La fatiga es un problema importante de factores humanos en la seguridad de la aviación . [1] La herramienta de programación para evitar la fatiga ( FAST ) fue desarrollada por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en 2000-2001 para abordar el problema de la fatiga de la tripulación en la programación de vuelos de la tripulación. [2]FAST es un programa de Windows que permite a los científicos, planificadores y programadores cuantificar los efectos de varios horarios de trabajo y descanso en el desempeño humano. Permite la entrada de datos de trabajo y sueño en formatos gráficos, simbólicos (cuadrícula) y de texto. La pantalla gráfica de entrada-salida muestra la efectividad del desempeño cognitivo (eje y) en función del tiempo (eje x). Un área verde superior en el gráfico termina en el momento del sueño normal, 90% de efectividad. El objetivo del planificador o programador es mantener la efectividad del desempeño en o por encima del 90% manipulando el tiempo y la duración de los períodos de trabajo y descanso. Un horario de trabajo se ingresa como bandas rojas en la línea de tiempo. Los períodos de sueño se ingresan como bandas azules a lo largo de la línea de tiempo, debajo de las bandas rojas.
La efectividad del desempeño calculada representa el desempeño humano compuesto en una serie de tareas cognitivas, escaladas de cero a 100%. La línea oscilante en el gráfico representa el rendimiento promedio esperado del grupo en estas tareas, según lo determinado por la hora del día, el ritmo circadiano , el tiempo de vigilia y la cantidad de sueño , y se pueden mostrar varios límites de confianza alrededor del promedio. La pantalla gráfica se puede cortar y pegar en informes y diapositivas informativas. Las estimaciones de eficacia cognitiva para períodos de trabajo de cualquier duración también se pueden cortar y pegar en formato tabular.
Historia
RÁPIDO se desarrolló bajo la Fase 1 y 2 Small Business Innovation Research (SBIR) adjudicaciones de los EE.UU. Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL), Dirección Efectividad Humana, a NTI, Inc. [3] (Dr. Douglas R. Eddy, Investigador Principal ) con Science Applications International Corporation como subcontratista (Dr. Steven R. Hursh, Modelador). [4] [5] [6] [7] Las predicciones de fatiga en FAST se derivan de la simulación de sueño, actividad, fatiga y eficacia de la tarea (SAFTE) inventada por el Dr. Hursh, actualmente presidente de los Institutos de Recursos de Conducta y Profesor de Biología del Comportamiento, Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins .
La simulación SAFTE integra información cuantitativa sobre (1) el ritmo circadiano en la tasa metabólica; (2) tasas de recuperación del rendimiento cognitivo asociadas con el sueño y tasas de deterioro del rendimiento cognitivo asociadas con la vigilia; y (3) efectos de rendimiento cognitivo asociados con la inercia del sueño para producir un modelo de 3 procesos de eficacia cognitiva humana. El modelo SAFTE ha sido desarrollado por el Dr. Hursh durante más de una década. En la arquitectura general del modelo SAFTE, un proceso circadiano influye tanto en la eficacia cognitiva como en la regulación del sueño. La regulación del sueño depende de las horas de sueño, las horas de vigilia, la deuda de sueño actual, el proceso circadiano y la fragmentación del sueño (despertares durante un período de sueño). La eficacia cognitiva depende del equilibrio actual del proceso de regulación del sueño, el proceso circadiano y la inercia del sueño.
La simulación SAFTE ha recibido una amplia revisión científica y el Departamento de Defensa la considera un modelo completo, preciso y operacionalmente práctico para ayudar a la programación del operador. [8] Desde entonces, la implementación del software de simulación SAFTE [9] y las aplicaciones han sido validadas en entornos de trabajo de aviación [10] [se necesita una mejor fuente ] y ferroviario [11] .
Durante el esfuerzo de la Fase 2, el modelo se refinó con los hallazgos de la investigación de FA y otros estudios que proporcionaron un índice de alcohol en sangre, un índice de lapso, un algoritmo de tiempo de sueño y características de interfaz (percentiles de variación de rendimiento, línea de tiempo de la misión, entrada de cuadrícula, [12] y fatiga). panel de factores, por nombrar algunos). FAST proporcionó al fisiólogo militar la primera herramienta computarizada que utilizó un modelo homeostático para optimizar el rendimiento del aviador en condiciones de sueño limitado y minimizar la necesidad de ayudas farmacológicas. Se podrían planificar misiones que proporcionaran suficiente descanso para mantener un rendimiento eficaz y, cuando el sueño nocturno normal fuera imposible, organizar intervenciones como siestas o tratamientos farmacológicos para mantener el rendimiento. La herramienta estaba destinada a mejorar la seguridad del vuelo, optimizar el éxito de la misión durante operaciones sostenidas y minimizar la necesidad de ayudas farmacológicas.
