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Psychologische Herausforderungen des automatisierten Straßenverkehrs

Erstellt am: 31.05.2017 | Stand des Wissens: 28.12.2023
Synthesebericht gehört zu:

Zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems Mensch-Maschine gilt es psychologische Aspekte der Fahrzeugführung und deren Anforderungen zu beachten. Mit der stufenweisen Einführung des automatisierten Fahrens, verändert sich die Rolle des Menschen beim Führen dieser Fahrzeuge und somit auch die kognitiven Anforderungen. Der Mensch wird aus dem aktiven Entscheidungs- und Handlungsprozess herausgenommen (out of the loop). Die Aufgaben des physisch aktiven Entscheidungsträgers werden zunehmend von einem System übernommen. Stattdessen müssen neue Fertigkeiten wie die Systemüberwachung und das Systemverständnis vom Fahrenden beherrscht werden. Daher wird derzeit eine Anpassung der Fahrerausbildung diskutiert [MePl21; DeBe20]. Die schweizerische Beratungsstelle für Unfallverhütung - bfu hat im Jahr 2020 bereits eine Fachdokumentation Automatisiertes Fahren Fahrerausbildung veröffentlicht, in der die durch autonome Fahrzeuge neu entstehenden Kompetenzanforderungen diskutiert werden. Diese Kompetenzen müssen laut der bfu in Zukunft vereinheitlicht in der Fahrausbildung gelehrt werden. Auch die nachträgliche Weiterbildung von Fahrenden, die bereits eine Fahrausbildung abgeschlossen haben, wird diskutiert [DeBe20].

