In den vorgestellten Interaktions- und Visualisierungskonzepten sehen die Experten hohes Poten-zial, die Tätigkeit der Operatoren in den Verkehrsleitzentralen zu unterstützen. Jedoch zeigen sich in der Diskussion auch mögliche Optimierungen, die im Folgenden zusammenfassend berichtet werden.
Überwachung und Diagnose
Die Ergebnisse in Bezug auf die erste Forschungsfrage (F1) der inhaltssensitiven Navigation in Verbin-dung mit dem SpaceNavigator, die bereits in der Vorstudie mit Studenten evaluiert worden sind, wer-den in der Untersuchung mit Experten bestätigt. Im Gegensatz zu wer-den heute vorherrschenwer-den Technologien in den Leitwarten wie der mausbasierten Interaktion, die zur Steuerung der entfern-ten Wanddisplays eingesetzt werden, sehen die Experentfern-ten etliche Vorteile der inhaltssensitiven Navigati-on kombiniert mit dem SpaceNavigator.
Die Experten geben nach einer kurzen Trainingsphase an, dass die geführte Navigation entlang der Straßen mittels SpaceNavigator essenziell erleichtert wird. Einige Experten melden eine zu langsame Navigationsgeschwindigkeit beim Zurücklegen von großen Distanzen zurück. Abhilfe würde hier in der freien Navigation eine adaptive Anpassung der Navigationsgeschwindigkeit schaffen, die sich je nach Kippausschlag des SpaceNavigators angleicht. Durch die Synchronisation der zwei Displayebe-nen zwischen Private Space und Public Space entfällt die wiederholte Auswahl des Kontexts zur Mani-pulation von Prozessvariablen. Die Verbindung der Arbeitsebenen hat hierbei den entscheidenden Vorteil, unnötige Blickwechsel sowohl zwischen den Arbeitsabläufen der Überwachung und Diag-nose als auch der Manipulation zu minimieren. Die jeweiligen Stärken der Navigationstechnik wer-den von wer-den Probanwer-den sowohl auf der Überwachungs- und Diagnoseebene (SpaceNavigator) als auch auf der Manipulationsebene durch Panning eingesetzt. Alle Probanden äußern sich positiv bezüglich der Steuerung des entfernten Displays mittels des SpaceNavigators. Auch die direkte Touch-Bedienung auf der Manipulationsebene wird sehr positiv bewertet. Hier werden die Ergeb-nisse der Untersuchung vor Ort nochmals von den Aussagen der Experten aus den Leitzentralen bestätigt, denn die direkten manuellen Prozesseingriffe sind eher selten.
In Bezug auf die zweite Forschungsfrage (F2) wird Folding-View im Zusammenhang mit dem be-schriebenen Einsatzszenario nicht als optimal bewertet. Es zeigt sich aber, dass Probanden, die sich im betreffenden Straßennetz besser auskennen, seltener Probleme mit dieser Visualisierungsform haben. Darüber hinaus werden alternative Einsatzmöglichkeiten gewünscht. Als Vorschlag wird eine statische Darstellung zur Beobachtung von mehreren kritischen Prozessabschnitten genannt.
Die Probanden würdigen zudem in der Folding-View die sehr große Darstellung der Fokusregion.
Die HML-View in Verbindung mit der Manipulationsebene wird in der Studie sehr positiv bewertet.
Durch die Möglichkeit der Visualisierung des vollständigen Straßennetzes bei paralleler Detailbe-trachtung kann die Problematik des Übersichts-Detail-Paradoxons in Leitwarten vermieden wer-den. Die Zusammenführung von Detailinformationen und deren Kontext verbessert die mentale Informationsverknüpfung. Nach der Expertenmeinung kann die nonverbale Koordination durch die Umsetzung mehrerer HML auf der Überwachungs- und Diagnoseebene reibungsloser erfolgen.
