SAFE (Situative Anforderungsanalyse von Fahraufgaben)

Konzept
Eine grundlegende Aufgabe besteht darin, die Aufgabe des Menschen als Fahrer, kurz die „Fahraufgabe“ im Rahmen des sicheren Transports von Menschen zu modellieren. Sie sollte nicht auf der Ebene des Gesamtverkehrssystems, sondern in kleineren Einheiten analysiert werden, die wir als Mensch-Maschine System „Fahrer-Fahrzeug-Straße“ bezeichnen. Aus der Fahraufgabe entstehen für den Fahrer Anforderungen. Angefordert werden mentale und psychomotorische Leistungen, mit denen die jeweiligen Fahraufgaben bewältigt werden können. Anforderungen sind Soll-Werte, denen mit einem gewissen Handlungsspielraum genügt werden kann, die aber zur Aufrechterhaltung eines angemessenen Sicherheitsstandards nicht unterschritten werden dürfen. Aus der Wechselbeziehung zwischen der Fahraufgabe und den Leistungsmöglichkeiten des geeigneten Fahrers resultiert ein anforderungsgerechtes Verhalten.

Bis dato existierten keine verkehrswissenschaftlichen Standardverfahren zur Anforderungsanalyse für Fahraufgaben. Einen entscheidenden Fortschritt in dieser Richtung stellt die Methodik SAFE (Situative Anforderungsanalyse von Fahraufgaben) dar (kurze Zusammenfasung in Fastenmeier & Gstalter, 2003). SAFE soll zur Analyse sämtlicher Fahraufgaben einsetzbar sein. Folgende Abbildung stellt die Struktur von SAFE im Überblick dar. Es integriert die vorliegenden Ansätze zur Aufgaben-und Anforderungsanalyse. Ausgangspunkt ist zunächst das „Klassifikationsssystem von Verkehrssituationen“ (zsfd. in Fastenmeier, 1995), mit dem die Fahraufgaben – ausgehend vom 3-Ebenen Modell (z.B. Donges, 1978; Gstalter, 2001) – gekennzeichnet werden. Diese Fahraufgaben werden dann in ihrer raum-zeitlichen Segmentierung beschrieben, in der Reihenfolge ihrer Teilaufgaben gegliedert und auf der Ebene der Teilaufgaben einer Anforderungsanalyse unterzogen. Die Kategorien der Anforderungsanalyse beruhen auf dem Modell menschlicher Informationsverarbeitung von Rasmussen (1986; vgl. auch Muthig, 1990). Die ermittelten Daten der Anforderungsanalyse werden dann in einer Reihe von Bewertungsschritten verdichtet und zur Schätzung von Komplexität und Risiko der einzelnen Teilaufgaben einer definierten Fahraufgabe herangezogen. Dabei wird für jede Teilaufgabe geprüft, ob sie in verschiedenen Dimensionen kritische Werte übersteigt. Die Ergebnisse werden schließlich nach bestimmten Regeln gewichtet und in entsprechende Formulare eingetragen, die die Basis für die Ermittlung des Entlastungspotentials der einzelnen Teilaufgaben bilden, das z.B. durch bauliche Änderungen oder Fahrerassistenzsysteme ausgeschöpft werden könnte.



Struktur der Fahraufgabenklassifikation und Anforderungsanalyse mit SAFE (aus Fastenmeier & Gstalter, 2003).



Schema der Anforderungsanalyse mit SAFE (aus Fastenmeier & Gstalter, 2003)

Anforderungsanalyse

Kat-Nr. 1 Wahrnehmung: Informationsaufnahme und -suche
1.1 Beobachten
1.2 Entdecken
1.3 Suchen
1.4 Dekodieren

Kat-Nr. 2 Erwartungsbildung
2.1 Erwarten, dass ein anderes Kfz in der eigenen Fahrtrichtung...
2.2 Erwarten, dass ein entgegenkommendes Kfz…
2.3 Erwarten, dass Fahrzeuge auf Nachbarspur links oder rechts…
2.4 Erwarten von Querverkehr
2.5 Erwarten von Veränderungen durch bauliche Gegebenheiten
2.6 Zeitliche Erwartungen
2.7 Konflikterwartungen

Kat-Nr. 3 Beurteilungsleistungen
3.1 Beurteilung zeitlich-räumlicher Konstellationen
3.2 Situationsbeurteilung/Gefährdungseinschätzung
3.3 Beurteilung Fahrzeug-Potential

Kat-Nr. 4 Gedächtnisprozesse
4.1 Abruf von Informationen aus dem Langzeitgedächtnis
4.2 Einlesen und behalten von Informationen im Arbeitsspeicher
4.3 Abruf von Inhalten aus Arbeitsspeicher in den sequentiellen Prozessor

Kat-Nr. 5 Entscheidungen treffen/Planen
5.1 Integration von Informationen aus unterschiedlichen Quellen
5.2 Entscheiden unter Unsicherheit
5.3 Entscheiden zwischen zwei Möglichkeiten

Kat.-Nr. 6 Fahrzeugbedienung / Fahrverhalten
6.1 Sollspur
6.2 Sollgeschwindigkeit
6.3 Blinker
6.4 Weitere Zeichengebung
6.5 Sonstige Bedientätigkeiten
6.6 Fehlerhaftes Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer kompensieren
6.7 Sichern
6.8 Informationsaufnahme aus dem Fahrzeuginneren

