Determining the correlation between the driver's psychophysical load and the quality of the traffic signaling during night-time conditions

Na sigurnost cestovnog prometa utječe niz međusobno povezanih čimbenika pri čemu se ljudski čimbenik izdvajao kao uzrok velikog broja prometnih nesreća. Novija znanstvena istraživanja ukazuju na to da ljudske pogreške nisu uvijek jedini uzrok nesreća, odnosno da su one u određenoj mjeri izazvane manjkom adekvatnih informacija vezanih uz elemente ceste i njezine okoline. To je naročito očito u noćnim uvjetima kada vozači moraju donositi odluke relativno brzo i na temelju znatno manje vizualnih informacija u odnosu na dnevne uvjete. U noćnim uvjetima vozač ima ograničene izvore vizualnih informacija u prometu te većinu odluka donosi na temelju vidljivosti prometne signalizacije koja je ključni element komunikacije cestovne prometne infrastrukture i vozača. U ovom doktorskom radu utvrđena je povezanost između psihofizičkog opterećenja vozača i kvalitete (razine vidljivosti) prometne signalizacije u noćnim uvjetima primjenom simulatora vožnje, naočala za praćenje pogleda vozača (ETG naočala) te elektroencefalografa (EEG uređaja). S obzirom na sigurnosne rizike provođenja istraživanja u stvarnim uvjetima, istraživanje je provedeno u laboratoriju Zavoda za prometnu signalizaciju Fakulteta prometnih znanosti Sveučilišta u Zagrebu na simulatoru vožnje. U istraživanju je sudjelovalo 45 ispitanika različitih dobnih skupina koji su bili upoznati s istraživačkom opremom, ali ne i ciljem istraživanja kako se ne bi utjecalo na rezultate. Prethodno pripremljen scenarij simulirao je noćne uvjete vožnje te je obuhvatio, za sigurnost prometa, najrizičnije situacije kao što su: opasni zavoji, raskrižja, nailasci na pješake, prijelazi između ruralnih i urbanih dijelova cesta, itd. Tijekom vožnje za svakog ispitanika bilježeni su podaci vezani uz brzinu vožnje, akceleraciju i deceleraciju, lateralni položaj, karakteristične pokrete očiju te kognitivno opterećenje. Statističkom analizom i usporedbom rezultata vožnji omogućeno je utvrđivanje čimbenika koji utječu na psihofizičko stanje vozača u noćnim uvjetima. Rezultati i spoznaje nakon provedenog istraživanja potvrđuju pozitivan utjecaj razine vidljivosti prometne signalizacije na psihofizičko stanje (ponašanje vozača) vozača u noćnim uvjetima. Zabilježene promjene vidljive su u promjeni brzine vožnje, deceleraciji, kognitivnom opterećenju te promjeni dinamike pokreta oka (broj pogleda na prometne znakove i postotak primijećenih znakova) i kao takve predstavljaju korisne smjernice za unaprjeđenje elemenata prometne signalizacije s ciljem povećanja sigurnosti cestovnog prometa.Road safety is influenced by an interrelated number of factors, whereby a large proportion of traffic accidents is considered to be caused by a human factor. Recent scientific research suggests that human error is not always the real cause of an accident, that is, to a certain extent, caused by a lack of adequate information related to road elements and its environment. This is especially evident in night conditions when drivers must make decisions relatively quickly and based on less visual information than the daily conditions. Namely, under night conditions, the driver has limited sources of visual traffic information and makes most of the decisions based on the traffic signaling visibility, which is a key element of road traffic and driver communication. This doctoral thesis has determined connection between driver’s psychophysical load and traffic signalization night quality (visibility) using driving simulator, eye tracking glasses (ETG glasses) and electroencephalograph (EEG device). Research, due to security risk, was conducted in the Department of Traffic Signalization laboratory, Faculty of Transport and Traffic Sciences, University of Zagreb on a driving simulator involving 45 respondents of different age groups who were familiar with the research equipment, but not with the research aim to avoid affect on the results. The research was conducted in the so-called "black room" where all the walls were painted black to simulate night conditions. Previously prepared scenario simulated night driving conditions and included, for traffic safety, the most risky situations such as: dangerous bends, intersections, encounters with pedestrians, connections between rural and urban road parts, etc. During respondent’s test drive, data related to driving speed, acceleration and deceleration, lateral position, characteristic eye movements (fixations and saccades) and cognitive load were recorded for each subject. Statistical analysis and comparison of driving results enabled the identification of factors that affect on driver’s psychophysical condition at driving in night conditions. The results and findings after the research confirm the positive impact of the traffic signalization visibility level on the psychophysical condition (driver behavior) at night driving. The observed changes are visible in driving speed changes, deceleration, cognitive load and eye movement changes (number of views on traffic signs and the percentage of observed traffic signs) and represents useful guidelines for improving traffic signaling elements to increase road safety