Abstract -Multipel fjärrtornsverksamhet är ett koncept för mer kostnadseffektiv flygtrafikledning vid mindre flygplatser. En flygledare (ATCO) bör samtidigt kontrollera trafiken vid två eller flera flygplatser. Flera fjärrtorn för två små flygplatser har redan validerats av LFV, den svenska leverantören av flygtrafiktjänster. Eftersom övervakning och visuell observation är en viktig uppgift för flygledarna väcker detta koncept frågor om hur man bäst kan stödja människans prestanda när det ska tillämpas i högtrafikmiljöer. En studie av hög trohet med 16 ATCOs undersökte påverkan av flera fjärroperationer på visuell uppmärksamhet och övervakningsprestanda. Studien genomfördes med höga trafikvolymer som satte en maximal arbetsbelastning på ATCO för en hel simuleringskörning. Empiriska resultat av ögonrörelseåtgärder presenteras. I allmänhet påverkades inte spridningen av visuell uppmärksamhet, men mindre relevanta händelser övervakades, eftersom den visuella uppmärksamheten spreds över de två flygplatserna. För att mildra dessa effekter presenteras två strategier för arbetsplatsdesign – integration av information och vägledning för uppmärksamhet. Fördelar och utmaningar med de två strategierna diskuteras, med fokus på hur designkoncepten påverkar flygledarnas arbetsmetoder. Nyckelord -flera fjärrtorn, visuell uppmärksamhet, arbetsplatsdesign, interaktionsdesign, mänskliga faktorer, eyetracking Det finns många flygplatser i världen med ganska lite flygtrafik, jämfört med de stora naven som Frankfurt, London eller Chicago. Enligt lag måste dock leverantörer av flygtrafiktjänster tillhandahålla dyra tjänster till dessa flygplatser. Begreppet fjärrtorn utvecklades som en lösning för mindre flygplatser med lite trafik. Det traditionella tornet ersätts av videokameror, videodata strömmas till en arbetsplats och rekonstrueras som en video-panorama [1]. Vanligtvis har dessa flygplatser en enkel layout och nästan inga ytterligare markbaserade sensorer. Konceptet med flera fjärrtorn är nästa steg. Flera fjärrstyrda torn har som mål att göra det möjligt för en flygledare (ATCO) att kontrollera samtidig trafik vid två eller flera flygplatser samtidigt. Fördelen med konceptet är att ATCOs personal används på ett mer flexibelt sätt. Även om konceptet redan har visat sig vara genomförbart för två små flygplatser väcker konceptet frågor om hur man bäst kan stödja mänskliga prestationer när konceptet ska tillämpas i högtrafikmiljöer. En stor flaskhals ses i tilldelningen av visuell uppmärksamhet från ATCO för övervakning av trafiken vid flera flygplatser. År 2010 tog en första studie redan upp möjligheten att kontrollera två flygplatser parallellt, med särskilt fokus på den visuella uppmärksamheten hos ATCO:s, arbetsplatsens utformning och dess inflytande på kontrolluppgiften [2]. De första resultaten visar att det inte finns någon allmän begränsning i människans kognition som eliminerar begreppet. Trots detta skulle ett enkelt tankeexperiment leda till att sannolikheten för att upptäcka information halveras om antalet displayer fördubblas som ett ATCO måste övervaka. Det är troligt att övervakningen påverkas av flera koncept, men det är oklart i vilken utsträckning och hur påverkan kan minskas. Motivet till detta arbete är att förstå, på vilket sätt nya designkoncept kan bidra till att möjliggöra ett nytt koncept som flera fjärrtorn. Det finns flera parametrar som kan justeras för att göra flera fjärrtorn möjliga. Till exempel skulle mekanismer för trafikflödeshantering kunna användas för att säkerställa att det förekommer begränsad parallelltrafik vid de flygplatser som kontrolleras av ett enda luftfartyg. Förfaranden vid dessa flygplatser skulle kunna antas för att undvika oförutsedda trafiktoppar och därmed minimera topparna i ATCO:s aktivitetsbelastning. Vi ser betydande potential i parametern arbetsplatsdesign. Detta dokument är därför inriktat på den miljö där flygkontrolltjänsten utför flygkontrolluppgifter. Andra stycket ska ersättas med följande: BAKGRUND & TEMA Controllers Air Traffic Controllers ansvarar för säkerheten och effektiviteten i flygtrafiken. Enligt de olika faserna av en flygning finns det olika arbetsprofiler för flygledare. På en