چالش خودکارسازی سیستم‌های کابین خلبان (بخش دوم)

در این مقاله پیرو مطلب «چالش خودکارسازی سیستم‌های کابین خلبان (بخش اول)» سایر چالش‌ها بررسی شده است.

8- سوگیری اتوماسیون در پرواز TK1951 ترکیش ایرلاینز

پرواز TK1951 ترکیش ایرلاینز سیگنال دستگاه لوکالایزر فرودگاه را در فاصله 5/5 ناتیکال مایلی از آستانه باند در ارتفاع 2000 پا رهگیری کرد. بنابراین، شیب فرود باید از بالای GlideSlope رهگیری می‌شد. اما پرواز در زیر شیب فرود GlideSlope خدمه را مجبور به انجام تعدادی فعالیت اضافی کرد که در نتیجه حجم کاری آن‌ها بیشتر شد. این مسئله همچنین باعث شد که چک لیست فرود دیرتر از آنچه رویه‌های عملیاتی استاندارد پیشنهاد می‌کنند، تکمیل شود.

خدمه کابین اطلاعاتی در مورد رابطه متقابل بین (شکست) سیستم ارتفاع سنج رادیویی سمت چپ و عملکرد دریچه گاز خودکار در دسترس نداشتند. از همه نشانه‌ها و سیگنال‌های هشدار موجود، تنها یک نشانه به حالت نادرست دریچه گاز خودکار اشاره می‌کند، یعنی اعلام «RETARD» در نمایشگرهای پرواز اولیه. در نتیجه حجم کاری بیشتر، هشدار عملکرد نادرست دریچه گاز خودکار برای خدمه پنهان ماند. با وجود نشانه‌های موجود در کابین خلبان، آنها تا زمان هشدار نزدیک‌شدن به حالت واماندگی متوجه کاهش شدید سرعت هوا نشدند.

هنگامی که خدمه کابین (از جمله خلبان ایمنی) روی تکمیل چک لیست فرود کار می‌کردند، هیچ کس بر روی وظیفه اصلی تمرکز نمی‌کرد؛ نظارت بر مسیر پرواز و سرعت هوایی هواپیما. این کار توسط سیستم خودکار انجام شد خدمه فرض می‌کردند همه چیز خوب پیش می‌رود، اما در واقع یک موقعیت خطرناک در حال وقوع بود. این وضعیت را می‌توان به دومین عامل سوگیری اتوماسیون ارجاع داد: اعتماد انسان‌ها به سیستم‌های خودکار.

9- سوگیری اتوماسیون در پرواز AF447 ایرفرانس

انسداد لوله پیتوت با یخ منجر به یک نشانه هشدار برای سرعت هوای متناقض و از بین رفتن سیستم حفاظت از زاویه حمله شد. به نظر می‌رسد وضعیت زاویه حمله بسیار زیاد توسط کمک خلبان شناسایی نشد، در حالی که او به طور مداوم دسته کنترل را به سمت خود می‌کشید. این وضعیت نشان می‌دهد که او ممکن است این باور رایج را پذیرفته باشد که هواپیما نمی‌تواند به حالت واماندگی رود، بنابراین فرض کرده در این شرایط هشدار واماندگی یک خطای سیستمی است. این مورد نیز نمونه‌ای از اعتماد بیش از حد کاربران انسانی به اتوماسیون است که منجر به تصادف مرگبار می‌شود.

سوگیری دوم در این پرواز خطای حذف است که با عدم پاسخ دادن خدمه به هشدارهای عملکرد هواپیما (یعنی هشدارهای واماندگی و سرعت) همراه بود.

10- غافلگیری اتوماسیون

فناوری اتوماسیون در ابتدا برای افزایش دقت و صرفه‌جویی در عملیات توسعه داده شد و در عین حال، بار کاری کاربران و الزامات آموزشی را کاهش داد. ایجاد یک سیستم خودمختار که به دخالت کم انسان نیاز دارد و در نتیجه فرصت خطای انسانی را کاهش داده یا حتی حذف می‌کند، ایده جذابی تلقی می‌شود. در این نوع از سیستم‌های خودکار، هر روز تعداد بیشتری از فعالیت‌های مربوط به انسان به کامپیوترها منتقل می‌شود. این روند باعث می‌شود که انسان تعامل کمتری با سیستم داشته باشد. بنابراین کاربر انسانی ممکن است کمتر از عملیات سیستم آگاه شود و در نهایت “خارج از حلقه” قرار گیرد. هنگامی که انسان خارج از حلقه است، تعامل با فرآیند سیستم به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و در نتیجه به دلیل اتوماسیون، تجربه کمتری از فرایندهای سیستم و عملکرد آن بدست می‌آورد. این اتفاق توانایی خلبان در تشخیص مشکلات، تعیین وضعیت فعلی سیستم، درک آنچه اتفاق افتاده است و همچنین اقدامات مورد نیاز را کاهش می‌دهد. این پدیده را می‌توان از دست دادن آگاهی موقعیتی (situational awareness) توصیف کرد.

