Laut World Health Organisation (WHO) sterben jedes Jahr 1,2 Millionen Menschen im Straßenverkehr. Der größte Teil fällt dabei auf ärmere Länder bzw. auf Länder, deren Bevölkerung geringes bis mittleres Lohneinkommen besitzt.1
Bis Oktober 2011 lagen die Neuzulassungen in Deutschland bei ca. 2,6 Mio.
Fahrzeugen desselben Jahres (3,8 Mio. exportierte PKW)2. Weiterhin entstand ein immenser wirtschaftlicher Schaden bei über 2 Mio. Unfällen im Jahr 2010 (mit Sachschäden) allein in Deutschland3. Einen weiteren Einfluss nehmen Umweltschäden, die zum Beispiel bei der Beförderung wassergefährdender Ladung auftreten können und weitere Kosten verursachen. Im Jahr 2007 waren das allein 1428 Unfälle in Deutschland.4 Man kann davon ausgehen, dass deutsche Autos somit weiterhin einen großen Marktanteil haben und entwickelte Technologien viele Verkehrsteilnehmer beeinflussen werden, vor allem wenn man bedenkt, dass in dieser Statistik keine Fahrzeuge ausländischer Hersteller und Fahrzeuge deutscher Hersteller aus ausländischer Produktion enthalten sind.
Inhaltsverzeichnis
Erklärung
Abbildungsverzeichnis
1 Problemstellung
2 Abgrenzung
3 Mensch- Maschine Interaktionen
3.1 Der Mensch
3.1.1 DemographischeEinflüsse
3.1.2 Akzeptanz
3.2 DieMaschine
3.3 Mensch - Maschine - Schnittstelle
4 Produkt- und Produzentenhaftung
4.1 Bedeutung der Instruktionspflicht
4.1.1 ProdHaftG
4.1.2 BGB
4.1.3 ProdSG
4.2 Produktdarbietung des Herstellers am Beispiel
4.2.1 Volvo
4.2.2 Mercedes
4.3 Was der Nutzer empfindet
4.4 Schlussfolgerung
5 Fazit und Ausblick
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1 Fahraufgaben und deren kritische Aktionszeiten
Abbildung 2 Herstellerübersicht über bisher entwickelte FAS
Abbildung 3 Unfallursachen nach Jahren in Deutschland
Abbildung 4 Funktion des Notbremsassistenten
Abbildung 5 Sensoren im und am Auto
Abbildung 6 Auszug der Volv-Betriebsanleitung
Abbildung 7 Auszug aus der Mercedes Betriebsanleitung
Abbildung 9 Empfindung von Nutzern des SASPENCE Systems
1. Problemstellung
Laut World Health Organisation (WHO) sterben jedes Jahr 1,2 Millionen Menschen im Straßenverkehr. Der größte Teil fällt dabei auf ärmere Länder bzw. auf Länder, deren Bevölkerung geringes bis mittleres Lohneinkommen besitzt.[1] Bis Oktober 2011 lagen die Neuzulassungen in Deutschland bei ca. 2,6 Mio. Fahrzeugen desselben Jahres (3,8 Mio. exportierte PKW)[2]. Weiterhin entstand ein immenser wirtschaftlicher Schaden bei über 2 Mio. Unfällen im Jahr 2010 (mit Sachschäden) allein in Deutschland[3]. Einen weiteren Einfluss nehmen Umweltschäden, die zum Beispiel bei der Beförderung wassergefährdender Ladung auftreten können und weitere Kosten verursachen. Im Jahr 2007 waren das allein 1428 Unfälle in Deutschland.[4] Man kann davon ausgehen, dass deutsche Autos somit weiterhin einen großen Marktanteil haben und entwickelte Technologien viele Verkehrsteilnehmer beeinflussen werden, vor allem wenn man bedenkt, dass in dieser Statistik keine Fahrzeuge ausländischer Hersteller und Fahrzeuge deutscher Hersteller aus ausländischer Produktion enthalten sind.
Trotz weiterer Entwicklungen und Verbesserungen im Bereich verkehrsplanerischer - und verkehrserzieherischer Maßnahmen sank die Zahl der Verkehrstoten in Deutschland trotz steigendem Verkehrsaufkommen kontinuierlich, jedoch lassen sich kritische Situationen nicht vermeiden.