Der entscheidende Vorteil der HML- und Folding-View im Gegensatz zur Kontrollansicht ist darin begründet, dass sie weniger Blickwechsel bei den Tätigkeiten auf der Überwachungs- sowie Mani-pulationsebene erfordern. Gerade dieser ständige Blickwechsel bei der Kontrollbedingung hat negative Effekte in Bezug auf die Orientierung. Keiner der Experten präferiert die Kontrollansicht, und das, obwohl im direkten Vergleich die Beurteilung der Folding-View in der subjektiven Einschätzung schlechter ausfällt. Nach der Analyse der Daten kann das unterschiedliche Meinungsbild bezüglich der Folding-View als präferierte Darstellungsform (36.4%) so erklärt werden, dass es deutlich unter-schiedliches Vorwissen im eingesetzten Überwachungsraum gibt. Bei den subjektiven Einschätzun-gen können keine signifikanten Unterschiede zwischen der HML-View und der Kontrollansicht in Bezug auf Übersichtlichkeit sowie mentale Beanspruchung identifiziert werden. Daraus lässt sich schließen, dass die Verzerrungseffekte innerhalb der HML-View von den Probanden nicht als zu-sätzliche mentale Belastung angesehen werden. Jedoch bietet die Form der Visualisierung nach Experteneinschätzung entscheidende Vorteile, z. B. den geringeren Blickwechsel zwischen den Arbeitsebenen und die bessere Orientierung im Informationsraum. Darüber hinaus äußern Exper-ten, dass eine Personalisierung grundsätzlich möglich sein sollte. Nach den Aussagen der Experten
Überwachung und Diagnose
bietet gerade die HML-View mit ihren Fokuspunkten das größte Potenzial, da sie die Kollegen nicht beeinflusst. So könnten diverse Parameter des Konzepts wie die Skalierung und Größe der entspre-chenden HML personalisiert, d. h. individuell angepasst werden.
Das beobachtete Verhalten der Teilnehmer in Bezug auf die Circles, liefert erste Erkenntnisse, um die zweite Forschungsfrage (F2) zu beantworten. Die Experten geben an, dass ohne die entspre-chende Visualisierungsform eine Abweichung vom normalen Betriebszustand nicht kenntlich gewe-sen wäre. Das Circles-Konzept offenbart allerdings Schwachstellen, da erst nach einiger Zeit Störun-gen im Prozess erkannt werden, was im realen Konzept erhebliche AuswirkunStörun-gen auf Mensch und Umwelt haben würde. Eine Visualisierung der Ereignisse auf der Manipulationsebene würde zu einer verbesserten Wahrnehmung führen. Darüber hinaus kann eine große Anzahl an Störungsmel-dungen, die im Prozessbild angezeigt werden, zu einer Informationsüberflutung (Information Over-load) führen. So müssen, basierend auf der Literatur und diesem ersten Ansatz, weitere Forschungs-aktivitäten folgen, um Operatoren auf anormale Betriebszustände in Übersichtsdarstellungen auf-merksam zu machen. Hierbei verfolgen einige Ansätze nach Elzer und Beuthel (1998) oder Pramsohler, Pantförder und Vogel-Heuser (2010), die in Abschnitt 5.2.2 vorgestellt werden, das Ziel, dreidimensionale Säulen in das Übersichtsbild zu integrieren.
Die Kamerabilder in den direkten Kontext auf der Überwachungs- und Diagnoseebene integriert, bieten den Operatoren die Möglichkeit, einen schnellen Überblick über den aktuellen Prozesszu-stand zu erhalten. Im vorgestellten Konzept werden beispielhafte Kamerabilder für die Verkehrs-überwachung integriert, so dass die Teilnehmer die Möglichkeit haben, zusätzlich die Situation auf den Fahrbahnen analysieren zu können. Gerade in der Verkehrsleitzentrale sind Kamerabilder es-senziell für die Überwachung und Diagnose, da nicht alle Streckenabschnitte mit Sensorik über-wachbar sind. Nach Meinung der Experten sollte weiterhin die Möglichkeit bestehen, einzelne Ka-merabilder dauerhaft auf separaten Bildschirmen anzuzeigen, um neuralgische Knotenpunkte im Blick zu haben. Die Selektion der Kamerabilder auf dem separaten Bildschirm kann dabei mit der vorgestellten inhaltssensitiven Navigation erfolgen.
