Navigation und Service

Ein Verfahren zur Messung der Fahrsicherheit im Realverkehr entwickelt am Begleiteten Fahren

BASt-Bericht M 235

Wilhelm R. Glaser, Universität Tübingen
Horst Waschulewski, Margit O. Glaser, Dorothee Schmid, MTO Psyschologische Forschung und Beratung GmbH, Tübingen

60 Seiten
Erscheinungsjahr: 2013
Preis: 15,50 €

Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH

Im modernen Kraftfahrzeug werden die Fahr- und Bedienungsdaten elektronisch gemessen und über Bussysteme (zum Beispiel CAN – Controller Area Network) Effektoren und Rechnereinheiten zugeführt. Mit geeigneten Datengrabbern können sie entnommen und gespeichert werden. Mit einem entsprechend ausgestatteten Messfahrzeug können damit auf Versuchsfahrten elektronische Daten zur Messung der Verkehrssicherheit gewonnen werden.

Die Aufgabe des vorliegenden Projekts war es, die Auswirkungen des Begleiteten Fahrens auf die Fahrsicherheit der Fahranfänger standardisiert zu bewerten. Sie bestand aus drei Teilen: die Festlegung und Dokumentation einer standardisierten Fahrstrecke im öffentlichen Straßenverkehr, die Gewinnung eines Referenzdatensatzes für die Fahrprobe mit 40 Personen und die Entwicklung eines psychometrischen Tests für Fahrsicherheit anhand dieser Fahrprobe.

Im ersten Teil wurde eine Fahrstrecke ausgewählt, die folgende Anforderungen erfüllte: Fahrdauer ungefähr 90 Minuten, Fahrzeit und Streckenlänge mit etwa gleichen Zeitanteilen Innerorts, Landstraße und Autobahn und mit für die Zielgruppe repräsentativen Fahraufgaben in ausreichender Anzahl (zum Beispiel Linksabbiegen, "rechts vor links"-Regelung).

Im zweiten Teil wurde mit einer Fahrprobe an 40 Vpn* ein Referenzdatensatz für die standardisierte Strecke gewonnen. Von den Vpn waren 26 zwischen 18 und 22 Jahren alt, davon 17 mit und 9 ohne früheres Begleitetes Fahren. Das Alter der übrigen 14 Vpn lag zwischen 23 und 50 Jahren, alle ohne Erfahrung mit Begleitetem Fahren.

Der dritte Teil galt der Zusammenstellung schon bekannter Bausteine zu einem Test zur Erfassung der Fahrsicherheit anhand einer Fahrprobe. Elektronisch gemessen wurden 11 Variablen (zum Beispiel Überschreitung der Höchstgeschwindigkeit, Abstand zum Vorausfahrzeug, Zeit bis Kollision) sowie mit Vl-Tastendruck registrierte Fahrfehler. Die Vp bearbeitete die Rating Scale for Mental Effort (RSME; EILERS, NACHREINER und HÄNECKE, 1986). Einfache statistische Auswertungen dieser Variablen liefern noch kein psychodiagnostisches Messinstrument für Fahrsicherheit. Deshalb wurde das von den Auftragnehmern bereits früher publizierte System I-TSA (INVENT – Traffic Safety Assessment; W. R. GLASER, WASCHULEWSKI und SCHMID, 2005) aufgegriffen, verbessert und in der Software anwendungsfreundlicher gestaltet. Mittels einer Faktorenanalyse wurden acht durch Häufigkeitstransformation normalisierte, auf den Mittelwert 100 und die Standardabweichung 10 standardisierte Skalen für Komponenten der Fahrsicherheit gefunden: 1 Geschwindigkeit, 2 Fahrbeschleunigung, 3 Längsabstand, 4 Spurhaltung, 5 Blinker, 6 Lenkbewegungen, 7 Mentale Beanspruchung (RSME), 8 Fahrfehler Versuchsleiter-Tasten.

