Durch das I-FAS der TU Chemnitz wurde im Rahmen des AKTIV-Projektes eine Probandenstudie zur Akzeptanz von Systemausprägungen einer Aktiven Gefahrenbremsung (AGB) bei PKW durchgeführt. Unter Verwendung eines stehenden Hindernisses wurden sechs Systemausprägungen verglichen, die von den AGB-Partnern in zwei Versuchsträger implementiert wurden. Die sechs Systemausprägungen werden nahezu identisch bewertet, solange Probanden keine Vergleichsmöglichkeit zu anderen Systemausprägungen haben. Wenn es zu einem Fahrereingriff kommt, ist der Eingriffszeitpunkt des Fahrers unabhängig von der gefahrenen Systemausprägung.

When further demands are placed on emissions and performance of cars, trucks and busses, the vehicle manufacturers are looking to have cheap ways to evaluate their products for specific customers' needs. Using simulation tools to quickly compare use cases instead of manually recording data is a possible way forward. However, existing traffic simulation tools do not provide enough detail in each vehicle for the driving to represent real life driving patterns with regards to road features. For the purpose of this thesis data has been recorded by having different people drive a specific route featuring highway driving, traffic lights and many curves. Using this data, models have then been estimated that describe how human drivers adjust their speed through curves, how long braking distances typically are with respect to the driving speed, and the varying deceleration during braking sequences. An additional model has also been created that produces a speed variation when driving on highways. In the end all models are implemented in Matlab using a traffic control interface to interact with the traffic simulation tool SUMO. The results of this work are promising with the improved simulation being able to replicate the most significant characteristics seen from human drivers when approaching curves, traffic lights and intersections.

Driverless cars are a hot topic in today’s industry where several vehicle manufacturers try to create a reliable system for automated driving. The advantages of highly automated vehicles are many, safer roads and a lower environmental impact are some of the arguments for this technology. However, the notion of highly automated cars give rise to a large number of human factor issues regarding the safety and reliability of the automated system as well as concern about the driver’s role in the system. The purpose of this study was to explore the effects of systematic variations in traffic complexity and external time pressure on decision-making time in a simulated situation using a web-based testing platform. A secondary focus was to examine whether measures of cognitive performance and driver attitudes have an effect on decision-making time.  The results show that systematic variations in both time pressure and traffic complexity have an effect on decision-making time. This indicates that drivers are able to adapt their decision-making to facilitate the requirements of a certain situation. The results also indicate that intelligence; speed of processing and driver attitudes has an effect on decision-making time.

5 Abstract The dissertation thesis in the first part is focused on psychological causes of accidents and the possibilities of psychological prevention. The advantages of various theories and the importance of intervention programs are emphasized. Author bring the overview of knowledge for two focus group, about changes of abilities of older driver and knowledge about risky driving, which can lead to negative effects during driving. In the second empirical part attitudes and behavior of 655 drivers using three questionnaires were explored. Czech version of Driver Anger Scale Questionnaire, used for discovering frustration and type with frequency of anger in traffic situations, Driver Behaviour Questionnaire, used for discovering different kinds of errors of behavior and their frequency, and Brief Inventory of Small Errors, which is concerned on smaller errors and their frequency. The purpose of present study was also to test DBQ and DAS through correlations with the SPARO Personality Inventory and WRBTV test for risky behavior. The results show that these methods can be recommended for risky driving assessment and intervention programs.

The accuracy in determined energy consumption and runningtime of trains, by means of computer simulation, is dependent upon the various models used. This thesis aims at developing validated models of running resistance, train and of a generaldriver, all based on full scale testing. A partly new simple methodology for determining running resistance, called by energy coasting method is developed and demonstrated. An error analysis for this methodis performed. Running resistance of high speed train SJ X2000, conventional loco hauled passenger trains and freight trains is systematically parameterised. Influence of speed, number of axles, axle load, track type, train length,and train configuration is studied. A model taking into account the ground boundary layer for determining the influence ofmeasured head and tail wind is developed. Different factors and parameters of a train, that are vital for the accuracy in computed energy consumption and runningtime are identified, analysed and finally synthesized into a train model. Empirical models of the braking and the traction system, including the energy efficiency, are developed for the electrical locomotive of typeSJ Rc4, without energy regeneration. Driver behaviour is studied for freight trains and a couple of driving describing parametersare proposed. An empirical model of freight train driver behaviour is developed from fullscale testing and observations. A computer program, a simulator, is developed in Matlabcode, making use of the determined runningresistance and the developed models of train and driver. The simulator calculates the energy consumption and running time ofa single train. Comparisons between simulations and corresponding measurements are made. Finally, the influence of driving on energy consumption and running time is studied and demonstrated in some examples. The main conclusions are that: The method developed for determining running resistanceis quite simple and accurate. It can be used on any train andon any track. The running resistance of tested trains includes some interesting knowledge which is partly believed to be new. Mechanical running resistance is less than proportional to the actual axle load. Air drag increases approximately linearly with train length and the effect of measured head and tail wind on the air drag can be calculated if the groundboundary layer is considered. The developed train model, including running resistance, traction, braking etc. is quite accurate, as verified for the investigated trains. The driver model together with the train model insimulations, is verified against measurements and shows good agreement for energy consumption and running time. It is recommended to use a driver model, when calculating energy consumption and running times for trains. Otherwise, the energy consumption will most likely be over-estimated.This has been demonstrated for Swedish ordinary freighttrains. / QC 20100526

