Mass spectrometry with electrospray ionization is an excellent method for structural analysis of coordination compounds with outstanding sensitivity and selectivity. However, it fails to detect some low-polar rhenium complexes. This master thesis describes derivatization method of non-ionizable rhenium complexes with 1,2-dihydroxybenzene and 2,3- dihydroxytoluenene. Fragmentation mechanisms and structure of prepared complexes was studied using high resolution mass spectrometry and collision-induced dissociation (CID). Furthermore, density functional theory (DFT) computational method was used for prediction of bond cleavage based on bond lengthening.

Typischerweise sind Plasmen extrem heiß - diese hohen Energien sind nötig, um die Ionisationsschwelle der Atome zu überwinden und damit einen stabilen Plasmazustand zu gewährleisten. Folglich werden die physikalischen Eigenschaften dieser Plasmen für gewöhnlich durch die thermischen Energie der Plasmateilchen bestimmt, während Korrelationen zwischen den Ladungen eine untergeordnete Rolle spielen. Durch die rasanten Fortschritte auf dem Gebiet der ultrakalten Gase ist es jedoch ebenso möglich, Plasmen bei extrem tiefen Temperaturen zu erzeugen, indem lasergekühlte Atome photoionisiert werden. In diesen ultrakalten Plasmen (UKP) lassen sich aufgrund der niedrigen Temperaturen bereits deutliche Auswirkungen von Korrelationen beobachten, die zu gänzlich anderer Dynamik führen können als aus dem Bereich der heißen schwach gekoppelten Plasmen bekannt. Ähnliche Prozesse werden auch in dichten Plasmen beobachtet, in denen durch extrem kurzen Teilchenabstände die Wechselwirkungsenergie auch bei Temperaturen von über 10000 Kelvin die kinetische Energie dominiert. Dichte Plasmen spielen eine wichtige Rolle für technische Anwendungen wie die Trägheitsfusion. Im Gegensatz zu diesen dichten Plasmen realisieren UKP starke Korrelationen jedoch bei sehr viel geringen Dichten von ρ ∼ 10^9 cm^{−3} . Die daraus resultierende langsame Dynamik ist experimentell wesentlich besser zugänglich und macht diese System deshalb besonders interessant, um Korrelationseffekte in stark gekoppelten Plasmen zu studieren. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Effekten von starken Korrelationen auf verschiedene Relaxationsprozesse, die insbesondere, aber nicht ausschließlich in UKP eine bedeutende Rolle spielen. Neben dem fundamentalen Interesse an diesen Prozessen gilt ein Augenmerk auch möglichen experimentellen Tests der getroffenen Vorhersagen. Da die Theorie der schwach gekoppelten Plasmen Korrelationen größtenteils vernachlässigt, ist sie im Regime der UKP nur eingeschränkt anwendbar. Zur Berücksichtigung der starken Korrelationen werden in dieser Arbeit umfangreiche molekulardynamischen Simulationen eingesetzt, die teilweise mit quantenmechanischen Beschreibungen kombiniert werden, um den in UKP relevanten atomphysikalischen Aspekten gerecht zu werden. Im Rahmen dieser Rechnungen wird zunächst die seit langem ungeklärte Frage der Atombildung bei tiefen Temperaturen beantwortet. Dieser Prozess ist für UKP besonders relevanten, da die Rekombination die Lebensdauer des Plasmas bestimmt. Die konventionelle Theorie für Rekombination basiert auf der Annahme von von isolierten Drei-Körper-Stößen. Die daraus resultierende Rate divergiert mit abnehmender Temperatur und verliert daher ihre Gültigkeit im ultrakalten Bereich. In dieser Arbeit wird die Beschreibung der Rekombination mit Hilfe aufwendiger Vielteilchen-Simulationen auf den stark gekoppelte Bereich ausgebaut. Hierbei zeigt sich, dass die Rekombinationsrate im Bereich tiefer Temperaturen auf einen konstanten Wert konvergiert, so dass das Problem der divergierenden Rate gelöst werden kann. Ein weiteres, seit langem kontrovers diskutiertes Problem, stellt die Relaxation aufgrund von elastischen Stößen in stark gekoppelten Plasmen dar. Auch hier gilt, dass die konventionelle Theorie für heiße Plasmen, die auf Landau und Spitzer zurückgeht, aufgrund der Vernachlässigung von Korrelationen im Regime starker Kopplung unzureichend wird. Bisher waren keine experimentellen Ergebnisse verfügbar, um die verschiedenen Vorschläge zur Erweiterung der Landau-Spitzer-Beschreibung auf den stark gekoppelten Bereich zu beurteilen. In enger Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. T. C. Killian (Rice University, Houston, USA) können im Rahmen dieser Arbeit nun erstmals Relaxationsraten in stark gekoppelten Plasmen gemessen werden. Dazu wird mittels eines Pump-Probe-Verfahren die Relaxation der ionischen Geschwindigkeitsverteilung in UKP beobachtet. In dieser Arbeit konnte eine Methode zur Interpretation der experimentellen Daten entwickelt und durch semiklassische Simulationen der Parameterbereich enorm erweitert werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Landau-Spitzer-Theorie