Neben elektronisch gewonnenen Daten wurden Papier-Bleistift-Tests eingesetzt, um auf herkömmliche Weise erhobene Resultate mit den elektronischen vergleichen und bei Fehlen eines Messfahrzeugs auch bisherige Methoden auf die standardisierte Fahrstrecke anwenden zu können. Die Vp füllte einen aus 47 Items bestehenden Fragebogen zum Fahrerleben aus, der auch die 20 Items des Technik-/Risiko-Fragebogens von BR. FÄRBER und BE. FÄRBER (2003) enthielt. Eine Faktorenanalyse lieferte die fünf Skalen „Ängstlichkeit und Furcht vor Überlastung oder Überforderung“, „Freude am Fahren“, „Begeisterung für die Technik“, „Selbstbewusstsein und Selbstsicherheit als Fahrer(in)“ sowie „Norm- und Regelorientierung“.

Nach Ende der Fahrprobe beurteilte der Versuchsleiter anhand einer gängigen Fahrfehlerliste mit 33 Items die Beeinträchtigung der Fahrsicherheit. Die 33 Bewertungen wurden zu einem einzigen Sicherheitsscore zusammengezogen. Es folgte ein Sicherheitsrating für 9 eher allgemeine, charakteristische Verhaltensweisen wie Geschwindigkeitswahl oder Überholen. Diese 9 Sicherheitsratings lieferten in einer Faktorenanalyse zwei gut als Fehler (Error) und als Schnitzer (Lapse) im Sinne des DBQ (Driver Behaviour Questionnaire; REASON, MANSTEAD, STRADLING, BAXTER und CAMPBELL, 1990) interpretierbare Skalen. Schließlich beurteilte der Vl den Fahrstil in einem semantischen Differential mit 11 Adjektivpaaren wie rücksichtsvoll – rücksichtslos oder aggressiv – defensiv. Dieses ergab ebenfalls zwei faktorenanalytisch begründbare Skalen: „Anspannung“ und „Angepasstheit“ beim Fahren. Insgesamt wurden also 8 I-TSA-, 5 Fahrerlebens- und 5 Versuchsleiter-Beurteilungsskalen aufgestellt. Diese 18 Skalen bilden zusammen einen standardisierten Test, der ein aussagekräftiges Profil der Fahrsicherheit für jeden Pbn liefert. Die meisten davon sind mit Cronbachs α > 0,8 sehr reliabel.

Die Faktorenanalyse über die 18 Skalen des gesamten Tests erklärt 75,8 % der Gesamtvarianz mit zwei starken und vier mäßig ausgeprägten Faktoren. Der Test misst also ein sechsdimensionales Konstrukt der Fahrsicherheit. Faktor 1 fasst alle beobachteten und beurteilten Fahrfehler zusammen. Faktor 2 konzentriert sich auf den Fahrerlebensbogen, ergänzt um die mit der RSME selbst eingeschätzte mentale Beanspruchung. Faktor 3 gibt die elektronisch erfassten Fahrdynamikskalen I-TSA 1 bis 3 wieder. Die weiteren drei Faktoren bleiben Einzelrestfaktoren für „Norm- und Regelorientierung und Blinken“, „Spurhaltung und Lenkbewegungen“ sowie „Begeisterung für die Technik“.

Ein Planversuch für Gruppenunterschiede war nicht intendiert und wäre auch über den Rahmen dieses Projektes hinausgegangen. Die Daten ließen sich jedoch als Ex-Post-facto-Experiment für die gegebene Stichprobe auswerten. Dabei zeigte sich, dass der Test zwar nicht zwischen den Geschlechtern und den hier einbezogenen Altersgruppen diskriminierte. Vpn mit und ohne Begleitetes Fahren konnte er aber in der logistischen Regression fehlerfrei unterscheiden, der F-Test auf multivariate Mittelwertsunterschiede erreichte die einseitige Signifikanzgrenze.

* „Vp“, Plural „Vpn“, „Vl“ und „Pb“ sind in der Psychologie etablierte Abkürzungen für die gebräuchlichen Bezeichnungen „Versuchsperson“, „Versuchsleiter“ und „Proband“. Sie werden in diesem Text durchgängig verwendet. Selbstverständlich soll ihr grammatisches Geschlecht keinerlei Bevorzugung eines physischen Geschlechts ausdrücken.

The assessment of safety in actual driving developed on Accompanied Driving

In modern cars, driving and operating data are automatically acquired and transmitted to effectors and processors by bus systems (exempli gratia CAN – Controller Area Network). By reading out these data and saving them on an on-board storage device, the car becomes an experimental vehicle for test runs. Measures of driving safety can then be derived from these data.

