Zur belastungsoptimierten Routengenerierung im Straßenverkehr

Ehrenpfordt, Ingmar

Fahrerassistenzsysteme sollen die steigende Belastung bei der Fahrzeugführung kompensieren. Vornehmlich geschieht dies auf der Bahnführungs- und Stabilisierungsebene nach Bernotat (1970). Die belastungsoptimierte Routenplanung erschließt das ungenutzte Potential der Planungsebene. Eingehend werden Nutzergruppen über eine modifizierte, motivbasierte Fahrertypisierung mittels Fragebogen ermittelt und das Potential einer individuellen, belastungsoptimierten Routenplanung aufgezeigt. Im Weiteren erfolgt die Ermittlung individueller Belastungsprofile auf Basis realer Fahrdaten. Dabei wird die Reaktion des Fahrers in neun relevanten Infrastrukturkombinationen ermittelt, welche sich aus Straßenkategorien und potentiellen Interaktionspunkten mit anderen Verkehrsteilnehmern zusammen setzen. Das resultierende Profil verändert später die Gewichtungsfunktion in der Routenberechnung. Es ergeben sich zwei Nutzungen individueller Belastungsprofile: eine entlastende Streckenführung „Entspannte Route“ und eine Streckenführung mit Trainingscharakter „Aktive Route“. Infrastrukturbereiche mit einem erhöhten, individuellen Gefährdungspotential können dabei gemieden, oder trainiert werden. Eine Umsetzung erfolgt mit der Option Entspannte Route unter Verwendung der Herzrate als physiologisches Beanspruchungsmaß. Das Konzept wird abschließend in einem Routenplaner umgesetzt und validiert. Methodisch kommen GIS-Anwendungen, Fahrdatenauswertungen, Filter- und Aufbereitungsalgorithmen zur Anwendung. Der Nachweis wird erbracht, dass die Entspannte Route zu einer signifikant geringeren Beanspruchung beim Fahrer führt, als die Schnellste Route. Eine belastungsoptimierte Routenplanung kann die persönliche und die allgemeine Verkehrssicherheit erhöhen. Die entwickelte Methode zur Generierung der Fahrerprofile ließe sich auch zur Identifikation von allgemein belastenden Infrastrukturbereichen nutzen und um Trassierungsrichtlinien zu erweitern.

Driver Assistance Systems were developed to compensate increasing driver workload. That happens so far primarily focussed on the guidance level and the stabilization level of the vehicle guidance model of Bernotat (1970). The individualized route planning addresses the unused potential of the navigation level. Firstly potential user groups are identified by using a modified motif based questionnaire. Also the potential of the individualized, workload-optimized routing is highlighted. Furthermore individual driver profiles based on workload were generated using real driving data. The reaction of the driver in nine predefined combinations of infrastructure is used to generate the driver’s profile. For this differentiation a combination of road categories and potential points of interaction with other road users is used. The adjustment of the weighting factors used within the route planning process is based upon the driver’s profile. As a result the individual drivers profile will enable to build up two new routing applications: a routing with low stress to the driver, the Relaxed Route, and a routing with the potential of training the driver, the Active Route. Traffic infrastructure combinations with a slightly higher, individual hazard potential can be avoided, or if needed be trained. Only the new routing option Relaxed Route is developed using the heart rate as the basic physiological indicator. The described concept of an individualized route planning was implemented in a route planer and tested. GIS applications, visual evaluation of driving data, as well as various data processing and filtering algorithms were part of the basic methods. It was demonstrated that the Relaxed Route leads significantly to less drivers strain compared to the Fastest Route. A workload-optimized route planning can increase the personal and the general road safety. The developed method generating drivers’ profiles could be used to identify infrastructure with a general potential of higher workload to the driver to extend the alignment guidelines.

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Ehrenpfordt, Ingmar: Zur belastungsoptimierten Routengenerierung im Straßenverkehr. 2008.

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