ATC Özelinde Kullanılan Otomatik Uyarı Sistemleri ve Çalışma Mantığı

ATC Özelinde Kullanılan Otomatik Uyarı Sistemleri ve Çalışma Mantığı

Günden güne artan hava trafiği hacmi ve operasyonel kompleksite, Hava Trafik Kontrolörleri (ATCO) özelinde zihinsel iş yükünü artıran ve bilişsel sınırları zorlayan başat stresör faktörlerin başında gelmektedir. Bilişsel kısıtlamaların ötesine geçmek ve mental iş yükünü dengelemek için sıklıkla otomasyona başvurulmakta, özellikle karar alma yardımcısı araçlar ve durumsal farkındalık arttırıcı algoritmalar üzerinde durulmaktadır. Bu bağlamda otomasyon sistemlerinin kritik bir uzantısı olan ikaz ve uyarı sistemlerinin, ATC özelinde sıklıkla kullanımı göze çarpmaktadır.

Hava Trafik Kontrol (ATC) operasyonlarında halihazırda çeşitli otomatik uyarı sistemleri kullanılmaktadır. Yer tabanlı “safety nets” araçları içerisinde de kategorize edilebilen, en yaygın otomatik uyarı sistemleri şunlardır:

MSAW (Minimum Safe Altitude Warning): Bir uçağın mevcut veya öngörülen rotası, uçuş planına veya tanımlı sektör asgari irtifalarına (örneğin MEA veya Grid MORA verileri ya da dinamik hesaplamalar) göre emniyetli limitlerin altına düşeceği senaryo öngörülürse ATCO'yu uyarır.

CA (Conflict Alert) veya STCA (Short-Term Conflict Alert): İki veya daha fazla uçağın radarda gözlemlenen trajeksiyonları “conflict” riski taşıdığında, uçakların mevcut hız ve yön vektörlerini, tırmanma/alçalma oranlarını (rate of climb/descent) da hesaplayarak asgari ayırma eşiklerinin ihlal edilebileceği öngördüğünde (genellikle muhtemel çatışmadan 90 ila 120 saniye önce) kontrolörü uyarır.

APW (Area Proximity Warning): Bir uçak kısıtlı, yasak veya tehlikeli hava sahalarına girmek üzereyken ATCO için ikaz üretir.

RIMCAS (Runway Incursion Monitoring and Collision Avoidance System): A-SMGCS kapsamında çalışan bir yer uyarı sistemidir. Pistte ve taksi yollarında potansiyel olarak meydana gelebilecek bir “conflict” riskini görsel ve işitsel olarak kontrolöre ikaz eder.

MONA (Monitoring Aids): rotasından çıkan uçuşlar için “DEV” (deviation) uyarısı üretir. Safety net sistemi içerisinde yer almaz, operasyonel emniyeti arttıran destekleyici bir unsur olarak görülür.

Havacılık endüstrisinde kullanılan Controller Working Position (CWP) ve İnsan-Makine Arayüzü (HMI) dizaynlarında en yaygın uyarı sistemleri yukarıda bahsi geçenler olsa da ATCO'yu spesifik operasyonel sorunlar konusunda bilgilendirmek için tasarlanmış birçok farklı algoritmik uyarı da bulunmaktadır. Uyarı sistemleri genellikle uçakların radar etiketleri üzerinde ayırt edici renk kodları ya da spesifik kısaltmalarla kodlanır ve ATCO’nun hızlı bir şekilde durumu fark edebilmesi için optimize edilirler. STCA gibi kritik emniyet uyarılarında, gelişen durumu önceliklendirmek için sadece görsel olarak değil sesli uyarılarla da kontrolörün durumsal farkındalığı arttırılır.

Havacılık psikolojisinde sıkça referans alınan Wickens'in Çoklu Kaynak Teorisine göre, insan beyni bilgiyi işlerken görsel ve işitsel kanallar gibi farklı kaynakları kullanır. Bir hava trafik kontrolörü radar ekranındaki yoğun trafiğe odaklandığında görsel kanalı doyuma ulaşır. Bu durumda radar etiketindeki kırmızı bir renk değişimini (görsel uyarıyı) ya da beliren bir uyarı kısaltmasını göz ardı etme riski artar. Bu yüzden STCA gibi kritik uyarılar sadece renk kodlarıyla değil, görsel kanalın yükünü hafifletmek için işitsel (sesli) alarmlarla da desteklenir. Farklı bir duyusal kanal kullanmak, önceliklendirmeyi doğru yapmayla da birleşirse çoklu görev başarımı açısından son derece önemlidir.

Multiple Resource Theory (Çoklu Kaynak Teorisi)

Bir vardiya sırasında ATCO'lar ağırlıklı olarak görsel olmak üzere, üstte bahsi geçen çok sayıda otomatik tetiklenen uyarıyla karşılaşır. Bu yoğun bilgi akışı, sistem desensitizasyonuna yol açar ve belirli bir çalışma sekansının sonrasında ATCO'ların alarmları göz ardı etmesini yaygın hale getirir. Bu davranış, genellikle sistemlerin gereğinden hassas tasarlanması sonucu ortaya çıkan "nuisance" (asılsız/yanlış) alarmların operasyonel gerçeklikle örtüşmemesinden kaynaklanır.

