91 Fahrzeugkonstruktion
Die Level kontinuierlicher Fahrzeugautomatisierung sind unter Fahrerassistenzexperten weithin bekannt und erleichtern das Verständnis. Sie können aber nicht Fahrzeugautomatisierung insgesamt zufriedenstellend beschreiben: Insbesondere temporär intervenierende Funktionen, die in unfallnahen Situationen eingreifen, können offensichtlich nicht nach dem Level kontinuierlicher Fahrzeugautomatisierung beschrieben werden. Diese beschreiben nämlich die zunehmende Aufgabenverlagerung vom Fahrer zur maschinellen Steuerung bei zunehmendem Automatisierungsgrad. Notbremsfunktionen, beispielsweise, sind offensichtlich diskontinuierlich und nehmen zugleich auf intensive Weise Einfluss auf die Fahrzeugsteuerung. Sie lassen sich gerade nicht sinnvoll nach dem Level kontinuierlicher Fahrzeugautomatisierung beschreiben. Das Ergebnis kann indes nicht zufriedenstellen: Die fehlende Sichtbarkeit dieser Funktionen wird ihrer Bedeutung für die Verkehrssicherheit nicht gerecht. Daher wird hier, um ein vollständiges Bild der Fahrzeugautomatisierung zu erlangen, ein umfassender Ansatz zur Beschreibung verfolgt, der auf oberster Ebene nach Wirkweise unterscheidet. Auf dieser Basis lassen sich sowohl informierende und warnende Funktionen als auch solche, die nur temporär in unfallgeneigten Situationen intervenieren, im Detail beschreiben. Das ermöglicht es, eine eigenständige Klassifikation für unfallgeneigte Situationen zu erstellen. Dies kann für diese wichtigen Funktionen die eigenständige Sichtbarkeit herstellen, die ihrer Bedeutung gerecht wird.
Die Beurteilung der technischen und unfallrelevanten Eigenschaften der beiden Scheibenarten zeigt, dass die VSG-Scheibe gegenüber der ESG-Scheibe hinsichtlich der Verletzungs- und Unfallgefahr zwar überwiegend Vorteile aufweist; diese Vorteile sind jedoch vor allem vor dem Hintergrund steigender Gurtanlegequoten nicht als so entscheidend anzusehen, dass daraus die Begründung für ein Verbot der ESG-Scheibe abzuleiten wäre. Diese Feststellung wird insbesondere auch gestützt durch eine Nutzen-Kosten-Betrachtung, die zeigt, dass aus gesamtwirtschaftlicher Sicht bei einem generellen Ersatz der ESG-Scheibe durch die teurere VSG-Scheibe bei günstigen Annahmen der Nutzen unter den Kosten liegen würde.
Neben den Airbags für den Frontalaufprall haben sich auch Seitenairbags in allen Fahrzeugklassen etabliert. Diese sind für viele Fahrzeugmodelle auch auf den äußeren Fondsitzplätzen, dem typischen Sitzplatz für Kinder im Auto, erhältlich. Seitenairbags können das Verletzungsrisiko für erwachsene Pkw-Insassen in einem Seitenaufprall reduzieren. Doch der Einfluss dieser Airbagsysteme auf Kinder, die mit Kinderrückhaltesystemen im Fahrzeug gesichert sind, war bislang weitgehend unbekannt. In dieser Studie wurden die Wechselwirkungen zwischen Seitenairbags und gesicherten Kindern experimentell untersucht. Zunächst wurden die Unfalldatenbanken der Medizinischen Hochschule Hannover und des GDV abgerufen. Dort waren jedoch keine Fälle registriert, bei denen ein Seitenairbag auf einem Sitzplatz mit installiertem Kinderrückhaltesystem ausgelöst wurde. Da nicht auf Unfalldaten zurückgegriffen