Das Konzept der Meldungsliste liefert erste potenzielle Ansätze, um die nonverbale Koordination bei der Bearbeitung von Störungen zu unterstützen. Das vorgestellte Konzept wird darüber hinaus auch in Bezug auf die direkte Verortung der Meldungen positiv bewertet. Durch die Verbindung von Meldung und Fokus wird für die Operatoren in der gemeinsamen Arbeitsumgebung klar er-sichtlich, welcher Kollege die Fehlermeldung abarbeitet. Zusätzlich unterstützt der SpaceNavigator die visuelle Affordance (Underkoffler & Ishii, 1999). Allerdings ist bei der Bewertung zu beachten, dass nur ein Display für die Manipulationsebene eingesetzt worden ist. So arbeiten die Experten auf nur einem gemeinsamen Display. Somit gilt es, in weiteren Forschungsarbeiten zu prüfen, ob die Vorteile auch auf den Einsatz von jeweils eigenständigen Manipulationsebenen übertragen werden können. Hierbei wirkt sich sicherlich die Farbcodierung der einzelnen Meldungen zum jeweiligen Fokus positiv auf die eindeutige Zuordnung aus. Die Experten geben an, dass die eingehenden Meldungen in der Verkehrsleitzentrale meist einer Stelle im Prozessbild zuzuordnen sind. Diese wichtigen Kontextinformationen werden heute in den Arbeitsabläufen unzureichend genutzt.
Die vorgestellten Konzepte zur Unterstützung der nonverbalen Abstimmung zwischen den Opera-toren und den Arbeitsabläufen zeigen gegenüber den heute eingesetzten Konzepten große Potenzi-ale auf. Denn die nonverbPotenzi-ale Koordination wird in Anlehnung an die früheren Leitwarten der ana-logen Prozessführung gefördert. Die Experten sind sich einig, dass sie stets gewusst haben, wo sich der Kollege im Prozessgeschehen aufhält. Somit bilden die Konzepte eine gute Ausgangsbasis, um in weiteren Forschungsarbeiten vertieft zu werden.
Überwachung und Diagnose
Design Case II: Private Space 5.2
In aktuellen Leitwarten werden in der direkten Arbeitsumgebung (Private Space) des Operators meh-rere Bildschirme eingesetzt, um die verschiedenen Ansichten auf den Informationsraum darzustel-len. Hierbei handelt es sich meist um ein Overview+Detail-Entwurfsmuster, das auf einem Über-sichtsbild Abschnitte des aktuellen Prozesses und auf mehreren Bildschirmen die dazu gehörigen Detailansichten darstellt. Dabei kann der Operator innerhalb der verteilten Ansichten interagieren und sich Detailinformationen zu beliebigen Prozessausschnitten anzeigen lassen.
Im vorherigen Design Case I hat das Augenmerk der Untersuchung auf dem Public Space gelegen. Um auch für den Private Space Einschätzungen von Experten zu erhalten, ist hier ebenso ein entspre-chendes Konzept umgesetzt worden. Aufbauend auf den ersten Erkenntnissen zu Visualisierungen von Fokus- und Kontextinformationen, soll die Grundidee auch auf den Private Space übertragen werden. Dabei wird ein interaktives Display eingesetzt, das horizontal und vertikal orientierte An-zeigeflächen vereinigt (siehe Abbildung 90).
