Mensgericht ontwerpen met VTTI (VK 6/2013)

Jouke Rypkema, Eric Buiel, Maartje de Goede en Aernout Oudenhuijzen,TNO  

Verkeers- en tunneltechnische-installaties, VTTI, zijn van cruciaal belang voor de veiligheid van tunnels. In het dagelijks tunnelgebruik bieden zij ondersteuning aan tunnelgebruikers, bijvoorbeeld door middel van verkeerssignalering, tunnelverlichting of camera-installaties waarmee de doorstroming van het verkeer wordt bewaakt en geregeld. Maar ook bij incidenten of calamiteiten spelen de VTTI een belangrijke rol. Met de VTTI worden bijvoorbeeld significante afwijkingen (zoals stilstaand verkeer) gesignaleerd waarop maatregelen worden genomen, zoals snelheidsbeperkingen, afkruisen van rijstroken of het afsluiten van een tunnelbuis. Ook de middelen die de hulpdiensten gebruiken bij calamiteiten, zoals brandblusinstallaties en communicatiefaciliteiten vormen een onderdeel van de VTTI.

Gebruiksgemak
Een goed functionerend VTTI valt of staat bij het gemak waarmee gebruikers het systeem als geheel kunnen begrijpen en bedienen. Vaak wordt daarbij als eerste gedacht aan de weggebruiker. Dit is echter niet de enige gebruiker van het systeem. Ook de wegverkeersleider, die vanuit de verkeerscentrale de tunnel bewaakt, gebruikt de VTTI bij de bediening. Een derde gebruikersgroep is het onderhoudspersoneel, die storingen moet detecteren en verhelpen. Ten slotte maken ook hulpverleners gebruik van de VTTI tijdens het bestrijden van incidenten of calamiteiten.

Figuur 1: Gebruikers van de VTTI

Hoewel er in de loop der jaren steeds meer aandacht is voor de menselijke factor in het ontwerp van tunnels, leert de ervaring dat mensgericht ontwerpen nog geen structureel onderdeel is van het VTTI ontwerpproces. In dit artikel laten we zien dat een gebruikersgerichte ontwerpbenadering, de toepassing van VTTI kan verbeteren en de kans op onjuist of onveilig handelen verkleint. Vanuit het perspectief van de verschillende gebruikersgroepen laten we zien wat belangrijke aandachtspunten zijn en welke mensgerichte methodieken in te zetten zijn om de veiligheid van het systeem verder te optimaliseren. We beginnen met de wegverkeersleiders, omdat daar een methodiek wordt besproken die centraal staat in mensgericht ontwerpen. Vervolgens zijn respectievelijk weggebruikers, onderhoudspersoneel en hulpverleners aan de beurt.

Wegverkeersleiders
De wegverkeersleider is de cruciale spil als het gaat om het handhaven van de veiligheid in de tunnel. In de verkeerscentrale wordt er met collega’s voor gezorgd dat zowel bij geplande stremming (onderhoud) als ongeplande stremming (incidenten) de veiligheid op niveau blijft en de overlast als gevolg van de congestie (beperkte doorstroming) zoveel mogelijk wordt beperkt. De wegverkeersleider is ‘de persoon achter de knoppen van de VTTI’. De wegverkeersleider observeert het actuele verkeersbeeld met behulp van camera’s en andere sensoren en kan verkeersmaatregelen ‘op de weg zetten’. Een mensgericht ontwerp van de VTTI gaat verder dan de techniek: het ontwerp van het knoppenpaneel in de verkeerscentrale. Er wordt ook gekeken naar de taken, rolverdeling en werkwijze in de verkeerscentrale (het werk) en de kennis en vaardigheden waarover de wegverkeersleider moet beschikken (de mens). Hieronder worden de belangrijkste aandachtspunten met betrekking tot deze drie onderwerpen op een rijtje gezet.

