HANDCOLLECTIE. TNO-DV Cu4. Mogelijkheden van rijsimulatoren in de rijopleiding en het rijexamen

7HANDCOLLECTIE

Cu4 Mogelijkheden van rijsimulatoren in de rijopleiding en het rijexamen TNO-DV3 2005

Nadad[drè oÍglD&rtl

Yoor

to.tcpà.t:n*uurrcteuchrypdtjt ondÊÊorl/N.thcrlsodr

TNO Defensle en Velllgheld

bIIiI ltE-

for Àlrptlrd S.l.ntlic

Ory.d$tlo!

Ib.lató

'-f

Kampvveg 5

Po$tbus 23 3759 ZG SoesteÈerg

www.tno.nl

TNO-rapport

T F

TNO-DV3 2005 Cl14

[email protected]

Mogelijkheden van rijsimulatoren in de rijopleiding en het rijexamen

Daium

december 2005

Autsu(s)

Dr. B. Kappé, Dr. M.L. van Emmerik

OpdÍachtgevêÍ

AdviesdienstverkêererVervoer

Projecmummer

013.75151.01

Rubricering rapport Titel Samenvatting RappoÍt€kst Bijlagen

Ongerubriceerd Ongerubriceerd Ongerubriceerd Ongerubriceerd Ongerubriceerd

pagina's Aantalbijlagen

77 (inct. bíhgeÍ)

Aantal

3

Al le Íechlet vooÍb€houdêÍ. Nicts ui dil ÍappoÍt rnag worden vennenigwldigd enlof openbaar gemaal:t door middel va! dÍut, forokopie, micÍofilm of@ welke anderc wijzc d.n ook, zordaÍ vooÍ.fgaardê sclrift.líke rG$crEming

\En TNO.

@rdÍ

lndicí djl rapport in \r,eÍd uÍgebÍacht, woÍdl róor dc iact en aD veÍpliclÍingrí vàn op&schtgcvór en opdtachtnerneÍ vcÍrf,czcn náar d! AlSerler€ Voorwaadcn voor ondcrzoeksop*achten aan TNO, dan wel dc b€tÍ.ffendc lerzakr tos!€n de paÍtijsn gcsloter overeenkoÍnst. Ha

o

tr

inzagc gcven van hel TNo-rdp,port aa' direci b€langhebbÈídÊí ir ioegcst

2005 TNO

0346 356 2í I 0346 353 977

!tl.

TNO-rapport lïNO-DV3 2005 C114

2167

Samenvatting Inleiding In Nederland worden rijsimulatoren steeds vaker ingezet voor de basisrijopleiding. Daarbij zijn twee soorten werkwijzen in zwang de eerste praktijklessen vervangen door lessen op de simulator of integratie in de rijopleiding waarbij leertaken, (zoals 'rotondes nemen') eerst op de simulator getraind worden en vervolgens op de openbare weg. Naar schatting staan er nu circa 100 rijsimulatoren bij verschillende rijscholen.Deze inzet maakt Nederland wereldwijd koploper op dit gebied. Dit kan verklaard worden doordat er bij ons (in tegenstelling tot in andere landen) geen wettelijke beperkingen zijn voor de introductie van simulatoren in de rijopleiding. Bovendien zijn de Nederlandse rijopleidingen relatief uitgebreid en duur, wat het gemakkelijker maakt om dure simulatortechniek kosteneffectief in te zetten. Hoewel de simulator nog niet wordt gebruikt om te toetsen lijkt dit een logische volgende stap. Momenteel zijn er wel al simulatoren met een 'intest' voor schatting van het benodigd aantal rijlessen ter voorbereiding op het examen. De genoemde ontwikkelingen zijn voor het Ministerie van Verkeer en Waterstaat aanleiding om de mogelijkheden van rijsimulatoren in de basisrijopleiding en het rijexamen verder te onderzoeken. In opdracht van Rijkswaterstaat Adviesdienst Verkeer & Vervoer heeft TNO Defensie en Veiligheid deze verkennende studie uitgevoerd. Bestaande kennis over (rij)simulatoren is beschreven op basis van nationale en internationale literatuur, de inzichten uit vier bezoeken aan simulatorcentra en twee expertmeetings. Aanvullend op literatuur over rijsimulatoren is literatuur over vliegen vaarsimulatoren geraadpleegd. Het rapport beperkt zich tot de basisrijopleiding en rijexamen B.

