Marco Palmonari, Patrizia Marti

Laboratorio Multimediale

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Il controllo del traffico aereo (ATC) e’ un dominio di attività che è specificato formalmente in molti modi: manuali di formazione, manuali di procedure e altre forme di documentazione forniscono una descrizione sia del dominio sia dei compiti assegnati ai principali attori (controllori e piloti).

Ciononostante, una più diretta e approfondita osservazione dell’attività reale svolta dai diversi attori permette di capire come ci sia un certo grado di liberta’ rispetto al modo in cui il compito viene svolto. Queste variazioni o cambiamenti sono principalmente dovuti alle diverse strategie individuali di volta in volta messe in pratica e al differente uso che viene fatto dei media disponibili nell’ambiente (radar, strips, comunicazione via radio).

Questa considerazione e’, in realtà, una delle principali assunzioni dell’approccio denominato Cognizione Distribuita: l’uso degli strumenti modifica l’attività in quanto struttura l’interazione tra le persone e l’ambiente esterno (Hutchins, 1995).

Nel presente articolo verranno brevemente presentate e commentate le caratteristiche principali dell’approccio della Cognizione Distribuita; in seguito, ne verrà descritta l’applicazione all’analisi dell’attività del settore di approccio nel Centro di Coordinamento Regionale di Ciampino (Roma). I risultati dell’analisi verranno discussi presentando scenari, cioè situazioni reali che mettono in evidenza particolari proprietà dell’attività di controllo del traffico aereo.

Le azioni intelligenti messe in atto in ambienti di lavoro reali non possono essere studiate analizzando l’attività cognitiva individuale in isolamento, cioè senza prendere in considerazione l’ambiente sociale e materiale che circonda le persone che svolgono tale attività.

Recenti sviluppi nelle Scienze Cognitive (Zhang and Norman, 1994) dimostrano che la cognizione umana è distribuita tra le persone e gli artefatti presenti nell’ambiente esterno: in questo senso lo studio della cognizione implica lo sviluppo di metodologie per analizzare l’attività umana così come essa si svolge in ambienti di lavoro reali.

L’approccio della Cognizione Distribuita fornisce un’interessante quadro concettuale per l’analisi della relazione tra l’attività e il contesto; le principali assunzioni di questo approccio sono:

• per catturare il ruolo e le proprietà di ogni singolo artefatto è necessario prendere in considerazione un’unità di analisi più ampia del compito individuale e cioè l’intero sistema socio-tecnico composto da persone, ruoli, artefatti e regole (Hutchins, 1995);
• tale sistema socio-tecnico può essere analizzato in termini di un sistema cognitivo che compie computazioni attraverso la trasformazione e la propagazione di rappresentazioni, indipendentemente se questi stati siano interni o esterni alla mente delle persone;
• l’unità di analisi appropriata per comprendere i processi di lavoro varia a seconda della particolare situazione considerata in quanto varia il modo in cui i diversi processi vengono portati a termine all’interno del medesimo sistema socio-tecnico.

Nella parte che segue è fornita una breve descrizione del sistema di controllo del traffico aereo; in seguito, sono presentati due scenari di attività che permettono di affrontare un importante aspetto concernente l’analisi dell’attività umana in ambienti di lavoro, la distinzione tra compiti normativi e l’attività reale e il ruolo di regolazione dell’attività che hanno le procedure (Rasmussen, 1993).

Secondo l’approccio della Cognizione Distribuita, un sistema socio-tecnico complesso quale il centro regionale di Ciampino per il controllo del traffico aereo può essere considerato come un sistema cognitivo composto da individui (piloti e controllori) che interagiscono tramite l’uso di artefatti (radar, strips) e mezzi di comunicazione (radio, comunicazione faccia a faccia). Tale sistema cognitivo svolge i compiti attraverso la trasformazione e la propagazione di rappresentazioni che di volta in volta possono essere rappresentazioni interne alla mente (una procedura, un dato) o esterne (es. lo stato del traffico rappresentato per mezzo del radar).