bereits bei geringen Kopplungsstärken deutliche Defizite aufweist und liefern erstmalig Vorhersagen im stark gekoppelten Bereich. Bei der Untersuchung der ionischen Relaxation wird deutlich, dass insbesondere experimentelle Ergebnisse bei hohen Kopplungsstärken von Interesse sind. Derzeit sind typische UKP-Experimente jedoch auf mäßige Kopplungsstärken limitiert. Ursache hierfür ist, dass das Plasma in einem Zustand weit entfernt vom Gleichgewicht erzeugt wird. Bei der Relaxation ins Gleichgewicht kommt es zu einer Ausbildung von Korrelationen und damit zu einer Umwandlung von potentieller in kinetische Energie. In dieser Arbeit wird deshalb ein neues Plasmaherstellungsverfahren vorgeschlagen, das für die Ionen dieses „Korrrelationsheizen“ stark unterdrücken kann. Durch eine kollektive Anregung kalter Atome in Rydberg-Zustände werden vor der Photoionsation der Atome Korrelationen im atomaren Gas induziert. Es wird gezeigt, dass diese Korrelationen durch eine selektive Ionisation der Rydberg-Atome mit Hilfe von Mikrowellen an das Plasma weitergegeben werden können. Dadurch verringert sich das Korrelationsheizen und eröffnet neue Perspektiven für Untersuchungen ultrakalter Plasmen tief im stark gekoppelten Regime.

Construction of infrastructure does not only mean large capital investments but also future costs to operate and maintain these assets. Decision making in planning and design of roads will impact the need of future operation and maintenance activities. Additionally, infrastructure management is often under increasing pressure of aging structures, limited budgets and increased demands from public which require transparency in the decision making. Life cycle costing is a methodology that takes into account costs throughout an asset’s life cycle including investment, operation, maintenance and disposal. Despite the methodology’s existence for more than 40 years, the practical application is often reported to be scarce in both private and public sectors. Implementation in road planning and management means a high complexity where the life cycle costing can to be applied from early planning, design, construction and management in which all influence life cycle cost. Life cycle costing can also be applied in many different ways, level of detail and for different type of studies. For effective implementation of life cycle costing in road planning, design and management, different considerations need to be understood. In this thesis the application of life cycle costing has been studied through case study research. The main case selected was an investment to convert a single carriageway road to a, so called, sparse collision-free road. Through widening and separation between driving directions the traffic safety is significantly improved. However, in recent years increased operation and maintenance costs have been associated with the road type. Especially concerns regarding increased road user cost during road works have been expressed. This case was examined in two case studies from different perspectives. The first one was to study the implications on project appraisal and the second one examined the possibility to optimise pavement design. Results from cost benefit analyses based on established road appraisal techniques indicated that operation and maintenance related costs had limited impact on profitability. The second study also indicated that future cost can be influenced differently depending on criteria for optimal alternative. Based on economic analyses using established techniques, increased operation and maintenance liabilities appear to be of limited concern, in contrary to the perception. In future research this need to be set in context of road management with refined analysis in order to study implications for future management. / <p>QC 20141028</p>

The main goal of this work is to gain knowledge of how and to what extent state-of-the-artsimulation tools can be used in a conceptual development phase for vehicle dynamics control atVolvo Car Corporation (VCC).The first part of the thesis deals with an evaluation of vehicle dynamics simulation tools and theiruses. The three simulation tools selected for the study, namely Mechanical Simulation CarSim 8.2.1,IPG CarMaker 4.0.5, and VI-Grade CarRealTime V14, are briefly described and discussed. In order toevaluate and compare these tools with respect to application for vehicle dynamics control, a criterialist is developed covering aspects such as tool requirements and intended usage. Based on thecriteria list and certain identified drawbacks, a ranking of the tools is made possible. Furthermore,the process of developing vehicle models for the different tools is discussed in detail, along with theprocedure of validating the vehicle models.In the