Assistenzsysteme zur Erhöhung der Sicherheit an Bahnübergängen

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1 Assistenzsysteme zur Erhöhung der Sicherheit an Bahnübergängen Dr. Michael Meyer zu Hörste Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. Institut für Verkehrssystemtechnik

2 DLR.de Folie 2 Einleitung Bahnübergangsunfälle führen zu erheblichen Kosten für die Gesellschaft Geringer Anteil an der Gesamtheit der Unfälle im Straßenverkehr, dennoch ernste Konsequenzen für Opfer Schienenverkehrsinfrastruktur Fahrgäste (Eingeschränkter Service und Verspätungen) Source: verkehrsirrsinn.de Source:

3 DLR.de Folie 3 Unfallursachen 5% 41 % Übersehen Unverständnis Gewohnheit 19 % Übersehen Unverständnis Quelle: Deutsche Bahn AG, % 32 % Leichtsinn Fehlverhalten Straßenverkehrsteilnehmer Technisches oder menschliches Versagen seitens DB AG

4 DLR.de Folie 4 Einleitung 41% aller Unfälle ereignet sich an nichttechnisch gesicherten Bahnübergängen ( ), meist aufgrund von Unaufmerksamkeit und Unwissen von Autofahrern (Bundestag, 2012). Durch Reaktivierungsmaßnahmen von Nebenstrecken werden zukünftig weitere Bahnübergänge wieder in Betrieb genommen. 5% 95% Unfallursachen Fehlverhalten Straßenverkehrsteilnehmer Techn. oder menschl. Versagen seitens DB AG In einer ersten Studie des DLR zum Blickverhalten an diesen Bahnübergängen wurde festgestellt, dass 2/3 aller Teilnehmer an Bahnübergängen keinerlei Orientierungsreaktion nach links und rechts in Richtung eines möglicherweise herannahenden Zuges zeigten (Grippenkoven & Dietsch, 2012 und 2015).

5 DLR.de Folie 5 PeriLight - effektive Blicklenkung am Bahnübergang durch periphere Lichtreize - jan.grippenkoven@dlr.de Ansatz 1: Einfach überall Schranken ergänzen! Bild: Christopher Land

6 DLR.de Folie 6 Ergänzung / Alternative 1: Anzeige im Fahrzeug via Car2X / Rail2X Grundidee: direkte Anzeige im Fahrzeug Nutzung von Car2X- Technologie (IEEE p) Broadcast über eine Road- Side Unit (RSU) am Bahnübergang Darstellung von weitergehenden Informationen, wie z.b. Restrotzeit, etc. Nutzung bestehender Displays im Straßenfahrzeug Quelle: DLR

7 DLR.de Folie 7 Ergänzung / Alternative 2: PeriLight - System zur Blicklenkung Grundidee: Reizgesteuerte Blicklenkung Ungleiche Verteilung der Rezeptoren in der Retina Die Zapfendichte ist in der Fovea am größten. Die Stäbchendichte ist in der Peripherie deutlich höher. (Pinel, 2009) Dies führt dazu, dass peripher auftretende, blinkende (Pashler, 1998) und bewegliche Reize in hohem Maße in der Lage sind die visuelle Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen (Yantis & Jonides, 1984).

8 DLR.de Folie 8 Grundidee: Aufmerksamkeitslenkung mit dem System PeriLight Aufbau: Zwei LED-Blitzlichtquellen, 50m links und rechts vom Bahnübergang neben den Gleisen Sensor zur Auslösung, 80m vor Bahnübergang Auslösung durch Straßenverkehrsteilnehmer, unabhängig von Bahnverkehr Funktionsweise: PeriLight sendet zehn stroboskopartige Lichtpulsationen aus (links und rechts). Das angemessene Verhalten am Bahnübergang, aufmerksam schauen ob ein Zug herannaht, soll automatisch ausgelöst werden m 80 m 2 Quelle: DLR

9 DLR.de Folie 9 Versuch Einfluss des Systems PeriLight auf das Blick- und Fahrverhalten Messwiederholungsdesign Jeder Teilnehmer überquerte einen Bahnübergang zunächst ohne Einsatz von PeriLight und anschließend unter Einsatz des Systems Unabhängige Variablen PeriLight Ja / Nein Tageszeit Hell / Dunkel Abhängige Variablen Anzahl der Fixationen Zeit bis zur ersten Blickzuwendung Fahrgeschwindigkeit Beschleunigungswerte halb links links außen halb rechts rechts außen

10 DLR.de Folie 10 Versuch Einfluss des Systems PeriLight auf das Blick- und Fahrverhalten Quelle: DLR

11 DLR.de Folie 11 Stichprobe Bei Tageslicht n = 30 Versuchsteilnehmer 17 weiblich und 13 männlich Alter zwischen 19 und 50 Jahre alt (M = 28,83; SA = 8,45) Durchschnittlicher Füherscheinbesitz: 10,38 Jahren (SA = 7.55; Min = 2; Max = 32). Bei Dunkelheit Mit zusätzlicher Sichteinschränkung n = 17 Versuchsteilnehmer 8 weiblich und 9 männlich Alter zwischen 19 und 30 Jahre alt (M = 24,5; SA = 2,8). Durchschnittlicher Führerscheinbesitz (M = 17,2 Jahre; SA = 2,7; Min = 2, Max = 13). Ohne zusätzliche Sichteinschränkung n = 17 Versuchsteilnehmer 7 weiblich und 10 männlich Alter zwischen 18 und 56 Jahre (M = 29,5; SA = 9,5). Durchschnittlicher Führerscheinbesitz: 11,8 Jahre (SA = 8,5; Min = 2, Max = 36).