Durante los esfuerzos de la Fase 2 y la Fase 3, el equipo de FAST tuvo la oportunidad de capacitar a diferentes grupos de personal de AF en el uso de FAST para resolver los problemas de fatiga que tenían con operaciones sostenidas, despliegue en el extranjero y operaciones de entrenamiento nocturno. La capacitación se logró con numerosos grupos en parte a través de varias de las funciones educativas de la Escuela de Medicina Aeroespacial de la USAF (USAFSAM) (2002-2007) y en parte a través del Taller de Contramedidas de Fatiga de Aviación de AFRL impartido aproximadamente tres veces al año por los Dres. John A. Caldwell, J. Lynn Caldwell y James C. Miller. Los estudiantes a lo largo de los años incluyeron cirujanos de vuelo, fisiólogos aeroespaciales y técnicos en fisiología aeroespacial en capacitación anual; fisiólogos aeroespaciales y técnicos en fisiología aeroespacial durante la formación inicial; cirujanos de vuelo que participan en los programas de Residencia de USAFSAM en Medicina Aeroespacial (RAM) y Medicina Aeroespacial Avanzada para Oficiales Médicos Internacionales (AAMIMO); y oficiales de seguridad de la aviación de la Fuerza Aérea, la Armada, la Infantería de Marina y el Ejército de los EE. Muchos de estos nuevos usuarios recomendaron que el producto FAST se transformara de varias formas para hacerlo más útil para las unidades operativas.
FAST fue utilizado con éxito por el equipo de desarrollo, los investigadores de la Fuerza Aérea y varias unidades operativas de AF para resolver problemas de fatiga durante las operaciones de AF. Los científicos de la Rama de Contramedidas de Fatiga de los Guerreros (WFC, ahora AFRL / RHPF) y los operadores utilizaron FAST para identificar y evitar la fatiga en más de 2000 horas de operaciones de bombarderos B-2 Spirit desde Whiteman AFB [13] y operaciones nocturnas en Shaw AFB, para optimizar los horarios de trabajo por turnos para las fuerzas de seguridad en Brooks AFB, para evaluar el impacto de la pérdida de sueño y las operaciones nocturnas en la investigación de accidentes, y muchas otras consultas. Durante el período 2000-2007, el Dr. Miller utilizó FAST para ayudar a las juntas de investigación de percances de la USAF en al menos nueve investigaciones de percances en la aviación. Además, FAST se utilizó para preparar orientación para varias unidades operativas en los Estados Unidos [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] y Canadá. [21] [22] [23] [24] [25] [26] Estos usuarios de FAST no tuvieron problemas para ingresar datos, probar diferentes horarios, hacer modificaciones a los horarios existentes o interpretar los resultados. Sin embargo, todas estas aplicaciones involucraron a expertos o personal que habían capacitado. Los intentos de aplicar FAST a las operaciones de programación de vuelos diarios no tuvieron éxito porque la interfaz de usuario fue diseñada originalmente para científicos, no para operadores.
La Administración Federal de Ferrocarriles patrocinó una evaluación importante del modelo (o simulación) biomatemático de fatiga SAFTE para determinar si podría predecir un mayor riesgo de accidentes ferroviarios según la información del horario de trabajo (Hursh, Raslear et al., 2006). El proyecto examinó los antecedentes laborales de 30 días de las tripulaciones de locomotoras antes de 400 accidentes de factores humanos y 1000 accidentes de factores no humanos. SAFTE estimó la efectividad de la tripulación (la inversa de la fatiga) basada completamente en la información del horario de trabajo y las oportunidades para dormir. Se evaluaron más de 1 millón de intervalos de trabajo de 30 minutos con base en datos de cinco ferrocarriles de carga de EE. UU. Existía una relación lineal confiable entre la efectividad de la tripulación y el riesgo de accidentes por factores humanos (r = - 0,93), pero no por accidentes por factores no humanos. El riesgo de accidentes por factores humanos se elevó a puntajes de efectividad por debajo de 90 y aumentó progresivamente con efectividad reducida. Con un puntaje de efectividad ≤ 50, los accidentes por factores humanos tenían un 65% más de probabilidad que la casualidad. Por debajo de un puntaje de efectividad de 70, los códigos de causa de accidentes indicaron los tipos de errores del operador consistentes con la fatiga, lo que confirma que la relación entre el riesgo de accidentes y la efectividad era significativa. Un análisis más detallado indicó que SAFTE / FAST también predijo un aumento en la gravedad del accidente; Los accidentes de factores humanos que ocurrieron cuando la efectividad promedio se calculó en menos de 77 fueron 2½ veces más costosos que los accidentes similares que ocurrieron cuando la efectividad fue mayor de 90.