Die Entwicklung und Einführung von Fahrerassistenzsystemen (FAS) soll verschiedene Ziele verfolgen.[5] Die Verwendung von FAS kann zu großen Fortschritten in der Unfallvermeidung führen. Untersuchungen nennen Zahlen von bis zu 70%, jedoch mit umfassenden technischen Voraussetzungen.[6] Die Fortschritte in diesem Bereich werden die Automobilbranche und die Verkehrssicherheit in Zukunft nachhaltig prägen und sollten deshalb möglichst Hand in Hand mit allen beteiligten Akteuren entwickelt werden.
Gerade autonom eingreifende Systeme haben ein hohes Unfallvermeidungspotential. Solche Systeme werden zurzeit nicht als (entwicklungsaufwendige) sicherheitsrelevante Systeme, sondern als Komfortsysteme entwickelt. Viele Nutzer nehmen das jedoch nicht s-war. Diese Arbeit betrachtet, welche Wirkung beim Nutzer durch die Benutzerschnittstelle und die Produktdarbietung des Herstellers erzielt wird. Es wird erörtert inwieweit die Hersteller ihre Entwicklungsprozesse anpassen sollten (ISO 26262) um die Verkehrssicherheit zu maximieren und strengen Haftungsansprüchen gerecht zu werden. Weiterhin wird an Beispielen untersucht, welche Organe der Hersteller nutzt, um sein Produkt zu präsentieren und welche Pflichten ihm dabei aufliegen. Beginnend werden Aspekte aufgezeigt welche Mensch-Maschine Interaktionen effizient eingesetzt werden können, um Signale effizient zu übermitteln und einen ersten Schritt zu effektiver Kommunikation zwischen Hersteller und Endkunden zu erzeugen.
Die Arbeit gibt einen kurzen Überblick über die Kategorisierung von Fahrerassistenzsystemen, geht über in die Mensch-Maschine-Schnittstellen und beleuchtet anschließend die Art und die die Bedeutung der Produktdarbietungen in Verbindung mit den Instruktionen des Herstellers.
2 Abgrenzung
Im Grunde gibt es FAS schon seit Einführung des Automobils. Man kann bereits feststellen, dass die Servolenkung[7] oder der Rückspiegel Assistenzsysteme darstellen. Beide „helfen“, oder „dienen“[8] dem Fahrer bei dessen Interaktion mit dem Fahrzeug. Der Rückspiegel, der den Rundumblick des Fahrers erleichtert und die Servolenkung, die die mechanische Querführung, das Lenken, unterstützt. Dabei reduziert sie den benötigten manuellen Kraftaufwand.[9]
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1 Fahraufgaben und deren kritische Aktionszeiten
(Quelle: Schwarz,Code ofPracticefür dieEntwicklung, Validie- über sein Fahrzeug ha- rungund MarkteinführungvonkünftigenFahrerassistenzsystemen ben, wird heute der Fo- (2007)S. 5
Im Laufe der technischen Weiterentwicklung kamen viele kleine Helfer dazu. Die Systeme wurden dabei immer komplexer, genaus-wie das Fahrzeug selbst. Musste man in seiner Führerscheinprüfung bis zu den 1930er[10] Jahren vor allem spezifisches, technisches Wissen kus mehr auf das Verkehrsverhalten gelegt. Abbildung 1 stellt die verschiedenen Fahraufgaben, eine mögliche Unterteilung in dazugehörige Assistenzsysteme und kritische Ausführungszeiten dar.
Autonome FAS greifen in der nach Bernotat (1970) definierten untersten Ebene der beim Fahren zu bewältigenden Fahreraufgaben an. In dieser „Stabilisierungsebene“ werden die Längs- und Querrichtung des Fahrzeugs entsprechend herrschender Situation bestimmt.[11] Der Fahrer reagiert als-entsprechend auf ein vor ihm haltendes Fahrzeug mit einer Bremsung oder bei Einfahren in einer Kurve mit Lenkbewegungen entsprechend des Fahrbahnverlaufs. Reaktionen in diesen Situationen sind vor allem von den Fähigkeiten des Fahrzeugführers abhängig. Viele solcher Situationen erfordern reine Routinemanöver. Notsituationen dagegen kommen im Gegensatz nur sehr selten vor und werden deswegen auch häufig nur von geschulten Fahrern gemeistert.
