用戶體驗視角下遠程機坪管制系統的使用現狀研究——以廣州白云機場為例

李炤君 陸 寧 肖孟尚

廣東機場白云信息科技有限公司 廣東 廣州 510470

引言

遠程機坪管制指在某一遠程管制場所部署遠程塔臺技術系統,為一個機場提供機坪管制服務[1],是遠程塔臺（remote tower）設施的主要應用場景之一。2018年3月,白云機場運行控制中心機坪管制開始運行,由中南空管局正式移交至廣州白云國際機場,首次成為全國三大樞紐機場全面實施機坪管制移交的機場[2]。如今隨著人機交互技術發展的進步,人機交互中的用戶體驗也愈發重要,遠程機坪管制作為一種通過人為操作可視化交互設備來指揮航空器運作的信息系統,正是一個值得被關注的領域。

1 用戶體驗視角下的遠程機坪管制系統

用戶體驗最早于90年代中期由唐納德·諾曼（Donald Norman）提出和推廣[3],ISO 924-210標準將用戶體驗定義為“人們對于針對使用或期望使用的產品、系統或者服務的認知印象和回應”。并對用戶體驗的定義做補充說明:“用戶體驗,即用戶在使用一個產品或系統之前、使用期間和使用之后的全部感受,包括情感、信仰、喜好、認知印象、生理和心理反應、行為和成就等各個方面。”[4]該說明還列出三個影響用戶體驗的因素:系統,用戶和使用環境[3]。遠程機坪管制系統是典型的人-機-系統-環境[1]相互交互的信息系統,從用戶體驗視角探索遠程機機坪管制系統,對遠程機坪管制系統的交互體驗提升具有一定的研究價值。

2 遠程機坪管制系統用戶調研

為深入了解廣州白云機場遠程機坪管制系統的使用情況,本文基于用戶體驗視角,圍繞本業務人-機-系統之間的交互出發,采用訪談法、非參與式觀察法和追蹤調查法,以遠程機坪管制業務為核心調研內容展開調研,主要調研對象有機坪管制員、業務代表、以及當前正在使用的機坪管制系統。

通過對管制室管制人員對系統使用狀況和業務流程的研究可知,遠程機坪管制系統的主要業務分為兩點:（1）指揮由飛管放行席放出的待起飛航班有序起飛;（2）指揮由塔臺管制席接收降落的航班順利滑行至停機位。管制員通過對電子進程單的操作,轉化為執行指令反饋,從而實現遠程指揮。

3 遠程機坪管制系統現狀問題研究

通經過對遠程機坪管制系統的調研,以用戶體驗的視角對遠程機坪管制系統的人-機-系統交互研究有以下3點總結:

3.1 跨系統交互頻繁,系統聯動性不足

研究中發現,管制員在使用遠程機坪管制系統時,主要接觸三種系統和設備,（1）大屏遠程實景監控畫面,用于觀察實景航空器的運行狀況;（2）場監雷達系統,用于觀察整個機場中的運作情況;（3）遠程機坪管制系統（下稱管制系統）,對每個航班的電子進程單進行指令處理。當前的管制系統主要以電子進程單作為核心操作對象,系統自身并未配備具有可視化的監控功能,且三個系統都屬于獨立運作,不能夠產生任何操作上的相互聯動,并且三個系統的界面顯示分別置于管制員座位前的上、中、下方（見圖1）,管制員需要抬頭觀看位于上方的大屏遠程監控畫面,同時平視位于面前的場監雷達系統和來觀察、判斷飛機當前所在的方位和狀態,然后低頭回到面前下方的管制系統中對目標航班的電子進程單進行指令操作,管制員須同時兼顧三個系統界面,在日常的工作中必須投入大量的注意力。目前為減輕單人操作的工作負擔,操作管制系統的崗位中由兩位管制員配合使用（見圖2）,而大幅度跨屏交互、缺乏聯動性帶來的人力成本和時間成本也成為亟需思考和解決的問題。

圖1 管制員使用管制系統情景

圖2 遠程管制室室內環境

3.2 系統界面配色單調,缺乏可視化交互

現有管制系統界面的默認主題配色是淺白色,界面布局是按照基本業務的流程來劃分的,而且界面中的信息主要以各航班的電子進程單為主,界面版式呈列表式展示,而且系統界面中幾乎沒有圖形化的元素,都是用文字和顏色標注來傳達信息。據調研了解,管制員在工作時,視線經常在三個明暗度不一的屏幕之間切換頻繁,會有刺眼的感覺,加之三個系統之間無法相互聯動和產生交互,管制員需從三個系統中獲取圖像信息之后再在管制系統中通過密集的文字信息來作決策執行,這無疑增加了管制員的視覺負擔,耗損大量的精力,若在航班繁忙的時段,這樣頻繁地操作,管制員不僅得不到良好的交互體驗,還會使其更容易陷入疲勞,影響工作效率。

