Performance

Quelques pièges dans la
conception d’une IHM d’aide à la
conduite
René Amalberti
1. Objectifs de l’aide
2. Contresens habituels
3. Dimensions pertinentes
4. Solutions
Pourquoi aider l’opérateur pilote ou
le superviseur de système?
Performance systémique
Performance isolée
Pour augmenter la
sécurité
–
Variations obtenues
sur le terrain
Limiter les défaillances
/erreurs humaines
Pour augmenter la
performance
–
–
Performance isolée
(contrôlabilité,
adhérence)
Ou systèmique (flux)
AVIONS
CHIMIE
VOITURES
Manuel
Basique
Informations
synthétiques
sur le process
Aide
autom.
en
ligne
Conduite
automatique
des fonctions
de base
e.g; tenue de
trajectoire
Conduite
automatique des
fonctions
supérieures
e.g. nav
1. Objectifs de l’aide
2. Contresens habituels
3. Dimensions pertinentes
4. Solutions
Les modèles implicites de l’aide :
Devenir plus expert…et ses habituels contresens
L’expertise et ses ambiguités
Définition élitiste Vs définition fonctionnelle
Caractéristique de l’expertise naturelle
Rapidité d’analyse, sélection rapide, faible nombre
d’hypothèses
Routines d’exécution
Efficacité, stabilité de la performance
Facteurs de modulation
Pratique, technique d’apprentissage
Absence de lien avec les capacités cognitives de base
La poursuite des contresens
Les modèles de transformation des
connaissances et du contrôle
Rasmussen : Step ladder model
Richard : L‘expertise comme passage d’une logique à
l’autre : logique de fonctionnement et logique de
l’utilisateur
Une autre vision sur l’expertise : la théorie
de l’activité et le rôle médiateur des objets
/ la génèse instrumentale
1. Objectifs de l’aide
2. Contresens habituels
3. Dimensions pertinentes
4. Solutions
Discovering automation
and transitioning on Glass cockpits
APPR PROC:
STATUS
-L/G……………ON
-APPR NAVAID….ON RMP1
APPR SPD: VREF +10KT
LDG DIST…………X 1.55
ENG 1 APPR IDLE ONLY
ENG 2 APPR IDLE ONLY
ALTN LAW: PROST LOST
WHENL/G ON:DIRECT LAW
CTR TK FUEL UNUSABLE
PACKS AT FIXED TEMP
INCREASED FUEL CONSUPP
SLATS/FLAPS SLOW
CAT 1 ONLY
TAT +28°C
SAT +16°C
11H05
INOP SYS
WINDSHEAR DET
ATT LIMIT
OVSPD LIMIT
ADR2+
RA1+2
SPLR 1+2+5
ELAC 2
SEC 2+3
ILS 2
FAC 1+2
A/CALL OUT
VHF 2
ACP 3
CAPT STAT
CAPT TAT
WSHLD HEAT
GW XX KG
TITLE LINE
LEFT DATA 1 RIGHT DATA 1
LEFT DATA 2 RIGHT DATA 2
LEFT DATA 3 RIGHT DATA 3
LEFT DATA 4 RIGHT DATA 4
LEFT DATA 5 RIGHT DATA 5
LEFT DATA 6 RIGHT DATA 6
DIR PRO PER INIT
A
B
F
G
K
L
P
C
D
E
H
I
J
Q R
M N
O
S
T
Y
Factors affecting communication
English level
% of pilots with poor level
of proficiency in English, according to age
Source Amalberti & Racca, 1988
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
<30
30-35
36-39
40-45
45-49
>50
The ALT HOLD Automation Surprise
B737-300 (Sarter & Woods, 1992)
disconnect autopilot
(press any of the two autopilot disconnect
switches OR detune ILS frequency OR
override control column)
set both flight directors to OFF
re-engage autopilot
press ALT HOLD switch
context 1
context 2
press ALT HOLD switch
VNAV PTH
VNAV SPD
VNAV PTH
LVL CHG
LVL CHG
TO
APP
(VOR/LOC & G/S)
La notion de système régulé
Taux de récupération
des erreurs
Zone régulée
100%
90
80
70
Taux
60 d’erreurs
50 à l’heure
40 14
30 12
20 10
error
Zone de
8 rate
potentielle perte
6
de contrôle
4
2
0
Performance
faible- relax
Zone de
potentielle perte
de contrôle
Plateau
Performance
Performance
suffisante
(pour un
objectif
habituel)
Performance
maximum
Maîtrise de la situation : Un pilotage aux
frontières des signaux et du risque
Complexité
qualitative
Compréhension
Hors domaine de performance
Performance
Zone perçue comme perte de contrôle imminente
Lenteur de
diagnostic
des erreurs
Lenteur de
résolution
t
an
ég
El
Zone muette
Inconfortable
(pas de sensation)
Zone de
confort
Migration aux zones de
déclenchements des signaux
La ‘fréquentation’ du risque
est nécessaire à sa gestion
routinère
be
g
so
ne
ux
trop d ’erreurs
Short time
Complexité
quantitative (charge)
• Contrôle du risque
Fondements de la
confiance
• Connaissance de ses
capacités et de celles de
la machine
• Mémoire des
expériences passées et
évaluation de
l ’expérience actuelle
Anticipation, mobilisation des
connaissances, et gestion des
risques
• 60% de la variance liée à la perte de contrôle des
situations est associée à une mauvaise estimation
avant exécution de ses propres savoir-faire : contrat
de performance de départ que l ’opérateur a accepté .