second part, the concept of Collision Avoidance Driver Assistance (CADA) function isintroduced and possible approaches for developing CADA functions are discussed in brief. It isimportant to note that the CADA functions in this work are based on cornering the vehicle i.e.maneuvering around the threat, rather than solely reducing vehicle speed. A number ofimplementations of the functions are developed in Simulink. A frequency analysis of a simplifiedlinear vehicle model is performed to investigate the influence of steering, differential braking, andtheir combination on the resultant lateral displacement of the vehicle during an evasive maneuver.The developed CADA functions are then simulated using the vehicle simulation tools. Two specificmetrics - Lateral Displacement gain and DeltaX - are formulated to evaluate the effectiveness of theCADA functions. Based on these metrics, the assistance obtained due to the functions for a specificevasive maneuver is compared.From the evaluation process of the three tools, two were considered suitable for the purpose ofsimulating collision avoidance functions. The evaluation of the CADA functions demonstrates thatcombined assistive steering with differential braking provides considerable assistance in order toavoid collisions. The simulation results also present interesting trends which provide a usefuldirection regarding the conditions for intervention by such collision avoidance functions during anevasive maneuver. The use of simulation tools makes it possible to observe these trends and utilizethem in the development process of the functions.

<p>Spin-orbit interactions cause a global polarization [P] of Lambda (anti-Lambda) hyperons with the vorticity (or total angular momentum) in the participant collision zone. The strong magnetic field mainly created by the spectator protons would split the Lambda and anti-Lambda global polarization [Delta P]. Quantum chromodynamics (QCD) predicts topological charge fluctuation in vacuum, resulting in a chirality imbalance, or parity violation in a local domain. This would give rise to an imbalanced left- and right-handed Lambda (anti-Lambda) [Delta n], as well as a charge separation along the magnetic field, referred to as the chiral magnetic effect (CME). The latter can be characterized by the parity-even [Delta gamma] and parity-odd [Delta a1] observables. While measurements of the individual [Delta P], [Delta gamma], and [Delta a1] have not led to affirmative conclusions on the CME or the magnetic field, correlations among these observables may reveal new insights. We report exploratory measurements of event-by-event correlations between [Delta P] and [Delta gamma], and between [Delta n] and [Delta a1] by the STAR experiment in Au+Au collisions at 27 GeV. No correlations have been observed beyond statistical fluctuations. Future endeavor would be to extract an upper limit from the data as well as to apply the correlation analysis to other data samples.</p>

Background. Neural Networks have mainly been used in behavior and gameplayrelated areas in games, but they have not yet been used specifically for intersection testing. This thesis explores the possibility to use deep neural networks for intersection testing of two 3D meshes. Objectives. The main goal of the thesis is to train a Deep Neural Network that can be used to replace traditional intersection test algorithms by having similar accuracy and a faster execution time. Methods. The research methods used in this thesis are implementation and experimentation. The deep neural network is trained using TensorFlow. Two different mesh generation techniques are implemented, one generating heightmaps and one generating planets. The two mesh types are combined to test all combinations of generated meshes. Attempts to make the network as general as possible are done through importance sampling to expose the network to tricky situations. A test application is developed where the intersection testing can be performed and compared to the Separating Axis Theorem (SAT). Heatmaps are also created to see how accurate the network is. Results. The results show that the network is accurate at classifying intersection between meshes similar to the ones it trained on. However, the network lacks generality and has bad accuracy if new meshes are introduced. The measured execution times show that the trained Deep Neural Network is 15.6 times as fast as a singlethreaded implementation of the SAT and 2.3 times as fast as the multi-threaded SAT. Conclusions. The trained network can be used as an early exit intersection test before using more expensive algorithms. The faster intersection testing can be useful in game physics by allowing faster classification of which meshes need to be tested for collisions. However, the main