University of Oulu

Radio speech communication and workload in military aviation : a human factors perspective

Saved in:
Author: Lahtinen, Taija
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Medicine
Finnish Defence Forces, Centre for Military Medicine
Format: ebook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 3.6 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526214283
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2016
Publish Date: 2016-11-29
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium 4 of Oulu University Hospital, on 9 December 2016, at 12 noon
Tutor: Docent Tuomo Leino
Professor Martti Sorri
Reviewer: Professor Kai Parkkola
Docent Rauno Pääkkönen
Opponent: Docent Antti Aarnisalo
Description:

Abstract

Military aviation is characterised by challenging working environments. Even though flying is a heavily visual task, much of the most important information is expressed aurally, via radio. The purpose of this study is to investigate the characteristics of radio communication in military aviation environments, the effect of workload on radio communication, as well as the functionality of a new hearing protection system.

Flight simulator (F/A-18 Hornet simulator) and heart rate analysis were used to analyse the effect of an increased workload on radio communication. In addition to this, two survey studies were conducted, the first to investigate the prevalence and nature of radio communication problems in military aviation environments, and the second for evaluating the functionality of a new hearing protection solution (moulded communication ear plugs, m-CEPs) for military pilots.

In the flight simulator, pilots’ heart rate reflected the level of mental workload. Changes in radio communication were observed during a high workload: The total amount of communication, as well as informing and requesting messages increased. A decrease in acknowledgements was observed. This reflects a change in the team communication tactics during information-loaded flight phases.

In survey studies, radio speech communication problems occurred during 14% of the flight time. The most prevalent problems included multiple speakers and overlapping speech on the radio frequency band, missing acknowledgments, and high background noise, especially during helicopter operations. During their career, 18% of the respondents had encountered a potentially dangerous event caused by radio communication problems.

The pilots reported a high motivation to use enhanced hearing protection systems. m-CEPs were shown to be a promising tool for improving hearing protection and radio communication: they were considered to be better than the previous hearing protectors, and the pilots reported that they improve the experienced speech intelligibility. However, discomfort and technical problems remain a problem.

In the challenging hearing conditions of military aviation, the high quality of radio communication and hearing protection remain important. In the future, radio communication training should be improved and focused on team communication training. The technical development of hearing protection devices should be continued to assure the best possible comfort and technical reliability.


Tiivistelmä

Sotilaslentäjä työskentelee fyysisesti, psyykkisesti ja kognitiivisesti hyvin haastavassa monitehtäväympäristössä. Radiopuheviestinnän onnistuminen on lentoturvallisuuden ja tehtävätehokkuuden kannalta olennaista, sillä merkittävä osa turvallisuuden kannalta kriittisestä informaatiosta välitetään puheella radioteitse. Tämän väitöstutkimuksen tavoitteena on selvittää radiopuheviestinnän ongelmien esiintymistä ja luonnetta, kuormituksen vaikutusta radiopuheviestintään sekä uuden kuulonsuojausjärjestelmän toimivuutta sotilaslentäjän työssä.

Tutkimus toteutettiin lentosimulaattorissa sekä kahdella kyselytutkimuksella. F/A-18 Hornet -simulaattorissa tutkittiin sykeanalyysin avulla lentotehtävän psyykkisen kuormituksen vaikutusta radiopuheviestintään. Kyselytutkimuksilla selvitettiin radiopuheviestintäongelmien yleisyyttä ja luonnetta sekä uuteen kuulonsuojausjärjestelmään (yksilöllisesti valettu kommunikaatiokuulosuojain) liittyviä tekijöitä.

Sykeanalyysi osoittautui käyttökelpoiseksi psyykkisen kuormituksen arviontiin simulaattorissa. Radiopuheviestintä muuttui kuormittavassa lentovaiheessa: viestinnän määrä lisääntyi; informoivat ja kysyvät viestit lisääntyivät; ja kuittaukset vähenivät.

Kyselytutkimuksissa lennon aikaisia radiopuheviestinnän ongelmia raportoitiin esiintyvän 14 % lentoajasta. Suuri puhujien määrä ja päällekkäinen puhe radiojaksolla, kuittausten puuttuminen sekä taustamelu varsinkin helikopteritoiminnassa olivat merkittävimpiä ongelmia. Vastaajista 18 % kertoi kohdanneensa urallaan läheltä piti- tai vaaratilanteen, johon radiopuheviestinnän ongelma oli myötävaikuttanut.

Lentäjät olivat hyvin motivoituneita käyttämään uusia kuulonsuojausjärjestelmiä. Yksilöllisesti valetut kommunikaatiokuulosuojaimet vaikuttavat lupaavalta ratkaisulta kuulonsuojauksen ja viestinnän parantamiseen. Lentäjät pitivät niitä parempina kuin aiemmat kuulonsuojausjärjestelmät, ja niiden raportoitiin parantavan puheen ymmärrettävyyttä sotilasilmailun haastavissa kuunteluolosuhteissa. Mukavuusongelmia ja teknisiä ongelmia esiintyi kuitenkin edelleen runsaasti.

Sotilasilmailun haastavissa kuunteluolosuhteissa laadukas radioviestintä ja toimiva kuulonsuojaus ovat tärkeitä. Radiopuheviestinnän harjoittelussa tulisi panostaa tehtäviä suorittavien ryhmien keskinäisen viestinnän (team communication) parantamiseen. Kuulonsuojausjärjestelmiä tulee edelleen kehittää.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-1428-3
ISBN Print: 978-952-62-1427-6
Issue: 1398
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.