flygplats sköter flygledarna ankomster och avgångar för att säkerställa säkra landningar, starter och taxning på marken. Deras huvudsakliga uppgift är att skapa ett säkert och effektivt trafikflöde. Övervakningen av trafiken, särskilt på banan och inom kontrollområdet, är därför en viktig säkerhetsmekanism. Således, observation och visuell uppmärksamhet resurser av regulatorn är avgörande parametrar för ATCOs arbetsposition. Hittills är ATCOs starkt beroende av visuell observation som utförs genom flygplatstornets fönster (ut ur tornets utsikt, OTW). De empiriska uppgifter som rapporteras i detta dokument togs fram inom ramen för Sesar 06.08.04. Om Sesar och Sesar: Sesar syftar till att modernisera och harmonisera flygledningstjänsten i Europa som den tekniska pelaren i initiativet för det gemensamma europeiska luftrummet. Det gemensamma företaget Sesar inrättades 2007 som ett offentlig-privat partnerskap för att stödja denna strävan. Det gör det genom att samla hela ATM-gemenskapens kunskap och resurser för att definiera, forska, utveckla och validera innovativa tekniska och operativa lösningar. Det gemensamma företaget Sesar ansvarar också för genomförandet av den europeiska huvudplanen för flygledningstjänsten. Det gemensamma företaget Sesar grundades av Europeiska unionen och Eurocontrol och har 19 medlemmar, som tillsammans med sina partner och affiliateorganisationer kommer att representera över 100 företag som arbetar i och utanför Europa. Det gemensamma företaget Sesar har också ett nära samarbete med personalsammanslutningar, tillsynsmyndigheter, flygplatsoperatörer och forskarvärlden. Läs mer: www.sesarju.eu 978-1-5090-2523-7/16/$31.00 ©2016 IEEE 1 Flygledning är en komplex och främst kognitiv uppgift, så uppfattning om information, behandling av information och beslutsfattande är viktiga deluppgifter. I sin arbets- och arbetsanalys av den olika flygledarens arbetsposition definierade Dittmann och kollegor en uppsättning grundläggande kognitiva processer som beskriver ATCO-uppgiften. Dessa är: hantera rutintrafik, utfärda instruktioner, hantera förfrågningar, lösa konflikter, ta över position, övervaka, uppdatera den mentala bilden, söka konflikter, allmän information bearbetning och byta uppmärksamhet [3]. De kognitiva processerna övervakar, uppdaterar den mentala bilden och byter uppmärksamhet är av särskilt intresse i detta dokument och kommer att beskrivas i detalj i följande kapitel. Vi börjar med att beskriva en ATCO arbetsplats. Förutom OTW, arbetsplatsen för en ATCO består av flera informationskällor, presenteras via displayer som behöver övervakas, kontrolleras och integreras i den mentala bilden. Enligt resultaten av en kontrollundersökning är de sex viktigaste informationskällorna (i fallande ordning) radiokommunikation, OTW, inflygningsradar, direktkommunikation med kollegor (armbågssamordning), flygremsor och markradio [4]. I det här dokumentet fokuserar vi på OTW, inflygningsradar och flygremsor, eftersom deras information presenteras visuellt på arbetsplatsen. Inflygningsradarn visar flygplanets position, höjd och hastighet samt sekundära data. Flightremsorna används för att hålla reda på de instruktioner som ges till piloter, för att förhandsplanera trafiken och för att stödja den mentala trafikbilden. Informationskällorna radiokommunikation, inflygningsradar och OTW används som tre oberoende informationskällor, t.ex. kontrollera ett luftfartygs position. OTW används vidare för att kontrollera landningsbanans status och är den primära visuella informationskällan. Följande avsnitt fokuserar således i detalj på övervakningsuppgiftens och OTW:s roll och betydelse. Resultaten av en analys av kritiska situationer med flygledare visar att OTW i de flesta fall tillhandahöll relevant information som användes för beslutsfattandet. Speciellt upptäcktes abnormiteter och förväntades av information från OTW, och informationen från OTW användes för att komponera och verifiera den mentala trafikbilden [4]. ATCOs är tänkta att bygga en "mental trafikbild" av trafiken för att förutse trafikutvecklingen och vidta åtgärder för att garantera ett säkert och effektivt trafikflöde [5]. Kontrollanterna karakteriserar sin arbetsstil, när