Erlangen-Nürnberg, Univ., Diss., 2009.

Fahr- und Verkehrssimulation sind neben Studien mit realen Fahrzeugen die gängigen Methoden der empirischen Verkehrswissenschaft. Während sich die Fahrsimulation mit dem Erleben und Verhalten von Fahrern beschäftigt, untersucht die Verkehrssimulation das gesamte Verkehrssystem. Der Bereich zwischen diesen Polen „Fahrer“ und „Verkehr“, in dem Fahrer aufeinander treffen und miteinander interagieren, ist angesichts der Bedeutung sozialer Prozesse für das Erleben und Verhalten ein wichtiger Aspekt. Allerdings wurde dieser Bereich in der Verkehrswissenschaft bisher nur unzureichend abgebildet. Auch in der Fahr- und Verkehrssimulation wurde dieser Aspekt bislang weitgehend vernachlässigt. Um diese Lücke zu schließen, wurde mit der Pulksimulation eine neue Versuchsumgebung entwickelt. Sie besteht aus miteinander vernetzten Fahrsimulatoren und ermöglicht es, Interaktionsfragestellungen zu untersuchen. Jedoch bringt die Anwendung der Pulksimulation neue Anforderungen an den Untersucher mit sich, die bei der Fahr- bzw. Verkehrssimulation nicht notwendig sind und für die Pulksimulation neu entwickelt werden müssen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist, diese Methode zur Untersuchung verkehrspsychologischer Fragestellungen weiterzuentwickeln, zu prüfen und zu etablieren. In ersten Untersuchungsansätzen werden in acht Teilstudien die grundlegenden methodischen Besonderheiten der Pulksimulation am Beispiel des Folgefahrens und des Kreuzens betrachtet. Hierbei wird auch stets der Vergleich zu den bisher genutzten Versuchsumgebungen Einzelfahrsimulation und Verkehrssimulation gezogen. Folgende Fragstellungen wurden im Rahmen dessen beantwortet: (1) Wie unterscheidet sich eine Pulkfahrt von einer Einzelfahrt? (2) Welchen Einfluss haben nachfolgende Fahrzeuge im Pulk? (3) Welche Effekte haben Positionierungen im Pulk? (4) Wie unterscheiden sich reale Fahrer und Modelle im Pulk? (5) Wie wirkt sich die Einführung einer Nebenaufgabe auf den Pulk aus? (6) Wie wirken sich verschiedene Abstandsinstruktionen aus? (7) Mit welchen Parametern kann der Pulk beschrieben werden? (8) Wie kann das Verhalten des Pulks an Kreuzungen untersucht werden? Schließlich werden zwei Anwendungsbeispiele der Pulksimulation zu aktuell relevanten Themen aufgezeigt. In der ersten Untersuchung wird ein Gefahrenwarner evaluiert, der vor Bremsungen vorausfahrender Fahrzeuge warnt. Während Fahrer direkt hinter dem bremsenden Fahrzeug vom System nicht profitieren, steigt der Nutzen des Systems mit zunehmender Positionierung im Pulk an. In einer zweiten Studie wird ein Ampelphasenassistent untersucht. Dieser informiert den Fahrer während der Annäherung an eine Ampel über die optimale Geschwindigkeit, mit der diese Ampel ohne Halt bei Grün durchfahren werden kann. Um die Auswirkungen des Systems auf den nicht-assistierten Umgebungsverkehr bestimmen zu können, werden verschiedene Ausstattungsraten innerhalb des Pulks eingeführt. Mit diesem Untersuchungsansatz können gleichzeitig Effekte des Systems auf die assistierten Fahrer (z. B. Befolgungsverhalten), die nicht-assistierten Fahrer (z. B. Ärger) sowie das Verkehrssystem (z. B. Verkehrsfluss) bestimmt werden. Der Ampelphasenassistent resultiert in einem ökonomischeren Fahrverhalten der assistierten Fahrer, erhöht aber gleichzeitig in gemischten Ausstattungsraten den Ärger der nicht-assistierten Fahrer im Verkehrssystem. Erst bei Vollausstattung entwickelt sich dieser negative Effekt zurück. Die in den Anwendungsbeispielen berichteten Phänomene sind durch Untersuchungen in einer Einzelfahrsimulation oder Verkehrssimulation nicht beobachtbar. Insbesondere für die Untersuchung von Fragen, in denen soziale Interaktionen mit anderen Fahrern eine Rolle spielen, zeichnet sich die Pulksimulation in besonderer Weise aus. Hierfür liefert die Anwendung in der Pulksimulation zusätzliche Informationen und zeigt somit, dass die Pulksimulation das Methodeninventar in der Verkehrswissenschaft effektiv ergänzt. Sie stellt zum einen eine Erweiterung der Fahrsimulation um den Faktor „Verkehr“ und zum anderen eine Erweiterung der Verkehrssimulation um den Faktor „Mensch“ dar und wird so zu einem zentralen Bindeglied beider Versuchsumgebungen. Darüber hinaus erlaubt die Pulksimulation die Modellierung von Interaktionsverhalten im Straßenverkehr, was bisher nicht bzw. nur unter größtem Aufwand realisierbar war. Hierdurch können die Modelle der Fahr- und Verkehrssimulation weiterentwickelt werden. Mit den