80 Unfallforschung
Statischer und dynamischer Fahrsimulator im Vergleich: Wahrnehmung von Abstand und Geschwindigkeit
(2016)
Die Methodik der experimentellen Fahrsimulation gewährleistet sichere Anwendungsforschung unter hoher Kontrollierbarkeit. Obwohl gegenwärtig viele Forschungsfragen in virtuellen Umgebungen beantwortet werden, existieren weder systematische Validierungsszenarien für Fahrsimulatoren, noch wurde die Vergleichbarkeit der Aussagekraft von Befunden aus Fahrsimulatoren mit und ohne Bewegungssystem bislang angemessen hinterfragt. Daher sollen in der vorliegenden Studie ein statischer und ein dynamischer Fahrsimulator hinsichtlich ihrer Validität in verschieden Fahrsituationen verglichen werden, wobei der Schwerpunkt auf Abstands- und Geschwindigkeitswahrnehmung liegt. Es wird erwartet, dass ein zusätzliches Bewegungssystem nur bei Fahraufgaben mit dynamischer Involvierung einen Redundanzgewinn für die Wahrnehmung des Fahrers liefert. Werden hingegen konstante Abstände eingehalten, sollten entsprechend der Hypothese beide Prüfumgebungen äquivalente Resultate zeigen. Insgesamt durchfuhren 60 Probanden Fahrszenarien zur Abstandsherstellung und -einschätzung, teils mit Okklusion, sowie Folgefahrten mit Beschleunigung und Verzögerung. Die Querführung wurde mithilfe einer Gassendurchfahrt untersucht. Indem die virtuelle Umgebung nach Vorbild einer real existierenden Teststrecke konstruiert wurde, kann ebenfalls auf reale Referenzwerte Bezug genommen werden. Die Ergebnisse weisen auf eine vergleichbare relative Validität zwischen statischem und dynamischem Simulator hin, wenn keine Kinetik in der Fahraufgabe vorhanden ist. In Beschleunigungssituationen bewirkt simulierte Fahrdynamik signifikante Wahrnehmungseinbußen, wobei das Bewegungssystem in Bremssituationen die Wahrnehmung signifikant unterstützt. In dem Querführungsszenario ist die Fahrgeschwindigkeit im statischen Simulator zwar signifikant höher und damit näher an der realen Referenz, allerdings wird im statischen Simulator eine auffällig nach rechts versetzte Spur gehalten. Dennoch, so der vorrangige Befund, sollte auch ein statischer Fahrsimulator valide Evaluationen für die meisten Fahraufgaben gewährleisten.
Ziel dieses Forschungsprojektes war es, die Situation im Radverkehr und die Gruppe Radfahrer unter der Fragestellung "Wie sicher ist die Fahrradnutzung" besser kennenzulernen. Hintergrund war die steigende Beteiligung von Radfahrern an Unfällen. Dazu wurden in einem Großstadt-Kernbereich, in einem Großstadt-Randbereich und in einer Mittelstadt radfahrende Schüler, Erwachsene und Ältere bei mehreren Alltagsfahrten begleitet (Fahrprobe Radfahrer). Ihr Verhalten wurde anhand eines Erfassungsschemas interpunktiert und unter Sicherheitsgesichtspunkten bewertet. Es ergab sich ein differenziertes Anforderungsprofil Radverkehr. Später gaben dieselben Radfahrer in einem freien Gespräch (Biographie Radfahrer) Einblicke in ihre Erfahrungen mit den Vor- und Nachteilen des Radfahrens, in ihr Sicherheits- und Unrechtsempfinden. Die Interviews wurden mit einem textanalytischen Codiersystem (TACOS) verschlüsselt und konnten damit quantitativ ausgewertet werden. Die Ergebnisse der Beobachtung und der Befragung wurden je Person zusammengespielt und unter den Fragestellungen Abhängigkeiten der sicheren Fahrradnutzung mit varianzanalytischen Methoden ausgewertet. Radfahrertypen wurden mit Hilfe einer Clusteranalyse identifiziert. Eine Kausalanalyse führte zu einem Erklärungsmodell "Sichere Fahrradnutzung". Nach einer Auswertung der selbst erlebten Verkehrsunfälle mit dem Fahrrad werden Vorschläge für neue Sicherheitsstrategien im Radverkehr gemacht.