• Het werk
  Bij het inrichten van het werk draait het allereerst om het kiezen van een rolverdeling waarin de capaciteiten van iedere functionaris in de verkeerscentrale zo goed mogelijk worden benut. Hierbij wordt bijvoorbeeld de afweging gemaakt tussen het werken met gespecialiseerde tunneloperators en het werken met generieke verkeersleiders die naast tunneltaken ook andere taken kunnen verrichten (bijvoorbeeld regulier verkeersmanagement). Naast de rolverdeling worden ook de specifieke werkprocessen (in het bijzonder het optreden bij calamiteiten) vooraf goed ingeregeld. De door Rijkswaterstaat uitgegeven ‘Uniforme Primaire Processen’ (UPP) bieden hiervoor een goed vertrekpunt. Te allen tijde moet worden gewaarborgd dat de werkdruk in de centrale acceptabel blijft: niet te hoog, maar ook niet te laag. Te lage werkdruk leidt tot verslapping van de aandacht.

• De techniek
  De interface naar de techniek in de verkeerscentrale moet zo worden ontworpen dat de wegverkeersleider eenvoudig, vlot en veilig zijn taken kan uitvoeren. Dat betekent bijvoorbeeld dat als er meerdere taken naast elkaar worden uitgevoerd, de daarvoor benodigde applicaties inderdaad tegelijkertijd gebruikt kúnnen worden. Om ‘information overload’ te voorkomen, toont de desk alleen die informatie en camerabeelden, die nodig zijn om de taken uit te voeren. Ook moet de gebruikersinterface (MMI) de workflow van de bedienaar volgen. Dat wil zeggen, de juiste volgorde van handelingen propageren en onjuiste volgordes onmogelijk maken. De gebruikersinterface moet bovendien consistent zijn in kleurgebruik, schermindeling en werking van de bedieningsorganen; de zogenoemde ‘buttons en controls’.

• De mens
  Door Opleiding, Training en Oefening (OTO) verwerven wegverkeersleiders de competenties die zij nodig hebben om een areaal met een tunnelsysteem te kunnen bewaken en veilig te stellen. Eerdere ervaring met de bouw en ingebruikname van nieuwe verkeerstunnels, leert dat de ontwikkeling van het OTO-programma vaak achteraan in de planning zit. Om te voorkomen dat personeel onvoldoende geschoold in de rol van tunneloperator terecht komt, is het belangrijk voldoende tijd in te plannen voor de opleiding en scherp zicht te houden op de definitie van leerdoelen en de tijdige oplevering van de benodigde documentatie en leermiddelen (bijvoorbeeld een trainingssimulator). Daarnaast moeten de verkregen competenties ook behouden blijven nadat de opleiding is afgerond. Dit vraagt om aanvullende training en oefening. Dit kan door personeel mede verantwoordelijk te maken voor het onderhoud van de eigen competenties en daar ook voorzieningen voor te bieden. Daarbij kan gedacht worden aan interactieve casussen die collega-operators kunnen gebruiken om elkaar te trainen in het afhandelen van incidenten die in de praktijk niet zo vaak voorkomen.

Voor een goede borging van bovengenoemde ‘Human Factors’ in het ontwerpproces is het belangrijk dat er een User Centered Design (UCD, zie bijvoorbeeld ISO 9241-210)-proces wordt gevolgd. Dit is een ontwerpproces waarin ontwerpers en eindgebruikers samen meerdere keren de ontwerpcyclus doorlopen. Zie figuur 2. In iedere cyclus wordt het werk, de techniek en de mens door de ontwerpers een stap verder uitgewerkt en door de eindgebruikers geëvalueerd met behulp van een prototype. Dat prototype kan bijvoorbeeld een managementgame zijn waarin de beoogde rolverdeling en workflow worden nagespeeld, of een eerste versie van de gebruikersinterface van de verkeerstechnische installatie, of een eenvoudige trainingssimulator die is gebouwd rond de eerste prototypische gebruikersinterface. Essentieel in UCD is dat werk, techniek en mens integraal worden beschouwd. Veranderingen in de werkwijze, de techniek en de mens werken immers op elkaar in en zijn niet los van elkaar te zien.

Figuur 2: User Centered Design proces

Weggebruikers
De VTTI is erop gericht om de weggebruiker veilig gebruik te laten maken van een tunnel. Belangrijk, want de consequenties van een ongeval kunnen ernstig zijn. In meer dan 90 procent van de gevallen is een fout van de weggebruiker de oorzaak van een incident. Naast bewust onveilig gedrag komt dit voornamelijk voort uit de beperkingen van die weggebruiker. Autorijden is een van de meest complexe taken die een mens uitvoert, mede omdat er continue sprake is van waarnemen en informatieverwerking. Deze processen vinden in continue interactie plaats met de omgeving. Het ontwerp van de omgeving, in dit geval een tunnel, bepaalt dan ook in grote mate de capaciteit van de weggebruiker om op veilige wijze gebruik te maken van die tunnel.

