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ge­för­dert vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI)

MoFFa

Holistisches Modell zur Beschreibung der Aufgabenverteilung und der Aufgabenübergabe zwischen menschlichem Fahrer und Fahrassistenzsystemen beim au­to­ma­ti­sier­ten und vernetzen Fahren
In Zu­sam­men­arbeit mit dem  Lehrstuhl für Regelungs­system­technik (RST) der TU Dort­mund und dem Forschungs- und Technologiezentrum Ladungssicherung Selm gGmbH (LaSiSe) durch­ge­führt.

Laufzeit: 01.07.2017–30.06.2020

Projektlogo MoFFa

Forschungskontext

Das Auto wird durch Fahrassistenzsysteme zunehmend digitalisiert und automatisiert. War bislang der Mensch für nahezu alle Fahraufgaben verantwortlich, so gibt er nun immer mehr Zuständigkeiten an die Tech­nik ab. Daher erfordert es neue Mechanismen, die eine klare Rollenverteilung im Fahrzeug gewährleisten sollen und das Zusammenspiel zwischen menschlichem Fahrer und Assistenzsystemen koordinieren:  

  • Wann kann oder darf der Mensch Fahraufgaben übernehmen bzw. an das Auto abgeben?

  • Wie wird der Mensch darauf aufmerksam ge­macht, Aufgaben übernehmen zu müssen?

  • Wie muss eine solche Übergabe vonstattengehen, damit der Mensch die neue Tech­nik akzeptiert und stressfrei einsetzen will?

Forschungsziele

Im Rah­men des Vorhabens wird ein holistisches Modell ent­wickelt, das die Übergabe und Übernahme von Aufgaben eindeutig mathematisch be­schreibt. Daran gekoppelt wer­den Verantwortungen zwischen menschlichem Fahrer und Fahrassistenzsystem im Kontext des au­to­ma­ti­sier­ten Fahrens.

Das Modell wird auf Basis der Automationsstufen gemäß der Society of Automotive Engineers (so­ge­nannte SAE-Level) ent­wickelt. Es eignet sich für eine systematische Prüfung der Funktionen zum au­to­ma­ti­sier­ten und vernetzten Fahren und soll

  • die Status des menschlichen Fahrers und des Fahrassistenzsystems überwachen und koordinieren
  • problematische Konstellationen der Interaktion zwischen dem MF und dem FAS in den ver­schie­de­nen SAE-Levels erkennen und analysieren
  • die Mög­lich­keit zur mathematisch exakten Beschreibung der au­to­ma­ti­sier­ten Fahrfunktionen aus Sicht der Nutzertransparenz und Erwartungskonformität bieten
  • dadurch bedingt einen erheblichen Erkenntniszugewinn für die Funktionssicherheit und gesellschaftliche sowie nutzerzentrierte Akzeptanz des au­to­ma­ti­sier­ten Fahrens liefern

Forschungsmethoden

Das holistische Modell wird über einen dreistufigen Prozess mit­hil­fe verschiedener Forschungsmethoden (quantitativer Online-Fragebogen, Experimente, Interviews) ent­wickelt.

  1.  Erstens wer­den Fahrer-Fahrzeug-Interaktionen mit­hil­fe eines Online-Fragebogens abgefragt, um ver­schie­de­ne Fahrertypen zu klassifizieren und um Einflussvariablen zu identifizieren, die auf den Fahrerzustand bei der Fahrzeugnutzung wirken (z.B. Stress, Erfahrung, Aufmerksamkeit). Der Fragebogen dient auch der Erstellung eines Instruments, um Versuchspersonen in der späteren Projektphase ei­nem be­stimm­ten Fahrertypus zuzuordnen. So kann bei­spiels­weise festgestellt wer­den, wie Fahrertypen bei der Übernahme bzw. Übergabe von Fahraufgaben unterschiedlich agieren und wie die jeweiligen Einflussvariablen gewichtet sind.
     
  2. In der zweiten Stufe wird ein statischer Fahrsimulator eingesetzt, um mit Hilfe von Probanden in „normalen“ und „kritischen“ Fahrsituationen die Beschreibung der Interaktionen und Interdependenzen im Rah­men des Übergabemodells weiter zu optimieren. Diese Experimente im Fahrsimulator wer­den durch Vorher-Nachher-Befragungen der Probanden un­ter­stützt, um unter an­de­rem die Nutzerakzeptanz der Fahrassistenzsysteme – getrennt nach Fahrertypen – zu un­ter­su­chen.
     
  3. In der dritten Stufe erfolgt die Evaluation des holistischen Modells über den Fahrversuch mit Probanden in realen Fahrsituationen, um diese mit den Er­geb­nis­sen unter Laborbedingungen (Fahrsimulator) zu vergleichen und zu interpretieren. Die Versuche wer­den auf einer Teststrecke des Forschungs- und Technologiezentrums Ladungssicherung Selm gGmbH durch­ge­führt. Auch hier erfolgt eine Analyse der Nutzerakzeptanz durch die jeweiligen Fahrertypen mittels einer Vorher-Nachher-Be­fra­gung.

Ansprechpartner

Anfahrt & Lageplan

Der Cam­pus der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Cam­pus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Cam­pus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.

Direkt auf dem Cam­pus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Cam­pus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Cam­pus Nord und Cam­pus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund verteilen sich auf den größeren Cam­pus Nord und den kleineren Cam­pus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen kön­nen Sie den Lageplänen entnehmen.