info
Alle hens opletten!
Situation Awareness op de brug van een schip De mens speelt een belangrijke rol bij de exploitatie van schepen; op de brug tijdens de vaart en tijdens de werkzaamheden achter de bedienconsoles. Daarbij zijn de fysieke omstandigheden van belang, zoals een goede stoel en de juiste opstelling van de bedieningsmiddelen. Maar ook goed inzicht in de actuele status van allerlei systemen en apparatuur – aangeduid met de vakterm ‘situation awareness’ – is noodzakelijk. Over de rol van ‘human factors’ aan boord.
ir. C.E. Weeda
Situation Awareness (SA) – of in goed Nederlands:
toestand moet worden bereikt, wordt bepaald door het
drs. D.W. de Bruijn
situationeel bewustzijn – speelt een rol bij het uitvoeren
doel van de uit te voeren taak.
drs. R. van der Weide
van taken door mensen. Het is een theoretisch model,
Intergo, Utrecht
[email protected] www.intergo.nl
ontwikkeld door Endsley [1][2][3] om inzicht te krijgen
Model Situation Awareness
in hoe gevechtspiloten in complexe omstandigheden
Het uitvoeren van een taak is een cyclisch proces. Elke
beslissingen nemen en tot acties overgaan. Een hande-
handeling verandert de bestaande situatie, waarna
ling of actie heeft tot doel om vanuit een bestaande
opnieuw moet worden bepaald of het doel is bereikt en
situatie een nieuwe toestand te bereiken. Welke
welk menselijk ingrijpen noodzakelijk is.
Feedback
State of the Environment
F i l t e r
Situation Awareness Level Level 2 3 Level 1 Projection Comprehension Perception
Decision
Action
Figuur 1. Model van Situation Awareness, aangepast naar [2].
april 2012 I 10
info Het opbouwen en in stand houden van een volledig
combinatie van verschillende signalen. Signalen kunnen
en vooral juist situationeel bewustzijn is een continue
elkaar bevestigen (redundantie) of elkaar tegenspreken
activiteit van de uitvoerder van een taak. Het bestaat uit
(strijdigheid).
drie stappen: -1. waarnemen van de huidige situatie;
De toekomstprojectie
-2. begrijpen van de huidige situatie;
In stap 3 gaat het om de beoordeling of de situatie zich
-3. projecteren naar de toekomstige situatie.
zodanig ontwikkelt dat uiteindelijk het doel van de taak wordt bereikt. Loopt het proces zoals het hoort te lopen
De waarneming
en (bijvoorbeeld) in het juiste tempo? Als het proces
Complexe omstandigheden komen ook zeker bij
zich niet naar wens lijkt te ontwikkelen, zal de operator
werkzaamheden aan boord van schepen voor. Naast
een corrigerende handeling moeten uitvoeren.
navigeren kan worden gedacht aan: baggeren, pijpen leggen of boren op grote diepte, waarbij het schip zelf
Ondersteuning door systemen
zoveel mogelijk ’stil’ moet liggen ondanks golfslag,
Als de operator veel informatie krijgt van allerlei sen-
stromingen en dergelijke invloeden. Degene die de
soren, is het onmogelijk om alle informatie, in dit geval
apparatuur bedient, neemt de situatie – in ieder geval
alle meetwaarden, waar te nemen. Het is gewoon te
voor een deel – via beeldschermen waar. Sensoren
veel. Afhankelijk van de (deel)taak die wordt uitgevoerd,
geven meetwaarden voor allerlei relevante variabelen.
zal de operator slechts een selectie van meetwaarden
Camerabeelden geven een indruk van de situatie onder
in de gaten houden. Op basis van kennis en ervaring
water van de voortgang van het werk. Met behulp
weet hij welke meetwaarden het meest informatief zijn
van deze informatie moet de operator zich een beeld
en dat als deze binnen bepaalde grenzen blijven, het
vormen van de actuele situatie (stap 1). Het beeld moet
proces goed verloopt. Alarmen kunnen de operator in
kloppen met de werkelijkheid.