werden konnte, wurde zunächst versucht, die Häufigkeit von Seitenairbagsystemen im deutschen Straßenverkehr so exakt wie möglich zu quantifizieren. Dabei sollten auch die konzeptionellen Unterschiede der Airbagsysteme berücksichtigt werden. Darüber hinaus wurden die möglichen Sitzpositionen von Kinderdummys in gebräuchlichen Kinderrückhaltesystemen untersucht. Ziel war es, Aufschluß über möglicherweise gefährliche Sitzpositionen zu erlangen. Basierend auf diesen Untersuchungen wurden fünf Konfigurationen für die experimentellen Untersuchungen festgelegt. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf sogenannten Risiko-OoP-Situationen, bei denen sich das richtig gesicherte Kind im Rahmen seiner Bewegungsmöglichkeiten innerhalb des Sitzes dem Airbagmodul nähert. Aufgrund der in Deutschland herrschenden Pflicht, Kinder entsprechend ihrem Alter im Fahrzeug zu sichern, blieben die in den entsprechenden Richtlinien (ISO, 1999; LUND, 2000) definierten OoP-Konfigurationen unberücksichtigt. Auch gefährliche Misuse-Situationen, in denen das Kind aufgrund falsch installierter Rückhaltesysteme in den direkten Entfaltungsbereich des Seitenairbags gelangen kann, wurden nicht betrachtet. Da diese Sitzpositionen generell das Verletzungsrisiko für Kinder im einem Unfall erhöhen können, wurde sich in dieser Studie auf den Normalfall, das korrekt gesicherte Kind, konzentriert. Letztendlich sind fünf Fahrzeuge für die experimentellen Untersuchungen ausgewählt worden. Diese wurden in Stand- und full-scale-Versuchen mit verschiedenen Dummys der Hybrid III-Serie und Kinderrückhaltesystemen getestet. Ausgehend von den Resultaten der Airbagstandversuche wurden in den full-scale-Versuchen die Systeme mit dem vermeintlich geringsten Schutzpotential sowie der am meisten gefährdete Kinderdummy mit verschiedenen Seitenairbags kombiniert. Von jedem Fahrzeugmodell wurden zwei Fahrzeuge des gleichen Baujahres sowie mit gleicher Ausstattung beschafft. Jeweils ein Fahrzeug wurde mit Seitenairbag und das andere ohne Seitenairbag getestet. So konnten positive oder negative Effekte des Airbags im Seitenaufprall überprüft werden. Zur Beurteilung der Messwerte wurden die Belastungsgrenzen und Schutzkriterien der "Side Airbag Out-of-Position Injury Technical Working Group" (LUND, 2000) verwendet. Die in den Standversuchen ermittelten Dummybelastungen blieben zum Teil deutlich unter den Limits. In den full-scale-Versuchen konnte der Seitenairbag die Kopf- und Brustkorbbelastungen teilweise reduzieren. Jedoch führt der Seitenairbag zu einer starken Drehung des Dummykopfes um die z-Achse. Der Grenzwert von 17 Nm wurde jeweils überschritten. Die durchgeführten Analysen und Versuche lassen den Schluss zu, daß Seitenairbags gesicherte kindliche Insassen nicht außerordentlich gefährden. In bestimmten Situationen bieten sie dem Kind zusätzlichen Schutz. Dennoch ist ein Airbag kein harmloses System. Treffen ungünstige Randbedingungen zusammen, so kann der Seitenairbag das Verletzungsrisiko auch für gesicherte Kinder erhöhen. Als besonders sensibel erwies sich der Hals der Dummys. Hier kann ein ungünstiges Airbagdesign zu erhöhten Belastungen führen.