Kat.-Nr. 7 Fehler


Bewertungen und Folgerungen

Kat.-Nr. 8 Komplexitätseinschätzung
Kat.-Nr. 9 Risikobeurteilung
Kat.-Nr. 10 Zeitstruktur
Kat.-Nr. 11 Zusammenfassende Aufgabenstrukturierung
Kat.-Nr. 12 Entlastungspotential


Zunächst sind die einzelnen Anforderungen in das Analyseschema einzutragen. Dabei empfiehlt es sich zeilenweise vorzugehen, d.h. eine Teilaufgabe in den Abschnitten 1 – 7 durchzuarbeiten. Ökonomisch ist es, beim Eintragen bereits eine Reihe von Kodierungen vorzunehmen. Aussagen darüber, auf welcher Bewusstseinsstufe die Anforderungen abgewickelt werden, tragen entscheidend zur Beurteilung der Komplexität der Teilaufgaben bei. Es ist deshalb zum einen zwischen bewusster, über den sequentiellen Prozessor laufender (Kodierung als [b]), und unbewusster Regulation zu unterscheiden. Zum zweiten steigen die Anforderungen an den Fahrer, wenn er besonders genau handeln muss. Ist dies bei einer eingetragenen Anforderung der Fall, erhält sie die Kodierung [G]. Auch Anforderungen unter Zeitdruck sind schwieriger zu erfüllen und werden deshalb in der Analyse mit einem [z] als solche kenntlich gemacht.

Folgende Tabelle zeigt als Beispiel für die erste Teilaufgabe der Fahraufgabe C4.2-K4-F2 (Linksabbiegen mit Wartepflicht in einem bestimmten Straßentyp; Kreuzungstyp T-Kreuzung) das Kapitel 1 (Wahrnehmung) der Anforderungsanalyse:




SOLL-IST-Vergleich

Mit Hilfe einer Aufgaben- und Anforderungsanalyse werden also sowohl objektive Merkmale der einzelnen Fahraufgaben inklusive ihrer Teilaufgaben als auch die zu ihrer Erfüllung notwendigen Verhaltens-Sollwerte festgelegt, also diejenigen Merkmale, die „normalerweise“ zur Lösung der gestellten Aufgabe führen. Dies stellt die ideale Basis für weitere Untersuchungen des IST-Verhaltens der Fahrer dar: So ist es damit erstmals möglich, Fehlhandlungen von Fahrern tatsächlich als Abweichung von einem mittels systematischer Analyse ermittelten SOLL-Verhalten zu definieren und die verschiedenen real vorkommenden Fahrhandlungen damit zu vergleichen. Die folgende Abbildung zeigt einen solchen Vergleich am Beispiel des Linksabbiegens an einer T-Kreuzung vom Typ C4.2-K4: Die zugrundeliegenden Daten stammen einerseits aus der Analyse mit SAFE, andererseits aus einer Feldstudie, die das Fahrerverhalten in Kreuzungen untersucht hat.




Die Analyse mit SAFE weist bei dieser Fahraufgabe auf engstem Raum komplexe und riskante Teilaufgaben aus: schwierig ist insbesondere das Ende der Zufahrt in Segment 1, hier muss der Fahrer Verkehrsteilnehmer aus verschiedenen Richtungen und mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rechtzeitig wahrnehmen, ihre Absichten erkennen und sein eigenes Verhalten mit ihnen abstimmen. Dies setzt sich in Segment 2 beim Überqueren des Radweges und nach dem Anhalten beim Suchen nach Lücken rechts und links in den Verkehrsströmen auf der Hauptstraße fort. Das Abbiegen selbst (in Segment 3) erhält wegen seines Risikos eine kritische Einstufung. Vergleicht man über diese Fahraufgabe die SOLL-Analyse mit dem tatsächlichen Verhalten von Fahrern, so ergibt sich eine ausgezeichnete Übereinstimmung. Überall dort, wo SAFE Schwierigkeiten vorhersagt, treten auch tatsächlich gehäuft Fehler der Fahrer auf (vgl. nächste Abbildung). In Segment 4 zeigen sich zusätzliche Potentiale aus der IST-Analyse: Hier treten in relevanter Häufigkeit Fehler auf, die durch die Anforderungsanalyse nicht prognostiziert worden sind. Betrachtet man allerdings den Charakter dieser Fehler, so fällt auf, dass es sich bei diesen Fehlern um freiwillig in Kauf genommene Regelübertretungen handelt, die eher für leichte Fahraufgaben typisch sind (so wie die in Segment 4 ausgewiesenen Teilaufgaben); paradigmatisch gilt dies für Geschwindigkeitsfehler.




Nutzen von SAFE

• Beschreibung normativen Verhaltens (SOLL-Analyse)
• Ermittlung kritischer Bereiche
• Ermittlung des Entlastungspotentials bietet Möglichkeiten, Ansatzpunkte für Verbesserungen
in allen Bereichen des Systems Fahrer-Fahrzeug-Straße zu finden
• SAFE erweist sich jetzt schon als sensibles Instrument
• Die SOLL-Analyse mit SAFE ergibt einen exzellenten Schätzer auf das tatsächlich erwartbare Fahrverhalten
• SAFE ist ein nützliches Design-Tool bei der Entwicklung von Fahrersassistenzsystemen
• SAFE besitzt auch einen Nutzen in weiteren Maßnahmebereichen: Konzeption von Fahrausbildung
und –training; bauliche Änderungen und Verbesserung der optischen Führung von Verkehrsanlagen