Fluglotsen stehen einem immer komplexer werdenden Geflecht aus startenden und landenden Maschinen an den Flughäfen gegenüber. Insbesondere im Anflugbereich auf größere Airports sind Lotsenassistenzsysteme mittlerweile unverzichtbar. Sie zeigen dem Lotsen auf, in welcher Reihenfolge die landenden Maschinen effizient aufgereiht und verteilt werden können. Weicht der Lotse aber vom Plan des Systems ab, erkennt es dies erst eine halbe Minute später über die eingehenden Radardaten. In diesem Zeitraum kann es den Lotsen nicht optimal unterstützen. Eine Lösung liegt in der Nutzung des Sprechfunks zwischen Fluglotse und Cockpit. Zusammen mit der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH und der Universität des Saarlandes (UdS) untersucht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am 30. und 31. Oktober 2013, wie ein Assistenzsystem durch Auswertung der Sprachkommunikation schneller auf die Absichten eines Lotsen reagieren kann.
„In den kommenden Tagen und in folgenden Versuchen wollen wir herausfinden, wie zuverlässig unser System bereits die sprachlichen Anweisungen erkennt“, sagt der Leiter des Projekts AcListant® (Active Listening Assistant) Prof. Dr. Hartmut Helmke vom DLR-Institut für Flugführung. „Wir sind zuversichtlich, dass wir durch die zusätzliche Datenquelle aus dem Spracherkenner Lotsenassistenzsysteme deutlich verbessern können.“ Für die aktuellen Versuche sind Lotsen des Flughafens Düsseldorf in dem Braunschweiger DLR-Institut für Flugführung zu Gast. An typischen Flugsituationen für den Düsseldorfer Luftraum stellen die Forscher mit Hilfe der Lotsen die neue Kombination aus Spracherkenner und Assistenzsystem auf die Probe.
Eine halbe Minute die zählt
Manchmal ist es notwendig, dass ein Fluglotse Anweisungen erteilt, die von den Vorschlägen des Lotsenassistenzsystems abweichen. Nach einer solchen Anweisung benötigen heutige Assistenzsysteme ohne Spracherkenner etwa 30 Sekunden, bis sie die Absicht des Lotsen sicher registriert haben. In dieser Zeit bieten sie keine verlässliche Unterstützung. Um diese Situation zu verbessern, ist eine Spracherkennung mit hoher Zuverlässigkeit notwendig. „Wir wollen diese Zuverlässigkeit erreichen, indem wir unser Lotsenassistenzsystem nicht einfach nur um einen Spracherkenner ergänzen. Zusätzlich soll der Spracherkenner vom Assistenzsystem verbessert werden: Das Assistenzsystem weiß zwar nicht genau, wie der Lotse als nächstes reagieren wird, aber es kann dem Spracherkenner die in der aktuellen Verkehrssituation möglichen Anweisungen liefern. Das Besondere von AcListant® ist somit, dass sich Assistenzsystem und Spracherkenner gegenseitig verbessern“, erklärt Prof. Helmke.
Beispielsweise erwartet der Computer für ein landendes Flugzeug vor allem Manöver, bei denen die Maschine absinkt und langsamer wird. So muss der Spracherkenner nur noch aus einer vergleichsweise kleinen Anzahl von aktuell möglichen Wörtern das gerade Gesprochene erkennen. Auf Grundlage der schneller erfassten Verkehrssituation, können dem Lotsen schneller weitere empfohlene Manöver über den Arrival Manager angezeigt werden. Arrival Manager sind Assistenzsysteme, die Fluglotsen in komplexen Verkehrssituationen etwa mit Vorschlägen für die Lande-Reihenfolge unterstützen.
Erprobung im Echtzeitsimulator
Die Wissenschaftler testen das neue System im Air Traffic Management and Operations Simulator (ATMOS) des DLR-Instituts für Flugführung in Braunschweig. Die Experimentaleinrichtung ist Teil des Validierungszentrums Luftverkehr und ermöglicht es, beliebige Luftverkehrssituationen in Echtzeit auf den Bildschirm zu bringen. So können neue Anflug- und Landeverfahren hinsichtlich Flugsicherheit, Schadstoffreduzierung und Verkehrskapazität getestet werden.