Injury probability functions for pedestrians and bicyclists based on real-world accident data
(2017)
The paper is focusing on the modelling of injury severity probabilities, often called as Injury Risk Functions (IRF). These are mathematical functions describing the probability for a defined population and for possible explanatory factors (variables) to sustain a certain injury severity. Injury risk functions are becoming more and more important as basis for the assessment of automotive safety systems. They contribute to the understanding of injury mechanisms, (prospective) evaluation of safety systems and definition of protection criteria or are used within regulation and/or consumer ratings. In all cases, knowledge about the correlation between mechanical behavior and injury severity is needed. IRFs are often based on biomechanical data. This paper is focusing on the derivation of injury probability models from real world accident data of the GIDAS database (German In-depth Accident Study). In contrast to most academic terms there is no explicit term definition or definition of creation processes existing for injury probability models based on empirical data. Different approaches are existing for such kind of models in the field of accident research. There is a need for harmonization in terms of the used methods and data as well as the handling with the existing challenges. These are preparation of the dataset, model assumptions, censored/unknown data, evaluation of model accuracy, definition of dependent and independent variable, and others. In the presented study, several empirical, statistical and phenomenological approaches were analyzed regarding their advantages and disadvantages and also their applicability. Furthermore, the identification of appropriate prediction parameters for the injury severity of pedestrians has been considered. Due to its main effect on injuries of pedestrians and bicyclists, the importance of the secondary impact has also been analyzed. Finally, the model accuracy, evaluated by several criteria, is the rating factor that gives the quality and reliability for application of the resulting models. After the investigation and evaluation of statistical approaches one method was chosen and appropriate prediction variables were examined. Finally, all findings were summarized and injury risk functions for pedestrians in real world accidents were created. Additionally, the paper gives instructions for the interpretation and usage of such functions. The presented results include IRFs for several injury severity levels and age groups. The presented models are based on a high amount of real world accidents and describe very well the injury severity probability of pedestrians and bicyclists in frontal collisions with current vehicles. The functions can serve as basis for the evaluation of effectiveness of systems like Pedestrian-AEB or Bicycle-AEB.
Zu den gefährlichsten Situationen im Straßenverkehr gehört der Konflikt zwischen einem Lkw und einem ungeschützten Verkehrsteilnehmer UVT (Radfahrer und Fußgänger). In Deutschland ereignen sich jährlich schätzungsweise 135 Unfälle mit Personenschaden, an denen nach rechts abbiegende Lkw (>3,5 t) und UVT beteiligt sind. Die UVT geraten dabei oft unter den Lkw und werden dann von einer der Achsen überrollt. Aus der Unfallanalyse ergab sich, dass der Erstkontakt häufig (57%) im Bereich der rechten vorderen Lkw-Ecke erfolgt. Die Hälfte der UVT gerieten noch vor oder im unmittelbaren Bereich des rechten Vorderrads unter den Lkw. Baustellen- und Kommunalfahrzeuge waren mit 46% häufig an den Unfällen beteiligt. Das direkte und das indirekte Sichtfeld sind zentrale Einflussgrößen für die Situation des rechts abbiegenden Lkw. Besonders die unzureichende Sicht nach vorn und nach rechts bereitet den Lkw-Fahrern erhebliche Probleme. An der Verbesserung der Information über die Verkehrssituation für den Lkw-Fahrer wird vielfach gearbeitet. Einzelne Lösungsansätze basieren auf dem Einsatz zusätzlicher Spiegel. Andere Lösungen modifizieren die bislang übliche Spiegelzahl in Form und Anbringung. Das Versuchsprogramm umfasste neben der Nachbildung der besonders häufigen und kritischen Situationen der rechts abbiegenden Lkw mit UVT-Dummies