3.3 學習時間較長,新人培訓成本大

通過訪談了解到,一名管制員自入職以后至少需要訓練1～1.5年才可以上崗操作,管制員需要經過前期圖文理論學習,中期模擬機訓練和后期導師帶領實操三個階段,其中包含了階段性的測試考試,要求管制員對整個機場的跑道、滑行道、停機位等物理方位都熟記于心,對機坪指揮所使用的專業術語,以及硬件操作熟練度都要求熟練掌握。

就目前的系統使用現狀來看,管制員學習和培訓該項業務所需的時間較長,前期需要花費時間來熟記理論知識,中后期則需要大量的時間通過模擬訓練和實踐操作來鞏固業務熟練程度。當前學習培訓的流程和步驟較為分明,但會出現理論和實踐斷層的情況,例如有管制學員會因為前期學習過理論知識后,待上機操作時遇到問題時會忘記曾經學習過的知識,需要重新溫習。這樣一來,管制學員前期學習的知識不僅未能完全發揮作用,而且極有可能會影響到后期的工作效率。

4 提升遠程機坪管制系統用戶體驗的策略探討

4.1 優化設備人機交互,增強系統聯動性

針對這類專門應對空中交通的指揮系統,其運行效率需和技術配置都需要得到增強[張建平],尤其是需要兼顧到機場中各類復雜的運行狀況,管制員更需要有靈活的操作環境,其中人機之間的交互尤為重要,人機交互的優化是確保管制員及時地、順利地處理航空器運行事件的關鍵手段,管制員與設備之間的交互方式可從設備的擺放位置和距離、顯示設備的性能、以及工作臺高度、坐姿高度和室內照明環境都是可改善人機交互、促進使用體驗的因素。

與此同時,加強系統之間的聯動性是優化人機交互的一項最為重要的關鍵點,如上文所述,可從系統開發角度介入,將現有的場間雷達地圖、實景監控兩個獨立運行的系統融合到管制系統中,在場監雷達地圖上對航空器直接進行執行指令操作,或通過場監雷達地圖查找指定的目標航空器,并讀取其電子進程單進行其他操作。

4.2 強化可視化功能,提高界面易讀性

根據白云機場現有的管制系統界面,可作相應的界面設計改良:（1）根據管制員使用管制系統的平均時長、業務信息分布的優先級狀況、業務流程的次序等業務需求,設計出符合人因工程的系統界面,使系統結構層擁有良好的交互性;（2）根據業務流程劃分出清晰的、符合操作邏輯的信息分布區域,多采用信息圖形化和數據可視化代替純文本信息,使系統框架層一目了然、清晰易讀;（3）從系統界面的表現層入手,設計出適合管制員工作使用的界面配色,減輕其因工作造成的視覺負擔。

4.3 學與練兼并,提升學習效率

當前系統的職責功能主要是為管制員提供遠程指揮功能,與管制員前期培訓階段關聯不大,出于改善管制員培訓學習效率的目的,可考慮在將來的系統迭代開發中增設學習或訓練功能,使系統也起到一定的引導和輔助教學作用:（1）系統集成模擬訓練模式:例如增設模擬練習模式,管制員可在當前系統中選擇進入模擬練習模式,利用歷史數據隨機生成練習場景,使正在接受前期培訓和處于見習階段的管制員利用課余或日常空隙時間在個人電腦端上練習,以加強、加深管制員對業務的操作方法和知識;（2）系統建立檢索數據庫:可將關于機坪管制業務所用到的機場代碼、符號、編號等量大且易忘的資料制成數據庫并植入到管制系統中作為快速檢索查詢功能,以方便管制員在訓練中隨時調出資料庫學習。

5 結論

趙婉茹2015）曾提出用戶體驗進程的6個維度:路徑、反饋、呈現方式、持續時間、互動方式和目標[5]。通過關注用戶體驗來改善人們使用產品或服務的舒適性、流暢性、愉悅感,確保改善體驗的條件和手段可行的前提下多關注產品和服務帶給用戶情感和心智方面的影響[6]。隨著機坪管制移交工作任務的加快推進和應用創新投入[7],在未來,遠程機坪管制系統的管制業務范圍也許會受到先進技術的支持而逐漸擴大,系統兼容性與通用性也會越來越強,其交互方式亦會隨之變得更加豐富和復雜,因此,在未來系統的創新與迭代過程中更不能夠忽視系統帶給用戶的各類體驗,研發者和設計者在研發和設計系統時需要多留意結合用戶體驗的各個維度和方法,站在用戶角度多加以思考與斟酌,使遠程機坪管制系統不僅能高效、及時、準確地處理航空器的各類運行狀況,而且能帶給機坪管制員更便捷、更靈活、更有成就感的工作體驗。