outcome is the shown potential for future work in the area including training a more general network, allowing variable mesh sizes, and providing information for solving collision responses. / Bakgrund. Neurala Nätverk har främst använts för beteende- och spelmekanikrelaterade områden inom spel, men de har ännu inte använts för genomskärningstester. Det här examensarbetet utförskar möjligheten att använda djupinlärning för att utföra genomskärningstester mellan två tredimensionella spelobjekt. Syfte. Huvudmålet med det här examensarbetet är att träna ett djupinlärt neuralt nätverk som kan ersätta traditionella genomskärningstestalgoritmer genom likvärdig precision och snabbare exekveringstid. Metod. Forskningsmetoderna som användes under examensarbetet är implementation och experimentation. Det djupinlärda neurala nätverket tränas med TensorFlow. Två olika spelobjektsgenereringsmetoder implementeras, där den ena genererar heightmaps och den andra genererar planeter. De två objekttyperna kombineras så att alla kombinationer av spelobjekt kan testas. För att göra nätverket så generellt som möjligt används importance sampling som utsätter nätverket för svåra situationer. Ett testprogram utvecklas där genomskärningstester kan utföras och jämföras mot Separating Axis Theorem (SAT). Grafer av typen heatmaps skapas också för att visa hur hög precision nätverket har. Resultat. Resultaten visar att nätverket har hög precision vid klassificering av spelobjekt liknande de som den tidigare har tränat på. Nätverket har sämre precision när nya spelobjekt introduceras. De uppmätta exekveringstiderna visar att det neurala nätverket är 15.6 gånger så snabbt som singeltrådade implementationen av SAT och 2.3 gånger så snabbt som den flertrådade SAT-implementationen. Slutsatser. Det tränade nätverket kan användas som ett tidig avbrott innan en dyrare algoritm används. Den snabbare genomskärningstestningen kan vara användbar i spelfysik eftersom den tillåter snabbare klassificering av vilka spelobjekt som behöver testas för kollision. Det huvudsakliga utfallet är den visade potentialen för vidare forskning inom området vilket inkluderar träning av ett mer generellt nätverk, möjlighet att variera spelobjektens storlek samt ge information för att kunna lösa kollisioner.

As the technical progress goes on new ways to improve safe navigation continues to arise. One of these technical possibilities is Augmented Reality (AR) which has already proved its value within the car and flight industry. The purpose of this content analysis was to investigate accidents where human error, the so-called human factor, is behind the accident. This has been done by investigating the underlying factors for collision in over 800 accidents and then categorizing these to get a clearer picture of what leads up to the collision. After analyzing the reports relevant to the study from a scenario where the bridge is equipped with AR technology, the study finds that AR contributes with great benefits for safer navigation, however, some technical work behind the technology is required, which can be costly both financially and in terms of time. The study shows that AR would have been helpful in all collisions that are investigated further, mainly by making the navigator more aware of the surroundings with clearly projected information from the various information sources on the bridge. The study finally formulates the theory that AR can prevent collisions in shipping by making the navigator more aware of potential obstacles to safe navigation. / I samband med teknikens ständiga framstegupp som kan bidra till en säkrare navigation. En av dessa tekniker är Augmented Reality (AR) som redan rönt stor framgång inom såväl bil- som flygindustrin. Syftet med denna studie var att genom en innehållsanalys undersöka haverier under 2010- talet där mänskligt felhandlande, den så kallade mänskliga faktorn, ligger bakom haveriet. Detta har gjorts genom att utreda de bakomliggande faktorerna till kollision i över 800 haverier och kategorisera dessa för att få en tydligare bild över vad som leder fram till haveriet. Efter att ha analyserat de för studien relevanta rapporterna och satt dem i ett scenario där bryggan är utrustad med AR-teknik finner studien att AR skulle ha varit behjälpligt i samtliga fall, då främst genom att göra navigatören mer uppmärksam på omgivningen med tydligt projicerad information från de olika informationskällorna på bryggan. Studien kommer fram till att AR bidrar stora fördelar för en säkrare navigation, dock krävs det en del tekniskt arbete bakom tekniken vilket kan vara kostsamt både ekonomiskt och tidsmässigt. Studien formulerar slutligen teorin att AR kan förebygga kollisioner inom sjöfarten genom att göra navigatören mer uppmärksam på potentiella hinder för säker navigation.