auch statische Untersuchungen des Sichtfeldes. Neben einem Lkw mit Standardspiegeln kam dabei ein Forschungsträger mit einem durch die Frontscheibe einsehbaren Spiegelsystem zum Einsatz. Das Projekt setzte sich auch mit der Wirkung des Seitenschutzes auseinander. Die bislang als Bauvorschrift wirkende Richtlinie 89/297/EWG sollte zukünftig zu einer Wirkvorschrift unter Einbeziehung des Pkw - Anpralls geändert werden. Das im Rahmen des Projektes erstellte Sicherheitskonzept beinhaltet Maßnahmen zur Reduzierung des Gefahrenpotenzials für UVT durch rechts abbiegende Lkw. Dazu gehören unter anderem abgesenkte Unterkanten der Front- und Seitenscheiben und zusätzliche Kamera-Monitor-Systeme. Das neuartige Spiegelsystem des MIM-Fahrzeugs von DC verbessert die indirekte Sicht für den Lkw-Fahrer deutlich und reduziert damit die Unfallgefahr. Die in der Entwicklung befindlichen Abbiegeassistenten zeigen die zukünftige Richtung für elektronische Fahrerunterstützung (MAN Demonstrator) auf. Ein beim Rechtsabbiegen aktivierter akustischer Signalgeber am Lkw wäre zur Information der UVT hilfreich. Eine weitere Option besteht in der Nutzung der seitlichen Markierungsleuchten des Lkws als zusätzliche Fahrtrichtungsanzeiger beim Abbiegen. Fahrbahn-Knotenpunkte können noch sicherer gestaltet werden. An ampelgeregelten Knotenpunkten würde eine vollständige Phasentrennung des Grünlichts oder ein Phasenverzug (früheres Grünlicht für UVT) Unfälle zwischen Lkw und UVT vermeiden. Weiterhin wirken sich eine versetzte Anordnung der Haltelinien und ein Verschwenken der Radfahrwege und Gehwege weg vom Knotenmittelpunkt positiv aus. Der Gesetzgeber sollte -§ 5 (8) StVO ändern, der des Radfahrern und Mofafahrern erlaubt, stehende Kraftfahrzeuge rechts zu überholen. 10% der untersuchten Abbiegeunfälle sind in dieser Situation passiert. Aufklärungsarbeit bezüglich der Sichtprobleme am Lkw sowie über das Bewegungsverhalten beim Rechtsabbiegen ist dringend erforderlich. Es ist auch zu überlegen, ob Aktivitäten von Herstellern beziehungsweise Unternehmern anerkannt werden, die mehr tun als die gesetzlichen Vorschriften verlangen, zu einer Lockerung vorhandener Restriktionen führen können. Es gibt in innerstädtischen Bereichen für einige Fußgängerzonen vorgesehene Zeitfenster zur Anlieferung von Gütern. Solche Zeitfenster könnten für mit anerkannten zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen ausgerüstete Lkw ausgedehnt werden. Schwere Lkw aus bestimmten innerörtlichen Bereichen möglichst herauszuhalten, um UVT zu schützen, ist nicht praktikabel. Selbst wenn es gelänge, für die Belieferung mit Post und Waren akzeptable Alternativen zu bieten, bliebe nach wie vor der Baustellenverkehr und die kommunale Entsorgung. An 46% der untersuchten Unfälle waren derartige Lkw beteiligt.
Für eine quantitativ exakte Beschreibung der mit der Gefahrgutbeförderung verbundenen Risiken fehlen sowohl statistische Voraussetzungen als auch eine wissenschaftlich begründete Risikoanalyse. Eine Risikoanalyse der Gefahrgutbeförderung soll zweckmäßigerweise auf Transportketten und nicht auf den direkten Vergleich von Verkehrsträgern abstellen. Zentrale Kategorie zur Definition des Risikos sollte dabei der Unfall sein. Zusammen mit der Transportleistung sollte er das Risiko als Wahrscheinlichkeitsaussage beschreiben. Mit in die Risikobestimmung einzubeziehen ist die Unfallschwere. Im Rahmen des Beitrages schlägt eine Projektgruppe eine dreistufig angelegte Risikoanalyse vor. Die Bausteine dieser Risikoanalyse bestehen aus 1. einer mathematisch-statistischen Risikoanalyse, 2. einer Schwachstellenanalyse und 3. einem Systemmodell zur ständigen Analyse des Gefahrgutbeförderungsrisikos. Dazu werden in dem Forschungsbericht grundsätzliche Überlegungen zur Risikobewertung angestellt, auf das Regelwerk des Gefahrguttransportes eingegangen, Ausbildung, Training und Überprüfung der Fahrzeugführer behandelt sowie auf das Gefahrgut und die Gefahrgutumschließung eingegangen. Ferner befasst sich der Bericht mit der Fahrzeugtechnik, der Verkehrsinfrastruktur, Informationssystemen und der Sicherheit im Gefahrguttransport in den neuen Bundesländern. Zum Schluss werden Forschungsempfehlungen bezüglich der Sicherheit in der Gefahrgutbeförderung formuliert.