dit geval ondersteunen. In feite betekent dit dat een ondersteunend systeem (een deel van) de meetwaar-
Het begrip
den in de gaten houdt en een signaal geeft als er een
Vervolgens moet de operator betekenis geven aan de
grenswaarde wordt overschreden.
informatie (stap 2). Bevindt een bepaalde meetwaarde zich binnen acceptabele grenzen? En wat zegt een
Ook systemen die de operator ondersteunen bij het
bepaalde waarde over de toestand waarin het systeem
voorspellen van de consequenties van een handeling of
zich bevindt. Niet alleen de betekenis van de losse
bedieningsactie, kunnen van grote waarde zijn. Hierbij
informatie-elementen is van belang, maar veelal juist de
zal de operator aangeven welke actie hij in gedachten
april 2012 I 11
info heeft en het systeem berekent op basis van de actuele
simpele taken, die de bedienaar op routine uit kan voe-
situatie wat de gevolgen kunnen zijn. Naar aanleiding
ren, ook de taken zijn die gemakkelijk kunnen worden
van deze voorspelling beslist hij de actie daadwerkelijk
geautomatiseerd. Daardoor blijven de complexere
uit te voeren. Deze systemen ondersteunen ook het
taken over om door de mens te worden gemonitord en
leerproces van de operator. Zijn eigen verwachtingen
bijgestuurd. Hierdoor wordt de taak mentaal zwaar en
zullen worden bevestigd of worden tegengesproken.
vereist hij continue aandacht. En er bestaat het risico
Hierdoor nemen zijn kennis en ervaring toe.
dat de operator het overzicht kwijtraakt en het lastiger wordt om zijn SA op peil te houden.
ECDIS Een mooi voorbeeld van een dergelijk ondersteunend
De operator moet bij het uitvoeren van complexe taken
systeem is Electronic Chart Display and Information
altijd degene zijn die de controle houdt. Het systeem
System (ECDIS), zoals beschreven door Reedijk [4]. In
kan suggesties doen om bepaalde acties in gang te
dit artikel wordt ‘situatiebewustheid’ als een noodzake-
zetten, maar de operator beslist of dit inderdaad op dit
lijke competentie van de navigator beschreven. Tevens
moment de beste en gewenste actie is. Hij moet ook
worden de nadelen en gevaren van een hoge mate
begrijpen hoe een systeem tot een aanbeveling komt,
van automatisering genoemd. Zoals het risico dat de
welke parameters wel of niet meegewogen worden.
navigator het systeem ‘blindelings’ gaat vertrouwen en dat hij zijn ‘klassieke’ vaardigheden verliest, die in geval
Daarnaast is op basis van een gedegen analyse ook
van uitval van het systeem cruciaal zijn. En het risico van
vast te stellen of de taak door één operator kan worden
een veelheid aan alarmen zonder duidelijke prioritering,
uitgevoerd of dat er situaties zijn, waarin er twee paar
waardoor de kans bestaat dat de navigator ‘leert’ om
ogen en oren nodig zijn.
bepaalde alarmen zonder veel aandacht te negeren.
Human Factors Engineering (HFE) Systeemontwerp voor SA
Een goed brugontwerp kan dus niet zonder een goed
Om een SA-ondersteunende interface tussen een sys-
taakontwerp. Human Factors Engineering (HFE) of
teem en de operator te kunnen ontwikkelen, is de eerste
Human Systems Integration (HSI), het integreren van
stap een goede analyse van de uit te voeren (deel)taak.
de menselijke factor in complexe systemen, houdt zich
Vragen die daarbij moeten worden gesteld, zijn:
hiermee bezig. Een interessant artikel over deze materie
- Wat is het doel van de taak, wat moet het
is van Khandpur [5]. Niet alleen geeft het een goede
resultaat zijn? - Welke informatie is op welk moment relevant voor de bedienaar?
indruk van de breedte van dit vakgebied, het bevat ook voorbeelden uit de zeescheepvaart, vanwege de achtergrond van de editor. Verschillende menselijke
- Hoe komt de operator tot besluiten?