Die vorliegende Arbeit widmet sich der Erforschung der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion mit dem Ziel der Fahrerabsichtserkennung bei Spurwechselmanövern. Diese Fahrmanöver sind mit einer überproportionalen Unfallhäufigkeit verbunden, die sich in den Unfallstatistiken widerspiegelt. Laut Statistischem Bundesamt (2008) kamen im Jahr 2007 12,0% (1857) aller Unfälle mit schwerem Sachschaden auf Autobahnen in Deutschland aufgrund von Zusammenstößen mit seitlich in die gleiche Richtung fahrenden Fahrzeugen zustande (S. 65). Mit Hilfe der Information über einen intendierten Spurwechsel kann ein System an das zukünftige Fahrerverhalten angepasst werden, um so die Funktionalität und damit das Sicherheitspotential des Gesamtsystems zu erhöhen. Zusätzlich können mit dieser Information auch unerwünschte Systemeingriffe unterdrückt werden, die den Fahrer stören und so zu einer Minderung der Akzeptanz des jeweiligen Fahrerassistenz- und Informationssystems führen könnten. So kann einerseits ein Assistenzsystem eingeschaltet werden, das den Spurwechsel erleichtert (z.B. Side Blind Zone Alert, Kiefer & Hankey, 2008). Zum anderen kann ein Assistenzsystem abgeschaltet werden, das den Fahrer irrtümlich warnen würde, wie zum Beispiel ein Spurverlassenswarner im Falle eines beabsichtigten Überfahrens der Fahrspur (Henning, Beyreuther et al., 2007). In diesem Zusammenhang bilden drei Untersuchungen das Herzstück der vorliegenden Arbeit. In einer Feldstudie untersuchten Henning, Georgeon, Dapzol und Krems (2009) Indikatoren, die auf die Vorbereitung eines Spurwechsels hindeuten und fanden dabei vor allem Blickverhalten in den linken Außenspiegel als einen geeigneten und sehr frühen Indikator. Dieser dient wahrscheinlich vor allem dem Aufbau einer mentalen Repräsentation des rückwärtigen Verkehrs. In einer anschließenden Fahrsimulatorstudie wurde experimentell erforscht, wie diese mentale Repräsentation beschaffen ist und in welchen Komponenten des Arbeitsgedächtnisses sie gespeichert wird (Henning, Beyreuther, & Krems, 2009). In einer dritten Studie, bestehend aus zwei Laborexperimenten, wurde nach einer Schwelle für den Übergang von einer statischen in eine dynamische mentale Repräsentation sich nähernder Fahrzeuge mit Hilfe des Paradigmas des Representational Momentum (Freyd & Finke, 1984) gesucht und ebenfalls deren Lokalisation im Arbeitsgedächtnis erforscht (Henning & Krems, 2009). Die den drei Manuskripten vorangestellte Einleitung dient der allgemeinen Einführung in das Thema und der Einordnung der Befunde. Dabei wird zuerst der Spurwechselprozess dargestellt, gefolgt von einer Diskussion der zugrundeliegenden kognitiven Prozesse und einem Exkurs über die Möglichkeiten der Spurwechselabsichtserkennung und deren Verbesserung im Lichte der Befunde.