In den letzten Jahren hat die Verbreitung von Elektrofahrrädern, sogenannten Pedelecs, stark zugenommen. Dies ist vor dem Hintergrund der Umweltfreundlichkeit und Gesundheitsförderlichkeit dieser Form der Fortbewegung zunächst grundsätzlich positiv zu bewerten. Gleichzeitig besteht jedoch die Sorge, dass Elektrofahrradfahrer häufiger und in schwerere Unfälle verwickelt werden könnten als Fahrradfahrer. So bieten motorgestützte Elektrofahrräder das Potential, höhere Geschwindigkeiten zu erreichen als konventionelle Fahrräder, und werden zudem vor allem von älteren Verkehrsteilnehmern genutzt. Nicht zuletzt deswegen könnten sich durch diese neue Mobilitätsform auch neue Herausforderungen für die Verkehrs-, insbesondere Radinfrastrukturen ergeben. Tatsächlich jedoch blieben die Auswirkungen auf die Verkehrssicherheit bisher weitestgehend ungeklärt. Um dieser Problematik zu begegnen, wurde im Rahmen einer Naturalistic Cycling Studie (NCS) und mehreren experimentellen Untersuchungen folgenden Fragen nachgegangen: Fahren Elektrofahrradfahrer tatsächlich schneller als nicht-motorisierte Radfahrer? Wie wirken sich diese potentiell höheren Geschwindigkeiten darauf aus, wie Elektrofahrradfahrer von Autofahrern wahrgenommen werden? Welchen Einfluss hat das Alter der Radfahrer auf die Geschwindigkeiten und auch auf deren Neigung zu Unfällen bzw. sicherheitskritischen Situationen im Verkehr? Und welchen Einfluss hat die Infrastruktur auf die gewählten Geschwindigkeiten und die Auftretenshäufigkeit von kritischen Situationen? Diese und weitere Fragen wurden in insgesamt vier Arbeiten, die in internationalen Fachzeitschriften publiziert sind (I - IV), beleuchtet. Im ersten Artikel werden die Geschwindigkeiten von Fahrradfahrern (n = 31) im Gegensatz zu Pedelecfahrern (n = 49; Motorunterstützung bis 25 km/h) sowie S-Pedelecfahrern (n = 10; Motorunterstützung bis 45 km/h) betrachtet. Als Einflussgrößen wurden das Alter und die Nutzung verschiedener Infrastrukturtypen der Probanden ausgewertet. Alle Räder wurden mit einem Datenaufzeichnungssystem inklusive Kameras und Geschwindigkeitssensoren ausgestattet, um für vier Wochen ein Bild des natürlichen Fahrverhaltens zu erhalten. Unabhängig von der Infrastruktur waren S-Pedelecfahrer schneller unterwegs waren als Fahrrad- und Pedelecfahrer. Pedelecfahrer fuhren ebenfalls signifikant schneller als konventionelle Fahrradfahrer. Die höchsten Geschwindigkeiten wurden für alle Radtypen auf der (mit dem motorisierten Verkehr geteilten) Fahrbahn sowie der Radinfrastruktur gemessen. Das Alter der Fahrer hatte ebenfalls einen signifikanten Einfluss auf die Geschwindigkeit: Unabhängig vom Fahrradtyp waren ältere Fahrer (65 Jahre und älter) deutlich langsamer als Probanden jüngerer Altersgruppen (41-64 Jahre sowie 40 Jahre und jünger). Die beiden jüngeren Altersgruppen fuhren selbst ohne Motorunterstützung (konventionelles Fahrrad) schneller als die älteren Pedelecfahrer. Genauere Analysen (wie etwa das Verhalten beim Bergabfahren) legen nahe, dass dieser Befund nicht allein der physischen Leistungsfähigkeit zugeschrieben werden kann. Es scheint vielmehr so, als ob ältere Fahrrad- und Elektroradfahrer durch die geringere Geschwindigkeit versuchen, Defizite in der Reaktionsgeschwindigkeit auszugleichen bzw. generell vorsichtiger fahren. Der zweite Artikel beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit sich die Art und Häufigkeit von Unfällen und kritischen Situationen bei den drei verschiedenen Altersgruppen unterscheiden. Auch hier wurde auf die Daten aus der NCS zurückgegriffen, auf deren Basis eine umfassende Videokodierung durchgeführt wurde. Es zeigten sich keine Unterschiede zwischen den Altersgruppen hinsichtlich des Auftretens kritischer Situationen; weder in Bezug auf die absolute Anzahl, noch gemessen an der relativen Häufigkeit (pro 100 km). Ebenfalls keine Zusammenhänge fanden sich zwischen dem Alter der Fahrer und der Art von Konfliktpartnern oder der Tageszeit der kritischen Situationen. Auch hier scheint es so, dass Ältere keinem erhöhten Risiko unterliegen, und etwaige altersbedingte Einschränkungen kompensieren können. Bei der Betrachtung des Einflusses des Infrastrukturtyps auf das Auftreten von kritischen Situationen