Teleoperation als Ergänzung für den automatisierten Bahnbetrieb (ATO)

Abstract

Das Projekt „Teleoperation als Ergänzung für den automatisierten Bahnbetrieb“ zielte auf die Ent- wicklung eines zukunftsfähigen und nutzergerechten Berufsbilds für teleoperierende Triebfahrzeug- führer (Tele-Tf) im Schienenverkehr. Grundlage war die systematische Analyse der Anforderungen an den Tele-Tf-Arbeitsplatz aus den Perspektiven Mensch, Technik und Organisation unter Berück- sichtigung betrieblicher sowie individueller und gesellschaftlicher Bedürfnisse, um die Arbeitswelt im Schienenverkehr auch zukünftig attraktiv zu gestalten. Die Grundlagen der Teleoperation wurden mittels Literaturanalyse, Experteninterviews und adap- tierter Aufgabenanalyse untersucht. Als zentrale Gestaltungsanforderungen wurden eine ausgewo- gene Arbeitsbelastung, die Vermeidung von Monotonie und Zeitdruck sowie ein hohes Situationsbe- wusstsein identifiziert. Besondere Relevanz haben Übergabeprozesse zwischen dem automatisierten Zug und dem Tele-Tf. Für ein sicheres und effektives Handeln müssen relevante Informationen ein- schließlich sensorischer Eindrücke aus dem Führerstand zuverlässig und plausibel bereitgestellt wer- den. Dabei sind insbesondere Latenz, Bildqualität und Sensordatenqualität entscheidend. Auf dieser Grundlage wurden betriebliche Szenarien zum Einsatz für Teleoperation entwickelt und als Steckbriefe und Flussdiagramme beschrieben. Ein zentraler Einsatzbereich ist die Teleoperation als Rückfallebene eines automatisiert fahrenden Zuges. Auch der Einsatz im Regelbetrieb, beispiels- weise bei der Zugbereitstellung, bietet Potenzial für Effizienzgewinne und Sicherheitsverbesserun- gen. Die allgemeinen und szenariospezifischen Erkenntnisse wurden bezugnehmend auf die Aufga- bengestaltung, Arbeitsplatzgestaltung, erforderliche Fähigkeiten und Fertigkeiten sowie technische Systemgestaltung in Anforderungen an Teleoperation in einen Katalog überführt. Zur Entwicklung des Berufsbildes Tele-Tf wurden 25 Gestaltungsdimensionen mit verschiedenen Ausprägungen in einem morphologischen Kasten abgeleitet und strukturiert. Diese wurden in einem Workshop mit Bahnfachpersonal zu einem konkreten Berufsbild des Tele-Tf priorisiert. Die Attraktivität des entwickelten Berufsbilds wurde anschließend in einer Onlinebefragung von Triebfahrzeugführern und Fahrdienstleitern (N = 100) evaluiert. Rund ein Drittel der Befragten würde sich mit hoher Wahrscheinlichkeit zum Tele-Tf in der Rückfallebene für den automatisierten Zugbe- trieb weiterbilden. Die Attraktivität könnte durch einen phasenweisen Einsatz, vielfältige Aufgaben und eine angemessene Arbeitsbelastung erhöht werden. Auch Zweifel an der technischen Machbar- keit beeinflussen die Akzeptanz. Die Ergebnisse zeigen, dass die erfolgreiche Integration von Teleoperation nicht allein von der tech- nischen Machbarkeit abhängt. Vielmehr erfordert die Entwicklung zukunftsfähiger Berufsbilder ei- nen menschzentrierten Human-Factors-Ansatz, der Arbeitsorganisation, Aufgaben- und Arbeits- platzgestaltung sowie die technische Systemgestaltung integriert betrachtet. Die gewonnenen Er- kenntnisse schaffen damit eine Grundlage für die weitere Entwicklung und Erprobung von Teleope- ration und tragen dazu bei, Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Attraktivität der Arbeit im hochauto- matisierten Schienenverkehr langfristig zu gewährleisten. The project “Teleoperation as a complement for automatic train operation“ aimed to develop a fu- ture-oriented and user-centred occupational profile for remotely operating train drivers in railway transport. The basis was a systematic analysis of the requirements for the remote workspace from the perspectives of humans, technology, and organisation, taking into account operational as well as individual and societal needs in order to maintain the attractiveness of working life in the railway sector in the future. The fundamentals of teleoperation were investigated using a literature review, expert interviews, and an adapted task analysis. Key design requirements identified included balanced workload, the avoidance of monotony and time pressure, and a high level of situation awareness. Handover pro- cesses between the automated train and the remote operator are of particular relevance. For safe and effective operation, relevant information, including sensory impressions from the driver’s cab, must be provided reliably and plausibly. In particular, latency, image quality, and sensor data quality are decisive factors. Based on these findings, operational scenarios for the use of teleoperation were developed and described using scenario profiles and flowcharts. A key area of application is teleoperation as a fall- back level for automated train operation. Its use in regular operations, for example for train prepara- tion, also offers potential for efficiency gains and safety improvements. The general and scenario- specific findings were translated into requirements for teleoperation and compiled in a catalogue covering task design, workspace design, required skills and competencies, and technical system de- sign. For the development of the remote train operator´s occupational profile, 25 design dimensions with different characteristics were derived and structured in a morphological box. These were prio- ritised together with railway professionals in a workshop to develop a concrete occupational profile for the remote train operator. The attractiveness of the developed occupational profile was subsequently evaluated in an online survey of train drivers and signallers (N = 100). Approximately one third of respondents would be highly likely to undertake further training to become a remote train operator for the fallback level in automated train operations. Attractiveness could be increased through alternating deployment, di- verse tasks, and an appropriate workload. Doubts regarding the technical feasibility also influence acceptance. The findings show that the successful integration of teleoperation does not depend solely on tech- nical feasibility. Rather, the development of future-oriented occupational profiles requires a human- centred Human Factors approach that considers work organisation, task and workplace design, and technical system design in an integrated manner. The elaborated concepts and results therefore pro- vide a basis for the further development and testing of teleoperation and contribute to ensuring the long-term safety, performance, and attractiveness of work in highly automated railway transport.