Die Projekte der begleitenden Untersuchungen führten zu Befunden und Empfehlungen für verschiedene Maßnahmenebenen. Für alle Träger des Programms ist ein periodisches Monitoring zur Lage der Verkehrssicherheit und über den Stand der Maßnahmen erforderlich. Die Geschwindigkeits- und Unfallerhebungen zeigen unter anderem folgende Verkehrssicherheitsprobleme auf: Pkw fuhren außerorts auf Bundesstraßen mit und ohne Alleen 1994 und 1995 deutlich schneller als 1993; bei Dunkelheit fuhren Pkw und Lkw noch schneller als bei Helligkeit. Durch Deckenerneuerung auf zweistreifigen Bundesstraßen stiegen die Unfälle an, vor allem die Unfälle mit Getöteten und Verletzten und besonders auf ebenen Strecken. Männliche Fahrer aus den neuen Bundesländern fahren risikoreicher als die aus den alten Ländern. Mittelmarkierungen in Alleen wirken eher geschwindigkeitserhöhend. Die Gurtanlegequoten entsprechen in Brandenburg mittlerweile den Quoten der anderen Länder. Die Analysen der Verkehrsüberwachung durch Polizei und Kommunen bestätigen die zügige Umsetzung der Regelungen und Erlasse zur Neuformierung der Überwachungsorgane. Die vorschulische Verkehrserziehung fand im Gegensatz zur schulischen noch zu selten statt. Zur Verkehrsaufklärung wurden neue Wege des Sponsorings, der Medienbeteiligung und -darstellung mit der Kampagne "Brandenburg soll besser fahren" gefunden.
Bestimmte Fragestellungen der Verkehrssicherheitsarbeit und der Unfallforschung, speziell solche zu neuen Informationstechnologien im Fahrzeug, lassen sich nur mit Fahrproben beantworten. In dem Bericht sind bisherige Erfahrungen zusammengestellt, die bei der Durchführung von Fahrproben gemacht wurden. Im einzelnen werden Verfahrensvorschläge für folgende Problembereiche erörtert: Einflussfelder, Untersuchungsinstrumente und Entwicklung von Fahrversuchen; Operationalisierung der Fragestellung; Fahrraumdefinitionen (Fahrraum und Umfeld); Verknüpfung von Situation und Fahrraumumfeld; Grundlagen und Festlegung der statistischen Prüfmethoden; Anforderungen an die Messstrecke, das Messfahrzeug und die Auswerteeinheit; Versuchsdesign und statistische Sicherheitswahrscheinlichkeit; Versuchspersonenauswahl; Homogenisierung der Versuchspersonenstichprobe; Effektstärken; Stichprobengröße; Datenerhebung; Datenstrukturierung; Auswertung sowie Dokumentation. Es handelt sich nicht um ein in sich geschlossenes Methodenbuch, sondern um einen Methodenaufriss einschließlich Literaturangaben.
Ziel der Studie war es, die Auswirkungen des Fahrens mit Tempomat auf das Fahrverhalten zu untersuchen. Tempomaten haben in Deutschland eine relativ große Verbreitung, die insgesamt bei 10 bis 20 % der Fahrzeuge liegt, in der Oberklasse sogar bei 50 %. Studien, mit denen man die Auswirkungen des Tempomaten auf das Fahrverhalten bewerten kann, liegen bislang nicht vor. Relativ gut untersucht ist dagegen der Abstandsregelautomat ACC (adaptive cruise control), der zusätzlich zur Geschwindigkeitsregelung auch einen sicheren Abstand zu voranfahrenden Fahrzeugen hält. Bei ACC ergeben sich neben positiven Veränderungen im Sinne einer besseren Einhaltung von Geschwindigkeitsbegrenzungen auch Hinweise, dass Fahrer langsamer auf Reize in der Umwelt reagieren, die eine Veränderung der Geschwindigkeit notwendig machen (zum Beispiel Geschwindigkeitsbegrenzungen, einsetzender Regen oder Nebel und so weiter). Weiter zeigen diese Studien, dass sich Fahrer mit ACC eher mit Nebenaufgaben beschäftigen, sodass die Spurhaltung verschlechtert wird. Da der Tempomat bei Strecken mit geringem Verkehrsaufkommen ähnlich wie ACC die Geschwindigkeitsregelung übernimmt, liegt die Vermutung nahe, dass sich auch für den Tempomat ähnliche negative Verhaltenswirkungen ergeben könnten. Um dies zu prüfen, wurde im Fahrsimulator des DLR mit Bewegungssimulation eine Studie durchgeführt, in der 11 Tempomat-Nutzer und 11 Novizen jeweils drei Fahrten durchführten, ohne System, mit Tempomat und mit ACC. Bei jeder Fahrt waren zwei Autobahnabschnitte und ein Stück Landstraße zu bewältigen, wobei die Geschwindigkeitsbegrenzungen wechselten, um so die Anpassungsreaktionen der Fahrer untersuchen zu können. Auf der Autobahn wurde ein Stau, auf Landstraße ein Stück mit Nebel eingeführt, um die Reaktionen auf weitere Umweltreize, die eine Anpassung der Geschwindigkeit erfordern, beobachten zu können. Schließlich wurden auf der Autobahn zwei Abschnitte mit Nebenaufgaben (eine visuelle Suchaufgabe) realisiert, um eine mögliche verstärkte Abwendung von der Fahraufgabe