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Report (Bericht) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2013/659/


Erfassung der Fahrermüdigkeit

Assessment of driver fatigue

Platho, Christina ; Pietrek, Anna ; Kolrep, Harald

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Augenbewegungen , Detektion , Deutschland , Fahrer , Fahrzeuginnenraum , Forschungsbericht , Messung , Müdigkeit , Prüfverfahren , Reaktionsverhalten
Freie Schlagwörter (Englisch): Detection , Driver , Eye movement , Fatigue (human) , Germany , Interior (veh) , Measurement , Reaction (human) , Research report , Test method
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 83 Unfall und Mensch
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: HFC Human-Factors-Consult GmbH <Berlin>
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe F: Fahrzeugtechnik
Bandnummer: 89
ISBN: 978-3-95606-029-8
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 02.09.2013
Kurzfassung auf Deutsch: 10 % bis 20 % der Straßenverkehrsunfälle werden auf Müdigkeit am Steuer zurückgeführt. Es steht eine Vielzahl unterschiedlicher Methoden zur Verfügung, um Müdigkeit beim Fahrer zu erkennen. Ziel des vorliegenden Projekts war es, die Stärken und Schwächen der verschiedenen Müdigkeitsmessverfahren vergleichend zu beschreiben und existierende Müdigkeitsmess- und Müdigkeitswarnsysteme im Überblick darzustellen. Die Ergebnisse beruhen auf folgender Verknüpfung von Literaturanalysen, Experten- und Nutzerbefragungen: • Literaturanalyse und zusammenfassende Darstellung von Müdigkeitsmessverfahren, die auf physiologischen und leistungsbezogenen Messgrößen beruhen. • Literaturanalyse zu Müdigkeitsmess- und Warnsystemen, Befragung der Systemhersteller und zusammenfassende Darstellung der identifizierten Systeme. • Befragung von 20 Nutzern von den in Mittel- und Oberklassefahrzeugen implementierten Müdigkeitswarnsystemen zur Beurteilung der wahrgenommenen Detektionsgüte, Akzeptanz und Compliance. • Erarbeitung eines Gütekriterienkatalogs als Grundlage für die Bewertung und den Vergleich ausgewählter Müdigkeitsmessverfahren. • Zweistufige Befragung von 12 Experten aus Industrie- und Hochschulforschung nach der Delphi-Methode. Ziel war die Auswahl und Bewertung der validesten Verfahren zur Erfassung der Fahrermüdigkeit, begründeter Zweitbewertungen bei abweichenden Urteilen und der Beurteilung ihrer Eignung für verschiedene Einsatzgebiete. • Workshop mit den Delphi-Teilnehmern zur Diskussion und Ergänzung der Delphi-Ergebnisse. Die 70 in der Fachliteratur identifizierten Müdigkeitsmesssysteme unterscheiden sich in den zugrunde liegenden Müdigkeitsmessverfahren, dem Vorliegen und der Gestaltung von Warnfunktionen und ihrer Verbreitung. Nur selten werden überzeugende Validierungsbelege oder Angaben zur Anzahl falscher und ausbleibender Alarme angeführt. Aus Nutzersicht bieten die derzeit in Mittel- und Oberklassemodellen verfügbaren Müdigkeitswarnsysteme oftmals keine zufriedenstellende Detektionsgüte. Vielfach wird die Fahrt trotz detektierter und selbst eingestandener Müdigkeit fortgesetzt. Ca. die Hälfte der Fahrer sieht in der Nutzung der Müdigkeitswarnsysteme einen Zuwachs an Sicherheit. Zu den validesten Müdigkeitsmessverfahren gehören aus Expertensicht die Erfassung der Fahrperformanz (Lenkverhalten und Spurhaltung) und des Lidschlussverhaltens, das videobasierte Expertenrating, das EEG und der Pupillografische Schläfrigkeitstest. Die unterschiedlichen Stärken und Schwächen der sechs ausgewählten Messverfahren werden im Bericht detailliert aufgeführt. Nach wie vor existiert kein Goldstandard zur Müdigkeitserfassung. Je nach Einsatzgebiet sind entweder alle sechs ausgewählten Messverfahren (Forschung & Entwicklung), nur einige (Müdigkeitswarnsystem im Fahrzeug) oder kein einziges (Verkehrskontrolle) geeignet. Die Auswahl der Messverfahren sollte daher in Abhängigkeit des jeweiligen Ziels und Kontexts der Müdigkeitserfassung erfolgen und die spezifischen Stärke-Schwächenprofile berücksichtigen. Eine valide Müdigkeitserfassung bedarf der Kombination von mindestens zwei Messverfahren. Bedarf besteht in der Optimierung und der begleitenden Evaluierung der Müdigkeitswarnsysteme im Fahrzeug und der vielversprechendsten Messverfahren. Weitere Maßnahmen zur wirksamen Reduzierung müdigkeitsbedingter Unfälle wurden im Rahmen des Expertenworkshops diskutiert und im Bericht dargelegt.
Kurzfassung auf Englisch: Driver fatigue is a contributing factor in an estimated 10-20% of road accidents. A huge number of different methods is available to assess driver fatigue. The project’s goal was to describe and compare the strengths and weaknesses of different methods to assess driver fatigue and to present an overview of the existing fatigue detection and fatigue warning systems. The evaluation of these methods and systems is based on literature analysis and interviews with experts and users. The following procedures were taken: • Literature analysis and overview of physiological and performance-based methods to assess driver fatigue. • Literature analysis of fatigue detection and warning systems, interviews with their manufacturers and overview of the identified systems. • Interviews with 20 users of currently in middle-and upper-class cars implemented fatigue warning systems to assess the perceived quality of fatigue detection, driver acceptance and compliance. • Development of a list of criteria to assess and compare the quality of the most valid methods to assess driver fatigue. • Two-stage survey (Delphi-Study) with 12 experts from academic and industrial research areas. It was aimed at the selection and evaluation of the most valid methods to assess driver fatigue, their subsequent re-evaluation providing explanatory statements in case of contradicting opinions, and the assessment of the methods’ suitability for different fields of application. • Workshop with the experts that participated in the Delphi-Study to discuss and complement the obtained results. 70 fatigue detection systems were identified. They differ in their underlying methods to assess fatigue, their availability and design of driver feedback, and in their prevalence. Convincing evidence of their validity or the percentage of false and missed alarms are rarely reported. The fatigue warning systems that are more and more implemented in middle- and upper-class cars often fail to provide a satisfying fatigue detection performance from a users’ point of view. Several drivers continue to drive even despite of a system’s warning that they perceive as accurate. About half of them perceive fatigue warning systems as a gain in safety. The most valid methods to assess driver fatigue selected by the 12 experts are the assessment of driving performance (steering behaviour and lane keeping) and eyelid closure, video-based expert assessments, EEG and (quite controversial) the Pupillographic Sleepiness Test. Their differing strengths and weaknesses are extensively described in the report at hand. There is still no gold standard of fatigue assessment. Depending on the fields of application all six of the selected methods (research & development), only a few (fatigue warning systems) or none of them (traffic controls) are applicable. When choosing a method the goal and context of fatigue assessment and the strengths and weaknesses of the respective methods should be considered. The combination of at least two different methods is recommended to achieve a valid assessment of driver fatigue. Fatigue detection systems and the most promising methods to assess driver fatigue should be further optimized and accompanying studies need to be conducted. Further measures to effectively reduce the number of accidents were discussed during the workshop and presented in the report at hand.