in dieser Arbeit neu entworfenen Parametern werden Kenngrößen zur Verfügung gestellt, die Variationen bezüglich Quer- und Längsführung auch auf Ebene des Pulks abbilden können. Weitere neu entwickelte Parameter sind in der Lage, Interaktionen über den Zeitverlauf zu beschreiben. Diese Parameter sind notwendig für den Einsatz der Pulksimulation in zukünftigen Untersuchungen. Zusammenfassend wurde in der vorliegenden Arbeit die Methodik der Pulksimulation für den gesamten Anwendungsprozess von der Fragestellung bis hin zur Interpretation der Ergebnisse weiterentwickelt. Der Mehrwert dieser Methode wurde an aktuellen und bisher nicht untersuchbaren Fragestellungen belegt und somit die Validität der Pulksimulation gestärkt. Die vorgestellten Untersuchungen zeigen das große Potenzial der Pulksimulation zur Bearbeitung von Fragen, die auf der Interaktion verschiedener Verkehrsteilnehmer basieren. Hierdurch wird erstmals die Möglichkeit geschaffen, soziale Interaktionen über den Zeitverlauf in die Fahrermodelle der Verkehrssimulation zu integrieren. Damit ist der Brückenschlag von der Fahr- zur Verkehrssimulation gelungen. / Beside studies in real traffic, driving simulation and traffic simulation are the most common methods in traffic sciences. Driving simulation deals with mental functions and behavior of drivers. Traffic simulation analyzes the whole traffic system. Between these poles “driver” and “traffic”, several drivers meet each other and interact. These interactions are a significant aspect due to the importance of social effects regarding mental functions and behavior. However, interactions are displayed insufficiently in driving simulation and traffic simulation. The multi-driver simulation is a new tool to fill in this gap. It consists of several driving simulators which are connected. The connection enables to investigate interactions in traffic. However, using a multi-driver simulation emerges new requirements which are not necessary in driving simulation or traffic simulation. Therefore, this work aims at developing and testing a new methodology for the multi-driver simulation. First, eight studies investigate the basic methodological specialties of the multi-driver simulation on the example of car following (i.e. driving in a platoon) and intersecting. These results are compared always with driving simulation and traffic simulation. In this section, the following issues are addressed: (1) What are the differences between driving alone and driving in a platoon? (2) What is the effect of succeeding vehicles while driving in a platoon? (3) What is the effect of the position in a platoon? (4) What are the differences between real drivers and models in driving in a platoon? (5) What is the effect of a secondary task while driving in a platoon? (6) What is the effect of different car following instructions? (7) What are parameters to describe a platoon? (8) How it is possible to analyze driving behavior at intersections? The next chapter of the work shows two application examples for the multi-driver simulation. The first study evaluates a hazard warning system which warns of braking maneuvers of preceding drivers. Drivers straight behind the braking vehicle do not benefit from the system. Instead, the gain of the system increases with the position of the driver in the platoon. The second study investigates a traffic light assistant. While approaching a traffic light, this system informs the driver about the optimal speed to pass while the lights are green. Various penetration rates are realized to analyze the effect of the system on the non-equipped surrounding traffic. By means of this study design, system effects can be determined on assisted drivers (e.g. system usage), on non-assisted drivers (e.g. annoyance) and on the whole traffic system (e.g. traffic flow). On the one hand, assisted drivers show a higher economic driving behavior. One the other hand, non-assisted drivers are annoyed in a higher extent in mixed penetration rates. This negative effect decreases in a 100% penetration rate. The application examples show effects which cannot be investigated with driving simulation or traffic simulation. In particular, research questions concerning social interactions between drivers can be investigated in the multi-driver simulation. Therefore, the multi-driver simulation is a useful supplement for the methodology in traffic psychology: On the one hand, it enhances driving simulation with the factor “traffic”. On the other side, it