Eine Übersicht über einige bisher entwickelte AFAS kann der Abbildung 2 entnommen werden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2 Herstellerübersicht über bisher entwickelte FAS (Quelle: Stämpfe & Branz, Kollisionsvermeidung im Längsverkehr (2008), S.5)
Eine Unterteilung der Assistenzsysteme mit Bezug auf die jeweiligen Fahraufgaben scheint sinnvoll. Gstalter (1988) unterscheidet dabei die Navigations-, Bahnführungs- und Stabilisierungsebene.[12] Hierbei können die Systeme nach Marberger (2007) wie folgt kategorisiert werden:
-Informierende Systeme
- z.B. aktuelle Außentemperatur, oder Navigationsansagen
-Warnende Systeme
- Ein warnendes System informiert den Fahrer über eine mögliche Gefahrensituation. Die Information fällt daher nachdrücklicher aus, um dem Fahrer die Möglichkeit zu geben, entsprechend reagieren zu können und die Gefahr abzuwenden.
-Assistierende Systeme
- Hier greift das System in die Stabilisierungsaufgaben des Fahrers ein. Jedoch kann dies teilweise als haptisches Signal an den Fahrer verstanden werden. Zum Beispiel kann die Bremse mit teilweiser Kraft betätigt werden, um dem Fahrer zu signalisieren, dass eine Bremsung in dem Moment erforderlich sei, um mögliche Gefahren abzuwenden. Die Systemeingriffe sind übersteuerbar.
-Teilautonome Systeme
- Dem System wird hier der Auftrag erteilt einen, Teil der Längs- oder Querführungsaufgaben entsprechend dem Fahrerwillen zu übernehmen. Die Übersteuerbarkeit bleibt gewährleistet. Beispielsweise fällt das Adaptive Cruise Control (ACC) System in diese Kategorie
-Vollautonome Systeme
- Das System greift (in diesem Moment) nicht überstimmbar in das bisherige Fahrgeschehen ein. Derzeit fallen Systeme wie ABS, oder ESP in diese Kategorie.
Diese Kategorisierung scheint plausibel, obwohl eine gewisse Redundanz vorhanden ist. Beispielsweise informieren gewisse teilautonome Systeme ebenfalls, bevor sie in die Fahrzeugführung eingreifen.
Beiker und Cal-(2010) kategorisieren wie folgt:
-Warnende und informierende Systeme
- Passive Systeme helfen dem Fahrer das Fahrzeug in gewissen Situationen zu steuern
- Bsp.: Navigationssystem
-Assistierende Systeme
- Bestimmte Fahraufgaben werden teilweise (vom System) übernommen
- Bsp.: AAC, Spurwechselassistent
-Automatische Systeme
- Eine bestimmte Fahraufgabe wird vollständig übernommen - Bsp.: Automatisches Einparken
-Autonome Systeme
- Die gesamte Fahraufgabe wird vollständig übernommen - Bsp.: das autonome Fahrzeug - Autopilot[13]
Lindgren et al. beschreiben FAS und den Einfluss auf vier verschiedenen Ebenen. Die Funktionen geben Informationen, Warnungen, unterstützende Hilfe bzw. Fahranleitungen und als vierte Kategorie unabhängigen Eingriff auf das Fahrgeschehen.[14] Weitere Unterteilungen wurden von u.a. Reichart und Hipp (2000) durchgeführt.[15]
Es werden im Folgenden Fahrassistenzsysteme betrachtet, die ohne expliziten Befehl des Fahrers ausgelöst werden. Diese Eingriffe werden aufgrund von vorher definierten und ausgelösten Algorithmen eingeleitet. Es ist als-nicht von Bedeutung, ob teilweise oder komplett eingegriffen wird, es ist nur wichtig, dass sie eingreifen - als-auf die Längs- und/oder Querführungsebene des Fahrzeuges. Einfach ausgedrückt leiten autonome Systeme eine Bremsung, Beschleunigung oder eine Lenkung von selbst ein. Dabei soll z.B. das ABS nicht darunter fallen, da der Impuls des Bremsens bereits gesetzt wurde, es unterstützt diese Aktion lediglich. Auch Navigationssysteme fallen nicht darunter, weil sie auf einer anderen Ebene agieren und somit als Komfortsysteme angesehen werden können. Autonom eingreifende Systeme, die nur mit einer Teilkraft[16] agieren, werden ebens-als autonom angesehen.
