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<p>As an object approaches an observer’s eye, tau, defined as the inverse relative expansion rate of the object’s image on the retina (Lee, 1976) approximates time-to-collision (TTC). Many studies have suggested that human observers use TTC information, but evidence for the use of tau remains inconclusive. Here we present two studies that investigated the use of tau in object-motion and observer-motion situations. In Study I, we dissociated several monocular variables that potentially contributed to TTC perception, and found that participants were most sensitive to TTC information when performing a relative TTC estimation task; and less sensitive to non-time variables such as distance-to-collision, speed and object size. Additionally, when we manipulated sources of information to specify conflicting time-of-arrivals, TTC specified by tau was weighted more than TTC derived from distance and speed. Thus, we concluded that even in the presence of monocular depth information, observers strongly utilize tau when estimating TTC.</p> <p>In Study II, observers estimated TTC of a looming target in the presence or absence of background expansion. Results demonstrated that participants overestimated TTC in situations where the surroundings of the target’s contours expanded at a reduced rate. Moreover, simulated self-motion was unnecessary to induce this bias, as results were comparable in situations where this relative expansion was limited to the target’s immediate surroundings. Therefore, we also concluded that a relative tau variable, based on the relative rate of expansion, is utilized whenever expansion beyond the object’s immediate boundaries is less than the target’s absolute rate of expansion.</p> / Master of Science (MSc)

This on-road field investigation employed, for the first time, a completely automated, trigger-based data collection system capable of evaluating driver performance in an extended duration real-world commercial motor vehicle environment. The complexities associated with the development of the system, both technological and logistical and the necessary modifications to the plan of research are presented herein This study, performed in conjunction with an on-going three year contract with the Federal Highway Administration, examined the use of self-rating of alertness and temporal separation (minimum time-to-collision, minimum headway, and mean headway) as indicators of driver fatigue. Without exception, the regression analyses for both the self-rating of alertness and temporal separation yielded models low in predictive ability; neither metric was found to be a valid indicator of driver fatigue. Various reasons for the failure of self-rating of fatigue as a valid measure are discussed. Dispersion in the data, likely due to extraneous (non-fatigue related) factors (e.g., other drivers) are credited with reducing the sensitivity of the temporal separation indicators. Overall fatigue levels for all temporal separation incidents (those with a time-to-collision equal to or less than four seconds) were found to be significantly higher than for those randomly triggered incidents. On this basis, it is surmised that temporal separation may be a sensitive indicator for time-to-collision values greater than the 4-second criterion employed in this study. Two unexpected relationships in the data are also discussed. A "wall" effect was found to exist for minimum time-to-collision values at 1.9 seconds. That is, none of the participants who participated in this research effort exhibited following behaviors with less than a 1.9-second time-to-collision criterion. In addition, based upon the data collected for this research, anecdotal evidence suggests that commercial motor vehicle operators do not appear to follow the standard progression of events associated with the onset of fatigue. / Ph. D.

Med fler än en miljon omkomna i trafikolyckor världen över varje år är trafiksäkerhet ett ständigt aktuellt område. Studier på deprimerade patienter har visat att negativ sinnesstämning medför försämrad körförmåga. Dessa effekter är i hög grad outforskade och det är därför viktigt att undersöka om de förekommer även vid en mildare grad av nedstämdhet, så kallad dysfori, vilket i så fall skulle innebära att negativ sinnesstämning i likhet med trötthet och alkoholpåverkan utgör en allvarlig trafikfara. För att bättre förstå hur sinnesstämning påverkar körförmåga är det dock också relevant att undersöka om dysfori kan bidra till riskkompensation, det fenomen som inträffar när människor kompenserar för säkerhetsförändringar genom ett förändrat riskbeteende. I denna uppsats beskrivs en del av en körsimulatorstudie kring dysfori och bilkörning, där syftet var att undersöka om dysfori kan vara en orsak till riskkompensation. 15 studenter vid Linköpings universitet delades upp i en testgrupp med dysforiska försöksdeltagare (N = 5) och en kontrollgrupp (N = 10) med hjälp av Major Depression Inventory, ett instrument för att diagnostisera depression. Dessa fick sedan genomföra en körning i simulatorn Desktop T&amp;D där time headway, time to collision, genomsnittshastighet och antal omkörningar mättes för de olika grupperna för att undersöka förekomsten av riskkompensation. Resultatet visade att inga signifikanta skillnader kunde observeras för något av måtten. Riskkompensation har i många studier visat sig vara ett komplext fenomen att undersöka och ett flertal metodologiska problem förelåg, särskilt på grund av svårigheten att mäta risk i en simulator med god validitet. Det är dock viktigt att fortsatta undersökningar görs för att bättre förstå riskkompensation, samt att fenomenet beaktas som en tänkbar inverkande faktor i framtida studier av körförmåga.

<p>De krocktester som utförs idag är låsta till det system av styr och draganordningar som byggs upp. Att göra en krocktest därbilarna kan styras individuellt med hjälp av en förarrobot ökar friheten att designa tester. Att krocka två bilar som på bilden på framsidan, med 90 graders vinkel mellan bilarnas färdriktning ställer det mest tidskritiska kravet när de ska träffa varandra. Detta kräver en bra hastighetsreglering vilket är huvuddelen i examensarbetet.</p><p>I denna rapport redovisas hur ett sådant styrsystem skulle kunna byggas samt tester i en simuleringsmodell för denna typ av krocktest.</p><p>Simuleringsmodellen är uppbyggd i Matlab/Simulink och eftersträvar att efterlikna ett verkligt sidokollisionstest tillräckligt mycket för att kunna testa styrsystemet.</p><p>Efter de tester som gjorts kan man konstatera att det är möjligt att konstruera ett sådant styrsystem som kan få två bilar att träffa varandra i en sådan sidokollision som är beskriven ovan.</p>