enhances the traffic simulation with the factor “human”. Therefore, the multi-driver simulation becomes the link between these methods. Additionally, the multi-driver simulation enables modelling of interactions in traffic which is not possible with other methods. These new interaction models are able to enhance driving simulation and traffic simulation. In this work, several parameters were developed to describe lateral and longitudinal control of a group of drivers. Further parameters can describe interactions between drivers. These parameters are necessary for the application of the multi-driver simulation in future research. To sum up, this work developed a methodology for the multi-driver simulation. The added value was demonstrated in relevant application examples which cannot be investigated with other methods. The studies show a high potential of the multi-driver simulation in research issues which address interactions between several drivers. By means of this method, social interactions can be integrated in the driver models of traffic simulation. This enables the link between driving simulation and traffic simulation.

Thesis (doctoral)--Universität, Köln, 1999.

Universiẗat, Diss., 2007--Leipzig.

The aim of the present piece of work was to give information about the frequency of psychoactive substances within the German driver population and to identify preventive and promotive circumstances of drug driving. Furthermore, a new methodological approach to gather and link data about the consumption of psychoactive substances and the mobility of drug users is shown. Traditionally, roadside surveys are conducted to estimate the prevalence of drug driving within a population. By the present study, an alternative method is introduced. In total, 195 drug users (mainly cannabis users) and 100 controls out of the normal driving population were queried for four weeks about their driving and drug consumption behaviour by a questionnaire that was deployed on smartphones. The prevalences of drug driving within the sample were extrapolated into representative values. Because the subjects reported all daily activities within the study-period, it was also possible to describe situations in which the subjects decided against driving under influence. Besides, relevant previous experiences, attitudes, the approval of legal regulations, other traffic-specific parameters, social influences and personality variables were queried. So, individual factors that are associated with drug driving can be specified. The results are integrated in a model that shows dependencies of different societal, behavioural and legal variables. They can serve as major input to the discussion on drug driving and can be of practical use for rehabilitation and prevention purposes. The results can be summarised as follows: - Compared to the results of a German roadside survey from 1994, the prevalences that are found within the present study seem pretty low. This finding is discussed and possible explanations for the described trend are lined out. Furthermore, the prevalences that were calculated in the present study are compared to current data from other European countries. - The results show differences between users and controls on several variables. The differences indicate that substance use impacts on the structuring of day-to-day life. Overall, the controls’ days proceed more along a daily working routine than the users’ (e.g. less mobility at night, more mobility at rush-hour, alcohol consumption mainly at nights out). - The individual extent to which drugs are consumed differs dependent on daytime, day of the week and kind of substance. Of course, these dependencies also influence the occurrence of drug driving. Other factors of influence on drug driving are the distance, the availability of alternative modes of transport as well as the presence of female companions. - Not everybody who uses drugs drives under the influence of drugs. A striking predictor for frequent drug driving and highly intoxicated driving is a high consumption, associated with risky consumption patterns and a low subjective feeling of impairment after drug consumption. - The subjects’ attitudes towards drug driving and their beliefs about social norms largely go in line with the behaviour they engage in. Drug users have rather liberal attitudes towards drug use and driving under influence. - A possible deterrence effect of sanctioning and police enforcement and its dependence on the