Im Projekt AcListant® arbeiten die DLR-Forscher mit dem Lehrstuhl für Sprach- und Signalverarbeitung (LSV) der Universität des Saarlandes (UdS) zusammen. Während das DLR für die Entwicklung des Assistenzsystems und die Validierung zuständig ist, steuert die UdS den Spracherkenner bei. Zudem wird das Projekt durch die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH unterstützt. Die DFS stellt den Forschern Fluglotsen und Wissen aus der operationellen Praxis zur Verfügung. Bis Anfang 2015 sind umfangreiche Validierungen der neuen Software mit verschiedenen Fluglotsen beim DLR geplant. Über die Luftfahrt hinaus ist das Konzept des „aktiven Zuhörens“ für Anwendungen interessant, bei denen Menschen miteinander per Sprache präzise Informationen austauschen müssen.
Quelle: PM DLR
Im Auto haben wir längst Servolenkung und Servobremse als selbstverständlich akzeptiert. Es werden auch immer weitere Fahr-Assistenzsysteme entwickelt, die sowohl der sportlich fahrende Draufgänger, als auch der Genussfahrer willkommen heißt.
Aber auf der Straße geht es letztendlich um ein System, das ein Fahrzeug betreut.
Bei einem Controller-Assistenzsystem geht es um ein System, das dem verantwortlichen Fluglotsen Entscheidungshilfen für zahlreiche Flugzeuge gleichzeitig liefern soll. Das vergrößert die Kapazität des einzelnen Lotsen, er braucht keinen Alternativplan vorzuhalten, falls etwas nicht so klappt, das System hilft ihm dabei.
Wie weit darf die Automatisierung gehen? »Safety is paramount«, heißt es in vielen Bereichen, nicht nur in der Luftfahrt. Bei allen Bemühungen, die Arbeit der Fluglotsen mit Elektronik zu unterstützen und zu erleichtern, sollte nicht die Kapazitätserhöhung an erster Stelle stehen, und die Erleichterung für den Lotsen an zweiter, sondern umgekehrt. Denn allzu schnell vergrößert sich der Abstand zwischen diesen beiden Zielen. Niemals dürfen sich die Techniker, Ingenieure, Programmierer und Administratoren davon leiten lassen, »dass ja notfalls noch der Mensch da sei, der das Chaos ja noch richten könne. Wenn wir dem Fluglotsen systematisch die aktive Kontrolle aus der Hand nehmen, wenn wir ihn dank elektronischer Inputs von der Sprache entwöhnen, wenn er gelernt hat, dass der Computer ihm alles vorgibt, wenn man seinen Luftraum dank elektronischer Hilfen zum Bersten gefüllt hat, dann wird er im Fall der Fälle wohl ganz sicher nicht in der Lage sein, einen Systemausfall zu kompensieren. Kennen wir nicht alle vom Computer den Freeze als Folge von zu vielen Befehlen gleichzeitig?
Es waren bei jedem Systemausfall dieselben Ausreden, die die Pressesprecher der Journalistenmeute präsentiert haben: »Das hätte nach menschlichem Ermessen nicht passieren dürfen«, oder »das war nicht vorherzusehen«, oder »es kamen mehrere ungünstige Umstände zusammen«.
Niemand wünscht sich das Dampfradar zurück, aber am Ende des Tages ist der denkende Mensch, der erfahrene Fluglotse mit seinem Bauchgefühl, mit seiner Sprache und seinem Lösungspotential das beste Redundanzsystem der Welt. Aber er muss den Verkehr selbst geplant haben, er muss innerhalb seines Vorstellungs-Envelope sein, er darf keine Zeit verlieren, sich in die Planung des Computers hineinzudenken.
Dear friends,
ein prima Sicht der Dinge.
Danke sehr!
Herzliche Grüße
Werner Claasen