用户体验视角下远程机坪管制系统的使用现状研究——以广州白云机场为例

李炤君 陆 宁 肖孟尚

广东机场白云信息科技有限公司 广东 广州 510470

引言

远程机坪管制指在某一远程管制场所部署远程塔台技术系统,为一个机场提供机坪管制服务[1],是远程塔台（remote tower）设施的主要应用场景之一。2018年3月,白云机场运行控制中心机坪管制开始运行,由中南空管局正式移交至广州白云国际机场,首次成为全国三大枢纽机场全面实施机坪管制移交的机场[2]。如今随着人机交互技术发展的进步,人机交互中的用户体验也愈发重要,远程机坪管制作为一种通过人为操作可视化交互设备来指挥航空器运作的信息系统,正是一个值得被关注的领域。

1 用户体验视角下的远程机坪管制系统

用户体验最早于90年代中期由唐纳德·诺曼（Donald Norman）提出和推广[3],ISO 924-210标准将用户体验定义为“人们对于针对使用或期望使用的产品、系统或者服务的认知印象和回应”。并对用户体验的定义做补充说明:“用户体验,即用户在使用一个产品或系统之前、使用期间和使用之后的全部感受,包括情感、信仰、喜好、认知印象、生理和心理反应、行为和成就等各个方面。”[4]该说明还列出三个影响用户体验的因素:系统,用户和使用环境[3]。远程机坪管制系统是典型的人-机-系统-环境[1]相互交互的信息系统,从用户体验视角探索远程机机坪管制系统,对远程机坪管制系统的交互体验提升具有一定的研究价值。

2 远程机坪管制系统用户调研

为深入了解广州白云机场远程机坪管制系统的使用情况,本文基于用户体验视角,围绕本业务人-机-系统之间的交互出发,采用访谈法、非参与式观察法和追踪调查法,以远程机坪管制业务为核心调研内容展开调研,主要调研对象有机坪管制员、业务代表、以及当前正在使用的机坪管制系统。

通过对管制室管制人员对系统使用状况和业务流程的研究可知,远程机坪管制系统的主要业务分为两点:（1）指挥由飞管放行席放出的待起飞航班有序起飞;（2）指挥由塔台管制席接收降落的航班顺利滑行至停机位。管制员通过对电子进程单的操作,转化为执行指令反馈,从而实现远程指挥。

3 远程机坪管制系统现状问题研究

通经过对远程机坪管制系统的调研,以用户体验的视角对远程机坪管制系统的人-机-系统交互研究有以下3点总结:

3.1 跨系统交互频繁,系统联动性不足

研究中发现,管制员在使用远程机坪管制系统时,主要接触三种系统和设备,（1）大屏远程实景监控画面,用于观察实景航空器的运行状况;（2）场监雷达系统,用于观察整个机场中的运作情况;（3）远程机坪管制系统（下称管制系统）,对每个航班的电子进程单进行指令处理。当前的管制系统主要以电子进程单作为核心操作对象,系统自身并未配备具有可视化的监控功能,且三个系统都属于独立运作,不能够产生任何操作上的相互联动,并且三个系统的界面显示分别置于管制员座位前的上、中、下方（见图1）,管制员需要抬头观看位于上方的大屏远程监控画面,同时平视位于面前的场监雷达系统和来观察、判断飞机当前所在的方位和状态,然后低头回到面前下方的管制系统中对目标航班的电子进程单进行指令操作,管制员须同时兼顾三个系统界面,在日常的工作中必须投入大量的注意力。目前为减轻单人操作的工作负担,操作管制系统的岗位中由两位管制员配合使用（见图2）,而大幅度跨屏交互、缺乏联动性带来的人力成本和时间成本也成为亟需思考和解决的问题。

图1 管制员使用管制系统情景

图2 远程管制室室内环境

3.2 系统界面配色单调,缺乏可视化交互

现有管制系统界面的默认主题配色是浅白色,界面布局是按照基本业务的流程来划分的,而且界面中的信息主要以各航班的电子进程单为主,界面版式呈列表式展示,而且系统界面中几乎没有图形化的元素,都是用文字和颜色标注来传达信息。据调研了解,管制员在工作时,视线经常在三个明暗度不一的屏幕之间切换频繁,会有刺眼的感觉,加之三个系统之间无法相互联动和产生交互,管制员需从三个系统中获取图像信息之后再在管制系统中通过密集的文字信息来作决策执行,这无疑增加了管制员的视觉负担,耗损大量的精力,若在航班繁忙的时段,这样频繁地操作,管制员不仅得不到良好的交互体验,还会使其更容易陷入疲劳,影响工作效率。