نتیجه این شرایط می‌تواند موقعیت‌هایی باشند که اپراتور از رفتار اتوماسیون متعجب می‌شود و سؤالاتی از این قبیل می‌پرسد: سیستم دارد چه کاری انجام می‌دهد؟ چرا این کار را انجام داد؟ یا در مرحله بعد چه خواهد کرد؟ بنابراین، اتوماسیون برای کاربران انسانی که با  درک رفتار سیستمی با مشکل مواجه هستند، غافلگیری ایجاد کرده است.

11- غافلگیری اتوماسیون در پرواز TK1951 ترکیش ایرلاینز

در طول فرایند اپروچ، هواپیما در پیکربندی فرود با چرخ‌های باز شده و فلپ‌ها بیش از 15 درجه آماده بود. این پیکربندی همراه با نشان‌دهنده ارتفاع اشتباه 8- پا توسط سیستم ارتفاع‌سنج رادیویی سمت چپ، باعث شد که دریچه گاز خودکار در حالت Retard flare mode قرار گیرد.

از یک سو، یکی از دلایل اصلی این سانحه مرگبار، ناتوانی خدمه در نظارت بر مسیر پرواز و سرعت هواپیما است. از سوی دیگر، انتقال خودکار به حالت Retard flare  در ارتفاع بیش از 27 فوت (در نتیجه خرابی سیستم ارتفاع سنج رادیویی سمت چپ) ممکن است خلبانان را غافلگیر کند و باعث فشار اضافی بر روی بار کاری فوق‌العاده بالای آنها شود.

صنعت هوانوردی از قبل با خرابی احتمالی سیستم ارتفاع سنج رادیویی و اقدامات بعدی آن آشنا بود، اما فرض بر این بود که خلبانان به راحتی از پس این وضعیت بر می‌آیند. چندین شرکت هواپیمایی، از جمله ترکیش ایرلاینز، مشکلات ارتفاع سنج رادیویی را به عنوان یک مشکل فنی و نه خطری برای ایمنی پرواز در نظر گرفتند. در نتیجه خلبانان از این موضوع مطلع نبودند.

12- غافلگیری اتوماسیون در پرواز AF447 ایرفرانس

سیستم پرواز با سیم ([1]FBW) ایرباس A330 به گونه‌ای طراحی شده است که در شرایط غیرعادی، سیستم به طور خودکار به حالت به اصطلاح «قانون جایگزین» یا «Alternative low» تغییر می‌کند. در این حالت، سیستم حفاظت از زاویه حمله قطع می‌شود و هواپیما می‌تواند با درجه بالایی نسبت به افق پرواز کند. وقوع غافلگیری اتوماسیون در این حادثه به دو دلیل مثال زده می‌شود: دلیل اول این واقعیت است که خلبان نتوانست به درستی هشدار واماندگی را با وضعیت هواپیما تحت قانون جایگزین مرتبط کند. دلیل دوم نیز این است که خلبان متوجه نشد که چرا هواپیما ظاهراً به ورودی‌ها پاسخ نمی‌دهد، زیرا کمک خلبان نیز در حال اعمال ورودی به کنترل‌ها بود.

13- بهبود تعامل اتوماسیون انسان و کابین خلبان

13- 1- بازنگری در آموزش خلبانی

یکی از نتایجی که می‌توان از گزارش پرواز AF447 گرفت این است که شبیه‌سازهای آموزشی پرواز باید به گونه‌ای بهبود یابند که بتوانند سناریوهای واقعی از وضعیت غیرعادی هواپیما را تولید کنند. علاوه بر این، سناریوهای آموزشی باید از اثرات غافلگیری اتوماسیون برای آموزش خلبانان برای رویارویی با این پدیده‌ها اطمینان حاصل کنند.

طی سال‌های اخیر مقالاتی با هدف ارائه توصیه‌هایی در مورد چگونگی بهبود آموزش خلبان منتشر شده است. به عنوان مثال، در یکی از این مقالات به شواهدی اشاره می‌شود که نشان دهنده عدم آموزش صحیح خلبانان برای استفاده از سیستم‌های خودکار در شرایط مختلف پروازی است. محققان در این مقاله بیان می‌کنند که آموزش خلبانان باید بگونه‌ای باشد تا بدانند چه زمانی سیستم‌های خودکار باید کنار گذاشته شده و هواپیما به صورت دستی کنترل شود. همچنین توصیه می‌شود با آموزش تاثیرات سوء اتوماسیون به خلبانان، آمادگی آن‌ها را برای مقابله با مشکلات مربوط به اتوماسیون حفظ کنند.

آژانس ایمنی هوانوردی اروپا (EASA) پرسشنامه‌ای را در میان بیش از 150 پاسخ‌دهنده، که عمدتاً خلبانان خطوط هوایی از اروپا بودند، انجام داد که این دیدگاه‌ها را اثبات می‌کرد. نتیجه تحقیقات این بود که مهارت‌های پروازی اولیه و دستی به دلیل فقدان تمرین کاهش یافته است. توصیه کلی در این گزارش بهبود مهارت‌های اولیه پرواز و مهارت‌های پرواز دستی خلبانان است.