zeigte sich, dass, bezogen auf die zurückgelegten Wegstrecken, die Nutzung der mit dem motorisierten Verkehr geteilten Fahrbahn als relativ sicher einzustufen ist. Demgegenüber ergab sich ein erhöhtes Risiko für Unfälle oder kritische Situationen auf designierter Radinfrastruktur. Dies widerspricht der Wahrnehmung vieler Radfahrer, die diese Infrastruktur als besonders sicher empfinden. Es ist allerdings anzunehmen, dass diese Wahrnehmung nicht nur auf der vermeintlichen Auftretenshäufigkeit, sondern auch auf dem angenommenen Schweregrad einer möglichen Kollision beruht. Zwei weitere Artikel beschäftigen sich damit, wie Autofahrer die Geschwindigkeit beziehungsweise die Annäherung von Elektrofahrrädern wahrnehmen. Dies ist insbesondere in Kreuzungssituationen relevant, in denen Autofahrer abschätzen müssen, ob sie noch rechtzeitig vor einem Fahrrad abbiegen können ohne mit diesem zu kollidieren. Es wurde vermutet, dass die fehlende Erfahrung mit Elektrofahrrädern und der von ihnen erreichbaren Geschwindigkeit vermehrt zu entsprechenden Unfällen führen könnte. Der Frage wurde mit einem Experiment zur Lückenakzeptanz auf der Teststrecke (Artikel III) und einer Videostudie zu Schätzungen von Zeitlückengrößen (Artikel IV) nachgegangen. Es zeigte sich, dass Autofahrer die verbleibende Zeit bis zur Kollision für Elektrofahrradfahrer geringer einschätzten als für konventionelle Radfahrer. Zudem wählten Autofahrer bei einem herannahenden Elektrofahrrad signifikant kleinere Zeitlücken zum Abbiegen, als bei einem konventionellen Fahrrad. Dieser Effekt verstärkte sich sogar noch, wenn die Geschwindigkeit des herannahenden Zweirades zunahm. Diese Befunde legen nahe, dass die Einschätzung der Geschwindigkeit beziehungsweise Annäherung von Elektrofahrrädern durchaus risikobehaftet ist. Die Ergebnisse dieser Arbeit helfen dabei, die Auswirkungen der steigenden Verbreitung von Elektrofahrrädern auf die Verkehrssicherheit einzuschätzen. Auch erlauben es die Erkenntnisse, Maßnahmen zur Erhöhung der Verkehrssicherheit für Fahrrad- und Elektrofahrradfahrern aller Altersgruppen abzuleiten. Damit leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Unterstützung einer sicheren, gesunden und umweltfreundlichen Mobilität.:TABLE OF CONTENTS SYNOPSIS 1 1 Overview of the dissertation 1 2 Introduction 2 3 Road safety 4 3.1 Task-Capability Interface (TCI) Model 4 3.2 Three traffic safety pillars 6 3.3 Vehicle: Road safety of bicycle and e-bike riders 7 3.3.1 Drivers’ gap acceptance and time to arrival estimations of approaching cyclists and e-bike riders 10 3.4 Road user: Road safety of older road user 14 3.5 Infrastructure: Influence of infrastructure and its characteristics on road safety 16 4 Research objectives of the dissertation 18 5 Overview of the methodology 19 5.1 Naturalistic Cycling Study 19 5.2 Experimental studies 21 6 Results and discussion 22 6.1 Vehicle: Traffic safety of bicycle and e-bike riders 22 6.1.1 Research Objective 1: Influence of bicycle type on speed under various conditions 22 6.1.2 Research Objective 2: Effect of speed and bicycles type on drivers’ gap acceptance and time to arrival estimates 23 6.2 Road user: Traffic safety of bicycle and e-bike older riders 25 6.2.1 Research Objective 3: Influence of age on speed of riders of bicycles and pedelecs.. 25 6.2.2 Research Objective 4: Influence of age on safety critical events and crashes of cyclists 26 6.3 Infrastructure: Influence of infrastructure circumstances on traffic safety 28 6.3.1 Research Objective 5: Infrastructure type and road gradient as influencing factors on speed and speed perception of cyclists and e-bike riders and their effect on safety critical events 28 7 Integration of the results to the TCI Model 30 8 Implications 31 9 Conclusion 34 PAPER I The German Naturalistic Cycling Study - Comparing cycling speed of different e-bikes and conventional bicycles 51 PAPER II Conflict partners and infrastructure use in safety critical events in cycling - Results from a naturalistic cycling study 73 PAPER III Drivers’ gap acceptance in front of approaching bicycles – Effects of bicycle speed and bicycle type 107 PAPER IV The influence of speed, cyclist age, pedalling frequency and observer age