acceptance and awareness of the measures is delineated. - Only small effects are found when examining the objective impairment that is caused by drug use by a computer-based test battery. This result is critically discussed with regards to the operationalisation of the study groups. - Except from driving under influence, there is no evidence to suggest that DUI offenders also show problematic behaviour according to other traffic-related measures. - Parents and peers may have an influence as role models on the development of problematic behaviour. A good relationship between parents and children may have a positive impact on the development of conventional values and behaviour. - Drug use is associated with some crucial personality dimensions and drugs are often used to solve personal problems. A less precise but similar difference was found for users who commit many drives under influence compared to users who never or only sometimes drive under influence. Moreover, users marginally more often have psychological problems compared to controls. Finally, the strengths and weaknesses of the new methodological approach of data collection are discussed as well as the challenges that are faced when implementing it. All in all, it has proved to be a promising method and should serve as a standard to which future studies should aspire. / Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Informationen über das Vorkommen von Fahrten unter Substanzeinfluss in Deutschland und über Prädiktoren für das Auftreten von Drogenfahrten bereitzustellen. Des Weiteren wird ein neuer methodischer Ansatz vorgestellt, mit dem sowohl Daten über den Konsum psychoaktiver Substanzen als auch Daten über das Mobilitätsverhalten von Drogenkonsumenten erhoben und somit verknüpft werden können. Ein herkömmlicher Ansatz zur Schätzung des Vorkommens von Drogenfahrten sind Roadside Surveys. Als alternative Methode wird eine Studie beschrieben, in der 195 Drogenkonsumenten (vorwiegend Cannabiskonsumenten) sowie 100 Kontrollpersonen vier Wochen lang täglich über ein Smartphone ihr Fahr- und Konsumverhalten protokollierten. Aus der Häufigkeit von Drogenfahrten innerhalb der Stichprobe wird über eine entsprechende Gewichtung auf den tatsächlichen Anteil in der Bevölkerung geschlossen. Da von den Probanden sämtliche Aktivitäten im Erhebungszeitraum protokolliert wurden, können auch solche Situationen beschrieben werden, in denen sich die Probanden gegen eine Drogenfahrt entschieden haben. Darüber hinaus wurden Informationen über die persönliche Vorgeschichte, relevante Einstellungen, die Akzeptanz gesetzlicher Regelungen, weitere verkehrsrelevante Auffälligkeiten, soziale Einflüsse sowie Informationen über Persönlichkeitsmerkmale eingeholt. Hierdurch können Umstände und Hintergründe, unter denen Drogenfahrten stattfinden, spezifiziert werden. Die Ergebnisse werden in ein Model integriert, das Abhängigkeiten zwischen gesellschaftlichen Variablen, Verhaltensparametern und gesetzlichen Gegebenheiten aufzeigt. Die Studie liefert aufschlussreiche Befunde, die sowohl die wissenschaftliche Diskussion um Drogenfahrten anregen als auch von praktischem Nutzen für Rehabilitations- und Präventionsmaßnahmen sein können. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: - Verglichen mit den Ergebnissen einer deutschen Roadside Survey aus dem Jahr 1994 fallen die hier kalkulierten Prävalenzen für Drogenfahrten in Deutschland recht gering aus. Der Befund wird diskutiert und es werden mögliche Gründe für den beschriebenen Trend aufgeführt. Außerdem werden die berechneten Werte mit aktuellen Vergleichsdaten aus anderen europäischen Ländern verglichen. - Der Konsum von Drogen hat gewisse Auswirkungen auf die Gestaltung des Alltags einer Person. Insgesamt scheinen Kontrollpersonen im Vergleich zu Drogenkonsumenten eher einem geregelten Arbeitsalltag nachzugehen (z. B. weniger Mobilität in der Nacht, mehr Mobilität zu Zeiten des allgemeinen Berufsverkehrs, Alkoholkonsum reduziert auf Ausgehzeiten). - Das Ausmaß des individuellen Drogenkonsums variiert in Abhängigkeit von Tageszeit, Wochentag und Art der Substanz. Natürlich wirken sich diese Abhängigkeiten ebenso auf das Auftreten von Drogenfahrten aus. Weitere situative Einflussfaktoren für Drogenfahrten sind die Länge der zurückzulegenden Strecke, die Verfügbarkeit alternativer Fortbewegungsmittel sowie weibliche Begleitpersonen. - Nicht jeder, der Drogen konsumiert, fährt auch unter Drogeneinfluss Auto. Als wesentlicher Prädiktor für häufige