Het lijkt gek om over bestuurdersgedrag te spreken in een context van automatisch rijden. Maar het automatiseren van voertuigen is een geleidelijk proces, waarbij ook de rol van de bestuurder slechts geleidelijk verandert. De auteurs van deze bijdrage laten hun licht schijnen op de veranderende rol van de bestuurder en op de acceptatie van rijtaakondersteunende systemen.
Het is niet zonder reden dat de potentie van automatische voertuigen om de doorstroming te verbeteren, hoog wordt ingeschat. Onderzoekers hebben aangetoond dat automatisch rijden de capaciteit van de weg kan verhogen, verkeersstromen stabieler maakt en de zogenaamde capaciteitsval voorkomt of uitstelt. Een voorbeeld: bij handmatig bestuurde voertuigen ligt de capaciteit van de weg tussen 1800 en 2200 voertuigen per uur per strook. Met automatische voertuigen is echter pelotonvorming mogelijk, wat staat voor een veel ‘dichtere’ benutting van de weg. Volgens simulatiestudies (Karaaslan,1991; VanderWerf, 2004) zou de capaciteit hiermee tot wel 2900 voertuigen per uur per rijstrook kunnen stijgen! Een ander voorbeeld is de studie van Arnoud en Bowling uit 2011 naar Cooperative Adaptive Cruise Control-systemen. Deze onderzoekers toonden aan dat deze vorm van automatisch rijden de stabiliteit van de verkeersstroom verhoogt. Een stabielere verkeersstroom betekent dat de kans afneemt dat het verkeer vastloopt in een ‘traffic breakdown’.
Is hiermee echter aangetoond dat de automatisering van voertuigen dus een positieve invloed zal hebben op de efficiëntie van de verkeersstroom? Niet helemaal. De potentie op zich is wetenschappelijk onderbouwd, maar dat geldt dan voor een ‘ideale situatie’. En deze ideale situatie kan alleen worden bereikt als er rekening wordt gehouden met het gedrag van bestuurders.
Een veranderende rol van de bestuurder
Dat lijkt gek, spreken over bestuurdersgedrag in een context van automatisch rijden. Maar het punt is dat het automatiseren van voertuigen geen alles-of niets-principe is: het is een geleidelijk proces naar volledig autonome voertuigen. Gasser en Westhoff (2012) onderscheiden verschillende niveaus van automatisering van voertuigen, van driver assistance, partially automated vehicles, highly automated vehicles tot fully automated vehicles.
Het onderscheid tussen de verschillende niveaus is gebaseerd op de mate waarin het systeem de rijtaak overneemt en de mate waarin de bestuurder geacht wordt het systeem te monitoren en eventueel over te nemen. Bij met name de lagere niveaus van automatisering dient de bestuurder namelijk altijd klaar te zijn om de controle van het voertuig weer over te nemen, de zogenaamde authority transitions. Echter, wetenschappelijk onderzoek wijst uit dat bestuurders minder goed zijn in het monitoren van systemen. Voor het handmatig besturen van een auto is gerichte aandacht voor de rijtaak nodig, en dat gaat ons normaliter prima af. Bij automatisch rijden is de mentale werkbelasting minder omvangrijk en vindt er een verschuiving plaats van gerichte aandacht naar volgehouden aandacht. Kenmerk van volgehouden aandacht is dat de reactietijd aanzienlijk langer is. Stanton, Young en McCaulder toonden bijvoorbeeld al in 1997 aan dat bij Adaptive Cruise Control meer dan een derde van de bestuurders niet in staat bleek om tijdig de controle over het voertuig over te nemen, om zo een botsing te voorkomen. Dit wordt ondersteund door onderzoek van Varotto (2015), waarin de vastgestelde reactietijden eveneens substantieel bleken te zijn.
Het voorgaande hangt wellicht samen met een verminderde situation awareness van bestuurders. Zo concludeerden Young en Stanton in 2007 dat dit bewustzijn inderdaad significant afnam naarmate bestuurders langer reden met Adaptive Cruise Control. Hetzelfde fenomeen is overigens waargenomen bij piloten die gebruik maken van de automatische piloot: zodra zij over een langere periode de automatische piloot gebruiken en zich dus beperken tot het monitoren van het systeem, neemt hun situation awareness af.
Het lijkt aannemelijk dat een verminderde situation awareness en de verschuiving naar volgehouden aandacht de positieve invloed van automatisch rijden flink negatief beïnvloedt. Een toegenomen reactietijd kan bijvoorbeeld een negatieve invloed hebben op de capaciteit van de weg en de stabiliteit van de verkeersstroom.
Acceptatie door de gebruiker
Maar er is nog een gedragsaspect dat de potentie van automatische voertuigen kan inperken: de acceptatie van de ontwikkelde rijtaakondersteunende systemen. In dit verband stelden Nilsson het al. in 1992 al vast dat de acceptatie door de gebruikers bij geautomatiseerde Collission Avoidance Systems relatief laag was. Verder concludeerden Hoedemaeker (1996) en ook Hoedemaeker en Brookhuis (1998) dat het overdragen van de controle over een voertuig wordt gezien als een negatief aspect van rijtaakondersteunende systemen. In een grote survey uitgevoerd in de context van het SAVE-project (Bekiaris, 1997) kwam eveneens naar voren dat bestuurders huiverig zijn om de controle aan een geautomatiseerd systeem over te geven. Het is nog niet goed duidelijk welke factoren de acceptatie door gebruikers bepalen. Een mogelijke determinant is wellicht de mate waarin het automatische voertuig een rijstijl vertoont die lijkt op de rijstijl van de bestuurder. De Vos en Hoekstra (1997) concludeerden bijvoorbeeld dat bestuurders korte volgtijden minder comfortabel vinden en dientengevolge het systeem ook in mindere mate accepteren en gebruiken.
