Virtual Airspace and Tower

Gemeinsam mit der Fachhochschule St. Pölten Forschungs GmbH und der FREQUENTIS AG untersuchte Fraunhofer Austria im FFG geförderten Projekt "VAST" neuartige Abbildungen des Flugraumes für Lotsen.

VAST - Virtual Airspace and Tower

Fragestellung

Bei der Flugverkehrskontrolle handelt es sich um einen komplexen, sicherheitskritischen Arbeitsbereich. Der Markt birgt wenige Innovationen, FluglotsInnen arbeiten schon seit Jahrzehnten mit der gleichen Technologie, welche den Luftraum abstrahiert und zweidimensional visualisiert (RADAR und dessen grafische Benutzeroberflächen). FluglotsInnen sind gezwungen die Situationsübersicht durch die geistige Extraktion der dritten Dimension – also der Flughöhe, die nur anhand von eingeblendetem Text ersichtlich ist – zu erlangen und zu behalten. Erschwerend kommt hinzu, dass die Interpolation der Flugzeugpositionsdaten nur alle 1-4 Sekunden aktualisiert werden. Diese Aufgabe stellt eine sehr hohe kognitive Belastung an die FluglotsInnen dar. Im Rahmen von VAST, das steht für Virtual Airspace and Tower, haben wir die Frage gestellt:

Wie kann mit Hilfe modernster Visual Computing Technologien und Konzepten der Flugverkehr im virtuellen Raum so abgebildet werden, dass die Situationsübersicht besser und einfacher zu erlangen ist?

Unser Beitrag


Das Projektteam überprüfte auch, ob Effizienz (schnellere Entscheidungsfindung) und Sicherheit (Konflikterkennung) durch VAST positiv beeinflusst wird. Nach Interviews mit Stakeholdern und Lotsen wurden zahlreiche Ideen für eine neuartige Darstellung des Luftraumes erstellt. Aus diesen Ideen wurden drei Low-Fidelity Prototypen entwickelt und evaluiert. Aus den Ergebnissen wurde ein High-Fidelity Prototype abgeleitet. Dieser kann den Luftraum in einer bekannten 2D Ansicht darstellen aber zusätzlich kann in eine 3D Ansicht gewechselt werden. Um ein forderndes Szenario abzubilden wurde der Flugraumsimulator NAVSIM (entwickelt von Prof. Carl-Herbert Rokitansky an der Universität Salzburg und in Zusammenarbeit mit der Mobile Communications R&D Forschungs GmbH) mit dem VAST Prototype verbunden. NAVSIM erlaubt eine sprachgesteuerte Interaktion mit den simulierten Flugzeugen.

Der High-Fidelity Prototype wurde von 18 Lotsen aus Österreich und Deutschland sowie von 6 Medienstudenten getestet. Die Evaluierung des High-Fidelity Prototype hat gezeigt, dass die 3D-Darstellung des Luftraumes mindestens gleich oder besser als die bekannte 2D-Darstellung funktioniert. Die Auswertung zeigt Unterschiede in der Meinung über 3D in den Interviews und den Antworten in den Fragebögen und den während der Tests erfassten Daten. Vor allem die Fluglotsen waren zurückhaltend und sehr kritisch gegenüber der 3D-Darstellung, aber die Leistung war in 3D gleich oder besser. Es kann jedoch nicht eindeutig nachgewiesen werden, dass diese Leistung auf die Art und Weise zurückzuführen ist, wie der Flugverkehr visualisiert wird, da es mehrere Einflussfaktoren gibt: (1) Nicht das gleiche Flugdatenverhalten in den Szenarien, (2) die Reihenfolge der Aufgaben blieb für jeden Teilnehmer gleich (Lernfaktor). Um klar zu verifizieren, dass die Leistung der Lotsen auf die Art der Visualisierung zurückzuführen ist, wäre eine weitere Auswertung mit mehr Teilnehmern erforderlich.

 

Projektpartner: FH St. Pölten, Frequentis AG