Drogenfahrten und hohe Substanzkonzentrationen im Blut während der Fahrt kann ein hoher Konsum genannt werden. Damit verbunden sind riskante Konsummuster sowie eine geringe subjektive Beeinträchtigung nach dem Konsum von Drogen. - Die Einstellung der Versuchspersonen zu Drogenfahrten sowie ihre Annahmen über soziale Normen stimmen zum großen Teil mit ihrem Verhalten überein. Drogenkonsumenten haben eher liberale Einstellungen zu Drogenkonsum und Drogenfahrten. - Eine mögliche abschreckende Wirkung von Sanktionen und polizeilichen Überwachungmaßnahmen und ihre Abhängigkeit von der Akzeptanz und der subjektiven Wahrnehmung der Maßnahmen wird beschrieben. - Eine objektive Leistungsbeeinträchtigung durch die Wirkung von Drogen mittels einer computerbasierten Testbatterie kann nur in geringem Maße nachgewiesen werden. Das Ergebnis wird hinsichtlich der Operationalisierung der untersuchten Gruppen kritisch diskutiert. - Es finden sich keine Hinweise dafür, dass Drogenfahrer, außer durch die Drogenfahrten an sich, auch sonst im Verkehr auffällig werden. - Eltern und Freunde scheinen als Rollenvorbilder Einfluss auf die Entwicklung von Problemverhalten zu nehmen. Eine gute Eltern-Kind-Beziehung wirkt sich positiv auf die Entwicklung konventioneller Werte und Verhalten aus. - Drogenkonsum ist mit einigen wesentlichen Persönlichkeitsmerkmalen assoziiert und Konsumenten weisen etwas häufiger psychische Probleme auf als Kontrollpersonen. Abschließend werden Stärken und Schwächen der neuen Methode diskutiert sowie besondere Anforderungen aufgeführt, die bei der Durchführung zu beachten sind. Insgesamt erwies sich die Methode als vielversprechend und sollte als Standard in künftigen Studien weiterentwickelt werden.

Würzburg, Univ., Diss., 2009

Die Arbeit befasst sich mit der Steuerung der Aufmerksamkeit während visueller Nebenaufgaben beim Fahren. Es wird angenommen, dass für die visuelle Wahrnehmung beim Fahren drei Prozesse zur Steuerung der Aufmerksamkeit beitragen. (1) Über top-down Prozesse wird die Aufmerksamkeit auf für die aktuelle Handlung besonders relevante Situationsbestandteile gelenkt. (2) Explorative Wahrnehmung dient dazu, ein umfassenderes Situationsmodell zu entwickeln, das neben aktuell handlungssteuernden Situationsbestandteilen auch andere, potentiell aufgabenrelevante Ob¬jekte zu einem umfassenderen Abbild der Situation integriert. (3) Saliente Reize können über bottom-up Aktivierung die Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Es ist bekannt, dass Fahrer während der Bearbeitung visueller Zweitaufgaben mit ihrem Blick und damit mit ihrer Aufmerksamkeit wiederholt zwischen Fahr- und Nebenaufgabe wechseln. Grundlage der experimentellen Arbeiten ist die Idee, dass hierbei die Ausrichtung der Aufmerksamkeit in der Fahraufgabe über top-down Prozesse gesteuert wird und auf einem mentalen Abbild der Situation basiert. Vor dem Beginn der Nebenaufgabe fokussiert der Fahrer auf die Fahrsituation, bewertet sie und entwickelt eine Antizipation der zukünftigen Situationsentwicklung. Das entstehende Situationsmodell entscheidet darüber, wie viel Aufmerksamkeit während der Nebenaufgabe auf die Fahraufgabe verwendet wird, und welche Situationsbestandteile durch die Blicke zur Straße kontrolliert werden. Der Fahrer lenkt über top-down Prozesse seine Aufmerksamkeit auf als relevant für die Situationsentwicklung bewertete Objekte. Andere Objekte, sowie eine von der aktuellen Fahraufgabe unabhängige, explorative Wahrnehmung der Fahrsituation werden während der Nebenaufgabe vernachlässigt. Aus der Literatur ergeben sich außerdem Hinweise darauf, dass eine reizbasierte bottom-up Ausrichtung der Aufmerksamkeit während visueller Ablenkung zumindest eingeschränkt, wenn nicht sogar zeitweise vollständig unterdrückt ist. Die durchgeführten experimentellen Arbeiten finden in der Fahrsimulation Belege für die angenommen top-down Steuerung der Aufmerksamkeit während visueller Nebenaufgaben beim Fahren. Es werden zwei unterschiedliche Messansätze verwendet. Studie 1 und 2 greifen auf die Analyse des Blickverhaltens zurück. In diesen beiden Studien absolvieren die Testfahrer längere, anspruchsvolle Fahrten, während denen visuelle Nebenaufgaben bearbeitet werden. Es ergeben sich Hinweise auf eine tiefere visuelle Verarbeitung der Fahrszene direkt vor dem Beginn der Nebenaufgabe. Während der Bearbeitung der visuellen Nebenaufgaben passen die Fahrer ihre Aufmerksamkeitsverteilung an die Erfordernisse der Fahrsituation an: In anspruchsvollen Fahrsituationen