The paper gives an overview of the recent (mostly 2012) figures of killed bus/coach occupants (drivers and passengers) in 27 Member States of the European Union as reported by CARE. The Evolution of the figures of bus/coach occupants killed in road accidents urban, rural without motorway and on motorways from 1991 to 2010 in 15 Member States of the EU supplements this information. More detailed are the figures reported for Germany by the Federal Statistics. The paper displays long-term evaluations (1957 to 2012) for killed, seriously and slightly injured occupants in all kinds of buses/coaches. Midterm evaluations (1995 to 2012) of the figures of fatalities and casualties are displayed for different busses according to their identification of road using as coaches, urban buses, school buses, trolley buses and "other buses". To be able to compare the evolutions of the safety of vehicle occupants it is customary to use different risk indicators. Calculations and illustrations for three often used indicators with their development over time are given: fatalities, seriously injured and slightly injured per 100,000 vehicles registered, per 1 billion (109) vehicle-kilometres travelled and per 1 billion (109) person-kilometres. These indicators are shown for occupants of cars, goods vehicles and buses/coaches. For the period from 1957 until 2012 it is obvious, that for all three vehicle categories analysed there was a clear long-term trend towards more occupant safety in terms of casualties per vehicles registered and per vehicle mileage. This was most significant for car occupants but it can be seen for bus/coach occupants and goodsvehicle occupants as well. Figures of killed occupants and of casualties related to person-kilometres are calculated and displayed for the shorter period 1995 to 2012. Here it becomes obvious that the bus/coach is still the safest mode of transport for the occupants of road vehicles. Graphs for the casualty risk indices still show significantly higher risks for car occupants despite the corresponding curve moved sustainable downwards. It is remarkable, that the risks of being killed or injured for the occupants of urban buses is growing whereas the corresponding risk for the occupants of coaches in line traffic tends downwards. The article ends with a short comparison and discussion of the risk indicators which are actually published for the occupants (driver and passengers) of cars and the passengers of buses/coaches, railroads, trams and airplanes. The interpretation of such information depends on the perception and it seems that for a complete view not only one indicator should be used and the evolutions of the indicator values during longer periods (as displayed with examples in the paper) should also be taken into account.
Das von der Bundesanstalt für Straßenwesen in Auftrag gegebene Projekt FP 8716 mit dem Thema "Sicherheitsrelevanz neuer Fahrhilfen in Kraftfahrzeugen" ist vom Institut für Kraftfahrwesen der TH Aachen auf der Basis einer rein theoretischen Studie bearbeitet worden. Primäres Ziel der Arbeit war es, festzustellen, inwieweit die neuen Fahrhilfen dazu geeignet sind, die Verkehrssicherheit durch einen Gewinn an aktiver Sicherheit anzuheben.Aber auch der mögliche Einfluss auf das Verhalten des Fahrers aus psychologischer Sicht war zu berücksichtigen, denn dieser agiert in dem Bewusstsein einer erhöhten Fahrsicherheit seines mit derartigen Systemen ausgestatteten Fahrzeugs. Gegenstand der Untersuchung waren die Systeme: Anti-Blockier-Vorrichtung (ABV), Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR), Sperrdifferential, Vierradantrieb, Vierradlenkung, geregeltes/gesteuertes Federungssystem.Sämtliche Systeme haben aus der Sicht des Technikers ihre Berechtigung im Fahrzeug durch Erhöhung von Mobilität und Fahrsicherheit. Dass dieses Potential nicht vollständig in eine Anhebung der Verkehrssicherheit umgesetzt werden kann, ist vor allem auf die Verhaltensanpassung seitens des Fahrers aufgrund des erhöhten subjektiven Sicherheitsgefühls zurückzuführen. Anhand von Handlungs- und Risikoverhaltensmodellen des Fahrers konnte die verbleibende Wirkung der Systeme abgeschätzt werden. Darüber hinaus