Normaal gebruik
Bij het rijden in een tunnel wordt de weggebruiker met andere condities geconfronteerd dan op de reguliere autoweg. Er is vaak sprake van minder licht, waardoor bij de ingang en uitgang van de tunnel een overgang is van meer naar minder licht en vice versa. Omdat het oog tijd nodig heeft om te adapteren aan andere lichtomstandigheden (vooral bij de ingang; adaptatie van licht naar donker is een trager proces dan andersom) kan dit leiden tot minder waarneming van contrasten en de onaangename sensatie van ‘een zwart gat inrijden’. De ervaring van slecht zicht kan ertoe leiden dat mensen aarzelend gedrag gaan vertonen en plotseling afremmen. Kop-staart botsingen zijn dan ook relatief frequent voorkomende ongevallen bij tunnelingangen. Het is dan ook regel om met verlichting of constructies rondom de tunnelingang de overgang naar het lagere lichtniveau geleidelijk te laten verlopen.

Naast de veranderende lichtcondities bij het inrijden van een tunnel, kunnen ook de nabijheid van een tunnelwand (veranderde wegdimensies) en de afgesloten ruimte angstsensaties veroorzaken bij weggebruikers. Dit uit zich vaak in het op grotere afstand rijden van de tunnelwand, dat weer tot kritische interacties met het verkeer in de nabijgelegen rijstrook kan leiden. Naast wegontwerpmaatregelen kunnen tunnelangst en gevaarlijk rijgedrag, ook worden verminderd door kenbaar en zichtbaar te maken aan de weggebruiker dat er - ook onder reguliere omstandigheden - sprake is van continue toezicht door wegverkeersleiders. Dit kan bijvoorbeeld door ook informatie te tonen op de signalering wanneer er geen sprake is van een kritische situatie.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden van aandachtspunten. Een wegbeeldanalyse geeft een gedetailleerd inzicht in de wijze waarop het wegbeeld wordt ervaren, waar risico’s ontstaan en hoe deze kunnen worden aangepakt. Een advies is om dit al vroeg in het ontwerptraject uit te voeren op basis van een (3D) visualisatie van het eindbeeld van een tunnel. Daarbij kan met behulp van een rijsimulator het rijgedrag van weggebruikers worden geëvalueerd en eventuele maatregelen worden genomen om het gedrag bij te sturen.

Incidenten en calamiteiten
Zelfredzaamheid is cruciaal, omdat de consequenties van een ongeval (snelle verspreiding van vuur en rook) ernstig kunnen zijn in een tunnel. Daarbij is het allereerst van belang dat weggebruikers de ernst van de situatie niet onderschatten. Mensen zijn grotendeels onbekend met kritische situaties, waarbij ze worden onderbroken in hun voorgenomen, reguliere gedrag. Om de ernst van een situatie onder de aandacht te brengen en zelfredzaamheid te bevorderen, zijn meerdere signalen nodig. Daarvoor zijn verschillende kanalen beschikbaar, zoals bewegwijzering, lichtsignalen, omroepberichten en geluidsbakens. Belangrijk is op de eerste plaats dat de informatie goed zichtbaar, hoorbaar en verstaanbaar is. Daarbij moet rekening worden gehouden met de omstandigheden die zich tijdens een calamiteit kunnen voordoen. Bijvoorbeeld, is de signalering voldoende waarneembaar onder omstandigheden van verminderd zicht (rook, afdekking door andere voertuigen), en zijn de omroepberichten nog verstaanbaar als de ventilatie aan staat, of motoren van andere voertuigen draaien? Ten tweede moet de informatie begrijpelijk zijn. Weggebruikers moeten weten wat de signalering betekent en wat er van hen wordt verwacht. Ten derde, de informatie moet consistent zijn. Bijvoorbeeld, de instructies van de omroepberichten moeten consistent zijn met de signalering aan de tunnelwand. Ten vierde, signalering en begeleiding moeten aansluiten bij het vlucht- en calamiteitenplan. Bijvoorbeeld, evacuees moeten worden opgevangen in de veilige ruimte door hulpverleners die hen verder helpen. Met analyses van incident- en calamiteitenscenario’s kan de juiste afstemming tussen vluchtplan en signalering en de consistentie worden bewaakt. Specialisten op het gebied van verkeersgedrag zijn nodig om op basis van het verwachte gedrag de juiste informatie op een begrijpelijke manier over te brengen. Experts op het gebied van visuele en auditieve waarneming kunnen met modellen en metingen adviseren over de zichtbaarheid en verstaanbaarheid.