13- 2- بازتعریف نقش خلبان

گزینه دیگری که می‌تواند به پیشرفت‌های قابل توجهی در تعامل اتوماسیون انسان و کابین منجر شود، بهبود و ساده‌سازی طراحی کابین خلبان فعلی است. محققان دو رویکرد متفاوت برای طراحی کابین خلبان پیشنهاد داده‌اند:

خلبان به عنوان خلبان

در رویکرد خلبان به عنوان خلبان، طراحی کابین به دنبال پشتیبانی از خلبان در نقش متعارف خود است. خدمه پرواز با اقتدار و مسئولیت نهایی بر روی هواپیما به طور فعال درگیر کنترل پرواز هستند. در این طراحی، خلبان بالاتر از اتوماسیون کابین قرار دارد و می‌تواند وظایف را به اتوماسیون محول کند. او همچنین می‌تواند کنترل دستی هواپیما را در هر لحظه در طول پرواز و عملیات زمینی پس بگیرد. چیدمان کابین خلبان، عملکردها و قالب‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که خلبان قادر به تصمیم‌گیری تاکتیکی در برنامه‌ریزی پرواز باشد. رابط‌های کاربری ساده شده و تمام اطلاعات لازم و پیشنهادها در اختیار خلبان قرار می‌گیرد.

در طراحی خلبان به عنوان خلبان دو پیامد مثبت و منفی کلیدی شناسایی شده است. یکی از مفاهیم مثبت کلیدی در این طراحی این است که بر اساس اصول طراحی سنتی انسان محور ساخته می‌شود. به نظر می‌رسد زمانی که انسان‌ها به طور فعال در انجام وظایف مربوطه در شرایط عادی پرواز مشارکت دارند، در شرایط اضطراری عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند. یک جنبه منفی در این طراحی مربوط به حجم کاری بالاتر ناشی از مشارکت فعال در وظایف مربوطه است. حجم کاری بالاتر ممکن است بر توانایی خلبانان برای انجام وظایف در یک محیط پیچیده‌تر، تأثیر منفی بگذارد.

خلبان به عنوان مدیر

در رویکرد طراحی که خلبان به عنوان یک مدیر عمل می‌کند، خدمه پرواز اختیارات و مسئولیت خود را با سیستم‌های خودکار برای عواملی مانند ایمنی، کارایی و راحتی مسافر تقسیم می‌کنند. بیشتر وظایف پرواز توسط اتوماسیون کابین خلبان انجام و توسط خدمه پرواز مدیریت می‌شوند. اتوماسیون کابین خلبان در این مورد مسئول بیشتر فعالیت‌ها کنترل هواپیما و پردازش اطلاعات است. در این رویکرد اتوماسیون کابین خلبان باید بسیار قابل اعتماد و با توانایی بالا باشد تا انجام عملکردهای کابین تضمین شود. ارزیابی موقعیت و برنامه‌ریزی تاکتیکی پرواز، مسئولیت‌های مشترک بین خلبان و اتوماسیون است.

درست مانند رویکرد خلبان به عنوان خلبان، رویکرد خلبان به عنوان مدیر دارای برخی مفاهیم کلیدی مثبت و منفی است. یکی از پیامدهای مثبت اصلی این است که خدمه پرواز پهنای باند بیشتری برای مدیریت تمام جنبه‌های پرواز خواهند داشت؛ زیرا آنها وقت، تلاش و توجهی برای انجام کارهای دستی سطح پایین‌تر ندارند. جنبه منفی خلبان در نقش مدیر، درگیر نگه‌داشتن خدمه پرواز در فرآیند پرواز است. محققان دریافته‌اند که برای انسان‌ها، انجام فعال وظایف نسبت به مدیریت وظایف جذاب‌تر است.

آیا اتوماسیون موجب بهبود یا کاهش ایمنی هوانوردی می‌شود؟

با اطمینان می‌توان گفت به طور کلی اتوماسیون کابین خلبان ایمنی هوانوردی را بهبود می‌بخشد. هواپیماهای مدرن برای انجام عملیات ایمن و کارآمد به طور قابل توجه‌ای به اتوماسیون متکی هستند. اتوماسیون مزایای قابل توجهی برای ایمنی پرواز و عملیات به ارمغان آورده است. با این حال، برای مثال اتوماسیون می‌تواند برای خلبانان امروزی که آموزش‌های متکی به سیستم‌های خودکار داشته‌اند و مهارت‌های اولیه پرواز کمی را تجربه‌ کرده‌اند، چالش برانگیز باشد. بنابراین باید علاوه بر آموزش صحیح خلبانان برای انجام پروازهای خودکار و دستی، درک آن‌ها از نحوه انجام فرایندهای مختلف سیستم‌های خودکار هواپیما را نیز بهبود داد.

[1] Fly by Wire