Bewertung von Benutzerschnittstellen für Cockpits hochagiler Flugzeuge

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	29 November 2011
Referee:	Prof. Dr. Alf Zimmer and Prof. Dr. Klaus Bengler
Date of exam:	6 October 2011
Institutions:	Human Sciences > Institut für Psychologie > Alumni or Retired Professors > Lehrstuhl für Psychologie (Allgemeine und Angewandte Psychologie) - Prof. Dr. Alf Zimmer
Keywords:	Bewertung, Evaluation, Konzept, Flugzeug, hochagil, Eurofighter, Cockpit, Mensch-Maschine-System, Belastung, Beanspruchung, Informationsverarbeitung, informatorische Belastung, informatorische Beanspruchung, Workload, Aufmerksamkeit, Zusatzaufgabe, Zeigeaufgaben, Rapid Aiming Tasks, Multitasking, Schwierigkeit, Leistung, Geschwindigkeit, Fehler, Schnittstelle, Interface, Trackball, Touchscreen, panoramic, display, Großflächendisplay
Dewey Decimal Classification:	100 Philosophy & psychology > 150 Psychology
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	22754

Abstract (German)

Für die Gestaltung und Bewertung von Mensch-Maschine-Systemen in Arbeitsdomänen, bei denen stark volatile externe Einflüsse eine bedeutsame Rolle für die Zielerreichung spielen, müssen die Einflussgrößen des Arbeitsumfelds und neben den physischen die psychischen Voraussetzungen und Fähigkeiten der Nutzer berücksichtigt werden. Cockpits hochagiler Flugzeuge sind ein prototypisches Beispiel für ...

Abstract (German)

Für die Gestaltung und Bewertung von Mensch-Maschine-Systemen in Arbeitsdomänen, bei denen stark volatile externe Einflüsse eine bedeutsame Rolle für die Zielerreichung spielen, müssen die Einflussgrößen des Arbeitsumfelds und neben den physischen die psychischen Voraussetzungen und Fähigkeiten der Nutzer berücksichtigt werden.
Cockpits hochagiler Flugzeuge sind ein prototypisches Beispiel für eine stark kontextabhängige Arbeitsdomäne, bei der die gleichzeitige Ausführung informatorisch anspruchsvoller Aufgaben unter Zeitdruck eine zentrale Rolle spielt. Um die Grundlage für eine Bewertung von Bedienelementen für solche Cockpits zu schaffen, wird zunächst die informatorische Belastung von Piloten analysiert und dokumentiert. Darauf aufbauend werden Anforderungen an eine experimentelle Abbildung relevanter Kontextattribute formuliert. Der informatorische Kontext wird durch standardisierte Zusatzaufgaben abgebildet, die in zwei Schwierigkeitsstufen bearbeitet werden. Diese Aufgaben decken die visuelle, kognitive und motorische Informationsverarbeitungsqualität ab, für die die Analyse Spitzenbelastungen zeigt. Um die Bedienleistung während unterschiedlicher Ressourcenverteilung untersuchen zu können, wird der Aufmerksamkeitsschwerpunkt in der resultierenden Mehrfachaufgabensituation variiert.
In Ergänzung zu den standardisierten wird eine realitätskonforme Zusatzaufgabe ausgeführt, die dem ermittelten Belastungsprofil entsprechen soll. Auch für diese Aufgabe werden Schwierigkeit und Priorisierung variiert. Die experimentelle Repräsentation relevanter Kontexteigenschaften führt zu vielfältigen Einflüssen auf Leistungs- und Workloadmaße, die im Detail diskutiert werden. Besonders die Qualität der informatorischen Zusatzbelastung sowie die Manipulation deren Schwierigkeit wirken sich deutlich auf die erhobenen Maße aus.
Den Hintergrund der Untersuchung bildet der Leistungsvergleich von Touchscreen und Trackball als mögliche Bedienelemente im Cockpit. Unter allen experimentellen Konstellationen zeigt sich ein deutlicher Geschwindigkeitsvorteil des Touchscreens, der auch nicht durch eine erhöhte Fehlerrate erkauft wird. Zudem ist die subjektive Workload für die Verwendung des Touchscreens niedriger als für die Verwendung des Trackballs.

Translation of the abstract (English)

For the design and evaluation of man-machine-systems in highly volatile work domains, influences of context and physical as well as mental user prerequisites and aptitudes have to be taken into account. In the cockpits of highly agile aircraft, informatory demanding tasks that are dealt with concurrently under time pressure, have a great influence on performance. To lay the foundation for ...

Translation of the abstract (English)

For the design and evaluation of man-machine-systems in highly volatile work domains, influences of context and physical as well as mental user prerequisites and aptitudes have to be taken into account.
In the cockpits of highly agile aircraft, informatory demanding tasks that are dealt with concurrently under time pressure, have a great influence on performance. To lay the foundation for evaluating controls of these cockpits, informatory demand imposed on pilots was analyzed and documented. Requirements for representing relevant context attributes experimentally are formulated on that ground. Informatory context is represented by standardized secondary tasks in two levels of difficulty. These tasks stand for visual, cognitive, and motoric information processing qualities. Task analysis shows peak demands for these qualities. In multiple task scenarios, focus of attention is manipulated in order to study performance for different distributions of resources.
An additional secondary task was specifically designed to conform to realistic task demands. For this realistic task difficulty and prioritization were also manipulated. Experimental representation of relevant context attributes generates manifold influences on performance and workload indicators that are discussed in detail; quality and difficulty of informatory demand especially influence the criteria measured.
Performance comparisons between touchscreen and trackball as possible cockpit controls are the backbone of the study. Input by touchscreen is faster in all experimental conditions. This speed advantage is not accompanied by a higher error rate. Subjective workload is lower for input by touchscreen than by trackball.

Details

Preview

Export bibliographical data

Abstract (German)

Abstract (German)

Translation of the abstract (English)

Translation of the abstract (English)

Download Statistics

Downloads

More literature (via CORE)

University Library