Onderhoudspersoneel
Onderhoudspersoneel moet in staat zijn om op veilige, eenvoudige en kosteneffectieve wijze onderhoud te plegen. Voor een mensgericht en onderhoudsvriendelijk ontwerp moet rekening worden gehouden met onderstaande factoren.

• Antropometrie
  Onderhoudspersoneel moet in staat zijn om onderhoudshandelingen fysiek uit te voeren. De onderdelen moeten bereikbaar zijn op een manier dat het onderhoudspersoneel zich niet overbelast. Daarbij spelen omgevingsfactoren als weer, licht, temperatuur en lawaai. Maar ook gebruik van juiste kleding, uitrusting en gereedschap is een vereiste. Eisen aan persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) zijn vastgelegd in de ARBO-wetgeving.

• Foutvoorkomend ontwerp
  Onderdelen zijn zo ontworpen dat ze alleen op de juiste wijze kunnen worden gemonteerd. Dit voorkomt dat onderdelen verkeerd worden geplaatst en daarmee niet of niet goed functioneren.

• Toegankelijkheid
  Onderdelen moeten in afmeting en massa transporteerbaar zijn naar de juiste locatie. Ook moeten deze zowel fysiek als visueel plaatsbaar zijn.

• Labelling
  Onderdelen zijn goed gelabeld, zodat duidelijk wordt wat de functie is, wat de toestand is (is een afsluitklep geopend of gesloten?), hoe deze moet worden bediend en wat de juiste eindstand is.

• Training en instructie
  Onderhoudspersoneel beschikt over de juiste competenties. Dat betekent dat er een passend opleidingsprogramma is met bijbehorend instructiemateriaal en volledige en adequate onderhoudsdocumentatie. Ook de beheer- en onderhoudsprincipes en bijbehorende procedures zijn goed beschreven.

• Configuratiemanagement en voorraadbeheer
  Voorraadbeheer is afgestemd met het configuratiemanagement en faalkansen van onderdelen. Dit voorkomt dat benodigde onderdelen niet of niet bijtijds aanwezig zijn, of dat er onderdelen opgeslagen liggen die niet worden gebruikt. Inzicht in de levensduur van alle componenten (op elk moment van het gebruik) is daarbij van belang. Hetzelfde geldt voor duidelijke criteria om fouten en marginaal presteren te kunnen detecteren.

• Afstemming operationele procedures
  Het gevolg van onderhoud kan zijn dat een deel van de VTTI tijdelijk niet, of beperkt functioneert. Verkeersleiders moeten hiervan op de hoogte zijn. Ook kan het betekenen dat rijstroken worden afgesloten, een snelheidsmaatregel wordt ingesteld, of dat er onderhoudsbediening plaatsvindt. Onderhoudspersoneel moet tijdens werkzaamheden op de hoogte zijn van de consequenties van hun werkzaamheden en van de noodmaatregelen die moeten worden getroffen als er zich een incident voordoet in die delen van de tunnel die nog beschikbaar zijn voor het verkeer. Een duidelijke afstemming van beheer en onderhoud- en operationele procedures is daarom van groot belang.

Het ‘integraal hanteren’ van deze principes vergroot de kans op adequaat functioneren van een systeem en verkleint de kans op gevaar en/of ongelukken. Integraal hanteren houdt in dat behoefte, eisen en criteria van het betreffende beheer en onderhoud vanaf het eerste moment van VTTI-ontwikkeling worden meegenomen. Dit is vooralsnog meer een uitzondering dan een gangbare aanpak omdat beheer en onderhoud vaak een sluitpost is, of zelfs geen onderdeel van het programma van eisen. Evident is dat beheer en onderhoud gedurende de levensloop van een werk een omvangrijke kostenpost is, waarmee al tijdens de ontwikkeling van VTTI rekening gehouden moet worden. Kortom, hier is een verbeterslag te maken ten bate van veiligheid en efficiency.

