Tunnelsäkerhet och betydelsen av visuell designEtt metodutvecklingsprojekt inom ViP

Christopher Patten, VTI

Innehåll

Lite om ViP

ViP Tunnel projektet

Bakgrund och syfte

Förbifart Stockholm

Teorier och hypoteser

Sammanfattning

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, ….. årPartners: VTI, Saab, Scania, Volvo Cars, Volvo Truck, SRA, Bombardier, Dynagraph, HiQ Ace, SmartEye, Swedish Road Marking Association

Finansiering: Vinnova och ViP partners www.vipsimulation.se

Institute Excellence Centre at VTI

ViP projekt: ”Tunnelkörning – effekter av utformnings- och 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

Tunnlar i världen - Bakgrund

Långa vägtunnlar i världen

1. Lærdalstunnel in Aurland, Norway på 24.5 km, byggd i 2000

2. Zhongnanshan tunnel i Kina på 18 km, byggd i 2007

3. Gotthard vägtunnel i Lepontine Alperna, Schweiz på 16.9 km, byggd i 1980

4. 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 felhandlingarSvårare konsekvenser vid olyckor UtrymningssvårigheterBegränsade möjligheter för räddningsinsatser (ambulans, brandkår)

BrandMont Blanc tunnelolycka 1999● 39 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

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

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.

Förbifart Stockholm

Trefilig motorväg i båda riktningar. Vägverket driver planeringsarbetet med en målsättning om byggstart 2012 Byggtiden är beräknad till minst 8 år. ÅDT 170 000 fordon

Tunneldesign – Visuell ledning?En utvärdering

Bild från Förbifart Stockholm

Nyckelfaktorer i visuell design Splay angle (infallsvinkel) – Parallel

Källa: Mouton et al. 2008

Splay angle - Perpendicular

Källa: Mouton et al. 2008

Exempel från en flygsimulatormiljö

Rutnätsscen vid flyghöjd 100 m, 400 m and 700 m

Källa: Mouton et al. 2008

Mer krävande köruppgift

Mer krävande att behålla lateral kontroll Kompensation av säkerhetsmarginaler (om möjligt)

Blicken koncentreras till vägens mitt

Ökad mikro rattrörelsejusteringar

Reducerad lateralposition variabilitet

Ökad mental ansträngning

Minska hastighet

Justering av lateral position

Initial hastighet, fil bredd, omgivande trafik, tunneldesign…

Motivation

Instruktioner,

Grader av

self-pacing etc.

Mer selektivitet i riktning av uppmärksamhet

Hypotes I: Tunnlar gör köruppgiften mer krävande

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)

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 2010.

Tack för din uppmärksamhet!

Christopher Patten

Forskare

VTI

Statens väg- och transportforskningsinstitut

E-post: christopher.patten@vti.se

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)…

Mer krävande köruppgift

Mer krävande att behålla lateral kontroll Kompensation av säkerhetsmarginaler (om möjligt)

Blicken koncentreras till vägens mitt

Ökad mikro rattrörelsejusteringar

Reducerad lateralposition variabilitet

Ökad mental ansträngning

Minska hastighet

Justering av lateral position

Initial hastighet, fil bredd, omgivande trafik, tunneldesign…

Motivation

Instruktioner,

Grader av

self-pacing etc.

Mer selektivitet i riktning av uppmärksamhet

Mått

SDGA PRC

SRR

SDLP

RSMENASA-TLX

PDT

Medel hastighet

Medel LP

Hypotes II: BakgrundChatziastros et al (1999)

splay ->

förbättrad lat.

kontrollSplay –> placering mot körfältets mitt (motarbetande

effekter med rörelse ledmarkörer)