L’obiettivo principale di un sistema di controllo del traffico aereo è quello di gestire in modo efficace e sicuro il traffico il quale, per natura, e’ un processo dinamico e solo parzialmente predicibile e anticipabile. L’evoluzione del traffico può solo parzialmente essere predetta a causa dei molti fattori che ne influenzano l’andamento (disfunzioni tecniche e organizzative, fattori meteorologici); infatti, all’interno di ogni settore di traffico, l’affidabilità di ogni predizione fatta al tempo T0 sull’andamento del traffico al tempo T1 decresce quanto più è ampio l’intervallo di tempo tra T0 e T1.

Per questa ragione, il piano generale europeo di traffico aereo, elaborato sulla base dei piani di volo forniti dalle compagnie aeree, è organizzato in modo da distribuire e mantenere costante quanto più possibile il traffico tra i settori; è comunque rilevante il fatto che nessun controllo è fatto per verificare la possibilità di conflitti tra diversi piani di volo in quanto è inutile fare predizioni di conflitti a lunghissimo termine date i molteplici fattori di variazione del traffico.

A un livello astratto di descrizione, il sistema di ATC che deve gestire il traffico in un settore di approccio ha due obiettivi da raggiungere:

• gestire il traffico in modo efficace, cioè guidare gli aerei che entrano nel settore verso la fase finale di approccio alla pista di atterraggio usando traiettorie che permettano di minimizzare il consumo di carburante e di atterrare in orario;
• mantenere gli standard di sicurezza, cioè evitare conflitti mantenendo almeno la distanza minima di separazione tra aerei (5 miglia).

• costruirsi una rappresentazione del traffico (le posizioni occupate dagli aerei all’interno del settore);
• elaborare una rappresentazione dell’evoluzione del traffico in modo da poter valutare se le posizioni o le traiettorie degli aerei sono appropriate per l’atterraggio in condizioni di sicurezza;
• eventualmente modificare la traiettoria degli aerei in modo da cambiare la configurazione del traffico;
• aggiornare costantemente la rappresentazione (come precedentemente evidenziato il traffico è un fenomeno dinamico in continua evoluzione).

Per raggiungere questi obiettivi il sistema ATC deve essere pro-attivo, nel senso che deve anticipare l’evoluzione del traffico piuttosto che semplicemente reagire ad essa.

In quello che segue due scenari di attività svolta presso la sala operativa nel centro di Ciampino verranno presentati; i dati sono stati raccolti usando metodi di etnografici di raccolta dati (Holtzblatt e Jones, 1993) principalmente basati su osservazione diretta, analisi video e analisi della comunicazione verbale. La raccolta dati è stata focalizzata sull’attività dei controllori tattico e pianificatore operanti nel settore di approccio all’aeroporto di Fiumicino; come precedentemente menzionato, gli scenari sono presentati come supporto empirico a una riflessione teorica riguardante l’analisi dell’attività in ambienti di lavoro complessi.

E’ importante evidenziare, inoltre, che i presenti scenari sono stati validati, ne è stata cioè verificata la realisticità e la tipicità in due modi:

• attraverso interviste con altri controllori;
• attraverso altri dati empirici relativi a 2 ore di registrazione di frequenza radio relativa al settore di approccio.

L’ aeroporto di Fiumicino è composto da 3 piste (si veda la figura); il modo in cui le piste vengono usate per l’atterraggio e il decollo dipende dalle condizioni meteoroologiche.

Il giorno in ci la raccolta dati è stata effettuata (13/11/1997) la direzione del vento era da nord verso sud; questo determinava che gli aerei, per motivi di sicurezza, dovessero eseguire una procedura d’approccio da sud verso nord in modo da atterrare controvento. In questo caso, la procedura di approccio prevede che gli aerei provenienti da nord est debbano raggiungere il punto Elito, posto a nord est di Fiumicino, e procedere poi in direzione sud in modo da raggiungere il punto Pratica, posto a sud est di Fiumicino; Pratica è il punto da cui comincia la procedure finale di approccio alla pista.

E’ importante ricordare che per quanto i piloti siano obbligati a seguire la procedura standard, i controllori possono in qualunque momenti fornire loro istruzioni di rotta diverse.

Il pilota di un aereo proveniente da nord est non segue la procedura di approccio standard (prima Elito e poi Pratica) e procede direttamente verso Pratica, una rotta più breve che gli permette di risparmiare tempo e carburante.

