Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4806
Main Title: Verhaltenswirksame Gestaltung von Müdigkeitswarnungen im Fahrzeug
Translated Title: Behaviorally effective design for in-car fatigue warnings
Author(s): Dreßler, Annika
Advisor(s): Thüring, Manfred
Referee(s): Thüring, Manfred
Vollrath, Mark
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Müdigkeitswarnsysteme (MWS) sind eine relativ neue Form der Fahrerassistenz, in deren Entwicklung der Forschungsschwerpunkt bisher deutlich auf der Detektionsseite lag. Wenig ist darüber bekannt, wie wirksam diese Systeme tatsächlich das Risiko müdigkeitsbedingter Unfälle mindern und welche Faktoren der Warnungsgestaltung für die angestrebte Sicherheitswirkung ausschlaggebend sind. Mit Blick auf den problematischen Fahrerzustand kann grundsätzlich nur eine Reduktion der Müdigkeit das Sicherheitsrisiko effektiv verringern. Ziel einer Warnung ist daher, den Fahrer zu einer Pause zu bewegen, in der er Koffein zu sich nehmen und / oder einen Kurzschlaf halten sollte. Allerdings wirken auf Ebene der Überzeugungen, Einstellungen und Motivation des Fahrers eine Reihe psychologischer Prozesse diesem Zielverhalten entgegen. Zwei besondere Herausforderungen für die Warnungswirkung sind die Tendenz zu unrealistischem Optimismus in der Einschätzung des persönlichen Risikos und die Tendenz zur Vermeidung unmittelbarer subjektiver Handlungskosten der Pause. Vor diesem theoretischen Hintergrund wurde die Wirkung verschiedener Warnungsvarianten auf Kognitionen, Motivation und Verhalten untersucht. Zu diesem Zweck wurde ein neues experimentelles Paradigma entwickelt, mit Hilfe dessen im Fahrsimulator die Anreizsituation einer realen Warnungssituation nachgestellt werden kann. Zunächst wurde durch teilweise Schlafdeprivation und die Ausnutzung circadianer Leistungstiefs ein hohes Grundniveau von Müdigkeit bei den Teilnehmern erzeugt. Ergänzend wurde eine Konstellation aus möglichen finanziellen Gewinnen und Verlusten geschaffen, die die grundlegenden Elemente der Motivationslage des Fahrers in einer realen Warnungssituation nachbildet. Während simulierter Fahrten auf einer monotonen Strecke wurde der Fahrerzustand überwacht. Bei Erreichung des definierten Müdigkeitskriteriums erhielten die Fahrer eine von mehreren möglichen Rückmeldungen. In Experiment 1 wurden zwei Warnungsvarianten verglichen: eine Standardwarnung (Kaffeetassensymbol) und eine Warnung mit einem Bild des Fahrers aus der aktuellen Situation, die mit Fokus auf eine hohe Überzeugungswirkung neu entwickelt wurde. Auf der Ebene verhaltensrelevanter Überzeugungen wies die Gruppe der mit eigenem Bild gewarnten Fahrer hierbei höhere Ausprägungen hinsichtlich der Gefährdungswahrnehmung und hinsichtlich der wahrgenommenen Effektivität einer Pause auf. Die Inzidenz von Pausen war jedoch insgesamt sehr gering. In Experiment 2 wurden die Anreizbedingungen verschärft und die Wirkung beider Warnungsvarianten mit einer Situation ohne Warnsystem verglichen. Hierbei zeigte sich, dass die Standardwarnung die Gefährdungswahrnehmung und Pausenwahrscheinlichkeit zwar in erwarteter Richtung, aber nur in sehr geringem Umfang beeinflusste. Die Warnung mit eigenem Bild führte konsistent zu größeren Effekten in verhaltensrelevanten Überzeugungen und beobachteten Pausen. In beiden Experimenten wurde zudem der situative Kontext der Warnung variiert, indem die Warnung entweder relativ nah dem Ziel oder in höherer Zielentfernung gegeben wurde. Erwartungsgemäß wirkte sich eine größere Nähe zum Ziel erschwerend auf Pausenmotivation und –verhalten aus. Die Ergebnisse geben erste Anhaltspunkte darauf, wie durch eine stärkere Berücksichtigung der Überzeugungs- und Motivationsfunktion in der Warnungsgestaltung die Sicherheitswirksamkeit von Müdigkeitswarnsystemen erhöht werden kann. Neben der Entwicklung von Detektionssystemen sollte sich empirische Forschung in Zukunft verstärkt auf die messbaren Sicherheitseffekte von Warnungen sowie die vermittelnden psychologischen Mechanismen richten, damit auch die bisher wenig berücksichtigte Outputseite von Müdigkeitswarnern optimiert werden kann.