wird häufiger und länger auf die Straße geblickt als in weniger beanspruchenden Situationen. Es finden sich außerdem Hinweise dafür, dass spezifische Fahrfehler mit einer fehlerhaften Ausrichtung der Aufmerksamkeit in der Fahrsituation in Zusammenhang stehen. Studie 3 und 4 verwenden das Phänomen der Change Blindness als Indikator für die Ausrichtung der Aufmerksamkeit. Im Rahmen von Fahrten mit kontrollierten Situationsbedingungen wird die Hypothese untersucht, dass während der Bearbeitung visueller Nebenaufgabe die fahrbezogene Aufmerksamkeit auf fahrrelevante Situationsbestandteile gelenkt wird. Die Testfahrer nähern sich wiederholt Kreuzungen an. Während der Anfahrten wird über Okklusion ein Blickverhalten vorgegeben, das dem bei der Bearbeitung visueller Nebenaufgaben ähnelt. Die Fahrer sollen mit Tastendruck reagieren, wenn sie plötzliche Änderungen bemerken. Die Änderungen können sowohl relevante als auch irrelevante Fahrzeuge betreffen. Die Ergebnisse zeigen eine schlechte Entdeckungsleistung für Änderungen an irrelevanten Fahrzeugen. Änderungen an relevanten Objekten werden dagegen so gut wie immer bemerkt. Ob die Änderung durch Okklusion maskiert wird oder ob sie stattfindet, während die Fahrer die Straße sehen, hat keinen eindeutigen Ein¬fluss auf die Entdeckungsleistung. Dies kann ein Hinweis darauf sein, dass in der untersuchten Doppelaufgabensituation keine bottom-up Ausrichtung der Aufmerksamkeit erfolgt. Die angenommene top-down gesteuerte Beschränkung der Aufmerksamkeit auf als relevant bewertete Bestandteile der Fahrsituation hat Konsequenzen für die Analyse von Verkehrsunfällen. Unfälle infolge von visueller Ablenkung durch selbst initiierte Zweitaufgaben sind dann besonders wahrscheinlich, wenn das Situationsmodell des Fahrers falsch oder ungenau ist. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn ein peripheres, nicht beachtetes Objekt plötzlich relevant wird und eine Reaktion des Fahrers erforderlich macht. In Übereinstimmung mit Befunden zur Gefahrenwahrnehmung sind besonders Fahranfänger aufgrund ihrer noch nicht ausreichend entwickelten mentalen Modellen anfällig für Fehleinschätzungen von Fahrsituationen. Dies führt bei Ablenkung durch Nebenaufgaben zu einer erhöhten Unfallgefährdung. / This thesis deals with the question of how attention is controlled during driving with visual secondary tasks. It is assumed that in attentive driving three attentional processes contribute to the perception of the driving scene: (1) Top-down controlled attention is focused on those elements in the driving scene which are currently most relevant for the action of the driver. (2) Through explorative perception other currently not action guiding but potentially relevant objects are integrated into a broader mental model of the driving scene. Furthermore, salient cues in the environment can attract attention though stimulus triggered bottom-up activation of attention (3). The literature reports that in driving with visual secondary tasks drivers repeatedly switch their gaze - and that means attention - between the driving task and the visual secondary task. The background of the experimental work presented here is the idea that this switching is controlled through top-down processes and is based on a mental model of the driving situation. Before starting a secondary task, drivers focus on the driving scene, evaluate it and create a situational model that contains an anticipation of the likely future development of the driving situation. The situational model is used to decide how much attention is directed to the driving task during the secondary task and which elements of the driving scene are monitored with the glances directed to the road. Based on top-down processes, drivers direct their attention to those parts of the scenery which they believe to be the most relevant ones. Other, less relevant objects are neglected. Furthermore, during the secondary task execution, no explorative perception of the driving scene takes place. In the literature, results can be found that hint at a diminished if not even temporarily suppressed influence of stimulus based bottom-up activation of attention in dual-task situations. The results of the experimental part support the assumed top-down control of attention while driving with visual secondary tasks. In four experiments in the driving simulation, two different experimental approaches are used to assess the distribution of attention. The first two studies use eye movement analysis. The