Der Fahrerwille kann hierbei vernachlässigt werden. Als-ist es nicht relevant, ob der Fahrzeugführer vor einem Hindernis bremsen möchte oder nicht, es ist entscheidend, wer oder was den entscheidenden Impuls (hier: Bremsen) gesetzt hat. Auch die Übersteuerbarkeit soll hier vernachlässigt werden. Berechtigte Einwände dahingehend, dass nicht übersteuerbare Assistenzsysteme möglicherweise zum jetzigen Zeitpunkt nicht mit der Wiener Konvention im Einklang stehen, werden vernachlässigt.
Im Folgenden werden autonom eingreifende Systeme als AFAS („Autonome Fahrerassistenzsysteme“) bezeichnet.
3 Mensch- Maschine Interaktionen
Manche Fahrsituationen können nicht antizipiert werden. Risikobehaftete Aktionen wie zum Beispiel das Suchen nach Dingen im Auto, Ablenkungen durch Mitfahrer oder bestaunen auffälliger Werbungen am Straßenrand gehören zum Fahralltag.[17] Unsere Sinne werden ständig und auf vielfältige Weise von eigentlichen Fahraufgaben abgelenkt.
Eine effiziente Gestaltung der Mensch-Maschine-Schnittstelle ist ein enorm wichtiger Entwicklungspunkt und absolut essentiell für die Verkehrssicherheit. Wenn der Nutzer frühzeitig die Signale des Fahrzeugs aufnehmen und verstehen kann, können Notsituationen deutlich verringert bzw. gelöst werden.
3.1 Der Mensch
Der Mensch macht Fehler. Manche macht er unbewusst, manche bewusst. Jedoch sind Gründe dafür weitaus komplexer. Es gibt verschiedene Ansätze, wie bei der Entwicklung damit umgegangen wird. Einige sollen nun etwas beleuchtet werden.
AFAS sollen dann eingreifen, wenn der Mensch nicht in der Lage ist, effektiv auf die gegebene Situation zu reagieren. Man kann diese unangepasste Reaktion als Handlungsfehler auf der Steuerungsebene ansehen. Es gibt keine allgemein gültige Definition des menschlichen Fehlerbegriffs. Einige Ausführungen:
- Eine Handlung, die von der ursprünglichen Absicht abweicht (Sheridan 2008)
- Eine Handlung, die ein Kriterium verfehlt (Fedota& Parasutaman)
Fedota & Parasutaman (2009) kategorisieren menschliche Fehler in „Patzer“ oder „Ausrutscher“ („Slips and Mistakes“) und „Fehler“ („Mistake“). Im deutschen Sprachgebrauch übersetzt man error und mistake einheitlich mit dem Wort „Fehler“ (bzw. auch Irrtum - „error“). Wichtiger als die Definition des Fehlers ist dessen Klassifizierung, um mögliche Zusammenhänge zu erforschen und zu analysieren, warum diese auftreten und wie man sie minimieren kann. Fehler charakterisieren tiefer gehende und komplexere Handlungen. Sie treten zu Beginn der Informationsverarbeitung auf, genauer bei der Selektion einer adäquaten Reaktion. Ausrutscher hingegen treten bei der Ausführung einer bestimmten richtig gewählten Handlung auf. Der Fehler verhindert im Vorfeld bereits eine richtig gewählte Handlung. Fehler sind aufgrund ihrer komplizierten kognitiven Prozesse schwerer als Ausrutscher zu identifizieren und auch ihre Konsequenzen sind häufig weitaus fataler.[18]
Viele Handlungen zur Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr zeigen durchaus Erfolg. Dazu gehören zum Beispiel die Erziehung der Verkehrsteilnehmer, Verkehrskontrollen, Entschärfung gefährlicher Bereiche durch bauliche und verkehrsplanerische Maßnahmen. Die größte Unfallursache jedoch - menschliche Fehler - kann nur schwer durch eben erwähnte Maßnahmen beeinflusst werden.[19]
Andere Untersuchungen beschäftigen sich mit einem bisher noch wenig betrachteten Faktor - der emotionalen Ebene. Bei der heutigen Entwicklung von FAS spielt es dabei weniger eine Rolle in welcher Verfassung der Fahrer im Moment ist, ob er frustriert ist, Freude empfindet oder gestresst ins Aut-steigt. Das Fahrverhalten jedoch wird sehr wohl davon beeinflusst. Ob der Fahrer Stress empfindet, gerade lange in einem Stau gestanden hat oder ein hinter ihm Fahrender zu wenig Sicherheitsabstand hält kann das eigene Fahrverhalten deutlich beeinflussen.[20] Lösung hierfür kann u.a. ein „lernendes“ System sein, welches im Kapitel 3.3 näher dargestellt wird.
