Beitrag 9

Erfassung und Einwirkung in Konfliktsituationen durch VTS-Operateure

Dr.-Ing. Michael Baldauf
Hochschule Wismar, Fachbereich Seefahrt Warnemünde


  1. Einleitung
  2. Durchführung eines Simulationsexperiments mit VTS-Operateuren
    1. Thesen zur Situationserfassung und Kollisionsverhütung durch VTS-Operateure
    2. Versuchskonzept und Auswahl von Operateuren
    3. Entwurf der Simulationsszenarien
    4. Versuchsdurchführung
  3. Auswertung und Ergebnisse der Versuchsreihe
    1. Allgemeines
    2. Eingreifspektrum von VTS-Operateuren in Situationen mit bestehender bzw. sich entwickelnder Kollisionsgefahr
    3. Zeitliche Abhängigkeiten verwendeter Einwirkungsformen
    4. Situationsspezifische Einwirkungen zur Vermeidung gefährlicher Annäherungen
  4. Zusammenfassung
  5. Literatur und Referenzen


1. Einleitung

Die Unfallhäufigkeit in überwachten Seegebieten ist insbesondere in Relation zur hohen Verkehrsdichte sehr gering. Die Erkennung von Konfliktsituationen und die Einwirkungen in den Verkehr zur Vermeidung von Kollisionen im Seeverkehr durch VTS-Operateure erscheinen daher zuverlässig und effizient zu sein. Bisherige Untersuchungen [Bal 97] ergaben, daß automatische Annäherungswarnungen, die den Operateur bei der Erkennung von Kollisionsgefahren unterstützen sollen, nur selten oder gar nicht verwendet werden, weil sie ungeeignet sind. Es können sich Kollisionen ereignen, bei denen der Operateur trotz einer automatischen Annäherungswarnung, überhaupt nicht in die spezielle Situation einwirkte, weil zur gleichen Zeit in eine andere ggf. auch durch einen Alarm angezeigte Situation eingegriffen wurde.

Aussagen über die von Operateuren zur Situationseinschätzung verwendeten Kriterien und Limitwerte liegen bisher nicht oder nur begrenzt vor [Deh 96]&[Sze 94]. WIERSMA bezeichnet in diesem Zusammenhang die Bewertung der Leistung von VTS-Operateuren bei der Situationserfassung und Datenverarbeitung als ein "terra incognita" [Wie 98]. Es wurde bisher lediglich ermittelt, daß die Situationseinschätzung der VTS-Operateure denen von Kapitänen und Schiffsführern ähnlich ist [Bal 98]. Zeitliche Abhängigkeiten konkreter Einwirkungen auf als gefährlich eingestufte Verkehrssituationen sowie mögliche Abhängigkeiten von der Verkehrsdichte oder dem Grad der Berufserfahrung und der Vertrautheit mit dem zu überwachenden Verkehrsgebiet wurden im VTS-Bereich bisher noch nicht untersucht. Solche Aussagen werden jedoch einerseits für die Aus- und Weiterbildung von VTS-Operateuren benötigt. So sind z.B. für die nicht nur rein qualitative Bewertung von Simulationsaufgaben Vergleichsdaten erforderlich. Andererseits werden solche Aussagen benötigt, um Neuerungen technischer Systeme besser bzw. deren Nutzen überhaupt abschätzen zu können.

Auf der Grundlage eines Simulationsexperiments sollen deshalb sowohl qualitative als auch erste grundlegende quantitative Aussagen zu dieser Problematik gewonnen und eine Basis für weiterführende Untersuchungen geschaffen werden.


2. Durchführung eines Simulationsexperiments mit VTS-Operateuren

2.1 Thesen zur Situationserfassung und Kollisionsverhütung durch VTS-Operateure

Die Durchführung des Simulationsexperiments zur Untersuchung der Vorgehensweise der Operateure bei der landgestützten Kollisionsverhütung soll Aussagen zu den folgenden Thesen liefern:

  1. Die von den Operateuren verwendeten CPA-, TCPA- bzw. Abstandsgrenzwerte für das Eingreifen in gefährliche Begegnungssituationen sind im wesentlichen abhängig von der Begegnungsart, den Umweltbedingungen (hier insbesondere Sichtweiten), den Schiffsabmessungen aber auch der Verkehrsdichte, der Kommunikationsgüte und dem Revierort bzw. -sektor.
  2. Die Eingreifzeitpunkte und die Eingriffsintensität bei als gefährlich eingestuften Situationen variieren in Abhängigkeit vom Grad der Erfahrung und der Reviervertrautheit des Operateurs.
  3. Wenn Ziele bzw. Begegnungssituationen als gefährlich eingestuft werden, dann verkürzen sich die Überwachungsintervalle.
  4. Situationsabhängige Annäherungswarnungen können die Arbeit des VTS-Operateurs unterstützen und auf gegebenenfalls übersehene gefährliche Annäherungen aufmerksam machen. Die situationsabhängigen Annäherungswarnungen entsprechen der Situationsbewertung besser als die gegenwärtig implementierten konventionellen Warnungen.

2.2 Versuchskonzept und Auswahl von Operateuren

Zur ersten Datenerfassung und Untersuchung der Operateurstätigkeit bei der Verkehrsüberwachung und Kollisionsverhütung wurde ein aus zwei Versuchsreihen bestehendes Experiment mit VTS-Operateuren durchgeführt. Für die Versuchsreihen wurden zwei Gruppen von Operateuren gebildet: "reviererfahrene" und "revierfremde" Operateure. Unter "reviererfahren" wird dabei einerseits die Kenntnis der topografischen Gegebenheiten aber vor allem die Kenntnis über den üblichen Verkehrsablauf im Seegebiet verstanden. In die Gruppe "reviererfahren" wurden Operateure eingeordnet, denen das Seegebiet aus ihrer aktuellen Tätigkeit bekannt ist. Für die Durchführung der zweiten Versuchsreihe wurden Operateure mit im Vergleich zur ersten Gruppe geringeren Revierkenntnissen ausgewählt. Dafür erklärten sich Nautiker einer Verkehrszentrale bereit, deren Hauptaufgabe vornehmlich die Verkehrsüberwachung linearer Fahrwasser ist.

Aufgrund der nationalen Eingangsvoraussetzungen für die Tätigkeit als VTS-Operateur standen in beiden Kategorien berufserfahrene Nautiker mit mehrjähriger Seefahrtszeit als Kapitän bzw. als Nautischer Offizier zur Verfügung. Als weiteres Kriterium für die Berufserfahrung der Operateure wurde eine mehrjährige Tätigkeit in einer Verkehrszentrale vorausgesetzt.

Die Simulationsläufe des Experiments wurden an computersimulierten VTS-Arbeitsplätzen durchgeführt. Dazu wurde das in der VTS-Verkehrszentrale Wilhelmshaven vorhandene Radarbild des Überwachungsplatzes der Deutschen Bucht nachgebildet. Die Nachbildung der am Überwachungsbildschirm verfügbaren Anzeige-Funktionen wurde auf für die Untersuchungszwecke relevante Funktionen beschränkt. Sie umfaßte die Symboldarstellung der Radarziele, die Anzeige der Mitlaufzeichen, die variable Einstellmöglichkeit für die jeweils angezeigte Vektorlänge und eine automatische Annäherungswarnung (Blinken der Radarsymbolik). Für den Versuchsbeginn war die Vektorlänge der erfaßten Ziele entsprechend der beobachteten Praxis standardmäßig auf 2 min voreingestellt worden. Die variable Einstellfunktion der Vektorlängen bezog sich - wie an den Originalgeräten verfügbar - einerseits auf die beliebige Einstellung der dargestellten Länge des Vorausvektors für alle Ziele und andererseits auf die Funktion zur Einblendung des 10-min-Vektors für speziell ausgewählte Ziele.

Zur Untersuchung des Einflusses von Annäherungswarnungen wurde anstelle der gegenwärtig implementierten Schwellwerte für CPA- (0,5 sm bzw. 900m) und TCPA-Limits (10 min) in Anlehnung an das in [H&B 96] entwickelte Risikomodell ein von der Begegnungsart und den konkreten Schiffsabmessungen abhängiger CPA-Schwellwert implementiert [Bal 97]:

BegegnungsartCPA-Alarmschwellwert
·Kreuzende Kurse und Gegenkursbegegnung mit Stb/Stb-Passage5 × Lmax + CPA-Fehler
·Überholung und Gegenkursbegegnung mit Bb/Bb-Passage2 × Lmax + CPA-Fehler

Tabelle 1: Situationsabhängige Grenzwerte zur Erkennung von Kollisionsgefahren

Der originale TCPA-Schwellwert wurde für die Auslösung der Warnung beibehalten. Die außerdem an den Verkehrsüberwachungsplätzen in Wilhelmshaven implementierten Alarmierungsfunktionen für Zielverschmelzungen und Trackverluste wurden bei den hier durchgeführten Untersuchungen nicht betrachtet und nicht simuliert.