Acceptatie door bestuurders – wordt het systeem wel gebruikt? – is erg belangrijk om de positieve invloed op de efficiëntie van de verkeersdoorstroming te kunnen realiseren. Uit onderzoek door Karaaslan (1991) blijkt dat de positieve invloed van automatische voertuigen op de stabiliteit van de verkeersstroom alleen dan is te realiseren indien er sprake is van een voldoende hoge penetratiegraad.
Een vooruitblik
In het voorgaande hebben we slechts twee gedragsaspecten besproken van automatisch rijden in de context van het verbeteren van de verkeersdoorstroming, namelijk de veranderende rol van de bestuurder en acceptatie door de gebruiker. Maar de invloed van gedrag op het effect van automatische voertuigen op de verkeersdoorstroming is hier niet toe beperkt. Er zijn nog veel andere factoren die een rol spelen. Bijvoorbeeld: hoe gaan bestuurders van handmatig bestuurde voertuigen reageren op deze automatische voertuigen? Raken zij hierdoor afgeleid? Hoe kunnen handmatig bestuurde voertuigen en automatische voertuigen met elkaar communiceren?
Een andere mogelijke vraag heeft te maken met reisgedrag. Indien bestuurders van automatische voertuigen hun tijd in de auto nuttig kunnen besteden (werken in de auto, ontspannen de krant lezen), dan zal de zogenaamde Value of Time substantieel wijzigen. Mogelijk heeft dit een belangrijke invloed op het reisgedrag. Het rijden met de automatische auto zou bijvoorbeeld aantrekkelijker kunnen worden voor reizigers die nu nog het openbaar vervoer kiezen (en in de trein werken of de krant lezen). We weten nog niet in welke mate de Value of Time verandert en dientengevolge reisgedrag wordt beïnvloedt, maar het kan een factor van belang zijn.
Er zijn derhalve nog veel vragen die beantwoord moeten worden voordat we met zekerheid kunnen zeggen hoe groot precies de positieve invloed van automatische voertuigen op de efficiëntie van de verkeersstroom zal worden – en hoe we de ‘ideale situatie’ kunnen benaderen. We dienen gedegen onderzoek te verrichten naar de factoren die de volgehouden aandacht en situation awareness beïnvloeden, naar factoren die de acceptatie door gebruikers bepalen en naar de invloed van andere belangrijke gedragsaspecten van automatisch rijden. Dát menselijk gedrag ook bij automatische voertuigen een rol van betekenis speelt, staat hoe dan ook buiten kijf.
____
De auteurs
Dr. Raymond G. Hoogendoorn en dr. Michelle Doumen zijn respectievelijk senior projectleider en projectleider bij MuConsult.
____
Literatuuroverzicht
- Arnaout, G. and S. Bowling. Towards reducing traffic congestion using cooperative adaptive cruise control on a freeway with a ramp. Journal of Industrial Engineering and Management, Vol. 4, No. 4, 2011, pp. 699–717.
- Bekiaris, E., S. Petica, and K. Brookhuis. Driver needs and public acceptance regarding telematic in-vehicle emergency control aids. In Mobility for Everyone. 4th World Congress on Intelligent Transport Systems, 21-24 October 1997, Berlin. (Paper No. 2077), 1997.
- De Vos, A. and W. Hoekstra. Behavioral Aspects of Automatic Vehicle Guidance (AVG), Leaving the Automated Lane. 1997.
- Gasser, T. and D. Westhoff. BASt-study: Definitions of Automation and Legal Issues in Germany. 2012.
- Hoedemaeker, M. and K. A. Brookhuis. Behavioral adaptation to driving with an adaptive cruise control (ACC). Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behavior, Vol. 1, No. 2, Elsevier, 1998, pp. 95–106.
- Hoedemaeker, M. Behoeften, rijstijlen en meningen ten aanzien van Automatische Voertuig Besturing (Needs, driving styles and opinions towards Automated Driving). Delft University of Technology, Delft, The Netherlands. Report, 1996.
- Karaaslan, U., P. Varaiya, and J. Walrand. Two proposals to improve freeway traffic flow. In American Control Conference, 1991. IEEE, 1991, pp. 2539–2544.
- Nilsson, L., H. Alm, and W. Jansson. Collision avoidance systems: Effects of different levels of task allocation on driver behaviour. VTI, No. 182, 1992.
- Stanton, N. A., Young, M., & McCaulder, B. (1997). Drive-by-wire: the case of driver workload and reclaiming control with adaptive cruise control. Safety Science, 27(2), 149-159.
- Towards a European road safety area: policy orientations on road safety 2011-2020. European Commission, 2010.
- VanderWerf, J., S. Shladover, and M. A. Miller. Conceptual development and performance assessment for the deployment staging of advanced vehicle control and safety systems. 2004.
- Varotto, S.F., Hoogendoorn, R.G., Van Arem, B. & Hoogendoorn, S.P. Empirical Longitudinal Driving Behavior in case of Authority Transitions between Adaptive Cruise Control and Manual Driving. Proceedings of the TRB Annual Meeting 2015, Washington DC., 2015.
- Young, M. S., & Stanton, N. A. (2007). What’s skill got to do with it? Vehicle automation and driver mental workload. Ergonomics, 50(8), 1324-1339.