de "har den mentala bilden" som att de arbetar före trafiken. Däremot, när de förlorar bilden, kännetecknas arbetsstilen som börjar "swim" och att "arbeta bakom" trafiken. En konceptuell idé och visualisering av den mentala trafikbilden i torndomänen ges av Möhlenbrink et al. [6], som betonar den höga takten av händelser och utlöser på flygplatsen miljö som tvingar ATCOs att omorganisera sin plan och strategier för att hantera trafiken. Som en följd av detta kan det sägas att ATCOs alltid bör kunna upptäcka eventuella avvikelser från sin förplanerade mentala bild så snabbt som möjligt för att omorganisera sin plan för hantering av trafiken. OTW kan tillhandahålla avgörande utlösare och ATCOs bör övervaka OTW så ofta som möjligt. Detta gäller särskilt för de mindre flygplatserna, utan sensorutrustning som A-SMGCS eller markradar och en högre trafikhastighet enligt visuellflygreglerna (VFR). Forskningen bekräftar OTW:s betydelse för ATCO:s övervakningsuppdrag. Forskningen om visuella aspekter av tornets verksamhet analyserade den uppfattade betydelsen av visuell observation för olika flygfaser under ansvar av tornets ATCO [7]. Även om resultaten visar att inte alla beslut enbart är baserade på visuell observation, ger OTW signaler som ATCOs indirekt använder för sitt beslutsfattande. Dessa resultat bekräftades av resultaten från en simuleringsstudie med hög trohetsgrad. Deltagarnas ögongazeprofiler visade att de vanligaste informationskällorna (för visuell information) var "ut ur tornets vy", följt av inflygningsradarn och flygremsorna. [8] Tower controllers övervakar flera visuella informationskällor. OTW är en rik informationskälla för upptäckt av oväntade händelser som påverkar det på förhand planerade trafikflödet. Beslutet, var man ska lokalisera uppmärksamheten till, även beskrivs som byte av uppmärksamhet, är därför en viktig kognitiv process. Särskilt de teorier och begrepp som är relevanta för kontroll av visuell uppmärksamhet i en mångfacetterad tornmiljö påpekas i följande avsnitt. I den kognitiva teorin är visuell uppmärksamhet en del av den mänskliga informationsbearbetningen. Till exempel definierar Wickens visuell uppmärksamhet som en kognitiv resurs som är begränsad och som medvetet kan tilldelas vissa processer, där det behövs [9]. Egenskaperna hos visuell uppmärksamhet relaterar starkt till de fysiologiska parametrarna i det mänskliga ögat. Visuell uppmärksamhet är sannolikt korrelerad med sakkadiska ögonrörelser. I visuella sökuppgifter, den punkt operatören fixerar på en display relaterar till fokus för visuell uppmärksamhet. Dessutom finns det ett område runt centrum av en fixering, som används för information utvinning [9]. Därefter tolkas ögonblickens fokus som fokus för uppmärksamheten. Informationen i fokus är medvetet behandlad. Dessutom kan information i det perifera perspektivet också uppfattas, behandlas och användas för beslut om den är tillräckligt framträdande. Det kombinerade området av foveal och periferi beskrivs också som det primära visuella området på en arbetsplats, där information kan nås utan ytterligare huvudrörelser. Som riktlinjer för utformningen bör den mest relevanta informationen finnas i detta primära visuella område. Redan nu, layouten av den konventionella tornet styrenhet arbetsposition, och storleken på alla de displayer som krävs, tillåter inte att placera all relevant information i det primära visuella området. Baserat på detta, ATCO kan inte övervaka alla informationskällor samtidigt, men måste sekventiellt allokera visuell uppmärksamhet till de mest relevanta informationskällorna. Informationens relevans är beroende av uppgiften och situationen, vilket gör ett beslut om en viss design mer komplicerat.  