2.3 Entwurf der Simulationsszenarien

Um eine möglichst große Übereinstimmung mit der realen Operateurstätigkeit zu gewährleisten, wurde für den Szenarienentwurf ein ca. 45 minütiger realer Verkehrsablauf aufbereitet. Die Auswahl des Basisszenarios erfolgte auf der Grundlage einer durchgeführten Verkehrsdatenanalyse [K&B 95] unter dem Aspekt einer möglichst hohen Verkehrsdichte und dem gleichzeitigen Auftreten mehrerer konventioneller Annäherungswarnungen bei verschiedenen Begegnungsarten (Überholung, Gegenkurs, Kreuzende Kurse). Für die reale Reproduktion des Verkehrsablaufs wurden neben der Darstellung kontinuierlicher Bewegungsabläufe auch die aufgezeichneten originalen Datensätze der Schiffe (Schiffsnamen, Rufzeichen, Abmessungen, Bestimmung, Lotsenkategorie u.a.) verwendet. Auf der Basis des verwendeten Risikomodells waren folgende Situationen als gefährlich eingestuft und wurden in den Szenarien mit Alarmierung durch Blinken der Symbole angezeigt:

beteiligte
Radarziele
BegegnungsartAnmerkung
Szenario 1
L7 - N1ÜberholungFahrzeuge befahren Trennzone und Kreuzen im weiteren Szenarioverlauf den Kurs von N9
N1 - N9zunächst Annäherung auf entgegengesetzten Kursen, nach Kursänderung von N1 nach Westen kreuzende KurseN1 kreuzt von S kommend die Kurslinie des von N kommenden N9
U2 - Q9kreuzende KurseU2 von Westen kommend, befindet sich nach einer Kursänderung um 15:11 auf Kollisionskurs mit Q9
N9 - F5 (Q3)kreuzende KurseF5 stoppt Maschine gegenüber N9
L7 - N9analog zu Situation N1 - N9L7 kreuzt nach Szenarioende hinter dem Heck von N9
G6 - Q4G6 nähert sich Ankerliegervereinbarte Begegnung zwischen zwei Forschungsschiffen
H5 - L6, F1ÜberholungPulk von 4 Fahrzeugen auf nahezu parallelen westlichen Kursen
Szenario 2
N9 - F5kreuzende kurseF5 kreuzt Kurslinie der N9 klar hinter dessen Heck
T9 - L6 (B5)kreuzende KurseT9 ändert nach Szenarioende Kurs nach Steuerbord
N9 - H1kreuzende KurseN9 leitet Backbord-Drehkreismanöver ein

Tabelle 2: Auf der Basis situationsabhängiger Grenzwerte als gefährlich eingestufte Annäherungssituationen

Alle im Basisszenario enthaltenen Situationen, in die durch die Operateure zur Gewährleistung der Sicherheit eingegriffen werden sollte, wurden in der Realität durch Manöver von mindestens einem der beteiligten Fahrzeuge mit einem gewissen Passierabstand ohne Berührung der Schiffskörper durchgeführt. Um zu erfassen, wie und wann VTS-Operateure während einer Kollisionssituation zur nächstdringlicheren Einwirkungsstufe übergehen, wurde in das verwendete Originalszenario eine definierte Kollisionssituation zusätzlich implementiert, die einem tatsächlichen Seeunfall [BOS 96] nachempfunden worden war.

Um Szenarien mit unterschiedlicher Verkehrsbelastung und Komplexität zu realisieren, wurde das Basisszenario in zwei Abschnitte geteilt. Das Szenario 1 für die Simulation einer Verkehrslage mit hoher Verkehrsdichte enthielt 34 meldepflichtige Fahrzeuge (L < 50 m). In Abbildung 1 wird als Beispiel die Anfangssituation des Szenarios mit hoher Verkehrsdichte dargestellt. Die Länge der dargestellten Vorausvektoren beträgt 2 min.