The project at hand aimed at standardizing the use of such an experimental vehicle to assess the driving safety of participants of the program “Accompanied Driving”. The project consisted of three parts: (1) selection and documention of an appropriate course on public roads, (2) collection of reference data for 40 subjects, and (3) construction of a psychometric driving-safety test.

In Part 1, a 78 km course was selected. It covered all three major road types: 15 km (28 min) on urban road, 24 km (25 min) on rural road and 39 km (23 min) on highways. Furthermore, the course was selected to cover a predefined set of driving tasks (e.g left turn on rural roads). The detailed documentation of the course comprised speed limits and road type.

In Part 2, experimental runs of 40 subjects provided a reference data set. The sample consisted of two subsamples: 26 younger subjects (aged between 18 and 22 years), 17 of which with and 9 without former “Accompanied Driving”; 14 older subjects (aged between 23 and 50 years), all without experience in “Accompanied Driving”.

In Part 3, a psychometric test for traffic safety was developed. Eleven variables (exempli gratia, ‘violation of speed limit’, ‘heading time’) were recorded electronically. Simple statistical calculations of these variables do not suffice as psychometric measures of driving safety. In earlier projects, the authors have developed the system I-TSA (INVENT – Traffic Safety Assessment; W. R. GLASER, WASCHULEWSKI, and SCHMID, 2005). It was taken up, improved and designed more user centered. Through factor analysis, eight scales were found as components of driving safety. They were normalized and standardized by frequency transformation at a mean of 100 and a standard deviation of 10. The scales were ‘1 speed’, ‘2 acceleration’, ‘3 heading time’, ‘4 lane keeping’, ‘5 turn indicator’, ‘6 steering-wheel movements’ (steering entropy), ‘7 mental effort’ (RSME = Rating Scale of Mental Effort, German version by EILERS, NACHREINER, and HÄNECKE, 1986), and ‘8 electronically recorded driving errors’.

The electronic measures were complemented by paper-pencil tests for the subjects and the experimenter to compare conventional safety and electronic data. The subjects completed a questionnaire for driving experience which contained 47 items, among them all 20 items of the technology/risk questionnaire by BR. FÄRBER and BE. FÄRBER (2003). By factor analysis, five scales were extracted: ’timidity, fear of overload or excessive demand‘, ’joy of driving‘, ’enthusiasm for technology‘, ’self-confidence as driver‘, and ’observing of norms and rules’.

After each driving test, the experimenter completed a form with three rating scales for driver’s behavior: First, he rated the impairment of driving by 33 items of an error list. These ratings were condensed to a single mean. Second, he rated driving safety of 9 more general driving habits (exempli gratia choice of speed or surpassing). A factor analysis of the 9 general habits provided the two factors “errors” and “lapses” according to the DBQ (Driver Behaviour Questionnaire; REASON, MANSTEAD, STRADLING, BAXTER, and CAMPBELL, 1990). Third, he characterized the driving style by a semantic differential with 11 adjective pairs (exempli gratia considerate – inconsiderate or aggressive – defensive). By factor analysis, the semantic differential yielded two scales, ‘stress’ and ‘adjustment’.

Thus, there were 8 I-TSA, 5 subject’s driving-experience, and 5 experimenter scales. Together, these 18 scales form a standardized test of driving safety, which provides a profile for each subject. Most of these scales are highly reliable with Cronbach’s α > 0.8.

The factor analysis of the 18 scales explains 75.8 % of the total variance by two strong and four moderate factors. Thus, the test measures a construct of driving safety with 6 dimensions. Factor 1 comprises all driving errors as measured or rated. Factor 2 represents the driving-experience variables and mental effort. Factor 3 contains the electronically recorded variables of driving dynamics I-TSA 1 to I-TSA 3. The residual 4 variables load on the additional 3 minor factors.

There was no experimental design for differences of groups. However, a statistical analysis as an ex-post-facto experiment was possible. Although it showed no difference between the subgroups for sex and age, a logistic regression correctly assigned the subjects to the groups with and without Accompanied Driving. A multivariate F-test yielded single sided significance between these groups.

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