The paper is aimed at studying the perceived strain in professional air-traffic controllers both through self-evaluation and physiological indicators from the autonomic nervous system (ANS). The number of aircraft to be monitored was the main independent variable and could evolve at random within 1 and 10. Five ANS variables were recorded continuously in 25 participants while they handled real traffic: skin potential, skin conductance, skin blood flow, skin temperature and instantaneous heart rate. The tonic level of each physiological variable was averaged to match the times spent monitoring a constant number of aircraft. After the session, participants reacted in compliance with the NASA-TLX rating scale. Subjective ratings and physiological values were closely correlated to the number of aircraft, especially when data were standardized thus reducing inter-subjects differences in baseline levels. Results provide objective information to prevent air-traffic controllers from overloaded situations as well as to improve passengers' safety.

BACKGROUND:Mental workload assessment is a recurrent issue in air traffic control (ATC). Studies of ATC have used either objective aspects, i.e., numbers and distribution of aircraft, or subjective factors, such as self-imposed performance and stress levels, with mixed results. This is partly due to the difficulty in bringing together comparable data pertaining to both air traffic, with its ever-changing distribution, and judgement or quickly fluctuating psychophysiological variables.METHODS:We propose a method of mental load estimation devised to take into account both objective traffic variables and the additional load imposed by subjective effects, including the seriousness of conflicts and the time-pressure for their resolution. First, we developed a traffic load index (TLI) to identify time boundaries during which additional load may occur. Then we quantified the additional load according to the air traffic situation.RESULTS:TLI was developed from analysis of 25 h of recordings of radar control sessions involving 25 professional air traffic controllers at a major airport. Results were then compared with a simple objective index (number of aircraft) and subjective workload ratings (NASA-TLX test). The whole population (intersubjects analysis) showed a better correlation between the TLI and the self-rated workload than for the number of aircraft alone. Among the controllers who rated more than one level of workload through the TLX-test, 77.8% showed better correlation between TLI and TLX than between N and TLX (intrasubjects analysis).CONCLUSION:Workload estimation should integrate both objective task variables and subjective evaluations associated with them.

STRESZCZENIE: Podstawy teoretyczne: Obciążenie umysłowe jest jed- nym z podstawowych czynników związanych z pracą w kontroli ruchu lot- niczego (KRL). Badania nad KRL obejmują zarówno obiektywne czynniki (np. liczba i tory lotów samolotów), jak i czynniki subiektywne (doświad- czenie, poziom stresu). Taka złożoność problematyki KRL powoduje trud- ności w całościowym ujęciu zagadnień ruchu lotniczego, związane z cią- głymi zmianami sytuacji w powietrzu a także badaniem ciągle fluktuują- cych czynników psychofizjologicznych. Metoda: Zaproponowano badanie obciążenia umysłowego obejmujące zarówno obiektywne, jak i subiektyw- ne czynniki zawiązane z KRL, włączając dodatkowo konfliktowość sytuacji lotniczej i presję czasową związaną z jej rozwiązaniem. Wyodrębniono wskaźnik natężenia ruchu lotniczego (TLI) aby zidentyfikować granice cza- sowe, po przekroczeniu których dodatkowe obciążenie może być dodane. Następnie opracowano ścieżkę czasową związaną ze stopniowym zwięk- szaniem obciążenia w ruchu lotniczym. Wyniki: TLI był stopniowo rozwija- ny i analizowany przez 25h przez sesje kontroli radarowej, w czasie któ- rych 25 zawodowych kontrolerów ruchu lotniczego (krl) wykonywało swo- je czynności. Następnie otrzymane wyniki były porównywane ze wskaźni- kiem obiektywnym (liczba samolotów) i subiektywną skalą obciążenia (test NASA-TLX). Cała grupa badana (porównanie międzyosobnicze) wykaza- ła wyższą korelację między TLI i samoocenianym poziomem obciążenia niż liczbą samolotów. Wśród kontrolerów, którzy charakteryzowali się wię- cej niż jednym poziomem obciążenia w teście TLX, 77,8% wykazało wy- ższą korelację między TLI i TLX niż między N (liczba samolotów) i TLX (porównanie zewnętrzne). Wnioski: Szacowanie obciążenia powinno zo-