Rijsimulatoren v(x)r de basisrijopleiding Waar moet een leerling aan denken bij een training in de rijsimulator tijdens de basisrijopleiding/? Om te beginnen stapt hij of zrj ineen 'mock-up'. Sommige simulatoren hebben een eenvoudige mock-up: een autostoel met pedalen, stuur en versnellingspook waarbij het dashboard op een scherm wordt geprojecteerd. Andere hebben een halve auto als mock-up. Beamers projecteren een wegbeeld op schermen rondom de leerling. Tijdens de training in de rijsimulator wordt de leerling ondersteund door een instructeur die tegelijkertijd ook andere leerlingen begeleidt. Daarnaast wordt een deel van de instructie aangereikt door de simulator. Dit wordt 'virtuele instructie' genoemd. Het beeld en geluid tijdens de rit is acceptabel hoewel het wegbeeld en de verkeersdeelnemers kunstmatig overkomen. Het 'rijgevoel' in de simulator stemt niet overeen met het gevoel in een echte auto: het gevoel van versnelling bij remmen, optrekken en het nemen van bochten ontbreekt. Bovendien is geen sprake van echte interactie met andere verkeersdeelnemers. Deze beperkingen hebben betrekking op de natuurgetrou wheid (realiteitswaarde v an de simulatie).

Voor zover bekend bieden (2005) VVCR, Green Dino, Vstep en VR Systems rijsimulatoren aan voor de rijopleiding B.

TNO-rapport ITNO-DV3 2005 Cl14

3167

Conclusies voor de rijopleiding o Door beperkingen in de natuurgetrouwheid kunnen rijsimulatoren de werkelijkheid nooit voldoende nabootsen om de gehele rijopleiding met de simulator te volbrengen.

o

o

o

o

.

De vaste procedures' van voertuigbediening en basisverkeersdeelname en het toepassen van theorie lenen zich wel voor training in een rijsimulator. Daarvoor is de natuurgetrouwheid voldoende. De simulator is minder geschikt voor het leren van voertuigcontrole, informele regels en interactie met andere verkeersdeelnemers. In termen van aantal rijlessen, slagingspercentages en leerresultaten zijn de voordelen van rijsimulatoren nog niet voldoende aangetoond met objectief onderzoek, Gezien de meningen van instructeurs, Ieerlingen en simulatorexperts, lijken er voordelen te zijn: - Op een rijsimulator zou sneller geleerd worden, - De slagingskans van simulatorleerlingen zou iets hoger zijn. - Er zou kostenbesparing mogelijk zijn voor leerling en rijschool. Rijsimulatoren kunnen rendabel worden ingezet, voomamelijk door grotere rijscholen. Voorwaarde voor leerrendement is een verantwoorde didactische aanpak. Bij de huidige inzet van simulatoren in de basisrijopleiding worden nog niet alle didactische mogelijkheden benut. Bijvoorbeeld, het tempo van simulatortraining wordt niet op individuele leerlingen afgestemd. Met een andere (didactische) inzet, kunnen meer vaardigheden aan de hand van rijsimulatoren worden getraind dan tot op heden gedaan wordt. Bijvoorbeeld, het rijgedrag van een collega-leerling groepsgewijs bespreken om verkeersinzicht te trainen. Een klein deel van de leerlingen heeft last van simulatorziekte- Met name mensen met rijervaring en ouderen hebben last van simulatorziekte.

Aanbevelingen voor de rijopleiding

o

.

Richt de verdere ontwikkelingen van trainingssimulatoren vooral op een inzetvoor didactische kwaliteit in plaats van voor exacte nabootsing voor de werkelijkheid. Verricht onderzoek naar de didactische rnzet van riisimulatoren in de basisrijopleiding.

