Tunnelsäkerhet och betydelsen av visuell design

Transkript

1 Tunnelsäkerhet och betydelsen av visuell design Ett metodutvecklingsprojekt inom ViP Christopher Patten, VTI Innehåll Lite om ViP ViP Tunnel projektet Bakgrund och syfte Förbifart Stockholm Teorier och hypoteser Sammanfattning

2 Institute Excellence Centre at VTI Lite om ViP - Gemensam plattform för ökad och långtidssamarbete, kompetensökning och kunskapsöverföring Utveckling och tillämpning av körsimulatormetodologi Instrument för utveckling och utforskning av framtida fordon och trafikmiljö från ett användarperspektiv Användning av simulatorer i produktutveckling och utvärdering Fokus på interaktionen mellan människa och teknologi (HMI) Framtidsperspektiv - 5, 10,.. år Partners: VTI, Saab, Scania, Volvo Cars, Volvo Truck, SRA, Bombardier, Dynagraph, HiQ Ace, SmartEye, Swedish Road Marking Association Finansiering: Vinnova och ViP partners ViP projekt: Tunnelkörning effekter av utformningsoch trafikmiljöfaktorer på förarprestation Vilka är med i detta ViP tunnelprojekt? Vägverket Ruggero Ceci Volvo Technology Corporation (VTEC) Johan Engström Dennis Saluäär VTI Christopher Patten Mats Lidström Björn Blissing

3 Tunnlar i världen - Bakgrund Långa vägtunnlar i världen 1. Lærdalstunnel in Aurland, Norway på 24.5 km, byggd i Zhongnanshan tunnel i Kina på 18 km, byggd i Gotthard vägtunnel i Lepontine Alperna, Schweiz på 16.9 km, byggd i Förbifart Stockholm (FFS) tunnel på 17 km färdigt byggd i 2020 Särskilda problem med tunnlar? Perceptuella ledmarkörer (cues) är sämre eller annorlunda i tunnlar (ljud, ljus, sikt, visuell ytstruktur, monotoni) Mindre marginaler för felhandlingar Svårare konsekvenser vid olyckor Utrymningssvårigheter Begränsade möjligheter för räddningsinsatser (ambulans, brandkår) Brand Mont Blanc tunnelolycka personer dog (12 överlevde (Tinazzi)) Elden brann i 56 timmar och nådde temperaturer på 1000 C Utredare fann att de flesta dog inom 15 minuter (pga rök) i Mont Blanc tunnel olyckan Pennsylvania Allegheny Mountain Tunnel

4 Motåtgärder? Zhongnanshan tunnel i Kina är försedd med färgbelysning samt belysning med mönster för att hålla förare alerta. Tunnelrören är även försedd med artificiella växter och bilder på moln på taket för att lindra ögonansträngning hos förare. Zhongnanshan tunnel, Kina Lærdalstunnel i Norge

5 Ett metodutvecklingsprojekt inom ViP Syfte: Tunnelsäkerhet och betydelsen av visuell design Huvudfrågan är hur faktiskt (objektivt) liksom upplevt (subjektivt) körbeteende påverkas under simulatorkörning med varierande betingelser av tunnelmiljö och hur detta kan relateras till ökad tunnelsäkerhet. Validering av Förbifart Stockholm designkoncept ur ett säkerhetsperspektiv. Förbifart Stockholm Förbifart Stockholm planeras bli en ny motorvägsförbindelse som kommer att gå från E 4/E 20 Kungens kurva i söder till E 4 Häggvik i norr. Största delen av vägen, drygt 17 av 21 km, föreslås gå i tunnel. 90 km/h hastighetsgräns.

6 Förbifart Stockholm Trefilig motorväg i båda riktningar. Vägverket driver planeringsarbetet med en målsättning om byggstart 2012 Byggtiden är beräknad till minst 8 år. ÅDT fordon Tunneldesign Visuell ledning? En utvärdering Bild från Förbifart Stockholm

7 Nyckelfaktorer i visuell design Splay angle (infallsvinkel) Parallel Källa: Mouton et al Splay angle - Perpendicular Källa: Mouton et al. 2008

8 Exempel från en flygsimulatormiljö Rutnätsscen vid flyghöjd 100 m, 400 m and 700 m Källa: Mouton et al Hypotes I: Tunnlar gör köruppgiften mer krävande Initial hastighet, fil bredd, omgivande trafik, tunneldesign Mer krävande köruppgift Mer krävande att behålla lateral kontroll Blicken koncentreras till vägens mitt Ökad mikro rattrörelsejusteringar Mer selektivitet i riktning av uppmärksamhet Motivation Instruktioner, Grader av self-pacing etc. Kompensation av säkerhetsmarginaler (om möjligt) Minska hastighet Justering av lateral position Reducerad lateralposition variabilitet Ökad mental ansträngning

9 Hypothesis II: Förstärkt visuella ledmarkörer (infallsvinkel) underlättar fordonskontroll och gör köruppgiften mindre krävande (jämfört med standard tunneldesign) Hypothesis III: Förbifart Stockholm designkoncept i sin helhet minskar monotoni och gör köruppgiften mindre krävande (jämfört med standard tunneldesign)

10 Sammanfattning Vid bilkörning behövs olika optiska ledmarkörer (cues) för att förare ska kunna uppfatta och bedöma säkerhetsmarginaler samt att behålla en betryggande kontroll över fordonet. Det finns fortfarande viss oenighet om exakt lika ledmarkörer som används men: Infallsvinkel (splay angle) verkar vara dominant för lateralkontroll för rak framkörning Optiskflöde är viktig i kurvor Visuell varselblivning av hastighet baseras på visuell ytstruktur Upplevda riskökningar leder till ökad osäkerhet kring säkerhetsmarginaler vilket leder till ökad stress och ökad belastning som därmed ökar risken för flera misstag och felhandlingar. Konsekvenser av olyckor i tunnlar kan bli mer allvarliga för alla i tunneln. Detta projekt pågår under Tack för din uppmärksamhet! Christopher Patten Forskare VTI Statens väg- och transportforskningsinstitut E-post: christopher.patten@vti.se

11 Nyckelfaktorer i visuell design Infallsvinkel (eng. splay angle) och optisk rörelse Optisk rörelse ledmarkörer Optiskt flöde, Globalt optiskt flöde är ett mått på hastighet som bilder/vyer flödar ifrån en fokuspunkt när den betraktas från en viss höjd över ytan och rör sig framåt mot horisonten. Kantrörelsehastighet Kantrörelsehastighet är antalet visuella inslag (eg. rutnät) I det optiska flöde som passerar en viss punkt I tidsenheter. Infallsvinkel är viktig för lateralkontroll Exempel på infallsvinkel (splay angle) Mått Initial hastighet, fil bredd, omgivande trafik, tunneldesign Mer krävande köruppgift Mer krävande att behålla lateral kontroll SDGA PRC Blicken koncentreras till vägens mitt SRR Ökad mikro rattrörelsejusteringar SDLP Reducerad lateralposition variabilitet Mer selektivitet i riktning av uppmärksamhet Ökad mental ansträngning Motivation Instruktioner, Grader av self-pacing etc. NASA-TLX PDT RSME Kompensation av säkerhetsmarginaler (om möjligt) Medel hastighet Minska hastighet Justering av lateral position Medel LP

12 Hypotes II: Bakgrund Chatziastros et al (1999) splay -> förbättrad lat. kontroll Splay > placering mot körfältets mitt (motarbetande effekter med rörelse ledmarkörer)