Das Innenleben der Gepäckstücke wird auf den Bildschirmen der « Screener» sichtbar.
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24 313 250 Passagiere landeten im Jahr 2011 in Zürich oder flogen von dort aus in die weite Welt. Mindestens ebenso viele Gepäckstücke flogen mit. Bevor diese aber in das Flugzeug gelangen, passieren sie ein Röntgenprüfgerät.
Röntgenstrahlen durchdringen die Kof -fer, Taschen und Kisten: Sie machen das Innenleben des Gepäcks sichtbar.
Vor Bildschirmen sitzen die Gepäck-Kontrolleure und durchsuchen die Rönt- genbilder. Diese sogenannten « Scree-ner » sind darauf spezialisiert, gefähr-liche Gegenstände zu erkennen und aus zusortieren. « Diese Arbeit ist eine gewaltige kognitive Leistung », kom-mentiert Stefan Michel. Im Rahmen ei-nes Forschungsprojekts am Institut Mensch in komplexen Systemen ( MikS ) untersuchen er und Co-Projektleiterin Marcia Mendes, wie Technologie Scree - nern helfen kann, Effizienz und Sicher - heit zu vereinbaren.
Ziel: Höhere Erkennungsleistung
« Ein Screener versucht, möglichst schnell und richtig zu beurteilen, ob ein Gepäckstück gefährlich ist oder nicht », beschreibt Dr. Michel die Auf-gabe der Sicherheitsleute. Das erfor-dere zum einen Menschen mit beson-deren kognitiven Fähigkeiten. Scree-ner müssten sich Gefahrengegenstän-
de vorstellen können, müssten wissen, wie diese aus verschiedenen Perspek-tiven, halb verdeckt oder in einem Durcheinander von ungefährlichen Ge- genständen aussehen.
Aber auch die Röntgen-Maschine leis-tet ihren Beitrag. Heute liefern die XRayGeräte meist nur zweidimensiona -le Aufnahmen. Das schränkt die Arbeit der Screener ein.
« Die Firma Reveal, welche auf solche Geräte spezialisiert ist, hatte deshalb einen Prototypen konstruiert, der Ge-päckstücke mit gleich fünf Röntgen-strahlen durchleuchtet », holt Stefan Michel aus. So könnten Screener einen Gegenstand aus fünf leicht unterschied -lichen Perspektiven sehen. Die Bilder werden in der Motion-Imaging-Funk-tion wie ein kurzer Kameraschwenk abgespielt. Durch die Bewegung kann der Screener hinter praktisch undurch-sichtige Gegenstände, wie etwa Lap-tops, sehen.
Hinter der Neuentwicklung steht das Ziel, das Zusammenspiel von Mensch und Maschine zu verbessern. Nur so lässt sich die Anzahl korrekt entdeck-ter Gefahrengegenstände erhöhen, ohne übermässig oft Fehlalarm
auszu-Wissensbox: Forschungsdesign Das Forschungsdesign ist der Untersu-chungsplan, welcher bestimmt, wie eine Frage wissenschaftlich angegan-gen werden soll. Die Qualität des De-signs bestimmt, wie verlässlich die Re-sultate sind.
Im vorliegenden Fall sollten 80 profes-sionelle Screener Röntgenbilder von präparierten Gepäckstücken als ge-fährlich oder ungege-fährlich einstufen.
Sie wurden auf vier Gruppen aufgeteilt:
Neuer X-Ray + Laptop im Gepäck ( 1 ), Neuer X-Ray + Laptop ausserhalb päck ( 2 ), alter X-Ray + Laptop im
Ge-päck ( 3 ), alter X-Ray + Laptop ausser-halb Gepäck ( 4 ).
Gepäckstücke waren so präpariert, dass die eine Hälfte gefährlich und die andere nicht gefährlich war. 50 Prozent der gefährlichen Gegenstände waren im Laptop versteckt, die anderen 50 Prozent im Gepäckstück.
Die Leistungen wurden als d’ erfasst.
Die Variable berechnet sich aus der An-zahl korrekt erkannter Gefahrengegen-stände und der Anzahl fälschlich als gefährlich eingestufter Gepäckstücke.
Damit drückt d' sowohl den Sicher-heits- als auch den Effizienzaspekt der Screenings aus.
Die Forscher interessierten sich vor al-lem dafür, ob Screener mit der neuen Maschine trotz Laptop im Gepäck Ge-fahrenquellen ebenso zuverlässig ent-decken können wie mit der alten Tech-nologie und dem Laptop ausserhalb des Gepäckstücks. Sie verglichen also die Leistungen der Gruppen 1 und 4.
Gruppe 1 erkannte Gefahrengut signi-fikant schlechter und bedeutend lang-samer als Gruppe 4.
lösen. Eine solchermassen hohe « Erken - nungs-Rate » ist vor allem wirtschaft-lich wichtig und vermeidet Schlangen vor den Checkpoints am Flughafen.
Studienresultat führt zu Richtungswechsel
In einem empirischen Experiment tes-teten Stefan Michel und Marcia Men-des die Motion Imaging-Technologie auf ihre Vor- und Nachteile: Screener vom Flughafen Zürich beurteilten Rönt- genbilder präparierter Gepäckstü cke, die entweder mit der neuen Motion Imaging-Technologie oder traditionell aufgenommen worden waren. Die Stu-dienteilnehmenden erkan nten gefähr-liches Reisegepäck im neuen Scanner zwar etwas besser. Allerdings brauch-ten sie dafür im Schnitt sieben Sekun-den länger als mit der traditionellen Einzelbildtechnologie.
