Perspectives in Remote and Virtual Control Tower Research - Conclusions drawn from Projects RApTOR and RAiCe

Abstract

Im Rahmen der FL-internen Strategiediskussion betreffend zukünftige Aktivitäten im For-schungsbereich Remote und Virtual Tower wurde vereinbart, 1 – 2 PJ pro Jahr in neue RTO-Automatisierungsthemen im Vorhaben 2251300 „Menschzentrierte Automatisierung“ zu in-vestieren, verbunden mit dem Auftrag, hierzu bis Q2/2013 einen Vorschlag auszuarbeiten [1]. Dieser Vorschlag wird hiermit vorgelegt. Ausgehend von den Ergebnissen der seit 2002 z.T. in Kooperation mit der Deutschen Flug-sicherung (DFS) durchgeführten Virtual und Remote Tower Studien und Projekte (ViTo, RApTOR, RAiCe) werden über den reinen RTO-Automatisierungsaspekt hinausgehend Schlussfolgerungen hinsichtlich weiterer kurz- und langfristiger Forschungsarbeiten zu ver-schiedenen technischen und kognitiv/ergonomischen Fragestellungen von Remote- und Vir-tual Tower Systemen abgeleitet, die in Zukunft den konventionellen Kontrollturm ablösen sol-len. Dazu werden vier Aspekte diskutiert, die interessante Forschungsergebnisse erwarten lassen und die (1) sowohl die kurz- bis mittelfristige (2 – 5 Jahre) Implementierung von operati-onellem Remote-Control aus einem Remote Tower Center (RTC) unterstützen als auch (2) zukunftsweisende langfristige Perspektiven zur Überwachung des Verkehrs großer Flughäfen (Hubs) mit umfangreicher elektronischer Sensorik unter Nutzung modernster Synthetic Vision und Virtual Reality Technologien aufgreifen (FP7-Level0-Proposal zusammen mit RWTH Aachen [16]). Das zur Zeit (1./2. Quartal 2013) auf den neuesten Stand gebrachte RTO-Experimentalsystem am Forschungsflughafen Braunschweig ist zentraler Teil einer Testum-gebung (3), die auch für die Validierung externer Entwicklungen genutzt werden soll. Sie wird ergänzt um eine RTO- Simulationsumgebung am Towersimulator, die sich in vorangegange-nen internen Projekten und Aufträgen bewährt hat und die weiterentwickelt werden sollte. Der vierte Aspekt (4) fokussiert auf die Verstärkung objektiver Validierungsmethoden zur Quantifizierung von Anforderungen (Requirements) und Performanz als Ergänzung zu den in der Vergangenheit überwiegend zum Einsatz gekommenen subjektiven Erhebungen mit Fragebogentechniken. Dazu gehören auch theoretisch fundierte, modellbasierte Simula-tionen, wobei hier auch der Einsatz von bislang vorwiegend für den militärischen Bereich entwickelter und validierter Tools zur Belastungsanalyse von von einzelnen Operateuren und Teams untersucht werden soll. Eines dieser Performance-Simulationswerkzeuge [29][30] kann z.B. über TCP/IP mit der Verkehrssimulation gekoppelt werden. Spezielle Aufmerk-samkeit verdienen in diesem Zusammenhang die Bayes-Netze als Methode der Entschei-dungsmodellierung. Die vier Themen sind dementsprechend: 1.Remote Tower Operation: Videopanorama-Qualität, Automatisierung, Prädiktion, Al-ternative Lösung 2.Virtual Control Tower HMI: „Holographic“ air traffic control (HOLACon) mit immersiven Virtual Reality Technologien 3.Experimentelle Entwicklungs- und Testumgebung und Validierung 4.Kognitive Ergonomie: Objektive Methoden zur Quantifizierung von Anforderungen und Performanz