Abbildung 1: Anfangssituation des Verkehrsszenarios mit hoher Verkehrsdichte

Das zweite Szenario mit niedriger Verkehrsdichte enthält 21 meldepflichtige Ziele. Es wurde durch Eliminierung von Fahrzeugen aus dem Originalszenario erstellt, wobei solche Fahrzeuge gelöscht wurden, die sich an den jeweiligen Grenzen des Überwachungsgebietes befanden. Für die Untersuchungszwecke wurden die Positions- und Bewegungsdaten von zwei Zielen manipuliert.

Die im Originalszenario enthaltenen Radarziele nichtmeldepflichtiger Fahrzeuge (L < 50m) wurden grundsätzlich ausgeblendet, weil für diese Ziele aufgrund fehlender Kurs und Geschwindigkeitsangaben keine kontinuierliche Bewegungsdarstellung möglich war.

Durch Implementierung der weiterentwickelten Alarmierungsfunktion und Kombination der Szenarien standen somit für die verschiedenen Versuchsläufe insgesamt vier verschiedene Szenarien zur Auswahl:

 Fahrzeuganzahlmit Alarmierungsfunktionohne Alarmierung
hohe Verkehrsdichte34Szenario 1.1Szenario 1.2
niedrige Verkehrsdichte21Szenario 2.1Szenario 2.2

Tabelle 3: Szenarien für VTS-Operateursexperiment

Für alle Versuchsläufe wurden Bedingungen der guten Sicht, kein Seegang und umlaufende Winde der Stärke Beaufort 1 sowie keine tideabhängigen oder andere Strömungseinflüsse angenommen.

Zum Zweck der Vergleichbarkeit der zu untersuchenden Sachverhalte, wurde die Kommunikation Schiff-VTS ausgeblendet. Für die Versuchsläufe wurde dazu in der Einweisung darauf hingewiesen, daß der Kommunikationskanal VTS-Schiff einsatzbereit sei, der Kanal Schiff-VTS jedoch nicht zur Verfügung steht.


2.4 Versuchsdurchführung

An der Versuchsdurchführung beteiligten sich in jeder Gruppe jeweils 10 Nautiker die aktiv am Wachdienst einer Verkehrszentrale teilnehmen. Jeder teilnehmende Operateur führte je zwei Simulationsläufe durch. Innerhab der Gruppen wurde dabei jeweils ein Versuch unter Verwendung eines Szenarios mit implementierter Alarmierungsfunktion und der zweite Versuchslauf mit dem anderen Szenario ohne Alarmierung absolviert. Die Versuche wurden jeweils mit Szenario 1 - hohe Verkehrsdichte - begonnen.

Bei Versuchsbeginn waren alle im realen Betrieb durch den VTS-Operateur zu erfassenden Schiffsdaten (Länge, Breite, Tiefgang, Abgangs- und Bestimmungshafen usw.) bereits erfaßt und die zur Radarzielidentifikation vergebenen Mitlaufzeichen mit den Radarzielen korreliert. Diese in der Verkehrszentrale über eine Datenbank verfügbaren Schiffsdaten der im Revier befindlichen Fahrzeuge wurden den Operateuren im Experiment jeweils als Datenblatt in Papierform bereitgestellt. Das heißt, der Operateur hatte hierdurch keine zusätzliche Arbeitsbelastung, mußte jedoch zur Erstellung seines mentalen Verkehrslagebildes die für ihn relevanten Daten aufnehmen. Durch Erfassung der erfragten Daten (z.B. Schiffsname, Abmessungen oder Bestimmungshafen) und der Reihenfolge wurde ermittelt, welche Ziele und welche Daten in Abhängigkeit von der aktuellen Position im Revier durch die Operateure mit welcher Priorität für die Lagebilderstellung verwendet werden.

Wie bei der realen landgestützten Verkehrssicherung hatten die Operateure die Aufgabe, anhand der verfügbaren Daten, Anzeigen und Funktionen handlungsrelevante Situationen zu erkennen und ggf. durch Kommunikation auf diese Situationen einzuwirken und dadurch die Sicherheit und Leichtigkeit des Verkehrs zu gewährleisten. Alle Handlungen sollten für Auswertungszwecke soweit als möglich kommentiert werden. Zur Aufzeichnung von Kommunikation und Kommentaren wurde die Dialogtechnik verwendet.