3.3 学习时间较长,新人培训成本大

通过访谈了解到,一名管制员自入职以后至少需要训练1～1.5年才可以上岗操作,管制员需要经过前期图文理论学习,中期模拟机训练和后期导师带领实操三个阶段,其中包含了阶段性的测试考试,要求管制员对整个机场的跑道、滑行道、停机位等物理方位都熟记于心,对机坪指挥所使用的专业术语,以及硬件操作熟练度都要求熟练掌握。

就目前的系统使用现状来看,管制员学习和培训该项业务所需的时间较长,前期需要花费时间来熟记理论知识,中后期则需要大量的时间通过模拟训练和实践操作来巩固业务熟练程度。当前学习培训的流程和步骤较为分明,但会出现理论和实践断层的情况,例如有管制学员会因为前期学习过理论知识后,待上机操作时遇到问题时会忘记曾经学习过的知识,需要重新温习。这样一来,管制学员前期学习的知识不仅未能完全发挥作用,而且极有可能会影响到后期的工作效率。

4 提升远程机坪管制系统用户体验的策略探讨

4.1 优化设备人机交互,增强系统联动性

针对这类专门应对空中交通的指挥系统,其运行效率需和技术配置都需要得到增强[张建平],尤其是需要兼顾到机场中各类复杂的运行状况,管制员更需要有灵活的操作环境,其中人机之间的交互尤为重要,人机交互的优化是确保管制员及时地、顺利地处理航空器运行事件的关键手段,管制员与设备之间的交互方式可从设备的摆放位置和距离、显示设备的性能、以及工作台高度、坐姿高度和室内照明环境都是可改善人机交互、促进使用体验的因素。

与此同时,加强系统之间的联动性是优化人机交互的一项最为重要的关键点,如上文所述,可从系统开发角度介入,将现有的场间雷达地图、实景监控两个独立运行的系统融合到管制系统中,在场监雷达地图上对航空器直接进行执行指令操作,或通过场监雷达地图查找指定的目标航空器,并读取其电子进程单进行其他操作。

4.2 强化可视化功能,提高界面易读性

根据白云机场现有的管制系统界面,可作相应的界面设计改良:（1）根据管制员使用管制系统的平均时长、业务信息分布的优先级状况、业务流程的次序等业务需求,设计出符合人因工程的系统界面,使系统结构层拥有良好的交互性;（2）根据业务流程划分出清晰的、符合操作逻辑的信息分布区域,多采用信息图形化和数据可视化代替纯文本信息,使系统框架层一目了然、清晰易读;（3）从系统界面的表现层入手,设计出适合管制员工作使用的界面配色,减轻其因工作造成的视觉负担。

4.3 学与练兼并,提升学习效率

当前系统的职责功能主要是为管制员提供远程指挥功能,与管制员前期培训阶段关联不大,出于改善管制员培训学习效率的目的,可考虑在将来的系统迭代开发中增设学习或训练功能,使系统也起到一定的引导和辅助教学作用:（1）系统集成模拟训练模式:例如增设模拟练习模式,管制员可在当前系统中选择进入模拟练习模式,利用历史数据随机生成练习场景,使正在接受前期培训和处于见习阶段的管制员利用课余或日常空隙时间在个人电脑端上练习,以加强、加深管制员对业务的操作方法和知识;（2）系统建立检索数据库:可将关于机坪管制业务所用到的机场代码、符号、编号等量大且易忘的资料制成数据库并植入到管制系统中作为快速检索查询功能,以方便管制员在训练中随时调出资料库学习。

5 结论

赵婉茹2015）曾提出用户体验进程的6个维度:路径、反馈、呈现方式、持续时间、互动方式和目标[5]。通过关注用户体验来改善人们使用产品或服务的舒适性、流畅性、愉悦感,确保改善体验的条件和手段可行的前提下多关注产品和服务带给用户情感和心智方面的影响[6]。随着机坪管制移交工作任务的加快推进和应用创新投入[7],在未来,远程机坪管制系统的管制业务范围也许会受到先进技术的支持而逐渐扩大,系统兼容性与通用性也会越来越强,其交互方式亦会随之变得更加丰富和复杂,因此,在未来系统的创新与迭代过程中更不能够忽视系统带给用户的各类体验,研发者和设计者在研发和设计系统时需要多留意结合用户体验的各个维度和方法,站在用户角度多加以思考与斟酌,使远程机坪管制系统不仅能高效、及时、准确地处理航空器的各类运行状况,而且能带给机坪管制员更便捷、更灵活、更有成就感的工作体验。