Funktionale Anforderungen an Sensorik und Logik einer ATO-Einheit

Abstract

Dieser Abschlussbericht des Projekts „Funktionale Anforderungen an Sensorik und Logik einer ATOEinheit“ (ATO-SENSE) präsentiert die Ergebnisse der vier Arbeitspakete und diskutiert die Erkenntnisse ausführlich. Zunächst wurde eine funktionale Beschreibung der Aufgaben von Triebfahrzeugführern (Tf) durchgeführt. Basierend auf der detaillierten Aufgabenbeschreibung wurden Standardaufgaben der Tf definiert. Zudem wurden die Sinne des Menschen beschrieben, die für die Ausführung der Tf-Aufgaben notwendig sind und grundsätzlich auf ihren Einsatz im Rahmen der Aufgaben von Tf diskutiert. Im Rahmen einer Literaturrecherche wurde des Weiteren ein Überblick geschaffen, welche leistungsbeeinflussenden Faktoren für die Wahrnehmungsleistung dieser menschlichen Sinne in der Literatur bekannt sind und, wenn möglich, deren Bedeutung im Bahnbetrieb und beim Versagen von Funktionen analysiert. Diese leistungsbeeinflussenden Faktoren werden auch Performance Shaping Factors (PSF) genannt. Es wurde eine Expertenschätzung durchgeführt, um besonders relevante PSF für den Bahnbetrieb zu identifizieren. Aufbauend auf den erarbeiteten Ergebnissen wurden Experimente zur Bemessung der Wahrnehmungsleistung von Tf vorbereitet und durchgeführt. Die Szenarien für die Experimente wurden durch die Kombination einer Standardaufgabe mit ausgewählten Einflussfaktoren definiert. Die ausgewählte Aufgabe bestand aus einem Monitoring des Gleisbereichs und Betätigen des Signalhorns bei Auftauchen eines Objekts. Die ausgewählten Einflussfaktoren waren Kontrast und Größe des Objekts, Geschwindigkeit des Zuges und Zugsicherungssystem. Die Experimente wurden in einem Simulator am DLR und einem an der TU Berlin durchgeführt. Die Ergebnisse der Experimente wurden analysiert und kritisch diskutiert, wobei die Erkenntnisse aus der Literaturrecherche berücksichtigt wurden. Abschließend wurden die Ergebnisse der Experimente genutzt, um ein Modell zu entwickeln, das die Leistungsfähigkeit der visuellen Wahrnehmung von Tf in bestimmten Situationen repräsentiert. Die Analyse zeigte signifikante Effekte von Größe, Kontrast und Geschwindigkeitstyp auf die Reaktionszeiten. Die Koeffizienten von Größe, Kontrast und Geschwindigkeitstyp gingen in beiden Simulatoren in die gleiche Richtung und hatten einen ähnlichen relativen Einfluss. Dabei war der Einfluss der Größe mindestens doppelt so hoch wie der Einfluss von Kontrast. Die Ergebnisse dieser Studie tragen zur Erweiterung des Wissens über die Faktoren bei, die die RT beeinflussen, und bieten eine Grundlage für die Vorhersage von RT unter verschiedenen Bedingungen. Datei-Upload durch TIB This final report of the project "Functional requirements for sensors and logic of an ATO-System” (ATOSENSE) presents the outcomes of the work packages and provides a comprehensive discussion of the findings. Initially, a functional description of the tasks performed by train operators (Tf) was conducted. Based on the detailed task description, standard tasks of the drivers were identified. Additionally, the human senses necessary for executing Tf tasks were described and examined for their applicability within the context of train driver duties. A literature review was conducted to provide an overview of which performance-influencing factors for the perceptual performance of these human senses are known in the literature and, when possible, to analyze their importance in railway operations. An expert assessment was conducted to identify particularly relevant PSF for railway operations. Building upon the derived outcomes, experiments were prepared and conducted to assess the perceptual performance of train drivers. Scenarios for the experiments were defined by combining a standard task with selected influencing factors. The results of the experiments were analyzed and critically discussed, taking into account the insights from the literature review. Finally, the results of the experiments were employed to develop a model representing the visual perception performance of train drivers in specific situations. The analysis showed significant effects of size, contrast and speed type on reaction times. The coefficients of size, contrast and driving speed had an influence on the reaction times in the same direction in both simulator studies and had a similar relative influence. The effect of size on reaction times was at least twice as high as the effect of contrast. The results of this study contribute to the knowledge of the factors that influence RT and provide a basis for analysing reaction times under different conditions.