Als Handlungsfehler werden solche Aktionen beschrieben, welche vom Fahrer in Verbindung mit dem Fahrzeug ausgeführt wurden und welche nicht zur Unfallvermeidung führten. Eine andere Handlung hätte demnach möglicherweise zu einer Vermeidung des Schadens an Mensch und Umwelt führen können.[21] Ein großer Unfallfaktor ist die fehlende Aufmerksamkeit am Steuer.[22]
Abbildung 3 zeigt Unfallursachen nach Jahren in Deutschland. Die Kategorien mit den meisten Unfällen (z.B. nicht angepasste Geschwindigkeit oder Abbiege- fehler) könnten bereits durch heutige AFAS stark gemindert werden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 3 Unfallursachen nach Jahren in Deutschland (Quelle: http://www.destatis.de/ietspeed/portal/cms/Sites/destatis/lnternet/DE/Content/Statistiken/Verkehr/V erkehrsunfaelle/Tabellen/Content75/FehlverhaltenFahrzeugfuehrer.psml ( Zugriff 8.10.2011))
[...]
[1] vgl. http://www.who.int/qho/road safetv/en/index.html (Zugriff am 30.12.2011)
[2] vgLhttp://www.focus.de/auto/news/autoabsatz/neuzulassungen-deutsche-autoindustrie- weltweit-im-aufschwung aid 680595.html (Zugriff am 30.12.2011)
[3] vgl. http://www.destatis.de/ietspeed/portal/cms/Sites/destatis/Internet/DE/Content/Statistiken/ Verkehr/Verkehrsunfaelle/Tabellen/Content75/UnfaelleVerunglueckte,templateId=render Print.psml (Zugriff am 30.12.2011)
[4] vgl. BAM, Statistikbericht (2010)
[5] vgl. Marberger, Nutzerseitiger Fehlgebrauch von Fahrassistenzsystemen (2007),S.13
[6] vgl. Hampel etal., Praktische Fahrerlaubnisprüfung (2010), S.45
[7] vgl. Duden Online, lat. servus - „der Diener“ oder „der Sklave“ http://www.duden.de/rechtschreibunq/Servo
[8] vgl. Duden Online, Wortsynonyme zu „assistieren“ http://www.duden.de/rechtschreibung/assistieren
[9] vgl. Maurer, Entwurf und Test von Fahrerassistenzsystemen (2009), S. 43
[10] vgl. Beiker & Calo, Legal Aspects of Autonomous Driving (2010)
[11] vgl. Lindgren et al., Requirements for the Design of Advanced Driver Assistance Systems (2008), S. 2
[12] vgl. Schneider, Modellierung und Erkennung von Fahrsituationen und Fahrmanövern für sicherheitsrelevante Fahrerassistenzsysteme (2009), S. 28 ff
[13] z.B. das PreSafe System von Mercedes - es greift mit 40% der max. Bremskraft
[14] vgl. Titchener & Wong, Driver distractions: characteristics underlying drivers’ risk perceptions (2010), S. 774 ff
[15] vgl. Fedota & Parasutaman, Neuroergonomics and human error (2009), S. 404 f
[16] vgl. Beiker & Calo, Legal aspects of autonomous driving (2010), S.3f
[17] vgl. Krüger, Hedonomie - die emotionale Dimension der Fahrerassistenz (2008), S. 11 ff
[18] vgl. Vollrath et al., Ableitung von Anforderungen an Fahrerassistenzsysteme aus Sicht der Verkehrssicherheit (2006), S. 3
[19] vgl. Rozestraten, Testing attention in traffic situations, S. 1
[20] vgl. Krüger, Hedonomie - die emotionale Dimension der Fahrerassistenz (2008), S. 11 ff
[21] vgl. Vollrath et al., Ableitung von Anforderungen an Fahrerassistenzsysteme aus Sicht der Verkehrssicherheit (2006), S. 3
[22] vgl. Rozestraten, Testing attention in traffic situations, S. 1