Automation and discipline


Automation in the cockpit can take many forms, from the use of a hand-held GPS in general aviation to the glass cockpit of an Airbus 320. Yet despite the huge differences in the level of sophistication, the two central questions for pilots who deal with automated aircraft systems are similar regardless of the aircraft type. “How much control do we relinquish to automated systems?” and “When do we take control back?“. In short, it is a question of trust.
The human factors associated with highly automated systems are still being worked out by both designers and operators, a point made clear by the differing approaches taken by different segments of the aviation industry. Moreover, in no other field than in aviation, technology has marked a steady growth and revolutionary trend. The civil airline industry led the way with the latest aircraft from Boeing, McDonnel Douglas, and Airbus, which all boast highly automated, two-person cockpit.
Automation is a technology that works best in predetermined situations which can be planned and programmed for ahead of time. However, technology does not always provide quick and easy flexibility when the external situation changes.
It has been said that automation should be used to perform functions that the human operator either cannot perform, performs poorly, or in which the human operator shows limitations. Even when the automation is functioning perfectly, pilots must keep track of what the aircraft is doing or the result can be devastating. Consider the pilots of KAL 007, who apparently allowed their automated navigation system to carry them into Soviet airspace, where they were intercepted and shot down by a Soviet fighter.
(to be continued)


In un cockpit l’automazione può prendere molte forme, da un GPS portatile montato su un aereo di aviazione generale al glass cockpit di un Airbus 320. Nonostante i diversi livelli di sofisticazione tecnologica, due sono le questioni che i piloti dovrebbero considerare quando alle prese con queste strumentazioni, indipendentemente dal tipo di aereo; quanta dell’automazione presente a bordo di un aereo è consigliabile usare, e quando è il momento di riprendere il controllo manuale?
Ad oggi non esistono orientamenti univoci relativamente alla disciplina dell’automazione, come risulta evidente dal diverso approccio intrapreso dai segmenti dell’industria aviatoria. Del resto in nessun altro campo come in quello dell’aviazione la tecnologia ha segnato un processo di crescita così costante e per certi versi rivoluzionario. L’industria della aviazione civile con gli ultimi modelli di Boeing, McDonnel Douglas ed Airbus lascia chiaramente intendere qual’e la strada intrapresa; aerei altamente tecnologici con strumentazioni altamente automatizzate.
L’automazione è una tecnologia che lavora al meglio in predeterminate situazioni che possono essere pianificate e programmare in anticipo, ma non sempre questa fornisce una flessibilità veloce e facile quando i fattori esterni cambiano.
È stato detto che l’automazione dovrebbe essere usata solo nei casi in cui l’operatore umano non può fornire prestazioni soddisfacenti, se non addirittura quando incapace di effettuarle, ed è bene sottolineare che anche quando l’automazione sta perfettamente funzionando il pilota deve continuamente monitore i progressi in volo, altrimenti, nei casi più gravi di malfunzionamento, il risultato può essere catastrofico come nel caso del volo KAL 007 il cui equipaggio permise al sistema di navigazione di portarli in spazio aereo sovietico per essere abbattuti da un caccia della difesa.

Sulla costa in direzione dell’Elba

Eccessiva fiducia vs. consapevolezza situazionale

eccessivafidcoscienzasituazionale
[…]
Quando usato in maniera appropriata e correttamente programmato il GPS può avere una capacità di posizionamento incredibilmente accurata da essere letteralmente un “salvagente”, come evidente da questa relazione di un ferry pilot su un aereo anfibio di lungo raggio durante una traversata sull’ Oceano Pacifico:

Durante la traversata il motore sinistro cominciò improvvisamente a mostrare ritorni di fiamma e conseguentemente a perdere potenza. Il motore fu portato alla potenza necessaria per mantenere l’aereo in volo il più a lungo possibile, virando verso la terra più vicina, e lanciando una chiamata di emergenza. Più tardi, dopo essere ammarati con successo, l’aereo cominciò ad imbarcare acqua, e i passeggeri riuscirono a sistemarsi a bordo di una scialuppa di salvataggio.
Il coordinamento con gli enti del controllo del traffico aereo e una accurata posizione del GPS determinarono un veloce recupero da parte della guardia costiera, dopo appena un’ora dall’ammaraggio.

È ovvio da queste relazioni che la disciplina dell’automazione è fondamentale per il successo, indipendentemente dal tipo di aereo.
È difficile dare raccomandazioni definitive che possono funzionare in qualsiasi contesto, ma ci sono molti aspetti, come risultato degli studi che possiamo prendere in considerazione.
Primo, dobbiamo avere la consapevolezza che la possibilità di errore è sempre presente. L’uomo e le macchine sono strani compagni, ci affidiamo a loro ma dobbiamo essere di capaci di preservare la nostra autonomia, il che ci porta alla seconda considerazione.
L’importanza di conoscere tutti i dettagli dell’automazione sull’aereo, in misura sufficiente per fidarsi del sistema, ma anche per mantenere un’atteggiamento di allerta. Le analisi degli incidenti indicano come spesso i piloti abbiano una velata diffidenza verso l’automazione, ma quello che più spaventa è che apparentemente molti piloti ne hanno ancora meno nelle loro capacità. Questo ci porta alla terza considerazione.
Prima che i sistemi di automazione siano in grado di sostituire completamente la nostra manualità, dobbiamo mantenere le nostre abilità e competenze. Il pilota che preferisce fidarsi di un auto-throttle difettoso (Scandinavian Airlines NTSB-AAR-84-15) piuttosto che sulle proprie capacità per far atterrare un DC-10 in presenza di windshear, indica quanto sbagliato possa essere avere un’eccessiva fiducia nell’automazione.
Infine, finché non verrà definito un sistema in grado di prevenire un eccessiva dipendenza dalle macchine, la chiave della sopravvivenza sarà la consapevolezza situazionale, trovando sistemi creativi per tenere la nostra mente allerta, sfidandosi continuamente.

