LUFO3 Verbundvorhaben „Zweischwellenbetrieb“ „ „ 2THOPS 2THOPS – – Auswirkungen des Auswirkungen des Betriebs zweier Landeschwellen Betriebs zweier Landeschwellen auf einer Piste auf einer Piste “ “ Dipl.-Inf. Bernhard Küpper Dipl.-Psych. Juliane Reichenbach Dipl.-Ing. Ekkehart Schubert Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Manfred Fricke Fachgebiet Flugführung und Luftverkehr Institut für Luft- und Raumfahrt Technische Universität Berlin Zentrum Mensch-Maschine-Systeme Kolloquium Berlin, den 17. November 2005
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„2THOPS – Auswirkungen des Betriebs zweier Landeschwellen ... · Deutsche Flugsicherung GmbH (DFS) HFC Human Factors Consult GmbH (HFC) Zentrum für Flugsimulation Berlin GmbH
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LUFO3 Verbundvorhaben „Zweischwellenbetrieb“
„„2THOPS 2THOPS –– Auswirkungen des Auswirkungen des Betriebs zweier Landeschwellen Betriebs zweier Landeschwellen
auf einer Pisteauf einer Piste““
Dipl.-Inf. Bernhard KüpperDipl.-Psych. Juliane Reichenbach
Dipl.-Ing. Ekkehart Schubert
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Manfred FrickeFachgebiet Flugführung und Luftverkehr
Institut für Luft- und Raumfahrt Technische Universität Berlin
Zentrum Mensch-Maschine-Systeme KolloquiumBerlin, den 17. November 2005
Finanzielle UnterstützungBundesministerium für Wirtschaft und ArbeitProjektträgerDLR „Luftfahrtforschung und –technologie“KooperationFraport AG und Technische Universität Berlin (TUB)
UnterauftragnehmerDeutsche Flugsicherung GmbH (DFS)HFC Human Factors Consult GmbH (HFC)Zentrum für Flugsimulation Berlin GmbH (ZFB)
Ziele des Vorhabens• Untersuchung der Arbeitssituation von Piloten & Lotsen• Entwicklung von Betriebsverfahren / Nutzkonzepten• Nachweis von Kapazitätseffekten• Sicherheitsnachweise• Lärmberechnung
„Stand-Alone“ vs. Training ModeVorbereitung und Tests aller Szenarien
DatenaufzeichnungZugriff auf über 80.000 Parameter
Video- und Audioaufzeichnung Kameras im Cockpit mit Zeitreferenz (Time-Code)
Anbindung über NetzwerkÜbermittlung ausgewählter Parameter und Synchronisation physiologischer Werte sowieBlickbewegungsmessequipment des HFC
SRF SRF ControlControl RoomRoom
A330 CockpitA330 Cockpit
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VersuchsaufbauDatenerhebung (HFC)
Video- und AudioaufzeichnungZiel: Kontrolle der Versuchsabläufe und Beobachtung der Reaktionen der Crew
Blickbewegungsmessung (BBM)Ziel: Perspektive der Piloten einnehmen, objektive Daten über visuelle Erfassung der Befeuerung/Markierung
Elektrokardiogramm (EKG)Ziel: Analyse der Herzratenvariabilität als autonomer Beanspruchungsindikator
Elektrookulogramm (EOG)Ziel: Augenbewegung und Fixationen
bei Blickwendung werden alsBeanspruchungsindikatorenausgewertet
BBMBBM
EOGEOG EKGEKG
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VersuchsaufbauDatenerhebung (TUB)
Cockpit A330Cockpit A330
Sidestick
Flight Control Unit
Schubhebel
Klappenstellungen
PFD
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VersuchsteilnehmerPiloten (Demographics)
40 Airbus Piloten10 CPT, 2 SFO und 28 FO (davon 2 weiblich)davon 34 mit A330/340 Rating, 6 A320 Rating17 Lufthansa Crews2 LTU Crews und 1 Mix Crew (LTU und PrivatAir)
37,4 Jahre im Mittel
6.860 Flugstunden im Mittel
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VersuchsdurchführungRandbedingungen
A330-300 mit Landegewicht von 175 t Schwerpunkt 26,5 % MAC / 10 t Kraftstoff / FUELFREEZE onWind für alle Szenarien: 210° mit 10 ktbei leichten Turbulenzen (15 %)ISA STD Bedingungen, Tageszeit (DAY)Flightdirector (FD) immer eingeschaltet Nutzung des Autopiloten und Autothrustnach AirlinestandardsFull Stop Landing mit Autobrake Mediumund Parking BrakeLufthansa Anflugkarten(ATLAS-Jeppesen, siehe Abbildung)Keine spezifische Information zu der HALS/DTOP Befeuerung (d.h. Doppelbefeuerung)
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VersuchsdurchführungVariation der Befeuerung
DTOP HALS ICAO
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0606
DTOP
CAVOK Minimal
VersuchsdurchführungSzenariendesign & Permutation
Wiederholungen
09090808
Sicht
0707DTOP26L26LILS/DME
0505040425L25LILS
0303HALS26L26LILS/DME
0202ICAO25L25LNDB/DMEReferenz 2„hohe Last“
0101ICAO25L25LILSReferenz 1„geringe Last“
Aufgabe (Anflug, Befeuerung)
VersucheHALS
VersucheDTOP
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VersuchsdurchführungAblaufplan für eine Crew
Briefing• Fragebogen• Präsentation
(fliegerischer Rahmen)
• Kleben der Elektroden
Simulatorsession• Kalibrierung Blickbewegungsmessung• 9 Anflugszenarien je Pilot, 18 je Crew• Befragung nach jedem Anflug (NASA-TLX)• Beobachtung durch einen Psychologen
De-Briefing•• InterviewInterview mit der Crew
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Erster Eindruck• “Man hat das Gefühl, zu hoch zu sein” (24)• “Zunächst irritierend … besonders bei guter Sicht” (14)• “bei guter Sicht … kein Problem” (14)• “geringfügig anstrengender als normaler Anflug, NDB ist schwieriger” (4)
Probleme• “das Gewohnte (der Standard) ist uns lieber” (6)• “falscher Weg”, “gar nicht gefallen”, “nicht stimmig” (3)• “schwierig bei anderer Last” (Müdigkeit, Langstrecke, Ablenkung) (8)
Einzelne Elemente bei DTOP Befeuerung• “Verwirrung durch zwei PAPI in Sicht”
bzw. “Falsches PAPI zuerst in Sicht” (15)• “Touchdown Zone (26L) schlecht zu sehen”, “… zu dunkel” (14)• “durch Edge lights entsteht Eindruck,
Wie oft wurde die Schwelle angesagt bei welchem Szenario?