on observers\\\' time to arrival judgements of approaching bicycles and e-bikes 127 CURRICULUM VITAE 153 PUBLICATIONS 156 / Electric bicycles (e-bikes) are a relatively new form of transport. The aim of this dissertation is to investigate their effects on road safety. In 2012, at the beginning of this dissertation project, knowledge of e-bikes in general and their impact on road safety in particular was relatively scarce. As a starting point of this work, the influence of e-bikes on road safety was investigated compared relative to the road safety of conventional bicycles. Additionally, the influence of the age of the rider on safety is considered as a supplementary factor. Special attention is paid to the impact of the infrastructure utilised by riders and its characteristics. This cumulative dissertation consists of four research articles, labelled Paper I to IV accordingly. Papers I to IV have been published in peer reviewed journals. The synopsis provides an overview of previous research as well as a theoretical framework of the safety of cyclists and e-bike riders. Speed, and its perception through other road users (measured with experiments to gap acceptance and time to arrival (TTA) estimates) are considered as relevant factors for road safety. In Chapter 4, the research objectives are presented in detail. The methodology is clarified in Chapter 5, and in Chapter 6 and 7 the results are summarised and discussed. The implications of the results are considered in Chapter 8. In Paper I, the differences in speed between bicycles, pedelecs (pedal electric cycle, motor assistance up to 25 km/h) and S-pedelecs (pedal electric cycle, motor assistance up to 45 km/h) were investigated. Additionally the influence of infrastructure type, road gradient and the age of the rider were taken into account. Paper II is concerned with the influence of different conflict partners in crashes, and the utilisation of infrastructure on the safety of cyclists. For this purpose, safety critical events (SCE) involving cyclists were examined, with a special focus on the differences between younger, middle aged, and older cyclists. Papers III and IV focus on the perception of speed of e-bike and bicycle riders through other road users and its implications for road safety. Paper III specifically deals with the gap acceptance of car drivers at intersections in the presence of cyclists and e-bike riders with different speeds and under varying conditions (e.g. at intersections with different road gradients). Paper IV looks at drivers TTA estimates of approaching bicycles and e-bikes in combination with other influencing factors (e.g. speed, cyclist age).:TABLE OF CONTENTS SYNOPSIS 1 1 Overview of the dissertation 1 2 Introduction 2 3 Road safety 4 3.1 Task-Capability Interface (TCI) Model 4 3.2 Three traffic safety pillars 6 3.3 Vehicle: Road safety of bicycle and e-bike riders 7 3.3.1 Drivers’ gap acceptance and time to arrival estimations of approaching cyclists and e-bike riders 10 3.4 Road user: Road safety of older road user 14 3.5 Infrastructure: Influence of infrastructure and its characteristics on road safety 16 4 Research objectives of the dissertation 18 5 Overview of the methodology 19 5.1 Naturalistic Cycling Study 19 5.2 Experimental studies 21 6 Results and discussion 22 6.1 Vehicle: Traffic safety of bicycle and e-bike riders 22 6.1.1 Research Objective 1: Influence of bicycle type on speed under various conditions 22 6.1.2 Research Objective 2: Effect of speed and bicycles type on drivers’ gap acceptance and time to arrival estimates 23 6.2 Road user: Traffic safety of bicycle and e-bike older riders 25 6.2.1 Research Objective 3: Influence of age on speed of riders of bicycles and pedelecs.. 25 6.2.2 Research Objective 4: Influence of age on safety critical events and crashes of cyclists 26 6.3 Infrastructure: Influence of infrastructure circumstances on traffic safety 28 6.3.1 Research Objective 5: Infrastructure type and road gradient as influencing factors on speed and speed perception of cyclists and e-bike riders and their effect on safety critical events 28 7 Integration of the results to the TCI Model 30 8 Implications 31 9 Conclusion 34 PAPER I The German Naturalistic Cycling Study - Comparing cycling speed of different e-bikes and conventional bicycles 51 PAPER II Conflict partners and infrastructure use in safety critical events in cycling - Results from a naturalistic cycling study 73 PAPER III Drivers’ gap acceptance in front of approaching bicycles – Effects of bicycle speed and bicycle type 107 PAPER IV The influence of speed, cyclist age, pedalling frequency and observer age on observers\\\' time to arrival judgements of approaching bicycles and e-bikes 127 CURRICULUM VITAE 153 PUBLICATIONS 156