capaciteiten en beperkingen en hoe hiermee rekening
- Waar let hij op en waarom?
te houden, komen aan de orde. Tevens gaat het artikel
- Hoe belangrijk zijn verschillende informatie-
in op de risico’s rondom de automatisering van taken,
elementen?
zoals het verlies van SA. Ten slotte wordt aangegeven
- Welke verstoringen kunnen zich voordoen bij de uitvoering van de taak? - Wat is per verstoring de meest effectieve en efficiënte handelswijze? - Hoe schat de operator de consequenties van zijn handelingen in? Na een gedegen analyse van de taak kunnen onderdelen van de ‘mens-systeem-interface’ worden bepaald. Bijvoorbeeld: - Welke feedback heeft de operator nodig? - Welke informatie-elementen zijn binnen een scherm te combineren? - Welke ondersteuning heeft de operator in welke situatie nodig? In deze fase moet ook worden bepaald welke (deel) taken geautomatiseerd kunnen worden en welke door de mens zullen worden uitgevoerd. Een valkuil is dat
april 2012 I 12
Goed zicht essentieel bij loodsboot.
info wanneer in het ontwerpproces van een schip de inzet
Lichaamslengte 2014mm (incl. 30mm hak)
van een human factors engineer nuttig is.
HFE vroeg inzetten Een human factors engineer heeft de deskundigheid en ervaring om het proces, waarbij human factors in het ontwerp van een bruginrichting en van besturings- en ondersteuningssystemen worden geïntegreerd, te begeleiden. Hoe eerder in het ontwerpproces deze deskundigheid wordt ingezet, hoe beter rekening kan worden gehouden met de mens als onderdeel van het systeem.
Brugontwerp loodsboot Werkplekken Loodsboot
Een voorbeeld van de inzet van een human factors
Doorsnede
engineer bij brugontwerp is te vinden in een eerder door
schaal 1/50
Auteurs : drs. I. Houting, ir H. Frieling Intergo B.V. A. van Schendelstraat 660 3511 MJ Utrecht www.intergo.nl &Co architectuur en visualisatie Beukelsweg 34a 3022GJ Rotterdam
ons gepubliceerd artikel [6]. Het betrof het functioneel ontwerp van de brug van een loodsboot. Op basis van een analyse van de taken en de verwachte werkwijze op de brug en een inventarisatie van de hulpmiddelen en -systemen zijn kritische ontwerpeisen gespecificeerd.
Lichaamslengte 1563 mm (incl. 30mm hak)
Een van de kritische aspecten is het zicht van de stuurman vanaf de brug naar buiten (zie figuur 2). Dit bepaalt de zit- en stapositie en is vastgelegd in 3D-visualisaties van het brugontwerp. De positie van de stuurman is van invloed op de plaatsing van bedieningsmiddelen (bereikbaarheid) en informatieschermen (zichtbaarheid). De indeling van de console is een uitvloeisel van functionele taakeisen. Op basis van het belang van hulpmiddelen voor de taak, de gebruiksfrequentie en -duur en de gebruiksvolgorde van verschillende middelen (afgeleid van de werkwijze) is gekomen tot een logische groepering van bedienings- en informatiemiddelen.
Werkplekken Loodsboot Doorsnede
schaal 1/50
Auteurs : drs. I. Houting, ir H. Frieling Intergo B.V. A. van Schendelstraat 660 3511 MJ Utrecht www.intergo.nl &Co architectuur en visualisatie Beukelsweg 34a 3022GJ Rotterdam
Referenties
Figuur 2. Zichtlijnenstudie voor een nieuwe loodsboot [6].
