Prospective job analysis for the next pilot generation

To accomodate the expected growth of air traffic over the next two decades new operational concepts are currently under development, which will affect to some extent the job tasks and responsibilities of pilots and air traffic controllers. How will the operators perform in their potential new roles? Can we presume that they will easily be re‐trainable? Or will the job profile change to such an extent that it has to be considered already during the selection of the most suitable candidates? Especially for ab‐initio pilot and controller candidates selection decisions imply predictions of human performance for a longterm future. Therefore, a prospective analysis of job requirements is necessary to make sure that the selection battery is aligned with future roles and tasks. DLR has developed a simulation platform called AviaSim, which allows for low‐fidelity human‐in‐the‐loop simulations of potential future job tasks for pilots and controllers. Future scenarios are based on reviews of NextGen and SESAR concept papers and as well on “future workshops” with present job holders. In AviaSim we can examine the behavior of air traffic controllers working together in one scenario with up to eight pilots and additional experimental traffic. With eye‐gaze measurement, questionnaires and cognitive task interviews performance was analyzed in one en‐route and an arrival scenario. According to preliminarily findings future operators will need a higher degree of competence for operational monitoring, distributed teamwork, and time‐based operations. The simulation platform and the experimental setups are discussed in the paper

Investigating the Effect of Conflicting Goals and Transparency on Trust and Collaboration in Multi-Team Systems

In Air Traffic Management (ATM) multiple teams have to collaborate to achieve efficient and safe operation. Multiple-team operations rely on communication and information sharing between the team members. In this field, multi-team systems (MTSs) are the most common form of organization. The interface between the organizations involved (e.g. air traffic control, cockpit crews, airports) is of central importance. Apart from a common goal, different stakeholders may pursue individual goals governed by their own company culture or policies. Therefore, simply sharing all available information may not be enough to ensure safe and efficient operation. As part of the project ITC (Inter-Team Collaboration), an experimental study with 48 teams of three (n=144) has just started to investigate the impact that conflicting goals have on communication and collaboration. Additionally, it examines whether and how transparency in roles, processes, and goals can affect performance, communication, and trust in multi-team systems. In the synthetic task environment (STE) ConCenT (Control Center Task Environment), teams of three have to collaborate to detect system failures in time, determine their causes, and decide on a solution in order to ensure successful production processes. Measurements of performance, perceived trust, communication, and gaze data will be analyzed to examine and compare different coordination and communication patterns on a group level. Results of the study will identify factors that may facilitate or hinder collaborative work processes in an MTS, thus enabling the validation of an approach to improve collaboration through transparency and mutual trust

Determining job requirements for the next aviator generation

The aviation industry is envisioning a tremendous growth of air traffic within the next two decades. New technologies and operational concepts will be the key enablers to accommodate the increasing amount of movements in a safe, efficient and environment friendly manner. Current working concepts reach from improved interoperability of national ATM systems, via satellite based navigation, collaborative decision making, and self separation of aircraft up to fully automated air-ground-space systems. It can be expected that the introduction of such concepts will have a significant impact on the working conditions and job requirements of future air traffic controllers and pilots, who were selected on traditional job profiles reflecting the current and past operational settings. Our paper is presenting elements of a prospective job analysis of future aviators assigned to specific operational tasks within the future air transport system. Results will be based on reviews of available international concept papers, conducted future workshops with present job holders and low fidelity simulation runs of collaborative air traffic control and aircraft separation tasks. Relevant en-route and arrival scenarios will be discussed and presented at the symposium with some preliminary data of the initial tryout studies

Veränderte Berufsanforderungen im Luftverkehrssystem der Zukunft

In einer gekoppelten Simulationsstudie im Rahmen des Aviator 2030 Projekts der DLR wurden Elemente eines zukünftigen Luftverkehrssystems erprobt, um Anhaltspunkte für neue Anforderungsdefinitionen in Auswahltests von künftigen Fluglotsen und Piloten zu gewinnen. Das erprobte Zukunftskonzept basiert auf der Übergabe der Separationskontrolle vom Boden ins Cockpit und zurück bei sehr hohem Verkehrsaufkommen. Für die koordinierte Zusammenarbeit kommunizieren Piloten und Fluglotsen dabei teils über Datalink-Kanäle, teils über Sprache und nutzen verschiedene Assistenzfunktionen als Entscheidungshilfen. Mittels eines modifizierten Fleishman Job Analysis Survey wurden 20 Teilnehmer an dem Simulationsexperiment systematisch befragt, ob sie Veränderungen der Fähigkeitsanforderungen im Zukunftskonzept im Vergleich zum heutigen boden-gestützten Flugverkehrskontrollsystem wahrnehmen. Die Ergebnisse wurden im Zusammenhang mit begleitenden Workshops ausgewertet und deuten darauf hin, dass sich die Anforderungsprofile von Fluglotsen und Piloten einander annähern könnten. Hiernach wird in Zukunft mehr Gewicht auf höhere kognitive Funktionen gelegt werden müssen, wie z.B. Visualisierung, Situationsbewusstsein, selektive Aufmerksamkeit, Monitoring, Impulskontrolle sowie auch Originalität und Ideenflüssigkeit. In die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Akteuren werden zudem in verstärktem Masse Assistenzsysteme als quasi künstliche Teampartner mit einbezogen. Die effektive Nutzung der zunehmenden Automation erfordert ein geeignetes Überwachungsverhalten und ggfs. auch das umgehende Eingreifen bei unerwarteten Fehlfunktionen