The occurrence of wildlife vehicle collisions (WVCs) is an increasing problem in Sweden with a calculated increase of 45 percent from 2015 to 2022. The highest measured number of WVCs occurred in 2021 with over 67,000 reported incidents, where only the payment for the search of wounded animals were approximately 60 million Swedish crowns. The Swedish transport agency works actively with the problem by constructing several types of wildlife passages to mitigate the increasing problem, inter alia, ecoducts and fauna bridges.   The aim of this study was to evaluate the mitigation effect of wildlife passages, in this case ecoducts and fauna bridges. In addition, were also the spatial extent of the mitigation effect together with the relationship between mitigation effect and the annual daily traffic (ADT) evaluated.   The evaluation of mitigation effect was conducted by the usage of several types of geographical information systems (GIS) tools in the software ArcGIS Pro. A selection of seven passages was made, based on several requirements and each passage was assigned a study area with an area of 100 square kilometers. The mitigation effect was initially determined by conducting an Emerging hot spot analysis, categorizing the result into showing trend of decrease or showing no trend of decrease. The spatial extent of the mitigating effect was evaluated through the Emerging hot spot results while the relation between ADT and WVCs was evaluated in an overlay analysis.   Two of the passages were concluded as to having a mitigating effect, three passages were concluded as to showing no mitigating effect and two passages were excluded from further evaluation due to high uncertainty in the results. At the passages with stated mitigating effect were the spatial extent of effect shown in the whole study area. The result showed no evident correlation between ADT and mitigating effects which led to further reflections on the degree of influence that ADT has on the occurrence of WVCs.

This study introduces a multi-objective optimization framework for the re-dimensioning of the cross-section elements of rural horizontal curves with limited sight distance. The optimization aims at minimizing both the risk of collision associated with the limited sight distance and the expected collision frequency corresponding to the cross-section elements’ dimensions. The risk component was assessed using an index known as (Pnc), which is developed based on the reliability theory. The change in collision frequency corresponding to the change of the cross-section elements was extracted from the literature. The risk and the safety components were then combined into one measure (CMFcombined) to develop a direct measure of the safety impacts of the optimization. The proposed framework was applied to five restricted curves in British Columbia, Canada, considering various scenarios. The results showed a considerable reduction in the Pnc value (ranging from 12% to 73%) and the expected collision frequency (ranging from 10% to 31%) after optimization. The estimated combined reduction in collision frequency (CMFcombined) was estimated to vary between 48% and 76%. The results showed that the optimization of cross-section elements can improve the safety of horizontal curves significantly. The framework presented in this study would support transportation engineers in selecting optimal dimensions of cross-section elements of restricted horizontal curves, understanding the safety consequences of selecting a specific cross-section configuration, and assessing the economic viability of different design options. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)