De didactische inzet is cruciaal om leerwinst te behalen en bestaand onderzoek op dit terrein is beperkt. Een nieuwe didactische inzet die kan worden onderzocht is de inzet bij groepsgesprekken. Daarbij kan een rit van een medeleerling in de rijsimulator worden getoond en besproken. Conclusies voor toetsing De geschiktheid van een simulator voor een nader te specificeren deelexamen is

.

o

vooralsnog beperkt. De belangrijkste problemen voor het ontwikkelen van een simulator gebaseerd deelexamen zijn: - Het ontbreken van eenduidige en meetbare criteria: de criteria van het huidige rijexamen zijn onvoldoende gespecificeerd voor gebruik in een rijsimulator. De meetbaarheid van criteria: een belangnjk element zoals kijkgedrag kan nog niet automatisch gemeten worden.

Een vaste procedure beschrijft handelingen in de vorm van'eerst a, dan b, enzovoorts'. Bijvoorbeeld voor schakelen:'koppeling intrappen, versnellingspook bedienen, koppeling laten opkomen, gas geven, enzovoorts'.

TNO-rapport ITNO-DV3 2005 C114

4167

-

I o

Het ontbreken van gespecificeerde normen: de huidige normering is onvoldoende gespecificeerd voor gebruik in een simulator gebaseerde toets. - Verschillen tussen simulatoren: er zijn verschillende typen in omloop. Op welk type simulator moet de deeltoets afgenomen worden? - Simulatorziekte: een klein deel van de kandidaten heeft last van simulatorziekte. Wat voor alternatief is er voor deze groep? Het ontwikkelen van een simulatorgebaseerde deeltoets vraagt een aanzientijke voorinvestering, ten eerste voor onderzoek om praktische en theoretische problemen op te lossen en ten tweede voor investering in hard- en software. Betrouwbare en valide toetsing is in principe mogelijk voor de volgende onderdelen van de rijtaak: de procedures van voertuigbediening en basisverkeersdeelname en het toepassen van theorie (formele verkeersregels).

Aanbeveling voor toetsing

o

Experirnenteer met een 'toegepast theorie-examen' op een eenvoudige rijsimulator.

Het lijkt erop dat de problemen voor het ontwikkelen van een simulator gebaseerde deeltoets te groot zijn om een dergelijke toets in één keer te ontwikkelen. Om die reden zou kunnen worden overwogen om als eerste stap een 'toegepast theorie-examen' te ontwikkelen voor een eenvoudige rijsimulator. De ontwikkeling van een simulatorgebaseerde theorietoets lijkt haalbaar en heeft als voordeel dat de toepassing van verkeersregels getoetst kan worden in een dynamische context.


5167

Summary Rationale In the Netherlands, driving simulators are used more and more for initial driver training. Two approaches can be distinguished: either the first lessons are replaced by simulator lessons, or the simulator is integrated in the training. In this latter case, learning tasks (such as 'driving a roundabout') are trained in the simulator first and immediately afterwards on the public road. An estimated 100 driving simulators are in use at different driving schools. This makes the Netherlands leading country globally in this area. An explanation fbr this can be found in the lack of Iegal limitations for introduction of simulators in driver training (as opposed to other countries). Funhermore, the Dutch driver training programs are relatively expensive as a result of which investments in expensive simulator technology can be earned back more easily. Although simulators are not yet used for examination, this seems a logical next step. Currently there are simulators capable o{ estimating the required number of driving Iessons while preparing for the exam. The devellopÍments sketched al aDove Lbor rflted the r tiv[t( mot, Le lVllÍlristr:ry (oIl eMi fT-ralnsporta nsportatrion (M lnll risterie van' veerkee an Verkr eer en Waterstaat) raar) to orfu furthr her ir te .e the the posssitbilir iliriies;, of drir drivi nvlling sim muli rula lators :nT"' Yestrgate for lr irinit nitial tialidri, d ver trainingg and trtest rg. Cr.oÍ[m testing oned I byt the l tra Lral TAIIIC ffir c ; 2 and tra tra tr msportr rtatir atir ion ryrmlssror 'keer :[ rry bc 'oert, advir Jvisor :sdienst sory tboarrd ('Adviesd st ;tV Verk oer',,A AV/v)), Tl Ti\NC) ccarrie, TNO carried iediout thi .his issstudy ] lelvor and nd rsumfi sur:ITIIï}à nari;zed knowled ('driv edge al about rbor (drir VINg tf8) stmu rulator tulatrors frormn lna nation atironal cnal an and mdlintern nati.ional 'fS fl litera teratu ature, tre,, itins ights fromt fo four visits vvisi to tro si irriulr riulator tr sir trainir train ring ngccer nte| v/o expeft 9n LCTS 3rs, s, an and two twr "rt /e meet reetin; tings. tgs..Inr L addition toI the 'e consul th lit iteratur rre ie al ab rbout dng sin we out drivir siimuulat Íltrtors )rs, rs,,w consl rsulIted litr iteraature re abou )out tt aairc aircrz :raftt- and ship si simula lators.' . The The report iss limittedItoor the re initi iniitial dri lrivier trair driv rininngI and and ,ugh. drivi rivine ingq ex exa Kam for passenge :ars tho nger ca oush '

