WIR!-Projekt: Smart Sensor for Human Factors in Railway Systems (HMI4Rail)

Abstract

Das Projekt HMI4Rail (Smart Sensor for Human Factors in Railway Systems, FKZ 03WIR1214A) untersuchte technologische Ansätze für mobile, körpergetragene Systeme zur Überwachung der Handlungsfähigkeit von Triebfahrzeugführern unter zunehmender Automatisierung des Bahnbetriebs. Mit der Einführung höherer Automatisierungsgrade (GOA2) verlagert sich die Aufgabe des Triebfahrzeugführers von aktiver Fahrzeugsteuerung hin zu passiver Überwachung, was das Risiko mentaler Ermüdung und nachlassender Vigilanz erhöht. Im Rahmen des Projekts wurde ein modulares Multisensor-System entwickelt, das Herzrate, Atemfrequenz, Hautleitfähigkeit, Augenbewegungen und EEG-Signale in einem einheitlichen Datenframework erfasst und verarbeitet. Die Eignung der Sensorik wurde in einer Simulatorstudie mit 14 professionellen Triebfahrzeugführern (DLR RailSET®, Braunschweig, 2024) sowie in einer Realfahrtstudie mit sechs Versuchspersonen (SRCC-Teststrecke Schwarzenberg, März 2025) empirisch validiert. Als ökologisch robusteste Indikatoren erwiesen sich Herzratenvariabilität und Atemfrequenz, die in beiden Studienumgebungen konsistente, theoretisch erwartete Veränderungen zeigten. EEG-basierte Maße lieferten trotz starker Laborevidenz unter Feldbedingungen keine konsistenten Muster.