Il controllore, che aveva già dato al pilota la consegna di seguire la procedura standard, si rende conto di questa violazione di procedura, chiama il pilota e lo istruisce a seguire la procedura standard; il controllore in seguito monitora il comportamento dell’aereo in modo da controllare se il pilota sta seguendo le sue istruzioni.

La situazione è simile a quella descritta nello "scenario 1" : un aereo proveniente da nord est è in fase di approccio a Fiumicino; questa volta però il controllore non segue la procedura standard, l’aereo è infatti guidato su una rotta più breve, quella diretta a Pratica senza passare per Elito.

La comparazione degli scenari 1 e 2 evidenzia una diversa applicazione della procedura di approccio. Se il comportamento del controllore viene analizzato nei termini delle azioni compiute o delle strategie messe in atto, il suo comportamento sembra contraddittorio in quanto la stessa procedura viene prima applicata e poi violata nell’arco di pochi minuti. E’ per questo motivo che è necessario, per cogliere la logica del comportamento, analizzare gli obiettivi generali sottostanti l’attività.

Nella sequenza descritta nello scenario 2, il controllore guida l’aereo per la rotta più breve (e perciò violando la procedura standard) perché il suo obiettivo più generale (che può essere considerato un sotto obiettivo di quello ancora più generale di gestire il traffico in modo efficace e sicuro) è di liberare il settore il più velocemente possibile. Per questa ragione, in questa particolare situazione, applicare la procedura standard sarebbe stato in conflitto con gli obiettivi del controllore.

Infatti, le strategie che il controllore applica per raggiungere i suoi obiettivi sono legate alla particolare situazione da gestire; le strategie, inoltre, possono venire modificate in modo da rispondere in modo puntuale all’evoluzione del traffico. Sono molti, infatti, i fattori che, momento per momento, sono presi in considerazione dai controllori per raggiungere l’obiettivo generale di sicurezza ed efficacia, per esempio:

• il numero e la posizione degli aerei all’interno del settore ;
• il tipo e le caratteristiche degli aerei ;
• il grado di occupazione delle piste.

E’ importante sottolineare come il grado di expertise dei controllori sia proprio legata alla loro capacità di modificare le strategie in funzione della particolare situazione da gestire. L’analisi dell’attività in termini di Cognizione Distribuita permette di capire quale sia il ruolo e lo status delle procedure nell’attività reale: infatti, a causa della parziale impredicibilità dell’evoluzione del traffico, le procedure non possono descrivere in dettaglio le azioni che il controllore deve eseguire per gestire una situazione specifica; al contrario, le procedure si limitano a descrivere gli obiettivi da raggiungere (sicurezza ed efficacia) e le regole "standard" da applicare per raggiungere questi obiettivi (per esempio le traiettorie che gli aerei dovrebbero compiere).

Nei termini di Cognizione Distribuita le procedure sono un particolare esempio risorse informative che sono parte della conoscenza condivisa dai controllori e dai piloti: da una parte le procedure che descrivono le traiettorie che egli aerei devono seguire permettono ai controllori di fare delle previsioni accurate sul comportamento degli aerei, dall’altra parte, come risorse di informazione, le procedure possono essere disattese dai controllori i quali, essendo in controllo della situazione, possono decidere di applicare strategie più efficaci o più adatte alla situazione particolare (si vedano gli scenario 1 e 2).

Lo status delle procedure è perciò legato alla natura dinamica e complessa del traffico aereo: le procedure non possono descrivere esaurientemente le azioni da compiere in ogni possibile situazione data la complessità del processo (il traffico aereo) da monitorare e da controllare.

Questa affermazione, noi crediamo, ha importanti risvolti metodologici: le attività svolte in un’ambiente complesso dovrebbero essere descritte in termini di obiettivi (e sotto-obiettivi) da raggiungere piuttosto che di procedure da seguire; un approccio di questo tipo permette, infatti, di cogliere importanti proprietà del sistema socio-tecnico considerato (quali la capacità di rispondere in modo flessibile alle variazioni ambientali mantenendo costanti gli obiettivi generali del sistema stesso).