En 2005, AFRL otorgó un contrato SBIR de fase 3 de 3 años a NTI para desarrollar y demostrar una herramienta de software de gestión de la fatiga cuantitativa, predictiva y basada en navegador para la planificación de misiones, la evaluación del rendimiento de la tripulación y los informes de estado, basada en FAST. Se desarrolló un "Conjunto de herramientas de efectividad operativa 24/7" como una herramienta basada en Internet accesible a través de un navegador, que brinda soporte para la programación de trabajo y descanso cíclicos regulares (trabajo por turnos de rotación regular), para horarios de trabajo y descanso irregulares, para los efectos de contramedidas farmacéuticas, y para la Gestión de Riesgo Operacional (ORM) formal de los efectos de la fatiga. Los grupos de usuarios específicos seleccionados para el diseño de la interfaz incluían programadores de misiones (vuelos), pilotos, investigadores de accidentes y programadores de turnos de trabajo. Se realizaron pruebas de usabilidad de las interfaces para determinar si satisfacían las necesidades de los usuarios expertos y la herramienta era fácil de aprender para los principiantes. Los informes finales de este proyecto se revisaron en AFRL en noviembre de 2008. El proyecto nunca se llevó a cabo.
Estado actual
FAST es ahora un producto comercial que se comercializa a través de Fatigue Science [27] e Institutes for Behavior Resources. [28]
En la Marina de los EE. UU., Los estudiantes de Oficial de seguridad de la aviación (ASO) y los posibles comandantes de escuadrones de aviación naval comenzaron a conocer FAST en los cursos de la Escuela de seguridad de la aviación (SAS) en octubre de 2004. Los estudiantes de cirujanos de vuelo de la Marina y el Ejército recibieron una introducción al laboratorio de computación a FAST. CAPT (Dr.) Nick Davenport fue la persona que agregó FAST a esos planes de estudio. Como resultado de una reunión de evaluación FAST que se llevó a cabo en el Centro de Seguridad Naval (NSC) el 26 de abril de 2006, el NSC ordenó que todos los Cirujanos de Vuelo usaran FAST para analizar las historias de 72 horas y 14 días en las investigaciones de accidentes de aviación. FAST a menudo ha ayudado a identificar los efectos de la fatiga que de otro modo se habrían pasado por alto y, en ocasiones, ha ayudado a descartar la fatiga en los casos en los que se sospechaba.
FlyAwake
A principios de 2007, el Escuadrón de Transporte Aéreo 201 de la Guardia Nacional Aérea del Distrito de Columbia (ANG) integró con éxito su propia versión de la simulación SAFTE en sus operaciones de programación diarias. Esta versión nunca fue validada con la simulación SAFTE original. Esta integración requirió la atención de tiempo completo de dos programadores piloto, pero produjo valiosos datos de mitigación de riesgos que podrían ser utilizados por los planificadores y líderes para predecir y ajustar los momentos críticos de fatiga en el programa de vuelo. En agosto de 2007, la División de Seguridad Aérea de la Guardia Nacional Aérea , bajo la dirección del Teniente Coronel Edward Vaughan, financió un proyecto para proporcionar una interfaz de usuario para el uso diario de los programadores piloto y la integración con el software de programación de vuelos automatizado. Esta interfaz sensible al usuario, conocida como 'FlyAwake', fue concebida y administrada por el Capitán Lynn Lee. El proyecto citó datos empíricos recopilados en operaciones de aviación de combate y no de combate, y cuestionó las políticas de descanso de la tripulación existentes como adecuadas para prevenir la degradación del desempeño humano.
Ver también
Referencias
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- ^ NTI, Inc.
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