(

':[

.,

s

I

Driving simulators for initial training A typical session in a driving simulator for initial training starts with the trainee entering the mock-up. This can anything from a car seat with pedals, steering wheel and clutch with the dashboard projected on a screen to fully instrumented car, Usually the road and the environment is projected on screens in some kind of semi-circular configuration. During training the trainee receives support from an instructor who may monitor other students at the same time. Apart from that a part of the instructions are delivered by the simulator itself. This is oalted 'virtual instruction'. While images and sounds during driving are acceptable, thd representation of traffic and the behavior of the other participants is somewhat artificial. The 'feeling of driving' in the simulator is different from that in a real car: there is a lack of sensation in particular while decelerating, accelerating and steering thFough curves. Furthermore, there is no real interaction with other traffic participants.l These limitations all affect the fidelity of the simulation. Conclusions with respect to driver traifring . Limitations in fidelity are too severe lto realize the driver training completely on

.

simulator

a

I

Driving simulators allow basic skills and procedures on vehicle operation and traffic participation to be trained effectively. Vehicle control, social interaction and complex traffic participation can not be simulated validly, and cannot be trained with a drivins simulator.


.

.

. .

6167

In terms of number of lessons, percentages of passed students, and training results, insufficient objective research has been published that demonstrates the advantages of simulators. Subjective data (opinions of instructors, trainees, and simulator expens) are generally positive: - Driving simulators are supposed to speed up learning. - Chances of passing the exam increase after training on the simulator. - It is possible to realize a cost reduction for both trainee and driving school: especially larger schools will be able to use driving simulators cost efficiently. Prerequisite for positive transfer is a thorough didactical approach. The current use of simulators does not always utilize all didactical possibilities simulators offer (for example, the intensity of the simulator training could be adapted to individual trainees' needs or limitations). Use of alternative didactical approaches could increase the number of skills that is currently trained with the simulator (for example, group-wise reviews of recorded simulator lessons are supposed to increase traffic insight). A small percentage of the trainees suffers from simulator sickness. In particular older people or reïatively experienced drivers are prone to suffer from nausea while driving in a simulator.

Recommendations for driver training o Further developments of training simulators should be aimed at improvement of didactical quality instead of increase of fidelity. o More research is desired to develop insight in the didactical use of driving simulators for initial training. The particular didactical approach chosen is crucial to the realization of efficient training. The knowledge base in this field is limited, however. A promising didactical approach that could be investigated is the use of group-wise reviews in which previously recorded simulator runs of group members are collectively displayed and discussed.

Conclusions for testing . The usefulness of a simulator for a -to be determined- partial test is limited for the

o

moment. The most important challenges for developing a simulator based partial test are: The absence of unambiguous and measurable criteria: the criteria of the present driving tests are not specific enough for use in a simulator. The measurability of criteria: an important criterion such as viewing behavior cannot be measured automatically in a simulator.

-

The absence of objectively specified norms: current norms are not specifïc enough for translation to a simulator. Differences between simulators: different types are used. Which one should be selected for the test? Making a choice will put users of other systems to a disadvantage. Simulator sickness. A small percentage of the trainees suffers from this problem. V/hat alternative should there be tbr them? Developing a simulator based partial test requires a substantial investment which would be required to instigate research to solve practical as well as theoretical problems, Secondly an investment in hardware and software is required. Theoretically, reliable and valid testing is possible for the following parts of the driving task: vehicle control procedures, basic participation in traffic, application of

-

. .

theory (formal rules).

