudo-pilot Position

MCS Pilot Position

R/T R/T

Trafficdata

...

. .


Données recueilliesDonnées recueillies

Observations temps réel

Questionnaires, debriefing collectifs, ISA, NASA-TLX et autres mesures de workload (eye-tracker)

Enregistrements (logs)– Stratégies contrôleurs (séquences et trajectoires)

– Nombre, durée et chronologie des tâches (anticipation)

– Distribution temporelle des activités


RésultatsRésultats

Concept compris et accepté

Workload: «mesurée» vs. «ressentie»

Efficacité: réduction nombre d’instructions, directs donnés plus tôt

Sécurité

– «Situation Awareness»: similaire ou meilleure

– Question de responsabilité et de «filet de sauvegarde»


Leçons tirées Leçons tirées

Acceptation théorique plutôt qu’opérationnelle Pertinence du concept de délégation, mais...

– Nouvelles expérimentations (approfondir)

– Amélioration système (écran radar et écran cockpit)

– Problème de responsabilité Perfectionner plan expérimental

– Similarité entre expé et pratiques actuelles (approche, strips)

– Réduire divergence entre résultats objectifs et subjectifs Compréhension et connaissances mutuelles


PerspectivesPerspectives

Améliorer qualité des données subjectives– Auto-confrontation et «critiques» collectives

– Debriefing collectifs avec contrôleurs et pilotes

Réduire biais: améliorer formation et définition profils

Approfondir analyse quantitative de la sécurité– Indicateurs / métriques

– «Situation awareness»

– «De-responsabilisation» (sur-confiance, implication réduite)

– Recouvrement de situations dégradées


ConclusionConclusion

Évolution d’un système socio technique complexe– Objectif: maintenir sécurité malgré besoins capacité

Démarche méthodologique– Acceptabilité opérationnelle (utilisabilité, mise en œuvre)

– «Efficacité» du concept (impact sur capacité et sécurité)

Approche facteurs humains– Systémique: niveau socio technique

– Écologique: centrée sur utilisateur et participative

– Itérative: besoins, spécifications, évaluation

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