Nach Beendigung jedes Simulationsdurchganges wurden die Operateure unangekündigt aufgefordert aus ihrer Erinnerung heraus die Verkehrslage als Situationsbild in einer vorbereiteten Revierskizze so detailliert wie möglich widerzugeben. Dadurch sollten Anhaltspunkte über signifikante Parameter bei der Verkehrsüberwachung und den Fokus der Beobachtungstätigkeit ermittelt werden.


3. Auswertung und Ergebnisse der Versuchsreihe

3.1 Allgemeines

Für die Auswertung standen insgesamt 40 Datensätze zur Verfügung. Wegen der begrenzten Anzahl von in Verkehrszentralen tätigen Nautikern wurde für die nachfolgende Auswertung davon ausgegangen, daß für das verwendete Szenario und die zugrunde gelegten gleichen Bedingungen das Handlungsspektrum der "reviererfahrenen" Operateure vollständig erfaßt werden konnte. Angestellte Quervergleiche zu dieser Gruppe werden daher als zulässig angesehen.

Es wurde eine qualitative und eine quantitative Ananlyse der Versuchsergebnisse vorgenommen, von denen nachfolgend einige ausgewählte Beispiele der quantitativen Analyse vorgestellt werden. Die Gültigkeit der Aussagen muß wegen fehlender Vergleichsmöglichkeiten zunächst auf die für das Experiment geltenden Bedingungen und getroffenen Annahmen beschränkt bleiben.


3.2 Eingreifspektrum von VTS-Operateuren in Situationen mit bestehender bzw. sich entwickelnder Kollisionsgefahr

Unter dem Aspekt der landgestützten Kollisionsverhütung durch VTS wurde eine Analyse der bei erkannten gefährlichen Situationen benutzten Einwirkungsformen und der Eingriffszeitpunkte vorgenommen. Die Unterscheidung der Einwirkungsformen erfolgte nach den in den IMO-VTS-Guidelines bei der Definition der möglichen Dienste eines VTS genannten Nachrichtenarten: Information, Warning Advice und Instruction. Eine Definition dieser Nachrichtenarten ist in [IMO 97] enthalten. Danach unterscheiden sich diese Typen nach dem Grad der Dringlichkeit und der Verbindlichkeit für den jeweiligen Adressaten. Nach deutscher Entsprechung gehören Informationen zu niedrigsten Dringlichkeitsstufe. Als nächsthöhere Einwirkungsstufe werden in den nationalen Regularien (siehe z.B. § 2, Nr. 22-26 SeeSchStrO) Warnungen und Empfehlungen (Warning / Advice) angeführt und als höchste Dringlichkeits- und Verbindlichkeitsstufe bei einem Einwirken in eine Verkehrssituation werden Verfügungen (Instruction) definiert.

Durch eine zusammenfassende Darstellung der Einwirkungen für jeweils gleiche Situationen in Abhängigkeit von der Szenariozeit sowie im Kontext zum Gesamtszenario ergeben sich vergleichbare Einwirkungsspektren, für die Zeiten und die Art eines Eingriffs. Die Eingriffsart wird hier nur nach der Art der Dringlichkeit einer ausgesendeten Nachricht, nicht nach dessen Inhalt unterschieden. In Abbildung 2 und 3 sind als Beispiele für solche Eingreifspektren alle während der Versuchsreihe des Szenarios mit hoher Verkehrsdichte Operateure vorgenommenen Einwirkungen zeit- und situationsabhängig dargestellt. Alle grün dargestellten Symbole markieren Eingriffe durch gegebene Informationen. Gelbe Symbole markieren eine ausgesprochene Warnung oder Empfehlung, rote Symbole markieren die auf der höchsten Dringlichkeitsstufe per Verfügung (Instruction) durchgeführten Einwirkungen in Verkehrssituationen.

Es ist zunächst erkennbar, daß alle Operateure mehrere als gefährlich eingestufte Verkehrssituationen von unterschiedlicher Komplexität (Zwei- und Dreischiffssituationen; Überholungen und Begegnungen auf kreuzenden Kursen) gleichzeitig bearbeiten können. Es wurde von allen Operateuren auf alle Situationen mindestens einmal eingewirkt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Situationseischätzung und -einwirkung durch die Gruppe der "reviererfahrenen" Operateure ohne implementierte Annäherungswarnung erfolgte.