TNO-rapport ITNO-DV3 2005 CI14

7 167

Recommendations for testing o Start experimenting with an 'applied theoretical test' on a simple driving sim'ulator. o It seems that challenges fbr developing a simulator based partial test are too big to develop such a test in one shot. Therefore, it might be considered to start with an 'applied theoretical test' on a simple driving simulator. The development of such a theoretical test seems viable and has the advantage that it can test application of traffic rules in a dynamic context.

8/66

TNO-rapport JTNO-DV3 2005 C114

Inhoudsopgave

Samenvatting.......

.................2

Summary I l.l 1.2

) 2.1

2.2 2.3 2.4 2.5

2.6 2.7 3

Inleiding Beschrijving

Historie Rijtaak en

rijopleiding

......14 .............. 14 .............. 15 ..... 16

.....l7

Irerdoelen .........,.. De Rijopleiding In Stappen..-..........

....-....--....l7 .... 18 ............... l8

Instructie Toetsing

4

Natuurgetrouwheid van rijsimulatoren

aa

.............. l0 ................. 11

De rijtaak De bestuurder......... Leren rijden...... De GDE matrix

J.J

3.2

............... 10

project..............

Doel van toetsing........... Eisen aan toetsing.......... Toetsing in theorie en praktijk.............

3.1

...............5

......,........

4.14

Mock-up Voertuigmodel........ Voertuigbewegingen.........,... Verkeersmodel........ Scenario generatie Visuele informatie............ Simulatorziekte Natuurgetrouwheid Relatie met vaaren vliegsimulatoren Conclusie

5

Trainen en toetsen in een rijsimulator,........

4.1

4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

5.1

5.2 5.3 5.4 5.5

5.6 5.7 6 6.1

6.2 6.3

6.4 6.5

Training leerdoelen............. Scenario's ............. Prestatiematen........ Normering............. (Virtuele) instructie Toetsen in een rijsimulator ........... Scenario Based Taakanalyse &

...............,20 ......2A .-....2O

..............22

......-.........25 .............26 ..............27 _...-........ 28

................31 .-.32

.....37 .............. 38

...............40 ...,..........41 ......,..........42 ......42 ......43 ,..............43 ...........-..44 ............-..45 ..............46 ......47

9/66


7.2

Conclusies en aanbevelingen..... Rijsimulatoren voor training.......... Rijsimulatoren voor toetsing..........

I

Referenties..........

9

Ondertekening......

7 7.1

..... 56 ..... 58

...........,.... 61 .............. 66

Bijlagen

A Rijsimulatoren in Nederland B De GDE Matrix C Scripts in de RIS

.,.....56

en het buitenland

TNo-rapport

I

TNO-DV3 2005 C1 14

10

/66

Inleiding In Nederland worden rijsimulatoren steeds vaker ingezet voor de rijopleiding B. Naar schatting staan eÍ nu circa 100 rijsimulatoren bij verschillende rijscholen en dit aantal groeit nog steeds. Deze inzet maakt Nederland wereldwijd koploper op dit gebied. Dat komt npde door de gunstige randvoorwaarden. In tegenstelling tot andeÍe landen zijn er bij ons geen wettelijke beperkingen voor de intoductie van simulatoren in de rijopleiding. Bovendien zijn de Nederlandse rijopleidingen relatief uitgebreid en duur, wat het gemakkelijker maakt om dure simulatortechniek kosteneffectief in te zetten.

Figuur

1.1

I

Rijsimulabren voor rijopleiding B bij Bruinsma verkeersopleidingen (links) en de ANWB rijopleiding (rechts).

Beschrijving project D oe I e n onde rzoe ks opze t

ln opdracht van de Adviesdienst Verkeer en Vervoer (AW) beschrijven wij in dit rappoït de mogelijkheden en beperkingen van rijsimulatoren voor rijopleiding en exaÍnen. In de initiatie van dit onderzoek speelt de CBR notitie 'Van Goed Naar Beter' een belangrijke rol, omdat daarin de mogelijkheid wordt geopperd om in de toekomst met een rijsimulator een deelexamen af te nemen. Mede daarom is het van belang om

