Human driver and passenger reaction to highly automated vehicles in mixed traffic on highways and in urban areas

Stange, Vanessa

doi:10.24355/dbbs.084-202107221339-0

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Human driver and passenger reaction to highly automated vehicles in mixed traffic on highways and in urban areas

English
German

In the future, highly automated vehicles will be introduced in road traffic, first on highways, and later in urban areas. The introduction will result in a long transition phase with mixed traffic. This transition phase poses new challenges for humans as passengers inside highly automated vehicles and for humans as drivers interacting with these vehicles in mixed traffic. Thus far, human drivers lack experience with highly automated vehicles and driving in mixed traffic. In addition, it can be expected that highly automated vehicles will drive in a more rule-compliant and defensive way than human drivers. This may cause conflicts with human drivers in mixed traffic, and lead to passenger discomfort and perceived risk.

This dissertation investigated how humans react to highly automated vehicles in mixed traffic, taking both inside perspective of passengers and the outside perspective of human drivers into account. To this end, four psychological experiments.

From the outside perspective, this dissertation investigated human drivers’ first contact with highly automated vehicles in dyadic interactions on the highway (Study 1) and repeated contact on longer highway sections (Study 2). Results showed that human drivers rate the rule-compliant automated driving behavior as pleasant and safe in dyadic interactions. However, human drivers feel slowed down by preceding highly automated vehicles on longer stretches of highway, which can be a potential hazard. Furthermore, an external labelling of highly automated vehicles may be recommendable in the long run.

From the inside perspective of passengers, this dissertation investigated urban mixed traffic interactions with cyclists and pedestrians in longitudinal traffic (Study 3) and at a junction (Study 4). Results show that passengers do not accept any risk during highly automated driving and passengers want an early behavioral reaction of the highly automated vehicle to vulnerable road users in the driving environment.

Across the four studies, the present dissertation shows that highly automated vehicles drive noticeably differently, which both passengers and manual drivers can perceive. However, highly automated driving behavior is perceived as unpleasant at maximum, but not as dangerous. When designing highly automated driving functions, both driver and passenger preferences should be considered equally. Future studies should examine the preferences of human road users regarding automated driving behavior.

In Zukunft werden hochautomatisierte Fahrzeuge im Straßenverkehr eingeführt, zunächst auf der Autobahn, und später auch im urbanen Raum. Die Einführung dieser Technologie resultiert in einer langen Übergangsphase mit Mischverkehr. Dieser Übergang stellt Menschen als Passagiere und Fahrer vor neue Herausforderungen. Bislang fehlt Fahrern die Erfahrung mit hochautomatisierten Fahrzeugen und dem Fahren im Mischverkehr. Zudem ist zu erwarten, dass sich hochautomatisierte Fahrzeuge regelkonformer und defensiver fahren als menschliche Fahrer. Das könnte zu Konflikten mit anderen Verkehrsteilnehmern, und zu Diskomfort und Risikoerleben beim Passagier führen.

Diese Dissertation untersuchte mithilfe von psychologischen Experimenten wie menschliche Fahrer auf hochautomatisierte Systeme aus der Passagiersicht und aus der Außensicht als manuelle Fahrer im Mischverkehr reagieren. Ein weiteres Ziel war es zu verstehen, wie hochautomatisierte Fahrzeuge fahren sollen, damit sich Passagiere sicher fühlen.

Aus der Außensicht menschlicher Fahrer untersuchte diese Dissertation den Erstkontakt mit hochautomatisierten Fahrzeugen in dyadischen Interaktionen (Studie 1) und im wiederholten Kontakt (Studie 2) auf längeren Autobahnabschnitten. Die Ergebnisse zeigen, dass Fahrer das regelkonforme hochautomatisierte Fahrverhalten in dyadischen Interaktionen als angenehm und sicher bewerten. Allerdings fühlen sich Fahrer auf längeren Strecken ausgebremst, wodurch ein Gefahrenpotenzial entsteht kann. Weiterhin ist eine Außenkennzeichnung auf längere Sicht zu empfehlen.

Aus der Passagiersicht untersuchte diese Dissertation urbane Mischverkehrsinteraktion im longitudinalen Verkehr (Studie 3) und an einer Einmündung (Studie 4). Die Ergebnisse zeigen, dass Passagiere keinerlei Risiko eingehen wollen und sich eine frühzeitige Verhaltensreaktion des hochautomatisierten Fahrzeugs auf schwächere Verkehrsteilnehmer in die Fahrumgebung wünschen.

Studienübergreifend zeigt sich, dass hochautomatisierte Fahrzeuge merklich anders fahren, was Passagiere als auch für manuelle Fahrer wahrnehmen können. Automatisiertes Fahrverhalten wird aber maximal als unangenehm, nicht als gefährlich bewertet. Bei der technischen Auslegung automatisierter Fahrfunktionen sollten die Präferenzen von Fahrern und Passagieren gleichermaßen berücksichtigt werden. Zukünftige Studien sollten die Präferenzen anderer menschlicher Verkehrsteilnehmer im Hinblick auf das Verhalten automatisierter Fahrzeuge weiter untersuchen.