Ett potentiellt problem med allokering av visuell uppmärksamhet och dess operativa effekter kan sammanfattas som problemet med "försprång" och "försprång". Avgångstiderna för ATCO på en flygplats hänför sig till dessa tider, ATCO tittar inte utanför fönstret utan på någon annan display [10]. Övervakningen av OTW vid fjärrtornets arbetsposition beskrivs sålunda som fungerande "head-up". Ur operativ synvinkel bör nedåtriktade tider minimeras, eftersom tornets ATCO förväntas reagera så snabbt som möjligt på varje oförutsedd händelse. Dessa oförutsedda händelser är mest sannolikt att upptäckas genom visuell övervakning, tittar antingen utanför tornet fönster eller på en panorama video presentation. Tider för huvudnedladdning uppstår när ATCO använder förbehandlad, högkvalitativ, fokuserad information om hjälpmedel, t.ex. flygremsor, inflygningsradar eller kartan. I moderna torn på mer frekventerade flygplatser kan head-down-tider uppstå genom användning av förvaltningsverktyg, t.ex. En avgångsansvarig eller andra informationssystem som representerar flygplatsens status. Som förklarats är en övergång till de olika informationskällorna en mekanism för att inte övervaka en viktig händelse. Inom den kognitiva teorin skiljer sig två mekanismer för vägledning av visuell uppmärksamhet -bottom-up och top-down processer. Termerna botten och topp hänvisar till hierarkiska modeller av mänsklig informationsbearbetning i hjärnan, från en stimulans till hjärnområden och centra som är involverade i vissa kognitiva uppgifter. Termen bottom-up hänvisar till lägre nivåer av stimulans, till exempel på grundval av signaler på ögonnerven. Top-Down hänvisar till idén att högre centra och funktioner är involverade, som "förstå" och "sensemaking" [9]. Top-Down kan beskrivas som visuell uppmärksamhet styrs av förväntningar. Uppifrån-och-ned-vägledning av uppmärksamhet sker genom tolkning av stimulans, kunskap som förvärvas genom erfarenhet och därmed förväntningar, vad som kommer att hända där. Till exempel, på grund av vetskapen om att ett flygplan har rapporterat att det är på finalen, förväntar sig ATCO att se landningsljusen i enlighet med området för OTW. Den visuella uppmärksamheten vägleddes således av uppifrån-och-ned-processer. Dessutom leder vetskapen om att flygplan verkligen slår på sina landningsljus till förväntan om att ATCO vakar över ett starkt ljus. Bottom-Up vägledning uppstår genom lägre nivå stimulans som kontrast, skärpa och storlek på ett mål. Brandkårens blinkande ljus fångar till exempel uppmärksamheten på grund av stora skillnader i kontrast, vilket ses som ett blinkande ljus. Ett snabbt rörligt objekt orsakar en bottom-up stimulans och är också sannolikt att få visuell uppmärksamhet. I sökuppgifter är den visuella uppmärksamheten vanligtvis driven av uppifrån-och-ned-processer, och ibland av framträdande nedifrån-och-upp-processer [9]. För flygkontrolldomänen Kallus m.fl. skapade kognitiva profiler för de olika positionerna för flygledare. De fick reda på att typiskt torn styrenhet subtask är både bottom-up och top-down driven. Men för underprocessen söka och lösa konflikter, är tornet kontroll mer bottom-up driven jämfört med tillvägagångssätt och rutt domän [3]. Genom att införa ett flertal fjärrtorn kan ATCO:s personal användas på ett mer flexibelt sätt. Konceptet väcker frågor om hur man bäst kan stödja mänskliga prestationer när konceptet ska tillämpas i högtrafikmiljöer. En stor flaskhals är ATCO:s visuella uppmärksamhet för att övervaka trafiken på de två flygplatserna. Som exempel kan nämnas att det är ett normativt beteende att flygledaren ska övervaka ett flygplan under start- och landningsfasen för att upptäcka alla farliga händelser så tidigt som möjligt. Det är av intresse att förstå, i vilken utsträckning övervakningen prestanda för ATCO påverkas av införandet av flera fjärrtorn konceptet. Mer exakt är det av intresse om ATCO kan övervaka lika många starter och landningar som när man arbetar på ett konventionellt torn. Eftersom ett starkt inflytande av konceptet på visuell uppmärksamhet förväntas, är den andra forskningsfrågan, genom vilken ny design närmar sig inverkan av flera avlägsna torn begreppet kan mildras, baserat på resultaten av de empiriska resultaten.
En första studie offentliggjordes 2010 för att visa genomförbarheten av flera RT, åtminstone för att kontrollera två små flygplatser samtidigt (Moehlenbrink och Pa-penfuss, 2011; REF.
Head up only — A design concept to enable multiple remote tower operations
{'venue': '2016 IEEE/AIAA 35th Digital Avionics Systems Conference (DASC)', 'journal': '2016 IEEE/AIAA 35th Digital Avionics Systems Conference (DASC)', 'mag_field_of_study': ['Engineering']}