Abbildung 90 Konzept für die Überwachung und Diagnose im Private Space Space: Private
Primärtätigkeit: Überwachung und Diagnose
Domäne: Verkehrsüberwachung (U-Bahnnetzplan)
Aufbau: Curve (Interactive Tabletop) von Wimmer et al. (2010) Arbeitsebene: Vertikal und horizontal
Die Experten geben im Rahmen der Evaluation in Design Case I an, dass die Übersichts- und Kon-textinformationen auch am direkten Arbeitsplatz des Operators angezeigt werden müssen, um einer geteilten Aufmerksamkeit entgegenzuwirken. Denn gerade bei der automatisch ausgeführten Ani-mation bei der Bearbeitung von Meldungen ist es den Experten schwergefallen, die Orientierung zu behalten, wenn der Blick auf das große Wanddisplay gerichtet ist. Zwar sieht das vorherige Konzept eine Synchronisation der Displayebene (Public Space und Private Space) vor, jedoch muss der Blick zur Orientierung trotzdem hin und her wandern, was gerade bei Navigationsaufgaben störende Aus-wirkungen im Sinne einer Bewusstseinsbildung (Situation Awareness) haben kann. Auch die wichtige Kennzeichnung von Meldungen im Übersichtsbild durch Circles sollte nach Aussagen der Experten zusätzlich auf das Display in der direkten Arbeitsumgebung aufgenommen werden, da die Abwei-chungen beim Blick auf den Private Space zu spät von den Experten erkannt worden sind.
Im folgenden Abschnitt wird das Ziel verfolgt, ein klassisches Overview+Detail-Entwurfsmuster, das gewöhnlich auf zwei voneinander getrennten Displays umgesetzt wird, auf eine vertikal gebo-gene Displayfläche zu übertragen. Dem Operator sollen die voneinander abhängigen Prozessinfor-mationen zusammenhängend dargestellt werden.
Überwachung und Diagnose
Teile dieses Abschnitts sind bereits veröffentlicht worden in:
Schwarz, Tobias; Hennecke, Fabian; Lauber, Felix; Reiterer, Harald: Perspective+Detail – a visualization technique for vertically curved displays. In Proceedings of the International Work-ing Conference on Advanced Visual Interface – AVI ’12, Capri Island (Italy), ACM Press, P. 485-488, May 2012.
Jetter, Hans-Christian; Geyer, Florian; Schwarz, Tobias; Reiterer, Harald: Blended Inter-action – Toward a Framework for the Design of Interactive Spaces. In Workshop Designing Collaborative Interactive Spaces (DCIS), International Working Conference on Advanced Visual Inter-faces – AVI ’12, Capri Island (Italy), May 2012.
Bei der Bearbeitung des Design Case ist der Autor von einem Diplomanden der Siemens AG in Ko-operation mit der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München unterstützt worden. Die Dip-lomarbeit ist zusätzlich von Fabian Hennecke (wissenschaftlicher Mitarbeiter) der LMU München betreut worden. Der Autor ist für den ganzheitlichen Forschungskontext verantwortlich, und zwar Anforderungen, Interaktions- und Visualisierungskonzept sowie Durchführung der experimentellen Benutzerstudie im Labor. Felix Lauber hat im Rahmen seiner Diplomarbeit (Lauber, 2011) bei der Gestaltung und Ausarbeitung des Interaktions- und Visualisierungskonzepts, der Implementierung sowie bei der Organisation, Durchführung und Auswertung der experimentellen Benutzerstudie mitgewirkt.