« Motion Imaging scheint Screener also nur bedingt zu unterstützen », schluss-folgert Stefan Michel. Es verbessert zwar die Leistung, aber verlangsamt den Prozess und das kostet Zeit und Geld. Der Industriepartner Reveal nahm dieses Resultat zum Anlass, die Motion Imaging-Technologie nicht wei-ter zu entwickeln.
Projektleitung
Dr. Stefan Michel und Marcia Mendes, Hochschule für Angewandte Psycho-logie FHNW
Projektkooperation Reveal / SAIC
Schlüsselwörter
Multi-View X-Ray, Motion Imaging, Technologie-Evaluation, Mensch-Maschine-Interaktion, Luftsicherheit Projektvolumen
CHF 216 355.—
Projektlaufzeit
Januar bis Dezember 2011 Webseite
http://www.fhnw.ch/aps/miks/
institut-mensch-in-komplexen- systemen-miks
Stattdessen setzt die Firma vermehrt auf Computer-Tomographen. Diese pro-duzieren ein dreidimensionales Bild, welches sich von allen Seiten betrach-ten lässt.
Warum muss man Laptops auspacken?
Die Studie untersuchte aber auch, ob es sich lohnt, Laptops getrennt vom Ge-päck zu scannen. Und hier gibt es sehr wohl Positives zu berichten: « Unsere Studie zeigt, dass das getrennte Scan-nen zu deutlich mehr Sicherheit führt », freuen sich Stefan Michel und Marcia Mendes. Ausserdem sei die Erkennungs - rate trotz der sehr schwierigen Test-Gegenstände beruhigend hoch gewe-sen. Die aktuellen Sicherheitsvorkeh-rungen greifen also.
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Herr Ammann, Sie kontrollieren als Sicherheitsbeauftragter Gepäck-stücke am Flughafen. Was machen Screener?
Unsere Mission ist es, den sicheren Flugverkehr zu gewährleisten. Dabei greifen wir auf zwei Hilfsmassnahmen zurück, nämlich die Inspektion der Ge-päckstücke am Röntgengerät und im Zweifelsfall das Auspacken und Inspi-zieren von Hand.
Wie wird man Screener?
Mich faszinieren technische Berufe.
Ich bin gelernter Chemikant und als Quereinsteiger zur Kantonspolizei und auf den Flughafen gekommen. Ganz zufällig war das nicht. Ich bin ein Mensch, der immer wissen will, wie et-was funktioniert und et-was hinter den Kulissen steckt. Deshalb lese ich pri-vat zum Beispiel auch viel. Und natür-lich mag ich den Flughafen.
Welches sind die Herausforderungen im Alltag eines Screeners?
Die grosse Herausforderung besteht darin, die Einzelheiten auf einem Bild zu einem Gesamten zusammenzuset-zen. Eine in ihre Komponenten zerlegte Schusswaffe etwa hat mit einem Revol-ver, wie man ihn kennt, nicht mehr viel zu tun. Screener müssen die Bildkom-ponenten verschieben, drehen und zu-sammenfügen. Und dann entscheiden, ob sich daraus eine Bedrohung ergibt.
Das ist die Challenge.
Sie haben an der Studie teilgenom-men, welche von der FHNW durchge-führt wurde. Wie lief diese ab?
Wir Studienteilnehmer sollten am Com- puter Röntgenaufnahmen von präpa-rierten Gepäckstücken betrachten und entscheiden, ob die dargestellten Ge-genstände sicher oder gefährlich wa-ren. Die Aufnahmen waren auf einem speziellen Röntgengerät angefertigt worden. Statt wie normal nur ein Bild pro Gepäckstück zu betrachten, stan-den uns fünf zur Verfügung.
Wie haben Sie die Studie erlebt?
Die Studie war schwierig, weil sehr viele gefährliche Gegenstände unter den Gepäckstücken waren, welche wir beurteilen mussten. Im Ernstfall hätte ich viele vom Auspacker überprüfen lassen. Wenn ich etwas durchwinke, schaut schliesslich keiner mehr nach.
Zu Beginn waren die Methode und die Bedienung der Geräte ungewohnt. Das ist wie bei einem neuen Auto. Es braucht ein bisschen Zeit, bis man weiss, wo sich der Scheibenwischer verbirgt. Nach kurzer Eingewöhnungs-zeit waren die Control-Panels aber sehr einfach zu bedienen.
Was ist Ihnen als Studienteilnehmer und Screener aufgefallen?
Die Studie wurde am Computer-Bild-schirm durchgeführt. In der Praxis ar-beitet der Screener aber im Team.
Wenn ich an einem Gepäckstück drei, vier Ansichten durchspiele, kommt die ganze Gepäckkontrolle ins Stocken. Da entscheide ich besser aufgrund eines Einzelbildes und übergebe die Knack-nüsse dem Auspacker.
Wie beurteilen Sie die Motion Imaging- Technologie?
Das Röntgengerät zur Überprüfung der Gepäckstücke ist ein Hilfsmittel, wie das Auspacken und Überprüfen von Hand. Die Motion Imaging-Techno - logie stellt dem Screener mehrere Bil-der zur Verfügung. Der dadurch ermög - lichte grössere Blickwinkel geht in die
richtige Richtung und die Bedienbar-keit fiel intuitiv leicht. Unabhängig von den Hilfsmitteln bleibt die endgültige Entscheidung aber beim Screener. Des-halb ist es auch ungemein wichtig, dass die Geräteentwickler mit den Leu-ten von der Praxis zusammenarbeiLeu-ten.
Nur so lassen sich Maschinen desig-nen, die den Menschen unterstützen.
Ein Weg, dies zu erreichen, sind Studi-en wie die der FHNW.