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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
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
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
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
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)
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
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
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
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
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
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
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»)
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
14SEE Facteurs humains, 19 avril 2001
Situation expérimentaleSituation expérimentaleControllers Position
Pseudo-pilot Position
MCS Pilot Position
R/T R/T
Trafficdata
...
. .
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
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»
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
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
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