5.2.1 Motivation
Wie die Ergebnisse in der Analyse vor Ort (siehe Abschnitt 3.2.3) zeigen, werden neben der Pro-zessvisualisierung auf mindestens einem separaten Bildschirm prozessbezogene Meldungen einge-blendet, die dem Operator entsprechende Störungen und Fehlfunktionen mitteilen. Maßgeblich für eine effiziente Prozessführung ist, dass der Operator auf wichtige eingehende Meldungen schnellstmöglich reagieren kann. Das Meldungsmanagement entspricht einem Overview+Detail-Konzept, da der Meldungsbildschirm dem Prinzip einer globalen Meldungsanzeige entspricht. Es gibt neben einfachen Meldungsarten, die nur einen Punkt im Informationsraum betreffen, auch komplexe Ereignisse, die zueinander in Beziehung stehen. Entsprechend zur Interaktion auf dem Wanddisplay, muss auch die Interaktion auf dem Display direkt am Arbeitsplatz die Möglichkeit zur schnellen Navigation gewähren, um sich so nach Bedarf entsprechende Detailinformationen anzei-gen zu lassen. In heutianzei-gen Leitwarten ist es für den Operator schwierig, auf den unzählianzei-gen Bild-schirmen die relevanten Informationen zusammenzutragen, um während der Diagnosetätigkeiten die Ursache eines anormalen Betriebszustands zu analysieren. Gerade im Kontext von sicher-heitskritischen Systemen müssen sich die Operatoren schnellstmöglich ein Lagebild des aktuellen Prozesses ableiten, um Veränderungen sofort entgegenwirken zu können.
Die Tätigkeiten der Überwachung und Diagnose, die derzeit auf unterschiedlichen Ansichten erfol-gen, sollen für den Operator deutlich homogener gestaltet werden, um die Orientierung zu fördern.
Maßgeblich für ein nutzerzentriertes Konzept ist eine nahtlose Zusammenführung der unterschied-lichen Übersichts- und Detailinformationen. Nach einer Untersuchung von Rønne Jakobsen und Hornbæk (2011) ist eine Vergrößerung der Displayfläche nicht zielführend, um die Arbeit mit Overview+Detail-Anwendungen zu entlasten. Wenn eine Veränderung der Größe der Ansichten keinen Erfolg für die bessere Anwendbarkeit verspricht, kann eine veränderte Form zu einer Ver-besserung führen. Um dem Übersichts-Detail-Paradoxon entgegenzuwirken, soll zur Unterstützung der Überwachungs- und Diagnosetätigkeiten für den Private Space ein vertikal gebogenes Display mit interaktiver Oberfläche eingesetzt werden. Dabei sollen die zugrundeliegenden Vorteile des gebo-genen Displays in Verbindung mit dem Overview+Detail-Entwurfsmuster zusammengeführt wer-den. Die Konzeptidee soll die Vielzahl der Displays im Private Space des Operators minimieren und
Überwachung und Diagnose
auch ein flexibleres und effizienteres Arbeiten mit den verschiedenen Ansichten unterstützen. Aus diesem Grund soll der Frage nachgegangen werden:
(F1) Wie können unter Verwendung eines Overview+Detail-Entwurfsmusters die horizontalen und verti-kalen Displaybereiche nicht nur physisch, sondern auch semantisch nahtlos zusammengeführt werden?
Bezogen auf die Ebenen der Blended Interaction liegt das Hauptaugenmerk der Gestaltung sowohl auf der persönlichen Interaktion als auch auf der physischen Arbeitsumgebung (siehe Tabelle 12). Da-bei soll vor allem die Architektur der Ein- und Ausgabemedien optimal an die BearDa-beitung der Aufgaben angepasst werden.
Tabelle 12 Unterstützung der Gestaltungsebenen in Design Case II Hauptfokus Fokus Berücksichtigt
Um die Forschungsfrage zu beantworten, wird ein Interaktions- und Visualisierungskonzept im Kontext der Überwachung eines U-Bahnnetzplans für die Manipulationsebene entwickelt. Durch den Einsatz eines gebogenen Displays soll die inhaltliche und geografische Lücke zwischen dem Anzeigebereich der Übersicht und der Detailansicht geschlossen werden. Die Ergebnisse einer experimentellen Nutzerstudie werden abschließend berichtet und diskutiert.