Abbildung 2: Eingreifspektrum der Einwirkungen durch VTS-Operateure (Gruppe "Reviererfahrene") in Situationen mit bestehender oder sich entwickelnder Kollisionsgefahr während des Verkehrsszenarios mit hoher Verkehrsdichte ohne Alarmierungsfunktion

Alle dargestellten situationsabhängigen Eingriffe beziehen sich im ersten Simulationslauf auf die Vermeidung von Kollisionen bzw. zu dichten Annäherungen. Im Gegensatz dazu reagierten die Operateure beider Gruppen im zweiten Versuchslauf (Szenario mit niedriger Verkehrsdichte) auch auf andere Verkehrssituationen.

Abbildung 3 enthält im Vergleich zu Abb. 2 eine zusammenfassende Darstellung aller durchgeführten Einwirkungen, die durch die Gruppe der "revierfremden" Operateure während des Szenarios mit hoher Verkehrsdichte (bei Unterstützung durch Alarmfunktion) erfolgten.

Abbildung 3: Eingreifspektrum der Einwirkungen durch VTS-Operateure (Gruppe "Revierfremde") in Situationen mit bestehender oder sich entwickelnder Kollisionsgefahr während des Verkehrsszenarios mit hoher Verkehrsdichte und implementierter Alarmierungsfunktion für gefährliche Annäherungen

Die angeführten Beispiele verdeutlichen das relativ breite Spektrum möglicher landseitiger Eingriffe in bestimmte Verkehrssituationen. Dabei existiert eine große Bandbreite sowohl für die Eingreifzeiten allgemein als auch für die jeweils zeitabhängig verwendeten Einwirkungsformen. Diese Bandbreite wirkt sich jedoch nicht negativ auf das Versuchsergebnis aus, da nicht beabsichtigt war, eine spezielle und ggf. zu favorisierende Lösung zu finden. Es sollte vielmehr ein erster Anhaltspunkt für eben dieses existierende Spektrum beruflicher Meisterschaft von VTS-Operateuren bestimmt werden.


3.3 Zeitliche Abhängigkeiten verwendeter Einwirkungsformen

Eine Analyse aller Eingriffe zeigt, daß während des hier durchgeführten Experiments die Gruppe "Reviervertraute" unabhängig von der implementierten Alarmierungsfunktion und auch unabhängig von der Verkehrsdichte in den betrachteten Verkehrssituationen häufiger einwirkten als die Gruppe "Revierfremde". Eine Ausnahme bildet lediglich die Kreuzungssituation der von Süden nach Westen laufenden Radarziele L7 und N1 mit dem von Nord kommenden N9. Vermutlich entschieden die "reviererfahrenen" Operateure in dieser Situation seltener auf Einwirkungserfordernis, weil die Situation dem üblichen Ablauf der in diesem Bereich auftretenden Kreuzungssituationen entsprach.

Ein Vergleich der Einwirkungshäufigkeiten "reviererfahrener" und "revierfremder" Operateure in Abhängigkeit vom TCPA zeigt Abbildung 4. Vergleichend dargestellt sind alle Einwirkungen während des Szenarios mit hoher Verkehrsdichte. Die Summierung der Einwirkungen erfolgte für Abschnitte von jeweils 30 Sekunden.

Abbildung 4: Vergleich der Einwirkungshäufigkeiten "reviererfahrener" und "revierfremder" Operateure für das Szenario mit hoher Verkehrsdichte dargestellt in Abhängigkeit vom TCPA

Im dargestellten Beispiel wird auch ersichtlich, daß die Gruppe "Reviererfahrene" in diesem Experiment durchschnittlich früher als die Gruppe der "revierfremden" Operateure in die vergleichbaren Verkehrssituationen eingriff. Mit kleiner werdendem TCPA nahm die Einwirkungshäufigkeit in beiden Gruppe bis zu TCPA-Werten von 4 - 3 min zu. Danach nahm die Eingriffshäufigkeit wieder deutlich ab. Es wurde zwar auch unmittelbar vor dem Erreichen dichter Annäherungen noch versucht durch Aussenden von Informationen zur Vermeidung einer drohenden Kollision beizutragen. Die deutliche Tendenz der abnehmenden Eingriffshäufigkeit deutet jedoch auf eine gewisse Rückzugshaltung der Operateure ab einem bestimmten Eskalationsgrad gefährlicher Annäherungen hin.