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Versuchsauswertung (TUB) 3D Darstellung Szenario 01
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Versuchsauswertung (TUB) 3D Darstellung Szenario 02
Side Stick InputsNDB-DME Approach
5 Go-Arounds !!!
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Ergebnisse der 1. SimulatorstudieZusammenfassung (TUB & HFC)
Erkennbarkeit und Unterscheidbarkeit• Klare visuelle Trennung der beiden SchwellenTrennung der beiden Schwellen im Blickverhalten• Gleiche Blickstrategien für beide Schwellen• Keine Hinweise auf Verwirrung in der Blickanalyse• Bei Anflügen auf 26L dienen Befeuerungselemente der 25L zur
Orientierung
Genauigkeit• Aufsetzpunktablage bei Anflug auf 26L geringer• Nur geringe Glideslope-Abweichungen beim Anflug auf 26L
Beanspruchung• NDB-DME stellt mit Abstand die höchste Beanspruchung dar•• EinfluEinflußß der Sicht ist grder Sicht ist größößer als der Einfluer als der Einflußß der Schwelleder Schwelle• Leicht höhere Beanspruchung bei DTOP 26L Anflug zurückzuführen
auf größeres Bemühen, genau zu fliegen• Subjektive und physiologische Daten
AdvancedAdvanced FunctionFunction Simulator AFSSimulator AFS• Forschungssimulator für En-Route- und TMA-Bereich• Lotsenarbeitsplätze entsprechen weitgehend denen im
operationellen Bereich• Touch-Input-Device für Online- und NASA-TLX-
Befragungen
Towersimulator TOWSIM• nur zur Steigerung der Realitätsnähe, nicht Gegenstand
der Untersuchung• daher vereinfachte Simulation (Emulation)• ohne Darstellung der Außensicht
2. Versuchsreihe - Realzeitsimulation Simulatoren der DFS
Kopplung des Airbus A330/340 Flugsimulator mit dem Advanced Function Simulator• Unterschiedliche Standorte Berlin und Langen/Hessen• Bandbreite Internet• Sicherheit IPSec & Gateway mit Firewall (PIX)
nicht realisiert nicht realisiert • offiziell zu teuer (DFS wollte zusätzlich Geld)
Nachteile/was wurde dadurch verpaNachteile/was wurde dadurch verpaßßtt• Simulationspiloten keine echten Piloten• kein Abgleich Radar-/Flugzeugdaten (Flaps/Gear)• zukünftige Projekte
DFS interne KopplungDFS interne Kopplung• nur zwischen Tower Simulator und AFS• hat nichts mit der im Projekt geplanten Kopplung zu tun!
ICAS Hamburg:ICAS Hamburg:• warum wurde 1. und 2. VR nicht gemeinsam durchgeführt?
2. Versuchsreihe - RealzeitsimulationDurchführung am AFS in Langen
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2. Versuchsreihe - Realzeitsimulation Hypothesen
Bei gleicher Verkehrszusammensetzung ist die Belastung des Lotsen bei der Anwendung des DTOP Verfahrens höher. Die Sprechfunkbelastung steigt bei der Anwendung des DTOP Verfahrens. Die Koordinationsaufwände zwischen den Lotsenpositionen werden bei der Anwendung des DTOP Verfahrens größer. Bei gleicher Verkehrszusammensetzung ist die Beanspruchung des Lotsen bei der Anwendung des DTOP Verfahrens höher.
Erfassung folgender Tätigkeiten:Kommunikation mit Piloten (r/t)Kommunikation mit angrenzenden Sektoren (Telefon)direkte Kommunikation zwischen Pickup Nord, Pickup Süd und Feeder (Ellenbogen)Kommunikation mit dem Tower-Arbeitsplatz (Gegensprechen)Eingabe RadarStripmarkingSonstiges
Anzahl LFZ: DTOP > no DTOP Sprechfunkbelastung: DTOP > no DTOP insgesamt, aber nicht pro LFZ Koordinationsaufwand: DTOP > no DTOP HR, HRV: keine Unterschiede zwischen DTOP und no DTOPTLX: keine Unterschiede zwischen DTOP und no DTOP
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Lufo3 Verbundvorhaben Ausblick
In Bearbeitung:Sicherheitsbetrachtung • Wird durch die DFS und Fraport durchgeführt
Nutzkonzepte• Implementierung von HALS/DTOP weltweit
Lärmberechnung• Auswirkung von DTOP auf das Flughafenumfeld