Nutzerzentriertes System unterstützt Fluglotsen beim Management des Bodenbetriebs
Flughäfen sind komplexe Orte, besonders bei der Steuerung von Bewegungen verschiedener Klassen von Flugzeugen sowie einer Vielzahl von Dienstfahrzeugen. Erschwerende Faktoren wie schlechtes Wetter belasten die Verkehrskontrolle am Flughafen sowohl aus menschlicher als auch technischer Sicht nochmal zusätzlich. Gängige automatisierte Systeme müssen mit extrem dynamischen Umgebungen zurechtkommen. In der Entwurfsphase können die Systementwickler das Systemverhalten nicht so abschließend definieren, dass es alle möglichen unerwarteten Situationen beherrschen kann. Das Gemeinschaftsunternehmen SESAR ist eine öffentlich-private Partnerschaft, die das europäische Flugverkehrsmanagementsystem modernisieren soll. Innerhalb dieses Rahmens wird das Projekt TaCo gefördert, das „das Problem der komplexen Abläufe auf dem Flughafen, insbesondere unter besonderen Bedingungen, neu betrachtet“, wie es Projektkoordinator Dr. Damiano Taurino ausdrückt. Dazu hat das Projekt die Automatisierung in wissenschaftlichen Disziplinen wie Robotik oder Spielprogrammierung untersucht. „TaCo hat ein automatisiertes System beschrieben, das im Flughafenbetrieb sowohl die Lotsen am Boden als auch im Tower bei ihren Aufgaben unterstützen und selbst abschätzen kann, ob es mit vorab nicht definierten Bedingungen umgehen kann.“ Komplexität beherrschen Aus TaCo ist ein Rahmen für ein automatisiertes System hervorgegangen, das die Aufgaben der Lotsen bei jedem einzelnen Flug substanziell reduzieren kann. Es ist stark genug, um bei den komplexen Aufgaben im Management des Bodenverkehrs eines komplexen Flughafens umfangreiche Unterstützung zu leisten. Den Projektpartnern war es besonders wichtig, dass der Lotse adäquate und gut handhabbare Hilfe bei der Überwachung des Systems bekommt. Im Mittelpunkt stand außerdem das Ziel, dass das System selbst einschätzen können sollte, inwiefern es mit undefinierten Situationen umgehen kann: das System ist sensibel genug, um Aufgaben im Verkehrsmanagement wieder zurück an den Menschen zu übergeben, sobald die Komplexität gewisse Grenzen überschreitet. Dies kann schnell und reibungslos erfolgen und zudem so, dass der Lotse sich der ihm übertragenen Aufgabe gewachsen fühlt. Das Projektteam ging bei Entwurf und Entwicklung der automatisierten Flughafenumgebung von einem nutzerzentrierten Ansatz aus. „Nur so konnten wir die Endnutzer erfolgreich in den Prozess einbinden, der stufenweise vom Entwurf über die Entwicklung bis hin zur Validierung der Lösung reichte“, bemerkt Dr. Taurino. „Die Ergebnisse einer abschließenden Evaluation mit Endnutzern brachten positives Feedback.“ Mensch und Automatisierung als Team Die Wissenschaftler haben strategisches Teamwork der menschlichen Beteiligten und der automatisierten Technik untersucht und eingeführt. So wollten sie Einfluss auf die wichtigsten Leistungskennzahlen des Flughafens nehmen, also auf Sicherheit, Planbarkeit, Kapazität sowie Reduktion von Lärm und CO2-Emissionen. Während der Bewertung stießen sie auf weitere vielversprechende Strategien. Diese waren nicht nur als Werkzeuge zur Leistungsoptimierung gedacht, sondern auch als „Voreinstellung“, mit der sich automatisiertes Verhalten für bestimmte Situationen programmieren lässt. Die Forscher haben mögliche weitere Schritte hin zu einem höheren technologischen Reifegrad identifiziert. Dazu gehören hochentwickelte Simulationen mit realem Verkehrsfluss sowie die Skalierbarkeit des Ansatzes auf höhere Komplexitäten und/oder verschiedene Größen von Flughäfen. Außerdem betrachteten sie Integrationsmöglichkeiten in bereits bestehende „Sicherheitsnetze“ der Flughäfen. „Die vorgestellten Lösungen von TaCo bringen für den Bodenbetrieb wertvolle Vorteile, sogar bei Flughäfen die nicht so hochkomplex sind“, so Dr. Taurino abschließend. „Auch wenn jeder Flughafen einzigartig ist, gibt es den Bedarf für ein Hilfsmittel, mit dem die Lotsen das Management des Bodenverkehrs bewerkstelligen und optimieren können, und diesen Bedarf können Systeme, die wie TaCo arbeiten, ohne große Änderungen am Konzept erfüllen.“
Schlüsselbegriffe
TaCo, Flughafen, automatisiertes System, Automatisierung, Lotsen, Bodenbetrieb, Flughafenbetrieb, Verkehrsmanagement, Bodenverkehr
