A usability engineering lifecycle for applications in safety-related environments

Abstract

EIN USABILITY ENGINEERING-LEBENSZYKLUS FÜR APPLIKATIONEN IM SICHERHEITSRELEVANTEN UMFELD Diese Dissertation beschäftigt sich in einem dreiteiligen Ansatz mit Fragen der Mensch-Maschine-Interaktion in Eisenbahnleitzentralen. Die erste untersuchte Problemstellung ist die Anwendung von Usability Engineering-Methoden in einem sicherheitsrelevanten Umfeld. In einem beispielhaften Usability Engineering-Lebenszyklus wird die Benutzerschnittstelle eines touch-basierten Sprachkommunikationsgeräts anhand von drei internationalen Eisenbahnprojekten entworfen. Der zweite Teil erforscht die tägliche Arbeit der Anwender in europäischen Eisenbahnleitzentralen. Die Themen, die in der empirischen Arbeit am häufigsten auftraten, besonders jene in Bezug auf menschliches Verhalten, Leistung, Fehlerrate und Mensch-Maschine-Interaktion, wurden identifiziert und mit anderen Bereichen vernetzt, wie z.B. kognitive Psychologie. In den Ergebnissen werden die auftretenden Verhaltensmuster als allgemeine Arbeitsmuster modelliert. Der dritte Teil der Dissertation beschreibt User Interface-Patterns, die aus den Usability Engineering-Fallstudien und der explorativen ethnografischen Studie abgeleitet wurden. Alle Teile werden in einem Usability Engineering-Lebenszyklus zusammengeführt und integriert, der Methoden und Techniken aus Safety Engineering und einen Prozess zur Pflege einer Bibliothek von sicherheitsrelevanten User Interface-Mustern enthält. Im Zuge dieser Dissertation wurden die folgenden Publikationen ausgearbeitet und 2008 auf der 3rd IET International Conference on System Safety in Birmingham, UK, präsentiert:<br />Zahler, T.: 2008, A Design Process for Constructing a User Interface Pattern Library for Touch-based Applications in Safety-Critical Environments Zahler, T.: 2008, Characteristics of Human Behaviour in Safety-Critical Systems by the Example Of European Railway Control Centres

A USABILITY ENGINEERING LIFECYCLE FOR APPLICATIONS IN SAFETY-RELATED ENVIRONMENTS This thesis addresses questions of human-machine interaction in railway operations centres using a three part approach.<br />The first problem investigated is the application of usability engineering methods in a safety-related environment. An example usability engineering lifecycle is performed by the example of three international railway projects designing the user interface of a touch-based voice communications device. The second part of the thesis explores daily work of operators in European railway control centres.<br />Issues encountered most frequently during field work, especially those related to human behaviour, performance and error, and human-machine interaction, are identified and linked to other areas such as cognitive psychology. In the results emerging patterns of human behaviour are modelled as general work patterns. The third part of the thesis describes user interface patterns derived from the usability engineering case study and the exploratory ethnographic study. All of these modules are put together and integrated in a usability engineering lifecycle, which comprises methods and techniques from safety engineering and a process to maintain a library of safety-relevant user interface patterns. In the course of this work, the following publications have been prepared and presented in 2008 at the 3rd IET International Conference on System Safety in Birmingham, UK:<br />Zahler, T.: 2008, A Design Process for Constructing a User Interface Pattern Library for Touch-based Applications in Safety-Critical Environments, IEEE Zahler, T.: 2008, Characteristics of Human Behaviour in Safety-Critical Systems by the Example Of European Railway Control Centres, IEEE