Parameter für die Beziehung von Situationsbewusstsein und Verhalten am Beispiel von Prozessindustrie und Flugsicherung

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1 Parameter für die Beziehung von Situationsbewusstsein und Verhalten am Beispiel von Prozessindustrie und Flugsicherung Das Konzept Situationsbewusstsein und seine Anwendung in Fahr- und Flugsicherheit Bundesanstalt für Straßenwesen, 2008 Prof. Dr. habil. Oliver Straeter University Kassel Institut für Arbeitswissenschaft

2 Definition - Situationsbewusstsein Endsley, 1988: the perception of the elements in the environment within a volume of time and space, the comprehension of their meaning and the projection of their status in the near future Dominguez et al, 1994: four specific pieces: - extracting information from the environment - integrating information with knowledge - exploration in a continual perceptual cycle - anticipating future events

3 Das wesentlich neue am Konzept Nicht neu: Rolle des Kontext für menschliches Verhalten Rolle der kognitiven Verarbeitung für menschliches Verhalten Neu: Projektion von Handlungsintentionen in die Zukunft Aktive Rolle des kognitiven Systems für zukünftige Handlungen

4 Gesamtaufgabe, Zeit und Verhalten Current Management policies Procedures currently relevant Signals from Interface Currently Running Communication Actual Primary Tasks demands Cognitive processing of Humans Behavior still appropriate?

5 Bedeutung für das kognitive System Was muss das kognitive System leisten? Integration der vielfältigen Aufgabenanforderungen Kognitive Auflösung der Anforderungen für die in der Zukunft passenden Handlung bei gegebener Gesamtaufgabe

6 Parameter der Integration Cybernetic view Internal Human External Technical System or Human Resulting parameter (selection: 3 out of 12) Type Necessary of Control Operation (+) (-) (+) (-) Internal Primary Compa- Human Human tibility (+) (-) Internal Human Internal Internal Human Internal Human Internal Human Closed Simultaneously (e.g., tracking Internal align task) co-ordinate track External External Technical System or Human External Technical System or Human External External Technical System or Human Technical Technical System or Human tem or Human Sys- External Open Sequential operate follow Technical System or Human External compare

7 Anwendung der Parameter (KKW) Frequency of observations in events Impact on communication quality follow expect observe recognize compare perform operate track identify align imagine coordinate 0,32 0,28 0,24 0,2 0,16 0,12 0,08 0,04 0 Less demanding coupling High demanding coupling (based on incident data and simulator experiment)

8 Anwendung der Parameter (ATM) Demand Level of Automation Cognitive Processes Search Encode Retrieve Information Extraction: Highlighting Cueing De-cluttering Decision: Option generation Option prioritisation ~ ~ Cognitive Routes coordinate: search, compare, divided attention identify: identify, filter, selective attention imagine: Integrate, encode Build up mental picture of traffic situation: Interpret Information Check validity of information and review plan Multi-tasking: Switch attention Divide attention Cognitive Functions Co ordinate with other agencies Maintain and update flight data Monitor the present & forecast weather... ATM/operational Functions Required function =Matrix of Interrelation

9 Validierungsstudie ATM Überblick ATCO Prediction Obtain/ verify read backs Use standard phraseology Obtain/ verify read backs 100% Use standard phraseology 100% Coordinate with other agencies Coordinate 86% with other agencies Accept and initiate radar handovers Initiate and carry out coordination Accept and initiate radar handovers 71% Initiate and carry out coordination 71% All predictions were observed by some ATCOs and 74% of predictions observed by more than half of the ATCOs

10 Kognitive Profile & Vorhersagen Tool specific load Specific mental load

11 Kognitive Auflösung der Anforderungen Memory structure - Experiences Expectancy driven Information and Goal Elaboration - Concepts Fixation Information ignorance Information enrichment Emotion

12 Kognitive Auflösungsmechanismen Auditory Neglecting irrelevant information Visual 32% Optimizing search duration 83% 17% Neglecting relevant information 40% 72% Reliance on rule compliance of others 92% 64% 20% Fixation on additional task Error 32% 72% (according to Schweigert, 2003)

13 Vorhersagemöglichkeiten 4 Nominale Aufgabe Task i1 Action i1 Reaktionszeiten Mentale Belastungen Arbeitsfehler

14 Zusammenfassung und Ausblick Parameter der Integration und Auflösung sehr stabil - Prozessindustrie - Automobil - Flugbereich (Fliegerei; Flugsicherung) - Produktionsbereich - Maritime Kognitive Simulation komplexer Aufgaben zur Vorhersage und Optimierung von Simulatorstudien