L’insegnamento del passato ci suggerisce come molti piloti siano morti perdendo la consapevolezza situazionale a causa di una eccessiva fiducia nell’automazione.

FL90, in volo verso Roma

Eccessiva fiducia

eccessivafiducia
[…]
Nel campo dell’aviazione generale, il decrescente costo dei dispositivi GPS portatili fa sì che sempre più piloti ne facciano uso come implementazione agli strumenti di navigazione. Da quest’uso disinvolto può nascere il problema del pilota che si dimentica di utilizzare il dispositivo non come un ausilio alla navigazione, bensì come fonte primaria, come descritto da questo pilota di aviazione generale:

“Ero in partenza per un volo IFR con un dispositivo GPS approvato per il volo IFR. Fui autorizzato a volare diretto al vor ABC, digitai il nominativo e la funzione “direct”. La prua era di 040. Dopo pochi minuti il controllore del traffico aereo chiese spiegazioni sulla rotta. Confermai diretto al vor ABC con prua 040. Mi suggerirono di virare per 340! Ero confuso..Il GPS aveva selezionato un VOR omonimo in Norvegia a 3500 miglia di distanza con un tempo di volo stimato di 21 ore! Non avevo verificato la posizione, mi ero fidato ciecamente!..”

Altri si sono trovati altrove rispetto alle loro intenzioni come risultato di una eccessiva fiducia nel GPS, come in quest’altro caso:

“Avevo appena acquistato un dispositivo mobile GPS ed ero ansioso di utilizzarlo. Senza pensarci troppo (!) digitai il nominativo del VOR e navigai in direzione della rotta indicata. Senza ulteriori verifiche invasi uno spazio aereo regolamentato. Realizzai la gravità del problema e quanto stupido l’errore.”

Molti GPS portatili hanno dei limiti come risulta da questa relazione:

“Volavo secondo le regole del volo VFR con un GPS portatile. Durante il volo la posizione e la rotta sembravano corrette, dalle informazioni sul monitor mi stavo avvicinando ad un grande aeroporto all’interno di uno spazio aereo di classe C. Atterrato ad ABC il GPS indicava che l’aeroporto in realtà era XYZ circa 40nm a ovest. Spento il GPS è riacceso di nuovo, indicava correttamente ABC.
Chiamai il produttore, che aveva già ricevuto numerose chiamate di utenti che segnalavano errori di posizione. Era stato lanciato in orbita un nuovo satellite (per un totale di 26), mentre il mio dispositivo ne indicava soltanto 25. Il produttore mi consigliò di lasciare acceso il dispositivo per 45 minuti così da acquisire le informazioni del nuovo satellite. A quel punto in effetti il GPS segnalava la ricezione di 26 satelliti, segnalando quindi correttamente la posizione. Conclusione: usare il GPS portatile solo come riferimento supplementare”

Dalla conversazione col produttore emerse che gli attuali GPS portatili sono privi di RAIM (Receiver Autonomus Integrity Monitor) che assicura loro la presenza di un segnale sufficientemente forte per la navigazione. Se il segnale è insufficiente verrà indicato un segnale di errore, al pari della bandierina off che indica nei VOR un segnale fuori dalla portata per una corretta acquisizione.
Proprio per queste limitazioni i piloti devono sempre affidarsi alle carte di navigazione, tutt’al più incrociando le informazioni con i dati del GPS!
(segue)

Piombino, lungo la rotta per Marina di Campo

Automazione e disciplina

automazionedisciplina
In un cockpit l’automazione può prendere molte forme, da un GPS portatile montato su un aereo di aviazione generale al glass cockpit di un Airbus 320. Nonostante i diversi livelli di sofisticazione tecnologica, due sono le questioni che i piloti dovrebbero considerare quando alle prese con queste strumentazioni, indipendentemente dal tipo di aereo; quanta dell’automazione presente a bordo di un aereo è consigliabile usare, e quando è il momento di riprendere il controllo manuale?
Ad oggi non esistono orientamenti univoci relativamente alla disciplina dell’automazione, come risulta evidente dal diverso approccio intrapreso dai segmenti dell’industria aviatoria. Del resto in nessun altro campo come in quello dell’aviazione la tecnologia ha segnato un processo di crescita così costante e per certi versi rivoluzionario. L’industria della aviazione civile con gli ultimi modelli di Boeing, McDonnel Douglas ed Airbus lascia chiaramente intendere qual’e la strada intrapresa; aerei altamente tecnologici con strumentazioni altamente automatizzate.
L’automazione è una tecnologia che lavora al meglio in predeterminate situazioni che possono essere pianificate e programmare in anticipo, ma non sempre questa fornisce una flessibilità veloce e facile quando i fattori esterni cambiano.
È stato detto che l’automazione dovrebbe essere usata solo nei casi in cui l’operatore umano non può fornire prestazioni soddisfacenti, se non addirittura quando incapace di effettuarle, ed è bene sottolineare che anche quando l’automazione sta perfettamente funzionando il pilota deve continuamente monitore i progressi in volo, altrimenti, nei casi più gravi di malfunzionamento, il risultato può essere catastrofico come nel caso del volo KAL 007 il cui equipaggio permise al sistema di navigazione di portarli in spazio aereo sovietico per essere abbattuti dai caccia della difesa.
(segue)

Fl 90, salita iniziale di un Embraer