De krocktester som utförs idag är låsta till det system av styr och draganordningar som byggs upp. Att göra en krocktest därbilarna kan styras individuellt med hjälp av en förarrobot ökar friheten att designa tester. Att krocka två bilar som på bilden på framsidan, med 90 graders vinkel mellan bilarnas färdriktning ställer det mest tidskritiska kravet när de ska träffa varandra. Detta kräver en bra hastighetsreglering vilket är huvuddelen i examensarbetet. I denna rapport redovisas hur ett sådant styrsystem skulle kunna byggas samt tester i en simuleringsmodell för denna typ av krocktest. Simuleringsmodellen är uppbyggd i Matlab/Simulink och eftersträvar att efterlikna ett verkligt sidokollisionstest tillräckligt mycket för att kunna testa styrsystemet. Efter de tester som gjorts kan man konstatera att det är möjligt att konstruera ett sådant styrsystem som kan få två bilar att träffa varandra i en sådan sidokollision som är beskriven ovan.

The majority of the road infrastructure in developing countries consists oftwo-lane highways with one lane in each travel direction. Operational efficiency of these highways is derived fromintermittent passing zones where fast vehicles are permitted by design to pass slow vehicles using the opposite traffic lane. Passing zonescontributeto reduction oftravel delay and queuing of fast vehiclesbehind slow vehicles. Thishoweverincreases crash risks between passing and opposite vehiclesespecially at high traffic volumesdue to reduction of passing opportunities.Reduction of passing-related crash risks is therefore a primary concern ofpolicy makers, planners, and highway design engineers. Despite the wide application of passing zones on two-lane highways, there is limited knowledge on the underlying causal mechanisms that exacerbate crash risks, and the essential tools to assess safety of the passing zones. This thesis presentsa methodology to appraisesafety of two-lane rural highways based on observed operation of passing zones.Theproposed methodology takes into accountthe impact of traffic and geometric factors onthe rate passing maneuvers end insidepassing zonesand in the no-passing zones, adequacy ofthe designpassing sight distance,and time-to-collision at the end of passing maneuvers.Thethesis is comprised offive papers addressing capacity and safety aspectsof passing zoneson two-lane rural highways. Paper Ipresents a review of the literature on capacity and safety of passing zones. Paper IIdiscusses adequacy of the design passing sight distance based on the sight distance required to complete a passing maneuverusing observed data. Paper IIIdiscusses formulation, estimation, and application of a model to predict the passing rate using geometric and traffic factors, and applications. Paper IVdiscusses risk appraisal of the passing process based on the probability to complete passing maneuvers with time-to-collision less than 3.0 seconds taking into account the accepted gap in the opposite direction and the passing duration. Paper Vdiscusses formulation and estimation of models to predict the probability and the rate at which passing maneuvers end in a no-passing zone, and applications. Resultsshow that passing zones of lengths between 1.30and 2.50km aregood for both operational efficiency and safety.Passing zones of lengths between 0.50and 1.30km exhibitincreasing crash risks resulting from delayed passing maneuvers thatend in the no-passing zone where the sight distance is limited to evadepotential collisions. Safety of these passing zones could be enhanced with additional signage to indicate the farthestpoint along a passing zone that maneuvers can be initiated so as not to end in a no-passing zone. Passing zones less than 0.50km compel drivers to commence passing maneuvers close to the beginning of the passing zone,and should be avoided during design for safety reasons. The results further show that the passing rate depends on the length of the passing zone, absolute vertical grade, traffic volume in two travel directions, directional split, 85thpercentile speed of free flow vehicles,and percent of heavy vehicles in the subject direction. The peak-passing rate also known as the passing capacity occurs at 200, 220, and 240vph in the subject direction for 50/50, 55/45, and 60/40directional splits, respectively. The rate at which passing maneuvers end in a no-passing zone increaseswith traffic volume and unequal distribution of traffic in two directions, absolute vertical grade, and percent of heavy vehiclesin the subject direction. The thesis furtherdiscusses practical applications of the study findings in highway planning and design to enhancesafety and improve operational efficiency of two-lane rural highways. / <p>QC 20151106</p>

We investigated after effects of automation in take-over scenarios in a high-end moving-base driving simulator. Drivers performed evasive manoeuvres encountering a blocked lane in highway driving. We compared the performance of drivers 1) during manual driving, 2) after automated driving with eyes on the road while performing the cognitively demanding n-back task, and 3) after automated driving with eyes off the road performing the visually demanding SuRT task. Both minimum time to collision (TTC) and minimum clearance towards the obstacle disclosed a substantial number of near miss events and are regarded as valuable surrogate safety metrics in evasive manoeuvres. TTC proved highly sensitive to the applied definition of colliding paths, and we prefer robust solutions using lane position while disregarding heading. The extended time to collision (ETTC) which takes into account acceleration was close to the more robust conventional TTC. In line with other publications, the initial steering or braking intervention was delayed after using automation compared to manual driving. This resulted in lower TTC values and stronger steering and braking actions. Using automation, effects of cognitive distraction were similar to visual distraction for the intervention time with effects on the surrogate safety metric TTC being larger with visual distraction. However the precision of the evasive manoeuvres was hardly affected with a similar clearance towards the obstacle, similar overshoots and similar excursions to the hard shoulder. Further research is needed to validate and complement the current simulator based results with human behaviour in real world driving conditions. Experiments with real vehicles can disclose possible systematic differences in behaviour, and naturalistic data can serve to validate surrogate safety measures like TTC and obstacle clearance in evasive manoeuvres.

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. / 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).

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