Impact of the automatic train supervision systems on safety
Impact des postes centraux de supervision de trafic ferroviaire sur la sécurité
Résumé
Currently, railway traffic supervision systems are not considered as safety critical (basic safety constraints being ensured by other sub-systems). By taking a closer look, we can notice that these systems are able to prove their efficiency in safety management by offering critical information to the supervisor confronted with a crisis situation in order to help him to take the right decisions that lead to reduce considerably the impact and the severity of an accident. Taking into account these scenarios in the design in order to contribute to enhance the global safety level is therefore mandatory in a context where the concern of economic efficiency of infrastructures lead to increase traffic. Supervision is tightly related to human decisions; therefore human factor is to be foremost when designing future supervision systems.
This work focuses on evaluating the human-machine interactions and their impact on safety. In order to complete this study, we required the participation of specialists from three main areas. Firstly railway engineers for the technical aspects, secondly human factors and organisational specialists, and thirdly dependability experts to summarize and evaluate the impact on safety caused by the interactions of the two previous components. These three fields have different approaches that can sometimes be contradictory and this thesis tries to set links between them for the common objective to reach a greater safety level.
The specific studies on the human factor have been conducted on a platform designed to supervise the railway traffic installed in the UTC offices. This platform was composed of an automatic train supervision system coupled with a traffic simulator enabling to re-create the working conditions of a an operator. The objective was to obtain information on the general cognitive processes involved in managing a dynamic traffic environment of trains in order to evaluate the supervising system while in use by operators facing three type of situations: nominal, normal, or degraded.
The difficulty of such study remains the integration of the results from the observation, with the technics of ergonomical cognitive psychology in the safety analysis.
An interdisciplinary approach based on a common referential of these three fields has been proposed in order to get a common model for human ressources and dependability experts. This referential was designed in a systemic perspective of the safety studies.
This work focuses on evaluating the human-machine interactions and their impact on safety. In order to complete this study, we required the participation of specialists from three main areas. Firstly railway engineers for the technical aspects, secondly human factors and organisational specialists, and thirdly dependability experts to summarize and evaluate the impact on safety caused by the interactions of the two previous components. These three fields have different approaches that can sometimes be contradictory and this thesis tries to set links between them for the common objective to reach a greater safety level.
The specific studies on the human factor have been conducted on a platform designed to supervise the railway traffic installed in the UTC offices. This platform was composed of an automatic train supervision system coupled with a traffic simulator enabling to re-create the working conditions of a an operator. The objective was to obtain information on the general cognitive processes involved in managing a dynamic traffic environment of trains in order to evaluate the supervising system while in use by operators facing three type of situations: nominal, normal, or degraded.
The difficulty of such study remains the integration of the results from the observation, with the technics of ergonomical cognitive psychology in the safety analysis.
An interdisciplinary approach based on a common referential of these three fields has been proposed in order to get a common model for human ressources and dependability experts. This referential was designed in a systemic perspective of the safety studies.
Bien qu'actuellement considérés comme non sécuritaires (les fonctions de sécurité étant assurées par d'autres sous-systèmes) les systèmes de supervision du trafic ferroviaire peuvent contribuer à la sécurité dans certains scénarios de crise où une décision adaptée d'un opérateur de supervision pourrait réduire notablement la gravité des scénarios d'accident. Il est donc de toute première importance d'identifier ce type de scénarios afin d'envisager les systèmes de supervision du futur dans la perspective d'améliorer encore la sécurité des circulations dans un contexte d'augmentation du trafic ferroviaire prévisible et souhaitable dans les années à venir. La supervision impliquant des décisions prises par l'homme, la prise en compte du facteur humain est indispensable, et ce dès la conception des futurs systèmes.
L'étude se focalise sur l'évaluation de l'interaction opérateurs humains -- machines et son impact sur la sécurité. Cette démarche nécessite la coopération de spécialistes de l'ingénierie ferroviaire (composante technique), des sciences humaines et sociales (composante humaine et organisationnelle) et de la sûreté de fonctionnement pour la synthèse et l'évaluation de la sécurité. Ces disciplines ont des approches différentes et quelquefois opposées, la thèse vise à établir un pont entre ces différentes disciplines dans un objectif commun de l'évaluation de la sécurité.
Des études spécifiques du facteur humain ont été réalisées sur une plateforme de supervision de trafic ferroviaire. Installée dans les locaux de l'\textsc{utc}, cette plateforme comprend un système de supervision couplé à un simulateur de trafic permettant de recréer en laboratoire les conditions de travail d'un opérateur de supervision de trafic ferroviaire. L'objectif des expérimentations est d'obtenir des informations sur les processus cognitifs généraux impliqués dans la gestion d'un environnement dynamique de circulation de mobiles et de contribuer ainsi à l'évaluation du système de supervision en situation d'utilisation par des opérateurs confrontés à la gestion d'une situation nominale, normale et dégradée.
L'étude se focalise sur l'évaluation de l'interaction opérateurs humains -- machines et son impact sur la sécurité. Cette démarche nécessite la coopération de spécialistes de l'ingénierie ferroviaire (composante technique), des sciences humaines et sociales (composante humaine et organisationnelle) et de la sûreté de fonctionnement pour la synthèse et l'évaluation de la sécurité. Ces disciplines ont des approches différentes et quelquefois opposées, la thèse vise à établir un pont entre ces différentes disciplines dans un objectif commun de l'évaluation de la sécurité.
Des études spécifiques du facteur humain ont été réalisées sur une plateforme de supervision de trafic ferroviaire. Installée dans les locaux de l'\textsc{utc}, cette plateforme comprend un système de supervision couplé à un simulateur de trafic permettant de recréer en laboratoire les conditions de travail d'un opérateur de supervision de trafic ferroviaire. L'objectif des expérimentations est d'obtenir des informations sur les processus cognitifs généraux impliqués dans la gestion d'un environnement dynamique de circulation de mobiles et de contribuer ainsi à l'évaluation du système de supervision en situation d'utilisation par des opérateurs confrontés à la gestion d'une situation nominale, normale et dégradée.
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