Fahrerassistenzsysteme (FAS), wie zum Beispiel die „Aktive Gefahrenbremsung“, sollen dazu beitragen, das Fahren sicherer zu machen und die Anzahl an Unfällen und Verunglückten im Straßenverkehr weiter zu senken. Bei der Entwicklung von FAS muss neben der funktionalen Zuverlässigkeit des FAS sichergestellt werden, dass der Fahrer die Assistenzfunktion versteht und fehlerfrei benutzen kann. Zur Bestimmung geeigneter Systemauslegungen kommen in der Entwicklung Probandenversuche zum Einsatz, bei denen die zukünftigen Nutzer das FAS erleben und anschließend beurteilen. In dieser Arbeit wird die Eignung eines statischen Fahrsimulators für die Durchführung von Probandenversuchen zur Bewertung aktiv eingreifender FAS untersucht. Hierzu wurde ein Fahrversuch auf der Teststrecke und im statischen Fahrsimulator konzipiert, mit jeweils ca. 80 Probanden durchgeführt und die Ergebnisse bezüglich der Auswirkung des FAS „Aktive Gefahrenbremsung“ auf ausgewählte objektive und subjektive Kennwerte in der jeweiligen Versuchsumgebung vergleichend gegenübergestellt. Es zeigt sich, dass der statische Fahrsimulator prinzipiell für die Durchführung von Studien zur Bewertung aktiv eingreifender FAS geeignet ist. Als Ergebnis der Arbeit werden Erkenntnisse zur Aussagekraft der betrachteten Kennwerte sowie Empfehlungen zur Versuchsdurchführung im statischen Fahrsimulator gegeben.

Multi-combination vehicles (MCVs) in urban areas impact on productivity, safety, infrastructure, congestion and the environment. However, psychological effects of MCVs on other drivers may also influence the positioning of vehicles and congestion. A literature review revealed little information on the psychological effects of heavy vehicles on other road users. This research can be used to quantify some psychological impacts of MCVs. A testing program was undertaken on the Gateway Motorway to observe passenger car behaviour around MCVs in a lateral and longitudinal sense. Video footage was collected on a four lane divided urban motorway section which was level, straight and away from any off/on ramps. It experiences high traffic volumes with a one-way AADT of approximately 33,500. The route is currently designated for B-doubles, which is the most common MCV in urban areas. In a lateral sense, the research showed that passenger car behaviour changes around heavy vehicles (prime mover semi-trailer combination and B-doubles); however, there is no statistical difference in passenger car behaviour around semi-trailers and B-doubles. Longitudinally it was found that, even though passenger cars shy away from B-doubles more than semi-trailers, B-doubles are still more efficient in a spatial sense since they carry more freight. The outcomes of this research indicate that there is no further psychological impact on passenger cars, when travelling around B-doubles compared with semi-trailers. Where the results identified longitudinal behaviour changes, it was still concluded that B-doubles were more efficient at transporting freight when the passenger car equivalent (PCE) per tonne of freight was considered. Tracking ability testing was undertaken in a rural area to determine the lateral spatial requirements of three different MCVs. The rural testing was considered appropriate since parts of the urban network have similar characteristics to rural networks. A model was developed as a part of this project to process the data collected by Haldane (2002), but results could not be relied upon due to poor quality data.

Cette thèse présente une méthode de navigation autonome d’un véhicule routier robotisé dans un contexte de l’interaction conducteur - véhicule, dans lequel le conducteur humain et le système de navigation autonome coopèrent dans le but d’associer les avantages du contrôle manuel et automatique. La navigation du véhicule est réalisée en parallèle par le conducteur humain et le système de conduite automatique, basée sur la perception de l’environnement. La navigation coopérative est basée sur l’analyse et correction des gestes du conducteur humain par le système intelligent, dans le but d’exécuter une tâche de navigation locale qui concerne le suivie de voie avec évitement d’obstacles. L’algorithme d’interaction humain-véhicule est basé sur des composants de navigation référencée capteurs formés par des contrôleurs d’asservissement visuel (VS) et la méthode d’évitement d’obstacle « Dynamic Window Approach (DWA) » basée sur la grilles d’occupation. Ces méthodes prennent en entrée la perception de l’environnement fournie par des capteurs embarqués comprenant un système monovision et un LIDAR. Dû à des impossibilités techniques/légales, nous n’avons pas pu valider nos méthodes sur notre véhicule robotisé (une Renault Zoé robotisée), ainsi nous avons construit des structures « driver-in-theloop » dans des environnements de simulation Matlab et SCANeRTM Studio. En Matlab, le conducteur humain est modélisé par un algorithme appelé « Human Driver Behaviour controller (HDB) », lequel génère des gestes de conduite dangereux dans la partie manuelle de l’entrée de commande du système coopératif. En SCANeR Studio, la sortie de l’HDB est remplacée par des commandes manuelles générées directement par un conducteur humain dans l’interface utilisateur du simulateur. Des résultats de validation dans les deux environnements de simulation montrent la faisabilité et la performance du système de navigation coopérative par rapport aux tâches de suivie de voie, l’évitement d’obstacles et le maintien d’une distance de sécurité. / This thesis presents an approach of cooperative navigation control pattern for intelligent vehicles in the context of human-vehicle interaction, in which human driver and autonomous servoing system cooperate for the purpose of benefiting from mutual advantages of manual and auto control. The navigation of the vehicle is performed in parallel by the driver and the embedded intelligent system, based on the perception of the environment. The cooperative framework we specify concerns the analysis and correction of the human navigation gestures by the intelligent system for the purpose of performing local navigation tasks of road lane following with obstacle avoidance. The human-vehicle interaction algorithm is based on autonomous servoing components as Visual Servoing (VS) controllers and obstacle avoidance method Dynamic Window Approach (DWA) based on Occupancy Grid, which are supported by the environment perception performed carried out by on-boarded sensors including a monovision camera and a LIDAR sensor. Given the technical/legal impossibility of validating our interaction method on our robotic vehicle (a robotic Renault Zoé), the driver-in-the-loop structures of system are designed for simulative environment of both Matlab and SCANeRTM Studio. In Matlab environment human driver is modeled by a code-based Human Driver Behaviour (HDB) Controller, which generates potential dangerous behaviors on purpose as manual control of the cooperative system. In SCANeR Studio environment the HDB is replaced by real-time manual command (a real human driver) via driving interface of this simulator. Results of simulative validation show the feasibility and performance of the cooperative navigation system with respect to tasks of driving security including road lane following, obstacle avoidance and safe distance maintenance.