Im Gegensatz zur sonst deutlich höheren durchschnittlichen Einwirkungshäufigkeit der Gruppe der "Reviervertrauten" kehrt sich dieser Trend in der letzten Phase der Annäherung ab einem TCPA von etwa 2 - 3 min scheinbar um. Während dieses Experiments griffen "Revierfremde" unmittelbar vor Erreichen der dichtesten Annäherung durchschnittlich etwas häufiger ein.


3.4 Situationsspezifische Einwirkungen zur Vermeidung gefährlicher Annäherungen

Zur Quantifizierung der Eingreifspektren in Bezug auf den Zeitpunkt der dichtesten Annäherung (TCPA) wurde eine situationsspezifische Auswertung vorgenommen. Dazu wurden die Situationen mit den jeweils dichtesten Annäherungen auf kreuzenden Kursen herangezogen. Die Auswertung "erste" bzw. "letzte Einwirkung" erfolgte unabhängig vom gewählten Nachrichtentyp, weil eine Einwirkung nicht in jedem Fall auf der niedrigsten Einwirkungsstufe begonnen und als letzte Einwirkung nicht zwangsweise die Verfügung (Instruction) eingesetzt wurde. Ein Beispiel zeigt die nachfolgende Tabelle.

 "Reviererfahrene""Revierfremde"
erste Einwirkung
                         Spektrum
14:00 min.. 3:35 min11:35 min .. 3:05 min
Mittelwert9:28 min7:21 min
Warnung / Empfehlung
                         Spektrum
8:43 min .. 1:40 min6:47 min .. 1:45 min
erste Verfügung (Instruction)
                         Spektrum
7:15 min .. 1:55 min4:05 min .. 1:25 min
Mittelwert3:55 min2:52 min
letzte Einwirkung
                         Spektrum
3:55 min .. 0:52 min3:05 min .. 0:35 min
Mittelwert2:35 min1:48 min

Tabelle 4: Parameter des situationsspezifischen Eingreifspektrums für die Kollisionssituation U2 / Q9 während des Szenarios mit hoher Verkehrsdichte

Die ermittelten Parameter der situationsspezifischen Eingreifspektren ergeben einerseits die großen Streuungen sowohl zwischen den konkreten Situationen als auch zwischen den speziellen Szenarien Andererseits treten auch innerhalb der Gruppen große Bandbreiten erkennbar.

Die Einigreifspektren lassen zwar die dreistufig zunehmende Intensität der VTS-Einwirkungen erkennen, scheinen aber wegen der großen und sich außerdem überschneidenden Bandbreiten auch die teilweise zufällige Wahl eines zeitlichen Eingriffs und des jeweils verwendeten Nachrichtentyps vermuten. Die mehrstufige Einwirkungsintensität drückt sich offensichtlich auch durch die z.T. mehrfache Wiederholung bereits ausgesendeter Nachrichten aus (siehe Abbildungen 2 und 3).

Die Auswertung der Eingreifspektren deutet darauf hin, daß bei allen Operateuren eine vergleichbare Grundhaltung für die Situationseinschätzung und auch für das zeitabhängige Einwirken zu existieren scheint. Bei zunehmender Komplexität der Verkehrssituation können davon jedoch Abweichungen auftreten, weil u.a. für die Situationserfassung und -bewertung mehr Zeit erforderlich ist. Bei "revierfremden" Operateuren sind die Abweichungen im Vergleich zu den "reviererfahrenen" größer. Das ist möglicherweise auf die aus den verschiedenen Aufgaben im täglichen Betrieb resultierenden unterschiedlich ausgeprägten und unterschiedlich trainierten Fähigkeiten zurückführbar.

Die mittleren Zeiten für erste Einwirkungen während des Szenario mit niedriger Verkehrsdichte, können im Vergleich zu dem in [H&B 96] vorgeschlagenen Grenzwert von TCPA = 18 min, ab dem ein Kollisionsrisiko als bestehend anzunehmen wäre, auch als Bestätigung angesehen werden. Die oberen Grenzen des zeitlichen Spektrums erster Einwirkungen scheinen außerdem ein Anhaltspunkt dafür zu sein, daß Operateure sofern möglich auch im strategischen Bereich einer Annäherungssituation einwirken.