Eine besondere Herausforderung stellt nach Beendigung des automatisierten Fahrens die (Wieder-)aufnahme der Fahraufgabe durch den Menschen dar. Eine wichtige Voraussetzung dafür ist das richtige Erkennen und Identifizieren der Umgebungselemente und somit der Fahrsituation (Situations- und Systembewusstsein) [Wolf15; MePl21]. Als mögliche Ursachen für ein mangelndes Situationsbewusstsein werden häufig genannt;
  • Vigilanzminderung: Verringerung der Aufmerksamkeit über einen längeren Zeitraum - nachlassende Aufmerksamkeit nach 5 Minuten und deutliche Verringerung nach 15 Minuten [Lind12a, End06, MePl21]
  • falsche Systemvorstellungen: Nutzende einer Funktion haben häufig ein Modell der Funktionsweise eines Systems. Das kann zu übermäßigem Vertrauen in das System [MaWi07, RAV06] oder einer Anwendung in ungeeigneten Situationen führen [KSWY07]
  • Verhaltensanpassung: positive Erfahrungen mit automatisiertem Fahren erhöhen die Nachlässigkeit und das Systemvertrauen und können so zu fehlender Fahrqualifikation und der verstärkten Zuwendung von Nebentätigkeiten führen [Schlag16]
  • ungenügendes Systembewusstsein: fehlende/nicht adäquate Information oder Rückmeldung des Systems erschweren die situationsgerechte Kontrollübernahme [Lind12a, Wolf15]
  • Ablenkung: Informationen zu Fahrerassistenzsystemen, die Bedienung von Funktionen auf Displays oder fahrfremde Tätigkeiten lenken die Fahrenden vom Straßenraum ab [Fas15, MePl21]
Eine weitere psychologische Herausforderung des automatisierten Fahrens stellt die optimale Beanspruchung der Fahrenden dar. Über- und Unterforderung stellen eine Fehlbelastung für die Fahrenden dar. Stattdessen werden abwechslungsreiche Tätigkeiten als angenehm empfunden. Als Ironie der Automatisierung wird in dem Zusammenhang die gleichzeitige Unterforderung während der gesicherten Fahrt durch das System und der Überforderung bei der Übernahme der Fahraufgabe in Notfallsituationen bezeichnet [Bain83].
Die Übernahme der Fahraufgabe in Notfallsituationen muss ausreichend schnell erfolgen. Jedoch zeigen Simulator Studien zu Fahrten in hochautomatisierten Fahrzeugen deutlich höhere Zeiten beim Durchführen von Aufgaben als bei konventionellen Fahrzeugen. Daher sollten ausreichend lange Vorwarnzeiten bis zur Übernahme der Fahraufgabe eingehalten werden und die Fahrenden bestenfalls durch Sicherheitsfunktionen assistiert werden. [VVKHG16, MePl21].
Durch die dauerhafte Übernahme der Fahraufgaben durch das System verliert der oder die Fahrende zunehmend die manuelle und kognitive Kompetenz zum Autofahren. Dies hat zur Folge, dass nach der technisch notwendigen Übernahme der Fahraufgabe die Fahrzeugführenden diese Aufgabe möglicherweise weniger gut ausführen wird [Lind12a, OWLM13].
Um eine sichere Übernahme unter den zuvor genannten Gesichtspunkten zu gestalten und zu garantieren, gehen die Bestrebungen derzeitig dahin, die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine zu optimieren. Dabei steht der Mensch als Verantwortlicher des Gesamtsystems im Mittelpunkt der Systemgestaltung. Durch eine intuitive Gestaltung sollen die Kontrolle, Transparenz und Vorhersagbarkeit des Systems für den Menschen erhalten bleiben. Jedoch müssen im Fahrzeugbereich unterschiedliche Nutzungsansprüche beachtet werden, wie zum Beispiel:
  • unterschiedlicher Nutzungskontext
  • unterschiedliche Nutzungshäufigkeit
  • unterschiedliche Kompetenz und Expertise der Nutzenden.
Demnach könnten je nach Kontext unterschiedliche Gestaltungskonzepte notwendig sein [Wolf15]. Die Überwindung der psychologischen Herausforderungen ist zusammen mit den technischen Grundvoraussetzung für die Zuverlässigkeit des Systems.
Ansprechpartner
Institut für Mobilitäts- und Stadtplanung, Universität Duisburg-Essen, Prof. Dr.-Ing. Dirk Wittowsky
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Zuverlässigkeit und Sicherheit des automatisierten Straßenverkehrs (Stand des Wissens: 06.10.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?471810
Literatur
[Bain83] Lisanne Bainbridge Ironies of Automation, veröffentlicht in Automatica, Ausgabe/Auflage 19/6, 1983
[DeBe20] Deublein, Hysen , Berbatovci, Hysen Automatisiertes Fahren - Fahrausbildung, BFU, Beratungsstelle für Unfallverhütung, Bern, 2020, Online-Referenz doi:10.13100/BFU.2.387.01.2020
[End06] Mica R. Endsley Situation awareness, veröffentlicht in Handbook of human factors and ergonomics, 2006
[Fas15] Wolfgang Fastenmeier Fahrerassistenzsysteme (FAS) und Automatisierung im Fahrzeug - wird daraus eine Erfolgsgeschichte? , veröffentlicht in Zeitschrift für Verkehrssicherheit, Ausgabe/Auflage 61, 2015
[KSWY07] Tara Kazi, Neville A Stanton, Guy H Walker, Mark S. Young Designer driving: drivers' conceptual models and level of trust in adaptive cruise control, veröffentlicht in International Journal of Vehicle Design, Ausgabe/Auflage 45 Issue: 3, 2007
[Lind12a] Technische Universität Berlin, Thomas Lindberg Entwicklung einer ABK-Metapher für gruppierte Fahrerassistenzsysteme, 2012
[MaWi07] Poornima Madhavan, Douglas A. Wiegmann Similarities and differences between human - human and human - automation trust: an integrative review, veröffentlicht in Journal of Theoretical Issues in Ergonomics Science , Ausgabe/Auflage 8/2007, Issue 4, 2007/05/16
[MePl21] Merriman, Siobhan E. , Plant, Katherine L. , Revell, Kirsten M.A. , Stanton, Neville A. (Hrsg.) Challenges for automated vehicle driver training: A thematic analysis from manual and automated driving, veröffentlicht in Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, Ausgabe/Auflage Volume 76, Sciencedirect, 2021/01, Online-Referenz doi:10.1016/j.trf.2020.10.011
[OWLM13] Linda Onnasch, Christopher D Wickens, Huiyang Li, Dietrich Manzey Human Performance Consequences of Stages and Levels of Automation: An Integrated Meta-Analysis, veröffentlicht in Human Factors The Journal of the Human Factors and Ergonomics Society, Ausgabe/Auflage 56 Issue 3, 2013/08
[RAV06] Bako Rajaonah, Francoise Anceaux, Fabrice Vienne Trust and the use of adaptive cruise control: a study of a cut-in situation, veröffentlicht in Cognition Technology and Work, Ausgabe/Auflage 8 Issue 2, 2006
[Schlag16] Bernhard Schlag Automatisiertes Fahren im Strassenverkehr - offene Fragen aus Sicht der Psychologie, veröffentlicht in Zeitschrift für Verkehrssicherheit, Ausgabe/Auflage 62, 2016
[VVKHG16] Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e.V. Unfallforschung der Versicherer, Tobias Vogelpohl, Mark Vollrath, Matthias Kühn, Thomas Hummel, Tina Gehlert Übergabe von hochautomatisiertem Fahren zu manueller Steuerung, 2016
[Wolf15] Ingo Wolf Wechselwirkung Mensch und autonomer Agent, veröffentlicht in Autonomes Fahren - Technische, rechtliche und gesellschaftliche Aspekte, 2015

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?471138

Gedruckt am Freitag, 12. Juli 2024 13:38:30