participants drive through a longer, demanding course during which they solve visual secondary tasks. The results indicate a deeper visual processing directly prior to the start of a secondary task. During the secondary task execution, the distribution of attention between driving and the visual secondary task is adapted to the demands of the driving scene. In more demanding situations, more attention is directed to the driving scene. A relation between specific driving errors and an inadequate distribution of attention in the driving task can be shown. Study 3 and 4 use the phenomenon of change blindness as an indicator for the focus of attention. In drives with defined and controlled situational circumstances, the hypothesis is studied that, in dual-task situations, drivers direct their driving related attention primarily to relevant parts of the driving scene. The participants repeatedly approach crossings. During the approaches, a gaze pattern typical for driving with a visual secondary task is experimentally created through occlusion. The drivers are instructed to look for sudden changes. These changes can either occur to relevant vehicles or to vehicles that are irrelevant. Especially with short glance durations for the driving scene, change blindness for changes occurring to irrelevant objects is high. On the other side, changes to relevant objects are nearly always detected. Whether the change is visible or occluded has no clear influence on the detection of the changes. This can be seen as an indicator, that in the situation under investigation, no bottom-up activation of attention takes place. The assumed top-down control of attention while driving with visual secondary tasks has consequences for the analysis of accidents. Accidents through self initiated secondary tasks are most likely to happen, when the situational model of the driving scene is incorrect and leads to an inadequate distribution of attention. For example, this can be the case if some peripheral object that is considered to be irrelevant suddenly becomes relevant. Because of their insufficiently developed mental models for the driving task, novice drivers are especially prone to misjudge driving situations. Together with distraction through visual secondary tasks this leads to a higher probability for collisions while being distracted.

Saarbrücken, Univ., Diplomarb., 2002.

Forward Collision Alarms (FCA) intend to signal hazardous traffic situations and the need for an immediate corrective driver response. However, data of naturalistic driving studies revealed that approximately the half of all alarms activated by conventional FCA systems represented unnecessary alarms. In these situations, the alarm activation was correct according to the implemented algorithm, whereas the alarms led to no or only minimal driver responses. Psychological research can make an important contribution to understand drivers’ needs when interacting with driver assistance systems. The overarching objective of this thesis was to gain a systematic understanding of psychological factors and processes that influence drivers’ perceived need for assistance in potential collision situations. To elucidate under which conditions drivers perceive alarms as unnecessary, a theoretical framework of drivers’ subjective alarm evaluation was developed. A further goal was to investigate the impact of unnecessary alarms on drivers’ responses and acceptance. Four driving simulator studies were carried out to examine the outlined research questions. In line with the hypotheses derived from the theoretical framework, the results suggest that drivers’ perceived need for assistance is determined by their retrospective subjective hazard perception. While predictions of conventional FCA systems are exclusively based on physical measurements resulting in a time to collision, human drivers additionally consider their own manoeuvre intentions and those attributed to other road users to anticipate the further course of a potentially critical situation. When drivers anticipate a dissolving outcome of a potential conflict, they perceive the situation as less hazardous than the system. Based on this discrepancy, the system would activate an alarm, while drivers’ perceived need for assistance is low. To sum up, the described factors and processes cause drivers to perceive certain alarms as unnecessary. Although drivers accept unnecessary alarms less than useful alarms, unnecessary alarms do not reduce their