4. Zusammenfassung

Mit den hier durchgeführten Untersuchungen und den dabei erzielten Ergebnissen wurden u.a. erste quantitative Aussagen zur Situationserfassung und Einwirkung in Konfliktsituationen durch VTS-Operateure gewonnen. Es wurden erste tendezielle Aussagen zu den aufgestellten Untersuchungsthesen geliefert.

Zur Beschreibung der Eingreifspektren und Grenzwerte für die Verwendung verschiedener Verbindlichkeitsstufen eines beabsichtigten Einwirkens wurden Basisdaten ermittelt. Dabei traten während des Experiments innerhalb der Gruppen große Bandbreiten sowohl hinsichtlich der verwendeten Einwirkungsart und -häufigkeit als auch hinsichtlich der zeitlichen Abhängigkeit auf. Ein Quervergleich der Ergebnisse beider Gruppen zeigt, daß sich die Abweichungen zwischen den Gruppen bei abnehmender Verkehrsdichte verringern. Hinsichtlich des Einflusses verbesserter Annäherungswarnungen auf die VTS-Einwirkungen deuten die Ergebnisse des Experiments darauf hin, daß die Einwirkungen "revierfremder" Operateure durch eine ausgelöste Annäherungswarnung initiiert werden. "Reviervertraute" Operateure griffen in die durch einen Alarm angezeigten Situationen z.T. erheblich früher ein, womit zumindest die Situationseinschätzung der Operateure bestätigt wurde. Während des Experiments wurde keine der als gefährlich eingeschätzten Annäherungssituationen - insbesondere die zusätzlich implementierte Kollisionssituation - übersehen und immer mindestens einmal eingewirkt. Eine bessere Unterstützung der Operateure durch die Verwendung situationsabhängiger Alarmschwellwerte scheint daher möglich.

Mit dem hier angestellten Experiment wurde auch eine Grundlage für weiterführende detailiertere Untersuchungen mit einem VTS-Simulator geschaffen.


5. Literatur und Referenzen

[Bal 97]
Baldauf, M.:
Traffic situation assessment and shore based risk recognition. in: Soares, C.G. ed., Advances in Safety and Reliability Vol. 2 pp. 893-900. 17.-20. June 1997

[BOS 96]
Bundesamt für Seeschiffahrt und Hydrographie (Hrsg.):
FK "Taurus", MS "Winfield" Kollision in der Deutschen Bucht. in: "Entscheidungen des Bundesoberseeamtes und der Seeämter", Heft 7/94, Hamburg 1994

[Deh 96]
Dehmel, T.:
Dienste und Maßnahmen einer Verkehrszentrale. Abschlußbericht zu LOS 2 der Verkehrstechnischen Untersuchungen zur Weiterentwicklung von Schiffsverkehrs-Sicherungssystemen, Hochschule Wismar, FB Seefahrt Warnemünde, 3.12.1996

[K&B 95]
Kühn, R.; Baldauf, M.:
Auswertung von Seeverkehrsdaten in nationalen VTS-Revieren. in Schiff&Hafen, Heft 11/95; Hamburg 1995

[H&B 96]
Hilgert, H.; Baldauf, M.:
A common risk model for the assessment of encounter situations on board ships. in Zhao, J. et al (ed.): Maritime Collision and Prevention. Chiavari Publishing, Surrey, England 1996, Proceeding on the International Conference on Preventing Collision at Sea, in Dalian, China 22-25 September 1996

[IMO 97]
P. Trenkner (Chairman) et al:
IMO-Vessel Traffic Service (VTS) Standard Phrases. Part II/6 of the IMO Standard Marine Communication Phrases (SMCP)-MSC/Circ. 794, IMO-Working Group on SMCP, London 1997

[Sze 94]
Szech, D.:
Erfahrungen in der Kollisionsverhütung durch die Revierzentrale Wilhelmshaven. in: DGON (Hrsg.): "Weiterentwicklungen, Möglichkeiten und Grenzen von VTS", Vortragsband des VTS-Symposium '94, Cuxhaven, 26./27.4.1994

[Wie 98]
Wiersma, E; Mastenbroek, N.; Wulder, H.J.:
SATEST: The 1997 Rotterdam Experiment on VTS Operator Performance. in: Proceedings of the 7th IFAC/IFIP/IFORS/IEA-Symposium on Analysis, Design and Evaluation of Man-Machine Systems. Kyoto 16.-18. September 1998