Drowsiness warning systems are a relatively new kind of driver assistance. In their development so far, there was an articulate research focus on the problem of drowsiness detection. Little is known about how effective these systems actually are in reducing the risk of drowsiness-related accidents and about what aspects of warning design are crucial in achieving the desired effect on safety. As to the critical driver state, only a reduction in drowsiness can effectively mitigate the safety risk. Therefore the objective of a warning is to convince the driver to take a break during which he should ingest caffeine and / or take a short nap. However, on the level of beliefs, attitudes and motivation, a number of psychological processes counteract this desired behavior. There are two tendencies that represent a particular challenge to warning effectiveness: the optimism bias in the appraisal of personal risk and the tendency to avoid immediate subjective response costs associated with a break. Against this background, the current studies examined the effect of different warning alternatives on cognitive, motivational and behavioral variables. For this purpose, a new experimental paradigm was developed for reproducing, in the driving simulator, the constellation of incentives typical of a real warning situation. A high initial level of drowsiness was induced among participants by partial sleep deprivation and by exploitation of circadian lows in performance. In addition, a constellation of potential gains and losses was created to emulate the most important elements of driver motivation in a real warning situation. Driver state was monitored during simulated drives on a monotonous road. At meeting a defined drowsiness criterion, drivers were given one of several feedback variants. Experiment 1 compared two warning alternatives: a standard warning (coffee cup symbol) and a warning involving an image of the driver derived from the current situation, which was newly developed with focus on high persuasiveness. On the level of behaviorally relevant beliefs, the group of drivers warned by means of their own image scored higher on subjective vulnerability as well as perceived effectiveness of a break. Overall, the incidence of breaks was extremely low however. In Experiment 2, the incentive conditions were exacerbated, and the effects of either warning alternative were compared to a situation without any warning system. It turned out that the standard warning affected subjective vulnerability and break frequency in the expected direction, but only to a very small extent. The warning involving the driver image consistently entailed larger effects on behaviorally relevant beliefs and observable breaks. Moreover, in both experiments, the situational context of the warning was varied by displaying it either in close proximity to the destination or at a larger distance to go. As expected, close proximity to one’s destination had adverse effects on motivation to take a break and observable breaks. The results provide initial evidence as to how the safety effect of drowsiness warning systems can be enhanced by greater consideration of the persuasive and motivational functions in warning design. Alongside the development of detection technology, future empirical research should be directed to a greater extent at the measurable effectiveness of warnings and the mediating psychological processes in order to optimize not only the input, but also the output of drowsiness warning systems.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-74134
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/5103
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4806
Exam Date: 22-Jul-2015
Issue Date: 17-Nov-2015
Date Available: 17-Nov-2015
DDC Class: 158 Angewandte Psychologie
601 Philosophie, Theorie
613 Persönliche Gesundheit und Sicherheit
Subject(s): Müdigkeitsmanagement
Müdigkeitswarnung
Optimismusbias
Überzeugung
Fatigue management
Fatigue warning
Optimism bias
Persuasion
Creative Commons License: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/
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