il

meer zicht te hebben op de effecten die de introductie van rijsimulatoren de rijopleiding en het rijexamen met zich mee brengt. De onderzoekswagen die in dit rapport aan de orde komen betreffen de bijdrage die rijsimulatoren kunnen leveren aan rijopleiding en rijexamen en aan het vergroten van de verkeersveiligheid, aan kwaliteitsverbetering en aan kostenreductie van opleiding en examen. Daarnaast heeft de AW gevraagd om inzicht te geven in de technische en didactische achtergronden van rij simulatoren. Het onderzoek heeft een inventariserend en verkennend karakter. We hebben de bestaande kennis over (rij)simulatoren beschreven en aangevuld nret de resultaten van een literatuurverkenning, waarbij zowel nationale als internationale bronnen zijn geraadpleegd en waarbij nam verschillende domeinen (vliegen, varen, rijden) is gekeken. Samen met medewerkers van de AW zijn vier bezoeken aan simulatorcenfa gebracht en zijn een twee expertmeetings georganiseerd. De resultaten en inzichten hiervan zijn verwerkt in dit rapport. Opzet van dit document

In dit inleidende hoofdstuk wordt kort de geschiedenis van de rijsimulator besproken. In Hoofdstuk 2 komen de rijtaak en de rijopleiding aan de orde en in Hoofdstuk 3 het rijexamen. Een trainings- of toetsingssimulator is immers niet los te zien van het

ïNo-rapport ITNO-DV3 2005 C114

11/66

domein waarin de simulator wordt toegepast. In deze hoofdstukken worden theoretische inzichten gekoppeld aan een beschrijving van de nieuwste ontwikkelingen op dit gebied: de matrix met de 'Goals for Driver Education' (GDE), de Rtjoplciding In Stappen (RIS) cn 'Van Goed Naar Betcr'. Hoofdstuk 4 gaat dieper in op de technische achtergrond van (rij )simulatoren cn behandelt n-ret name de natuurgetrouwheid van de verschillende simulatorcomponenten. Hooldsnrk 5 'Trainen en toetsen in een simulator' beschrijft de theoretische kennis over het gebruik van rijsimulatoren voor rdopleiding en toetsing. Hoofdstuk 6 behandelt kosteneft-ectieve simulatoren en geeft inzicht in het gebruik van rijsimulatoren in Nederland. In Hooldstuk 7 trekken rve de conclusies van dezc studic.

1.2

Historie Rond l9ó5 werden de eerste rijsimulatoren ontwikkeld. In die tijd bestondcn er nog geen digitale computcrs. Dc systcmcn uit die tijd maakten gebruik van film. van maquettes, of van schaduwbeelden, zie figuur 2. In Tsjechië werden rijsimulatoren vanaf 1965 breed ingezet in de rijopleiding. In eerste instantie voor voertuigbediening en manoeuvreren. later ook voor verkeersdeelname. Deze simulatoren werden, volgens ei-sen zeggen. zeer succesvol ingezet in de rijopleiding. Met de val van de muur krvam ook een eind aan hct gcbruik van rijsimulatoren in te Tsjechische rijopleiding. In de jaren 80 verschenen de eerste rijsimulatoren waarbij de buitenbeelden door een computer werden gegenereerd. Door de hoge kosten waren deze simulatoren eigenltjk alleen in sebruik voor het trainen van chauffeurs van militaire voertuieen.

fiiguur

2

VcrsclÍllcndc Tsjcchischc Íijsimuiatorcn: op basis van l]lm. mlquctlc cn schaduwbccklcn (tluor clc mrrck-up lll()" te draaicn kon ie rxrk achteruitrijdcn ).

TNo-rapport

I

TNO-DV3 2005 C114

12166

In de jaren 90 verschenen de eerste 'high-end'rijsimulatoren voor de civiele markt (Thales, Oerlikon Contraves). Deze vrachtwagensimulatoren waren zeer kostbaar (> I M€), waarbij de beeldgeneratie een van de kostendrijvers was. Goedkope rijsimulatoren werden pas écht mogelijk door de opkomst van snelle grafische hardwme voor pc's, midden jaren 90. Hiermee werd het mogelijk om relatief gedetailleerde omgevingen te pÍesenteren. zie figuur 3. Door het gebruik van foto texturen ziet een moderne virtuele omgeving er al snel heel aardig uit. Op dit moment zijn nagenoeg alle rijsimulatoren gebaseerd op (clusteÍs van) pc's.

Iiguur

3

De viÍtuele omgeving in een modeme rijsimulator.