zu prüfen. Der Altersdurchschnitt der Fahrer lag bei 38 Jahren. Bei jeder Fahrt wurden das Fahrverhalten und physiologische Reaktionen (Herzrate) aufgezeichnet. Außerdem wurden Befragungen zum Befinden, der Beanspruchung beim Fahren und der Bewertung der Systeme durchgeführt. In den Bedingungen mit Tempomat oder ACC wurden die Probanden instruiert, diese Systeme auch möglichst zu nutzen. Dies führte zu Nutzungshäufigkeiten von ca. 90 % der Fahrtzeit. Insgesamt sind die Ergebnisse für Tempomat und ACC sehr ähnlich. Geschwindigkeitsbegrenzungen werden besser eingehalten. Es werden geringere maximale Geschwindigkeiten erreicht. Auch die Standardabweichung der Geschwindigkeit ist verringert, was zu einem besseren Verbrauch und Verkehrsfluss führen könnte. Die Abstände zu voranfahrenden Fahrzeugen verändern sich durch den Tempomat nicht. Bei ACC ist der Abstand vergrößert, was allerdings durch die spezielle Auslegung begründet sein könnte, die keine Anpassung zuließ. Wenn die Geschwindigkeit aufgrund von Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Nebel reduziert werden musste, erfolgte dies mit Tempomat und ACC um circa 5 Sekunden verzögert. Offensichtlich mussten sich die Fahrer hier erst bewusst machen, dass sie eingreifen müssen und dass die Systeme diese Anpassung nicht leisten. Hinsichtlich eines möglichen Missbrauchs der Systeme ergaben sich in dieser Studie bei der Bearbeitung von Nebenaufgaben keine deutlichen Hinweise. Weder mit Tempomat noch mit ACC werden mehr Nebenaufgaben bearbeitet. Die negativen Effekte der Nebenaufgaben auf die Spurhaltung sind deutlich, aber in allen Bedingungen zu finden. Der einzige Hinweis auf eine Gefahr liegt darin, dass die Geschwindigkeit bei der Bearbeitung von Nebenaufgaben mit ACC und Tempomat nicht so stark verringert wird wie bei der Fahrt ohne Systeme. Ob dies das Unfallrisiko erhöht, ist mit der vorliegenden Studie nicht zu beantworten. Schließlich beurteilten die Fahrer beide Systeme positiv und waren der Meinung, dass die Fahrt dadurch sicherer und weniger anstrengend wird. Insgesamt führt damit das Fahren mit Tempomat hinsichtlich der mittleren Geschwindigkeit zu Veränderungen des Fahrverhaltens, die eher positiv zu bewerten sind. Auf der anderen Seite zeigen sich wie auch bei ACC Hinweise, dass eine Geschwindigkeitsanpassung mit System deutlich verzögert geschieht, was als vermindertes Situationsbewusstsein interpretiert werden kann. Wünschenswerte Erweiterungen der Funktionalität (zum Beispiel Anpassung an Verkehrszeichen) könnten diesen Effekt noch verstärken. Angesichts dieser Bedenken und der technischen Weiterentwicklungen sind weitere Studien dringend notwendig.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden verschiedene Ansätze diskutiert, wie der Verbesserung der Straßenverkehrssicherheit durch den Einsatz moderner Fahrerassistenzsysteme (FAS) neue Impulse gegeben werden können. Unter dem Dach der von der Europäischen Kommission gemeinsam mit der Industrie im Frühjahr 2002 ins Leben gerufenen eSafety-Initiative soll die Entwicklung und Implementierung "Intelligenter Integrierter Sicherheitssysteme" (Intelligent Integrated Road Safety Systems) koordiniert und vorangetrieben werden. Erwartet werden hiervon entscheidende Beiträge zur Erreichung der bis zum Jahr 2010 angestrebten Halbierung der Zahl der Verkehrstoten in Europa, entsprechend dem Weissbuch der Europäischen Kommission. Intelligente Unterstützung des Fahrers meint in diesem Zusammenhang die Berücksichtigung des Gesamtsystems "Fahrer-Fahrzeug-Umwelt". Für die fahrzeugseitige Umsetzung der Unterstützungsfunktion wurden verschiedene Ausformungsgrade (zum Beispiel Information, Warnung, korrigierender Eingriff) vorgeschlagen und entwickelt. Die BASt ist an einer Reihe von Projekten und Arbeitsgruppen beteiligt, die sich direkt oder indirekt mit Fragen befassen, die sich bei der Entwicklung und Bewertung intelligenter FAS zur Beeinflussung der Fahrzeuggeschwindigkeit stellen. Im Mittelpunkt stehen dabei vor allem Fragen der Sicherheitsbewertung und der Machbarkeit, wie zum Beispiel - Realisierung der fahrzeugseitigen Umsetzung, - Kosten-Nutzen-Gesichtspunkte, - Rechtliche Aspekte, - Voraussetzungen der Datenbasis. Beispielsweise ist die BASt an der von ERTICO koordinierten "SpeedAlert"-Initiative beteiligt. Ziel dieser Aktivität ist die europaweite Implementierung eines Geschwindigkeitswarnsystems. An der hierzu im Jahre 2001 gegründeten "SpeedAlert" Arbeitsgruppe beteiligen sich Industrie und Verwaltung.