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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
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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
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3SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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4SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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5SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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)
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6SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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7SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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8SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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9SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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10SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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11SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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12SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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»)
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13SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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14SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
Situation expérimentaleSituation expérimentaleControllers Position
Pseudo-pilot Position
MCS Pilot Position
R/T R/T
Trafficdata
...
. .
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15SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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16SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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»
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17SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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18SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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
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19SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
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