De hoge prijs van simulatoren stond de introductie in de rijoleiding B lange tijd in de weg. ln Nederland kost een uur rijles anno 2005 €40 tot €50. Simulatoren konden tegen dat tarief niet efficiënt ingezet worden. Door het gebruik van pc's is het prijsniveau van een rijsimulator zover gedaald dat het interessant is geworden deze in te zetten in de rijopleiding B (zie hoofdstuk 6). Dergelijke rijsimulatoren zijn echter onveÍgelijkbaar met de dure tot zeer dure vaar- of vliegsimulatoren (10 M€ of meer). Omdat de kosten voor opleidingen op dit soort voertuigen aanzienlijk hoger liggen dan bij personenauto's kunnen de veel duurdere en geavanceerdere simulatoren toch kosteneffectief ingezet worden. Bovendien worden simulatoren in de vaaren vliegopleiding veèlwldig ingezet voor het veilig oefenen van storingen en andere bijzondere omstandigheden.

lnternationaal gezien is het klimaat voor B rijsimulatoren in veel landen minder gunstig dan in Nederland. Er zijn landen met een uiteÍst beperkte rijopleiding en examinering (USA). of met wettelijke beperkingen ten aanzien van de rijopleiding, bijvoorbeeld dat de opleiding op een oefenterrein óf in de praktijk moet worden gegeven. Dit bemoeilijkt de inzet van simulatoren in deze landen.

TNo-rapport

I

TNO-DV3 2005 C114

13/66

ru q&' Figuur

4

Verschillende modeme rijsimulatoren gericht op de B opleiding (onder andere Stisim, VSTEP, DORON, GSC, Grccndino cn VVCR).

Momenteel bieden wereldwijd zeker 20 fabrikanten Íijsimulatoren aan voor rlvaardigheidstraining (rijopleiding B en C, zie http://www.inrets.frlur/sara/Ps simus e.html vooÍ een overzicht). Deze rijsimulatoren vertonen grote onderlinge verschillen, zowel In uitvoering als in prijs, zie figuur 4. Er zijn zeer kleine systemen, met één beeldscherm of met een Head Mounted Display (HMD) en er zijn er met een beeldsysteem met meerdere beeldkanalen met een gezichtveld van 120 tot 270 gÍaden. Deze simulatoren hebben verschillende soorten mock-ups: van eenvoudige spelletjesconsoles met stuurwiel en pedalen via eenvoudige mock-ups tot halve of l'olledige auto's. In Nederland worden vier verschillende rijsimulatoren gebruikt voor de B opleiding. Een overzicht van deze systemen vindt u in bUlage A.


2

14/66

Rijtaak en rijopleiding Het rendement van een rijsimulator wordt met name bepaald door de kwaliteit, de snelheid en de omvang van de rijlessen die er mee gegeven worden. AIs we rijsimulatoren eff'ectief willen inzetten moeten we de rijtaak en de rijopleiding zelf kennen. In dit hoofdstuk geven we een overzicht van bestaande literatuur en inzichten met betrekking tot de rijtaak en de rijopleiding. Daarbii komt ook instructie aan bod. Instructie btijkt een subtiel spel met de leerling waarbij vele Íactoren een rol spelen.