Aviator 2030 - Veränderungen von Berufsanforderungen im zukünftigen Luftverkehrssystem

Durch die Einführung neuer Technologien und operationeller Konzepte im Zuge des Single European Sky Programms (SESAR) werden sich neue Aufgaben und Anforderungen für zukünftige Piloten und Fluglotsen ergeben. Zur besseren Ausschöpfung vorhandener Kapazitätsreserven werden gegenwärtig Arbeitskonzepte diskutiert, die von verbesserter Interoperabilität nationaler Air Traffic Management Systeme, über Satellitennavigation, kollaborative Entscheidungsfindung, Selbst-Separierung, Assistenzfunktionen bis hin zu voll-automatisierten Boden-Luft-Weltraum Systemen reichen. Es ist wahrscheinlich, dass die Einführung solcher Konzepte die Arbeitsbedingungen und Berufsanforderungen des zukünftigen Luftfahrtpersonals deutlich verändern würden. Die Fragen, worin genau diese Veränderungen bestehen könnten und welches Fähigkeitsprofil auf der Seite des Personals für den effektiven Umgang mit diesen zukünftigen Anforderungen vorausgesetzt werden müsste, sind noch unbeantwortet. Mit dem Projekt AVIATOR 2030 versucht das DLR einen Beitrag zur prospektiven Bestimmung solcher Berufsanforderungen bei zukünftigen Piloten und Fluglotsen zu leisten. Zu diesem Zweck wurde die „low-cost“ Simulationsumgebung AviaSim entwickelt, in der sich verschiedene Zukunftsszenarien mit realen Teilnehmern in Echtzeit untersuchen lassen. In der gegenwärtigen Konfiguration umfasst AviaSim die Simulation eines Radarlotsenarbeitsplatzes, der mit bis zu acht Cockpitarbeitsplätzen vernetzt ist und für ein mögliches Zukunftsszenario zur Übergabe der Separations-Zuständigkeiten zwischen Bord und Boden am Schnittpunkt zwischen Free Flight und Managed Airspace ausgelegt ist. Hierbei fließen operationelle Prozeduren aus Konzepten zum Merging & Spacing, der Kommunikation per Datalink sowie bord- und bodenseitige Assistenzfunktionen zur Separationskontrolle mit ein. AviaSim umfasst auch eine umfangreiche Messtechnik zur Erfassung des Überwachungsverhaltens, des Informationsaustauschs, der Arbeitsbelastung sowie der wahrgenommenen Arbeitsanforderungen der Versuchsteilnehmer. Neben einer Darstellung der Architektur der Simulationsumgebung und des Zukunftsszenarios geht unser Beitrag auf die ersten Ergebnisse einer experimentellen Studie mit insgesamt 16 Berufsexperten (4 Lotsen, 12 Piloten) ein. Die Konsequenzen, die sich aus dem Vergleich der Anforderungsprofilen bei traditioneller Zusammenarbeit und in dem gewählten Zukunftsszenario für zukünftige Piloten und Fluglotsen ergeben könnten, werden diskutiert

Veränderte Berufsanforderungen im Luftverkehrssystem der Zukunft

In einer gekoppelten Simulationsstudie im Rahmen des Aviator 2030 Projekts der DLR wurden Elemente eines zukünftigen Luftverkehrssystems erprobt, um Anhaltspunkte für neue Anforderungsdefinitionen in Auswahltests von künftigen Fluglotsen und Piloten zu gewinnen. Das erprobte Zukunftskonzept basiert auf der Übergabe der Separationskontrolle vom Boden ins Cockpit und zurück bei sehr hohem Verkehrsaufkommen. Für die koordinierte Zusammenarbeit kommunizieren Piloten und Fluglotsen dabei teils über Datalink-Kanäle, teils über Sprache und nutzen verschiedene Assistenzfunktionen als Entscheidungshilfen. Mittels eines modifizierten Fleishman Job Analysis Survey wurden 20 Teilnehmer an dem Simulationsexperiment systematisch befragt, ob sie Veränderungen der Fähigkeitsanforderungen im Zukunftskonzept im Vergleich zum heutigen boden-gestützten Flugverkehrskontrollsystem wahrnehmen. Die Ergebnisse wurden im Zusammenhang mit begleitenden Workshops ausgewertet und deuten darauf hin, dass sich die Anforderungsprofile von Fluglotsen und Piloten einander annähern könnten. Hiernach wird in Zukunft mehr Gewicht auf höhere kognitive Funktionen gelegt werden müssen, wie z.B. Visualisierung, Situationsbewusstsein, selektive Aufmerksamkeit, Monitoring, Impulskontrolle sowie auch Originalität und Ideenflüssigkeit. In die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Akteuren werden zudem in verstärktem Masse Assistenzsysteme als quasi künstliche Teampartner mit einbezogen. Die effektive Nutzung der zunehmenden Automation erfordert ein geeignetes Überwachungsverhalten und ggfs. auch das umgehende Eingreifen bei unerwarteten Fehlfunktionen