wurde statistisches Material ausgewertet, um den Bezug der Systeme zum Unfallgeschehen festzustellen. Das ABV erwies sich als am ehesten geeignet, Unfälle zu verhindern oder Unfallfolgen zu mindern. Die Stabilität und die Lenkbarkeit wird bei Bremsungen an der Kraftschlussgrenze, wie sie in kritischen Situationen häufig auftreten, deutlich verbessert. Eine ASR bietet ähnliche Vorteile beim Beschleunigungsvorgang, dem allerdings nur eine geringe Bedeutung für die Pre-Crash-Phase zuzuschreiben ist. Das Sperrdifferential dient in erster Linie zur Erhöhung der Traktion und damit der Mobilität. Daneben kann der Vierradantrieb die Querdynamik auf niedrigen Reibwerten günstig beeinflussen und so auch die Fahrsicherheit anheben. Das verspricht auch die Vierradlenkung durch eine erhöhte Stabilität bei schnellen Lenkbewegungen. Es besteht aber gerade bei den Systemen Vierradlenkung und Vierradantrieb die Gefahr einer deutlichen Zunahme des subjektiven Sicherheitsgefühls auf Seiten des Fahrers mit dem unerwünschten Effekt einer unter Umständen riskanteren Fahrweise. Geregelte Federungssysteme sind in ihrer Wirkung auf den Regelkreis Fahrer-Fahrzeug nur schwer einzuschätzen, da sie das gesamte Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinflussen. Die Bilanz für die Verkehrssicherheit dürfte bei diesem System positiv sein. Dem Gewinn an Fahrsicherheit durch den Einbau der Fahrhilfen steht das Gefährdungspotential durch eventuelle Fehlfunktionen gegenüber. Eine regelmäßige Überwachung erscheint deshalb vor allem für die ABV und die Vierradlenkung angebracht.
The incidence of side impacts was investigated from GIDAS data. Both vehicle-fixed object and vehicle-vehicle collisions were analysed as these are enclosed within the consumer testing program. Vehicle-fixed object collisions were stratified according to ESC availability. Results indicated that vehicles equipped with ESC rarely have pure-lateral impacts. An increase in oblique collisions was seen for the vehicles with ESC whereby most vehicle were driving in left curves. The analysis of vehicle-vehicle collisions developed injury risk curves were developed at the AIS3+ injury severity for the vehicle-vehicle side impacts. Results suggested that greatest injury risk occurred when a Pre Euro NCAP vehicle was struck by a Post Euro-NCAP vehicle. The remaining curves did not show different behaviour, indicating that stiffness increased have been equally combated. This was attributable to the few Post Euro-NCAP vehicles that had a deployed curtain airbag available in the sample. The integration of Euro NCAP testing has shown to improve vehicle crashworthiness for pole collisions, as those vehicles with ESC rarely incur lateral impacts.
The levels of continuous vehicle automation have become common knowledge. They facilitate overall understanding of the issue. Yet, continuous vehicle automation described therein does not cover "automated driving" as a whole: Functions intervening temporarily in accident-prone situations can obviously not be classified by means of continuous levels. Continuous automation describes the shift in workload from purely human driven vehicles to full automation. Duties of the driver are assigned to the machine as automation levels rise. Emergency braking, e.g., is obviously discontinuous and intensive automation. It cannot be classified under this regime. The resulting absence of visibility of these important functions cannot satisfy " especially in the light of effect they take on traffic safety. Therefore, in order to reach a full picture of vehicle automation, a comprehensive approach is proposed that can map out different characteristics as "Principle of Operation" at top level. On this basis informing and warning functions as well as functions intervening only temporarily in near-accident situations can be described. To reach a complete picture, levels for the discontinuous, temporarily intervening functions are proposed " meant to be the counterpart of the continuous levels already in place. This results in a detailed and independent classification for accident-prone situations. This finally provides for the visibility these important functions deserve.