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Analyse des Einflusses ausgewählter Gestaltungsparameter einer Fahrsimulation auf die Fahrerverhaltensvalidität

Zöller, Ilka Maria :
Analyse des Einflusses ausgewählter Gestaltungsparameter einer Fahrsimulation auf die Fahrerverhaltensvalidität.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2015)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Analyse des Einflusses ausgewählter Gestaltungsparameter einer Fahrsimulation auf die Fahrerverhaltensvalidität
Language: German
Abstract:

Die Bedeutung von Fahrsimulatoren als Untersuchungsumgebung für Fahrversuche steigt zunehmend. Eine wesentliche Voraussetzung für den Rückgriff auf eine Simulation anstelle eines realen Versuchsumfelds ist jedoch die Gewährleistung der Übertragbarkeit des Fahrer-verhaltens auf die Realität. Das Forschungsfeld der Fahrerverhaltensvalidität eines Fahrsimu-lators, das sich mit dieser Frage befasst, gewinnt entsprechend an Relevanz. Es existieren be-reits zahlreiche Untersuchungsreihen in diesem Bereich. Dabei lassen sich jedoch Schwach-stellen in der Untersuchungsmethodik sowie insbesondere ein stark divergierender Erkennt-niswert hinsichtlich der Validität von Fahrsimulatoren erkennen. Als eine mögliche Ursache dieser Abweichungen können die sich zwischen den Studien unterscheidenden Versuchskons-tellationen gesehen werden. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, das komplexe Feld der Fahrerverhaltensvalidität von Fahr-simulatoren näher zu erforschen, indem die Fragen des Einflusses ausgewählter Gestaltungs-parameter eines Fahrsimulators und des Untersuchungsszenarios auf die Fahrerverhaltensva-lidität beantwortet werden. Hierzu wird zunächst im Rahmen einer modellbasierten Betrach-tung die Wirkungskette von Szenario und Gestaltungsparameter auf die einzelnen Validitätskennwerte theoretisch hergeleitet. Der Fokus der Betrachtung liegt dabei auf der Wahrnehmungsphysiologie des Menschen. Anschließend wird eine empirische Validierungs-studie vorgestellt, die den zuvor theoretisch hergeleiteten Einfluss näher quantifiziert und so evaluiert. Dabei wird auf eine methodisch saubere Untersuchungsdurchführung Wert gelegt, um die angesprochenen Methodikschwächen bisheriger Studien gezielt zu vermeiden. Ein Abgleich der empirischen Ergebnisse mit den theoretisch aufgestellten Annahmen zeigt, dass die Fahrsimulatorvalidität durchaus von den Einflussgrößen Untersuchungsszenario und Gestaltungsparameter abhängig ist. Die Richtung und Stärke dieser Einflüsse lässt sich jedoch weder theoretisch herleiten noch pauschal von einer empirischen Studie bestimmen, da es sich bei der Fahrerverhaltensvalidität um ein äußerst komplexes Konstrukt handelt. Es existieren vielfältige Zusammenhänge zwischen einzelnen Einflussgrößen und Validitätsaspekten. So zeigt sich im Rahmen der empirischen Studie das interessante Ergebnis, dass eine Gestal-tungsparameter-Erweiterung nicht zwangsläufig zu einer positiven oder zumindest neutralen Beeinflussung des Validitätsergebnisses führt. Vor allem ein vergleichbares Maß an Qualität und Harmonie einzelner dargebotener Reize in einem Fahrsimulator scheint eine hohe Bedeu-tung für die Fahrerverhaltensvalidität und die Immersion des Probanden in das Verkehrsge-schehen zu haben. Um dieser Vielfalt und Komplexität an Zusammenhängen zu begegnen, liefert die vorliegende Arbeit beispielhafte erste wichtige Erkenntnisse dahingehend, welcher Kennwert sich unter Rückgriff auf welches Parameterset und in welchem Szenario valide abbilden lässt.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Driving simulators are becoming increasingly important as an evaluation environment for driving tests. However, a key prerequisite for using a simulation instead of a real test envi-ronment is that transferability of driver behavior to reality be ensured. The research area of validity of driver behavior in a driving simulator which addresses this question is accordingly becoming increasingly relevant. There are already many series of investigations in this area. However, weaknesses in investigative methodology as well as significantly diverging values with regard to the validity of driving simulators are evident. A possible cause of these differ-ences may be the different test configurations between the studies. The purpose of this study is to examine the complex issue of the validity of driver behavior in further detail by investigating the effect of selected parameters of a driving simulator and of the investigation scenario on the validity of driver behavior. In order to accomplish this, the causal chain of the scenario and parameters on the individual validity characteristics is first derived theoretically in the context of a model-based evaluation. The evaluation focuses here on the physiology of human perception. An empirical validation study is then presented which further quantifies and thus evaluates the effect previously derived theoretically. Emphasis is placed here on a methodologically clean investigation so as to deliberately avoid the afore-mentioned methodological weaknesses of previous studies. A comparison of the empirical results with the theoretically derived assumptions shows that driving simulator validity is highly dependent on the investigation scenario and parameters as influencing factors. However, the direction and magnitude of these effects can neither be the-oretically derived nor generally determined from an empirical study, as the validity of driver behavior represents an extremely complex construct. There is a wide range of relationships between individual influencing factors and validity aspects. For example, the empirical study yields the interesting result that an expansion of parameters does not automatically result in a positive or even neutral effect on the validity result. A comparable degree of quality and har-mony of the individual stimuli offered in a driving simulator appears in particular to be of great importance for the validity of driver behavior and the immersion of the subject in the traffic situation. In order to address this variety and complexity of interdependencies, this study provides ini-tial important example results regarding which parameter can be validly simulated with refer-ence to which parameter set and in which scenario.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 16 Department of Mechanical Engineering > Ergonomics (IAD)
Date Deposited: 17 Jul 2015 09:56
Last Modified: 17 Jul 2015 09:56
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-46089
Referees: Bruder, Prof. Ralph and Klingauf, Prof. Uwe
Refereed: 19 May 2015
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/4608
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