• 20% est liée aux aléas d ’exécution
• 20% à toutes les autres causes
Niveau de difficulté attendu
Expérience méta cognitive
Niveau de performance visée
Qualité de la représentation
Modification des
stratégies de gestion
des risques et des
assistances
Seuil absolu du ‘ contrat ’
Expérience
Complexité
qualitative
Compréhension
Hors domaine de performance
Performance
Lenteur de
diagnostic
des erreurs
Lenteur de
résolution
t
an
ég
El
Zone muette
Inconfortable
(pas de sensation)
Zone de
confort
be
g
so
ne
ux
trop d ’erreurs
Short time
Complexité
(charge)
gestion des tâchesquantitative
multiples
1. Objectifs de l’aide
2. Contresens habituels
3. Dimensions pertinentes
4. Solutions
Quatre principes de base
Eviter la prolifération d’information, limiter les systèmes
ouverts
Faciliter plutôt que contrarier les mécanismes cognitifs
naturels de maintien de la performance (ecological
design)
Ne pas sur-optimiser la performance, montrer les
limites
Soigner les scénarios de validation
Navigation sur l’interface
Fonctions
Contextes / environnement
Maîtrise des risques et assistances
actives : une exemple
Maîtrise de la situation
Profil avec assistance à « coin carré »
Totale
1- Accumulation
d’expériences ‘où on se fait un
peu peur’
Forte sensation de sécurité
Plus de risques acceptés
Moins d’apprentissage
Construction de marges
2- Limite de
l’exploration
Perte de maîtrise
Performance
Maîtrise des risques et Couplage écologique
d’assistances actives
Maîtrise de la situation
Totale
Signaux de perte de maîtrise imminente
permettant l’accumulation d’expérience négative
et l’apprentissage spontané de la limitation de prise de risque
Perte de maîtrise
Performance
Conclusion
Importance du contrat de départ et de la
préparation en mémoire
Fonctionnement sous optimal suffisant
Dominante routinière à risques non nuls, mais
maîtrisés
Corrections en lignes
Assistances à développer en conséquence
pour la gestion des connaissances
Le step-ladder model
Le modèle de l’échelle de Rasmussen
(step-ladder model)
A n al ys is
o f e ff ec ts
G en e r al
s tat us
str at eg y
R
ul e
-b a
D ata
s et
s ed
D e fi n it io n o f t h e t a s k
be
h
av i
ou
r
Ta sk
eh a
d b
as e
e -b
le d g
ow
Sy ste m
I d en tif ic at io n
C h o ic e o f p ro ce d u r e
O b s er v a tio n
u
v io
r
Kn o
E v a lu a t io n
Kn
wl
ed g
e -b
ase
d b
e ha
v io
ur
I n t er p re ta t io n
Ac ti va ti on
P r oc e d ur e
c on dition
A ct iv a tio n
E x e cu t io n
S k ill- b as e d
B e ha v io u r
Comprendre & contrôler : un double
système de contraintes
Hiérarchie d’abstraction : COMPLEXITE
Performance
théorique maximale
Modèles normatifs
Point de vue en termes
d’objectifs : point de vue
sur l’activité et les objectifs
de la navigation
Point de vue sur l’itinéraire
en termes de lois de
navigation
Point de vue sur l’itinéraire
en termes topographiques
Coûts
cognitifs
Espace
de réglage
Zone concrètement
accessible dans le
compromis
dynamique
Pratique routinière de la
navigation : alignement de
repères
Contrôle
Affordant
Enseignes,
patterns
Contrôle
Opportuniste
Coordination
lieu-horaire
Contrôle
Tactique
Solutions
alternatives pour
ternir l’objectif
Téléphone…
Hiérarchie
Contrôle
Stratégiqued’anticipation
Replanning
de la journée EVOLUTION