overall system acceptance. While unnecessary alarms cause moderate driver responses in the short term, the intensity of responses decrease with multiple exposures to unnecessary alarms. However, overall, effects of unnecessary alarms on drivers’ alarm responses and acceptance seem to be rather uncritical. This thesis provides insights into human factors that explain when FCAs are perceived as unnecessary. These factors might contribute to design FCA systems tailored to drivers’ needs. / Kollisionswarnungen sollen Fahrer auf gefährliche Situationen aufmerksam machen und ihnen die Notwendigkeit einer sofortigen Reaktion signalisieren. Feldstudien zeigten jedoch, dass etwa die Hälfte aller Warnungen, die von herkömmlichen Kollisionswarnsystemen ausgegeben wurden, als unnötig einzustufen sind. Diese Warnungen wurden zwar auf Grundlage des implementierten Algorithmus korrekterweise aktiviert, allerdings führten sie zu keinen oder nur geringen Fahrerreaktionen. Psychologische Forschung kann einen wichtigen Beitrag zum Verständnis des tatsächlichen Assistenzbedarfs der Fahrer im Umgang mit Fahrerassistenzsystemen leisten. Die vorliegende Arbeit untersuchte psychologische Faktoren und Prozesse, die Einfluss auf den wahrgenommenen Assistenzbedarf des Fahrers in potenziellen Kollisionssituationen haben. Um Bedingungen identifizieren zu können, unter denen Fahrer Warnungen als unnötig bewerten, wurde ein theoretisches Rahmenmodell entwickelt. Des Weiteren wurden die Auswirkungen unnötiger Warnungen auf die Reaktionen und die Akzeptanz der Fahrer untersucht. In diesem Rahmen wurden vier Fahrsimulatorstudien durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass der wahrgenommene Assistenzbedarf der Fahrer durch ihre subjektive Gefahrenwahrnehmung vorhergesagt wird. Während das System den weiteren Verlauf einer potenziell gefährlichen Situation ausschließlich anhand physikalischer Messungen vorhersagt, berücksichtigen Fahrer zusätzlich ihre eigenen Manöverintentionen und Intentionen, die sie anderen Verkehrsteilnehmern zuschreiben. Wenn Fahrer vorhersagen können, dass sich der potenzielle Konflikt im weiteren Verlauf auflösen wird, bewerten sie die Situation ungefährlicher als das System. Eine solche Diskrepanz führt dazu, dass das System eine Warnung ausgibt, obwohl der Assistenzbedarf des Fahrers gering ist. Dadurch wird die Warnung als unnötig bewertet. Darüber hinaus ist die Akzeptanz für unnötige Warnungen geringer als für nützliche, wobei dies keine Auswirkungen auf die Gesamtakzeptanz eines Kollisionswarnsystems hat. Während Fahrer zunächst moderat auf unnötige Warnungen reagieren, wird die Intensität ihrer Reaktionen mit wiederholtem Erleben unnötiger Warnungen geringer. Insgesamt scheinen die Auswirkungen unnötiger Alarme auf die Alarmreaktionen und die Akzeptanz der Fahrer jedoch eher unkritisch zu sein. Die Ergebnisse erklären, durch welche menschlichen Faktoren Fahrer Kollisionswarnungen als unnötig wahrnehmen. Diese Faktoren können dazu beitragen, Warnungen an den tatsächlichen Assistenzbedarf der Fahrer anzupassen.

Rural roads constitute the most dangerous road category with regard to the number of fatal accidents. In order to increase traffic safety on rural roads it is necessary to take into account not only their inherent properties but also their effect on behaviour. Gert Weller develops a psychological model for driving on rural roads which is validated in three empirical steps: laboratory, simulator and driving experiments. His results provide insight into the possibilities of how driving behaviour on rural roads can be influenced and give practical guidance for the enhancement of rural road safety. The book is written for psychologists in the fields of traffic psychology and human factors research, traffic engineers, road planners as well as for political decision makers in traffic planning departments.:1. Driving on Rural Roads: The Current Situation 2. Applying Existing Models to Driving on Rural Roads 2.1. A Framework 2.2. Individual Differences: Traits and Demographic Variables 2.3. Driving as a Self-Paced Task: Motivational Models 2.4. Perception and Information-Processing 3. A Psychological Model for Driving on Rural Roads 4. Empirical Validation 4.1. Overview and General Course of Events 4.2. The Laboratory Study: The Role of Perceived Road Characteristics 4.3. The Simulator Study: The Role of Cues and Affordances 4.4. On-the-Road Driving Tests: Behaviour and Accidents 5. Empirical Validation: Summary and Conclusions