Hulpverleners
In geval van incidenten en/of calamiteiten maken hulpverleners gebruik van het tunnelsysteem. Doordat calamiteitenbestrijding niet dagelijks plaatsvindt, beschikken hulpverleners over weinig ervaring met de bediening van het systeem. Daarbij zal bediening plaatsvinden onder kritische omstandigheden. Dit stelt eisen aan de bediening.

Eenvoudige en duidelijke bedienwijze
De hulpverlener moet direct begrijpen hoe de bediening werkt. Onderdelen in het tunnelsysteem kunnen het best worden uitgevoerd conform de bij hulpverleners bekende gebruiksvoorwerpen en moeten bediend kunnen worden met een eenvoudige instructie die zich op de installatie bevindt.

Veilige bediening
Voorkomen moet worden dat vingers of ledematen bekneld kunnen raken, of dat hulpverleners worden geraakt door bewegende delen. Slagbomen, CaDo’s (calamiteitendoorsteken) en VeVa’s (beweegbare geleiderails) zijn voorbeelden van zware bewegende delen. Bediening moet daarom plaatsvinden buiten de bewegingszone van het onderdeel, maar wel op of dichtbij het onderdeel, zodat de relatie tussen bediening en object duidelijk blijft en dat er direct zicht is op het te bedienen onderdeel.

Bediening is mogelijk met uitrusting hulpverlener
Handschoenen of helm mogen geen belemmering vormen. Bijvoorbeeld, De brandweer moet in staat zijn om met de gebruikte kleding en uitrusting de vluchtdeuren (die ook gebruikt worden als aanvalsdeuren) te openen. Dit geldt ook voor het openen van een hulppost of de bediening van communicatiemiddelen.

Bediening is mogelijk zijn onder alle licht- en weersomstandigheden
De bedienbaarheid kan afhankelijk zijn van licht- en weersomstandigheden. Bijvoorbeeld, bij sommige tunnels wordt gebruik gemaakt van informatiepanelen. Deze panelen geven toegang tot camerabeelden, zodat de brandweer een beeld kan opbouwen van de situatie in de tunnel bij een calamiteit. Dergelijke panelen zijn geplaatst buiten de tunnel. Het risico is dat de beelden slecht zichtbaar zijn door invallend licht of neerslag.

Compatibiliteit
Het gebruik van de tunnelinstallatie moet zoveel mogelijk aansluiten op hetgeen hulpverleners gewend zijn om mee te werken. Bijvoorbeeld, de koppeling van een brandslang moet niet afwijken van reguliere koppelingen. Ook moet het gebruik van losse onderdelen die niet tot de normale uitrusting van de hulpverleners behoort worden vermeden.

Het doorlopen van gebruikersscenario’s met verschillende onderdelen van het systeem, stelt ontwerpers in staat om bijtijds bedienrisico’s te identificeren. Deze kunnen vervolgens worden gebruikt in het ontwerp, zodat de risico’s worden geminimaliseerd. Het doorlopen van scenario’s is niet alleen een papieren bureau-exercitie, maar moet ook worden getoetst in de praktijk met prototypes of mock-ups.

Conclusie
De inzet van mensgerichte ontwerpprincipes- en methodes in het ontwerpproces helpt om systemen beter, meer intuïtief bruikbaar, en daarmee veiliger te maken. Mensgerichte ontwerpprincipes laten ook zien wat de beste ontwerpbeslissingen zijn voor een VTTI in de specifieke gebruikerscontext. Dit betekent dat bij elke tunnel met zijn specifieke eigenschappen dit proces moet worden doorlopen, en worden uitgevoerd door de juiste specialisten. Waar mogelijk kan worden gekozen voor een standaardontwerp. In andere gevallen zal een standaardoplossing niet geschikt zijn en is een ontwerp op maat nodig. Met een mensgericht ontwerpproces kan dit worden bepaald.

 
Auteur: Margriet Verhoog