[1] E ndsley, M.R., Bolté, B. & Jones, D.G. Designing for Situation Awareness – An Approach to User-Centered Design, Taylor & Francis, Londen & New York, 2003. [2] E ndsley, M.R. Toward a theory of situation awareness in dynamic systems, Human Factors 37(1), page 32-64, 1995. [3] E ndsly, M.R. & Kaber, D.B. Level of automation effects on performance, situation awareness and workload in a dynamic control task, Ergonomics, 42(3), page 462-492, 1999. [4] R eedijk, D. 2012: het jaar van ECDIS, SWZ/Maritime, jaargang 132, januari 2011, pag. 34–37. [5] Khandpur, R. Human Factors in Ship Design, United States Coast Guard, Washington D.C., legacy.sname.org/committees/tech.ops/ O38/reports.html [6] H outing, I., Frieling, H.F.L. & Van der Weide, R. Life Cycle Ergonomics in Bridge Design, Schip&Werf de Zee, juli/augustus 2007, pag. 36-39. [7] NRC, 16 januari 2012. [8] NRC, 19 januari 2012. [9] w ww.newscientist.com/article/dn21360-how-stable-are-cruise-shipslike-the-costa-concordia.html (geraadpleegd op 10/2/2012).
april 2012 I 13
info
Costa Concordia en Situation Awareness Een goed ontwerp kan incidenten en ongevallen voorkomen of een herstel van verstoringen mogelijk maken. Zeer recent is de ramp met het cruiseschip Costa Concordia. De geschatte kosten van de ramp bedragen volgens de NRC een miljard euro [7]. We geven een korte analyse op basis van mediaberichten. Hoewel nog geen officieel onderzoek beschikbaar is, was de situation awareness (SA) van de kapitein of stuurman niet goed. Het lijkt erop dat de kapitein als dienst aan een bemanningslid een zogenaamde ‘zeemansgroet’ wilde brengen aan diens geboorte-eiland door er dicht langs te varen. Via het volgsysteem AIS is de route van het schip nauwkeurig bekend. Het schip maakte vlak voor een rots een scherpe bocht naar rechts maar raakte deze rots toch. Het is niet duidelijk of de bocht naar rechts een bewuste stuurmanoeuvre was, stelt het bedrijf QPS in de NRC [8]. De rots stond volgens de kapitein niet op de kaart, maar uit gegevens van QPS blijkt dat de rots boven water uitstak en op alle zeekaarten staat. De kapitein zou aanvankelijk hebben gemeld dat het om een simpel elektrisch probleem ging. Pas na drie kwartier ging een mayday uit. Dit kan zowel op duiden op een onjuiste of onvolledige SA, als op het ontwijken van verantwoordelijkheid. Het brengen van een zeemansgroet is overigens niet ongebruikelijk. Maar of er nu sprake was van een bewust genomen risico of een onbedoelde stuurfout: de vraag is of een systeem als ECDIS (zie hierboven) de bemanning tijdig had kunnen waarschuwen. Maar ECDIS – indien aanwezig – kan ook hebben bijgedragen aan de ramp. De vakbond voor werknemers in de maritieme sector Nautilus International zegt dat de data/kaarten in ECDIS verouderd kunnen zijn en dat er teveel alarmen zijn. En er zijn grote problemen met de user interface en ergonomie [10]. Als dit waar is, kan het systeem dus juist bijdragen aan verkrijgen van een onjuiste SA. Alarmmanagement, user interface design en ‘complacency’ (blind vertrouwen) zijn human factors issues die hier onvoldoende in het ontwerp geïntegreerd lijken te zijn. Het feit dat de kapitein voortijdig het schip verliet, en vanuit de reddingsboot liet weten dat hij de evacuatie aan het coördineren was, duidt erop dat zijn SA van het evacueren zelf wellicht in orde was. De benodigde SA voor een goede coördinatie van de evacuatie lijkt echter lastig vanuit een reddingsboot te vergaren... Overigens wijst de rederij wel erg snel naar de kapitein of stuurman als schuldige. Een goede ongevalsanalyse zal moeten uitwijzen in hoeverre er ook andere factoren hebben bijgedragen aan de ramp. Het is niet ondenkbaar dat er bij de rederij zelf organisatorische factoren spelen die hebben bijgedragen aan de ramp.
april 2012 I 14