12 DLR.de Folie 12 Kriterien zur Beurteilung der Wirksamkeit von PeriLight Wann kann man das System PeriLight als wirksam erachten? Kriterium Blickverhalten Fahrverhalten Mehr Fahrer schauen mindestens einmal nach links Mehr Fahrer schauen mindestens einmal nach rechts Die Fahrer schauen häufiger nach links Die Fahrer schauen häufiger nach rechts Die Fahrer schauen früher nach links Die Fahrer schauen früher nach rechts Stärkere Reduzierung der Geschwindigkeit vor dem Bahnübergang Keine Schreckreaktion in Form einer Vollbremsung

14 DLR.de Folie 14 Kriterium 1 Mehr Fahrer schauen mindestens einmal nach links und rechts Anzahl der Versuchsteilnehmer die in die linke periphere Region am BÜ haben Bei Tageslicht Nicht Mindestens einmal Nicht Mindestens einmal Nicht Mindestens einmal Nicht Mindestens einmal Ohne PeriLight Mit PeriLight Ohne PeriLight Mit PeriLight links rechts

15 DLR.de Folie 15 Kriterium 1 Mehr Fahrer schauen mindestens einmal nach links und rechts Anzahl der Versuchsteilnehmer die in die rechte periphere Regionen am BÜ haben Bei Tageslicht Nicht Mindestens einmal Nicht Mindestens einmal Nicht Mindestens einmal Nicht Mindestens einmal Ohne PeriLight Mit PeriLight Ohne PeriLight Mit PeriLight links rechts

16 DLR.de Folie 16 Kriterium 1 Mehr Fahrer schauen mindestens einmal nach links und rechts Teststatistik: McNemar Test zur Untersuchung dichotomer Merkmale bei verbundenen Stichproben Der McNemar Test weist für die untersuchten Stichproben in allen Fällen eine signifikante Erhöhung des Anteils der Fahrer auf, die in die linke und rechte Peripherie haben, wenn PeriLight verwendet wurde links rechts Bei Tageslicht p <.001 p <.033 Bei Dunkelheit ohne Sichteinschränkung p =.002 p =.002 Bei Dunkelheit mit Sichteinschränkung p =.022 p =.022

18 DLR.de Folie 18 Kriterium 2 Die Fahrer schauen häufiger nach links und rechts Anzahl der Blicke bei Tag links Anzahl der Blicke bei Tag rechts

20 DLR.de Folie 20 Kriterium 3 Die Fahrer schauen früher nach links und rechts Blick nicht an GPS-Position gekoppelt Indikator Blickzeitpunkt = Wertebereich 0-1 TTTTTTTT tttt FFFFFFFFFF GGGGGGGGGGGG UUUUUU CCCCCCCC DDDDDDDDDDDDDDDD Blickzeitpunkt = 0 < 0.5 = der erste Blick fiel in der ersten Hälfte des Use Case in die AOI > 0.5 = der erste Blick fiel in der zweiten Hälfte des Use Case in die AOI AOI M ohne PeriLight M mit PeriLight links außen 0,92 0,64 halb links 0,94 0,59 rechts außen 0,92 0,82 halb rechts 0,74 0,67 Blickzeitpunkt = 1

22 DLR.de Folie 22 Kriterium 4 Die Fahrer reduzieren ihre Geschwindigkeit stärker vor dem Bahnübergang

24 DLR.de Folie 24 Zusammenfassung und Ausblick Mit der Verbreitung der Technologie Car2X kann der Status von BÜ kostengünstig für die Straßenverkehrsteilnehmer dargestellt werden. Die Machbarkeit wurde erfolgreich demonstriert. Im nächsten Schritt werden verschiedene Anwendungsfälle auf einer realen Strecke demonstriert werden Unter den Versuchsbedingungen hat sich das System PeriLight in Bezug auf die meisten Kriterien als effektiv erwiesen. Die Indizien des Versuchs sprechen dafür, dass PeriLight eine kostengünstige Möglichkeit sein könnte, um die Sicherheit an nichttechnisch gesicherten Bahnübergängen noch weiter zu erhöhen. Das EBA und die DB hat Interesse an weiteren Ergebnissen bekundet. Das System PeriLight sollte in einem nächsten Schritt einer Langzeitevaluation unterzogen werden.

25 DLR.de Folie 25 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Michael Meyer zu Hörste Wissenschaftlicher Mitarbeiter Telefon