Federal Havacılık İdaresi (FAA) bünyesinde yapılan kapsamlı bir araştırmada, 5 saha (en-route) ve 17 terminal ATC tesisinden alınan 607 CA (Conflict Alert) ve 178 MSAW (Minimum Safe Altitude Warning) vakasına ait otomasyon verileri ve ses kayıtları incelendi. Ararştırmacılar, kontrolörlerin uyarılar neticesinde trafik tavsiyeleri ve kontrol talimatları verme gibi muhtemelen yanıtlarını kategorize ettiler. Ayrıca verilen yanıtların, alarmın tetiklenmesine kıyasla ne zaman gerçekleştiğini de analiz ettiler. Elde edilen bulgular, saha kontrolünde incelenen CA'ların %62'sinin ve MSAW'ların %91'inin kontrolörlerden hiçbir yanıt almadığını gösteriyor. Benzer şekilde, terminalde incelenen CA'ların %44'ü ve MSAW'ların %61'i kontrolörlerden yanıt almadı. Ancak, bu vakaların hiçbirinde operasyonel hata veya sapma meydana gelmedi. Kontrolörler conflict durumlarına müdahale ettiklerinde, %67 oranında bu eylemi alarmdan önce gerçekleştirdiler. MSAW durumlarında ise kontrolörler yanıtlarını %68 oranında MSAW uyarısından önce verdiler. Ayrıca, saha kontrolünde incelenen CA'ların %31'i ve terminaldekilerin %36'sı o kadar kısa sürdü ki; kontrolörler durumu uyarıdan önce çözmüş olmalıydı ya da durum hiçbir işlem yapılmadan kendiliğinden düzelmişti. Bu sonuçlar, CA'ların %81-87'sinin ve MSAW'ların %87-97'sinin gereksiz (nuisance) alarmlar olduğunu tahmin etmemizi sağlıyor.

Sistem uyarıların göz ardı edilmesinde kontrolörlerin “yönetici işlevler (executive functions)” içerisinde sıklıkla yaptıkları önceliklendirme ve sıralama aktiviteleri de önemli faktörlerden biridir. Zira dikkat mekanizmasının ve kısa süreli belleğin çeşitli bilişsel kısıtlamalara sahip olduğu bilinmekte, ATCO gibi yoğun multitasking (çoklu görev) gerektiren çalışma periyotlarında, ETTO prensibinden de aşina olduğumuz üzere dengeli bir performans çıktısının oluşabilmesi için optimizasyon önem kazanmaktadır.

Multiple Resource Theory (Çoklu Kaynak Teorisi), kontrolörler tarafından neden bazı görsel ya da işitsel uyarıların göz ardı edilebildiğini anlamada önemli bir yer tutmaktadır. Çoklu Kaynak Teorisine göre, insanlar görev yönetimi için farklı türlerde dikkat kaynaklarına sahiptir. Ancak bu kaynaklar sınırlıdır. Bu nedenle, görsel sistemdeki yükü hafifletmek veya azaltmak için işitsel (sesli) uyaranların kullanımı dikkat mekanizmasını iyileştirici bir rol üstlenebilir. Bu bağlamda araştırmalar işitsel sinyallerin işe yarayabileceğini gösterse de Hava Trafik Kontrolörleri ile yapılan görüşmeler sesli uyarıların genellikle "rahatsız edici" bulunduğunu ortaya koyuyor. Zira ATC çalışma ortamlarının oldukça gürültülü olduğu vurgulanıyor. Ortam sesi ortalama 52 ile 63 dB arasında değişiyor. Bu yüzden, uyarıların etkili olabilmesi için çok daha yüksek sesle verilmesi gerekiyor ve bu durum çok daha yorucu ve bunaltıcı sonuçlar doğurabilir.

Peki, geleceğin CWP tasarımlarında alternatif yöntemler neler olabilir? Sektörel araştırmalar; dokunsal (haptic) uyarıcıların (örneğin titreşimli kontrol araçları), yönsel (spatial 3D) ses algoritmalarının veya yapay zeka destekli adaptif eşik değerlemelerinin (adaptive thresholding) bu problemi çözmede kilit rol oynayabileceğine işaret etmektedir.

Kaynaklar:

- Allendoerfer, K.R.; Friedman-Berg, F.; Pai, S. Human Factors Analysis of Safety Alerts in Air Traffic Control; No. DOT/FAA/TC-07/22;United States. Department of Transportation. Federal Aviation Administration. William J. Hughes Technical Center: Washington DC, USA, 2007.

- Ruskin, K.J.; Corvin, C.; Rice, S.; Richards, G.; Winter, S.R.; Clebone Ruskin, A. Alarms, alerts, and warnings in air traffic control: An analysis of reports from the Aviation Safety Reporting System. Transp. Res. Interdiscip. Perspect. 2021 12,100502.

- Wickens, C.D. The Multiple Resource Theory and Model. Some Misconceptions in Data Interpretations. Proc. Hum. Factors Ergon. Soc. Annu. Meet. 2024 68,713–717. (alert-passed)