Die vorliegende Arbeit widmet sich der Erforschung der Fahrer-Fahrzeug-Interaktion mit dem Ziel der Fahrerabsichtserkennung bei Spurwechselmanövern. Diese Fahrmanöver sind mit einer überproportionalen Unfallhäufigkeit verbunden, die sich in den Unfallstatistiken widerspiegelt. Laut Statistischem Bundesamt (2008) kamen im Jahr 2007 12,0% (1857) aller Unfälle mit schwerem Sachschaden auf Autobahnen in Deutschland aufgrund von Zusammenstößen mit seitlich in die gleiche Richtung fahrenden Fahrzeugen zustande (S. 65). Mit Hilfe der Information über einen intendierten Spurwechsel kann ein System an das zukünftige Fahrerverhalten angepasst werden, um so die Funktionalität und damit das Sicherheitspotential des Gesamtsystems zu erhöhen. Zusätzlich können mit dieser Information auch unerwünschte Systemeingriffe unterdrückt werden, die den Fahrer stören und so zu einer Minderung der Akzeptanz des jeweiligen Fahrerassistenz- und Informationssystems führen könnten. So kann einerseits ein Assistenzsystem eingeschaltet werden, das den Spurwechsel erleichtert (z.B. Side Blind Zone Alert, Kiefer & Hankey, 2008). Zum anderen kann ein Assistenzsystem abgeschaltet werden, das den Fahrer irrtümlich warnen würde, wie zum Beispiel ein Spurverlassenswarner im Falle eines beabsichtigten Überfahrens der Fahrspur (Henning, Beyreuther et al., 2007). In diesem Zusammenhang bilden drei Untersuchungen das Herzstück der vorliegenden Arbeit. In einer Feldstudie untersuchten Henning, Georgeon, Dapzol und Krems (2009) Indikatoren, die auf die Vorbereitung eines Spurwechsels hindeuten und fanden dabei vor allem Blickverhalten in den linken Außenspiegel als einen geeigneten und sehr frühen Indikator. Dieser dient wahrscheinlich vor allem dem Aufbau einer mentalen Repräsentation des rückwärtigen Verkehrs. In einer anschließenden Fahrsimulatorstudie wurde experimentell erforscht, wie diese mentale Repräsentation beschaffen ist und in welchen Komponenten des Arbeitsgedächtnisses sie gespeichert wird (Henning, Beyreuther, & Krems, 2009). In einer dritten Studie, bestehend aus zwei Laborexperimenten, wurde nach einer Schwelle für den Übergang von einer statischen in eine dynamische mentale Repräsentation sich nähernder Fahrzeuge mit Hilfe des Paradigmas des Representational Momentum (Freyd & Finke, 1984) gesucht und ebenfalls deren Lokalisation im Arbeitsgedächtnis erforscht (Henning & Krems, 2009). Die den drei Manuskripten vorangestellte Einleitung dient der allgemeinen Einführung in das Thema und der Einordnung der Befunde. Dabei wird zuerst der Spurwechselprozess dargestellt, gefolgt von einer Diskussion der zugrundeliegenden kognitiven Prozesse und einem Exkurs über die Möglichkeiten der Spurwechselabsichtserkennung und deren Verbesserung im Lichte der Befunde.