2.1

De rijtaak De rijtaak kan op verschillende manieren beschreven worden. We laten er een aantal zien met respectievelijk een psychologische, analytische en functionele invalshoek. Zowel Michon (1985) als Siegrist et al. (1999) hebben de rijtaak vanuit een psychologische invalshoek geanalyseerd. Beiden hebben het rijgedrag in hiërarchische taakniveaus opgedeeld, maar Siegrist is wat uitgebreider en onderscheidt vier niveaus. Deze vier hiërarchische niveaus vormen een belangnjk aspect in de GDE matrix, zie ook paragraaf 2.4. Voertuígbeheersíng Gedrag op dit 'taak' niveau heefï betrekking op kennis en vaardigheden over het sturen en bedienen van het voertuig- De kennis betreÍt onder andere de afmetingen van het voertuig en zijn technische eigenschappen. De vaardigheden bestaan uit taken met een zeer korte tijdsduur, vaak minder dan ï seconde, zoals sturen, schakelen, snelheidshandhaving, versnellen en afiemmen.Deze taken bestaan uit een vaste reeks handelingen of 'action sequences'. De uitvoering van deze taken is door de bestuurder vaak geautomatiseerd en vereist weinig cognitieve aandacht- De meeste bestuurders hebben geen moeite met de uitvoering van taken op controle niveau, tenminste, onder normale condities. Controle taken zijn moeilijker onder extreme condities, zoals bij slippen en racen. e rs ing v an v e rke e rs s it uatí e s Op dit 'situationeel' niveau interacteert de bestuurder met het verkeer. Hierbij spelen kennis over de verkeersregels, observatie en anticipatie en de interactie met de wegomgeving en de mede weggebruikers een belangrijke rol. De tijdsduur van dit soort taken ligt ongeveer tussen de I en l0 seconden. Op dit niveau is de complexiteit van de rijtaak het beste zichtbaar. Bijvoorbeeld bij het nemen van een tweebaans rotonde, invoegen op een snelweg of bij het rijden door het centrum van een grote stad. Taken op situationeel niveau kunnen gedeeltelijk worden geautomatiseerd, door gebruik te maken van 'scripts' (zie paragraaf 2.4).81j het nemen van een kruising gebeurt een groot aantal deeltaken min of meer vanzelf: het detecteren van de aanwezigheid van een kruising, vaststellen wat voor kruising het is, met welke snelheid gereden kan worden, kijken of er ander verkeer is, zonodig vooÍrang verlenen etcetera. In tegenstelling tot op het taakniveau zijn scripts echter maar gedeeltelijk te automatiseren, omdat iedere verkeerssituatie toch weer net iets anders is. Taken op dit niveau kunnen daarom toch een hoge cognitieve werklast veroorzaken, ondanks het gebruik van min of meer

B ehe

geautomati seerde scripts.

TNO-rapport I TNO-DV3 2005 C114

Í5/66

Afwegíngen en beslissingen in de verkeerscontext Gedrag op 'rit' niveau is gerelateerd aan de routekeuze, inschatting van de rijtijd, bepaling van de noodzaak van de rit. Hierbij spelen sociale interacties met medepassagiers ook een rol. De tijdsduur waarin dit soort taken worden uitgevoerd kan zeer groot zljn. Taken op het rit niveau zijn hootdzakelijk cognitief.

Ambitíes en competentie s Gedrag op dit 'algemeen' niveau is gerelateerd aan algemene ambities, waarden en noÍïnen en persoonlijke neigingen die effect hebben op het rijgedrag. Denk hierbij aan de leefstijl, de normen van de 'peer group', risicoperceptie en motieven. Met een analytische methode hebben McKnight and Adams (1970) de rijtaak tot in detail beschreven in een zeer uitgebreide taakanalyse. In totaal zijn zo'n 1700 deeltaken beschreven, die gegroepeerd zijn in 45 hoofdtaken. Door zijn omvang is deze analyse niet handig te gebruiken en er is een grote overlap tussen de verschillende deeltaken. Van Winsum en Korteling (1998) hebben daarom een andere benadering gekozen.Zij hebben zogenaamde 'Elementaire DeelTaken' (EDT's) gedefinieerd. Elementaire deeltaken hebben zo min mogelijk overlap met elkaar, kunnen tegelijkertijd uitgevoerd worden en zljn zo gekozen dat de gehele rijtaak wordt bestreken met een minimaal aantal van deze EDT's.

De meeste mensen zullen de rijtaak niet in psychologische of analytische termen beschrijven. Men is veeleer geneigd een functionele benadering te kiezen, waarin autorijden bestaat uit een opeenvolging van 'verkeersopgaven': verkeerssituaties waarin een automobilist bepaalde gedragingen moet kiezen en uitvoeren. Bijvoorbeeld: 'de weg volgeÍr', 'een bocht rijden', 'inhalen' en 'een kruising nemen'. Dit is een functionele beschrijving van de rijtaak. In de 'rijprocedure B' (Bovag, CBR, OTCrij, PIVM, 2005) staan de functionele aspecten van de rijtaak gedetailleerd beschreven.

2.2

De bestuurder

De bovenstaande beschrijvingen missen nog één essentiële invalshoek: de bestuurder zelf. De mentale processen die een bestuurder uitvoert tijdens het rijden laten zich onderverdelen in vijf fasen, zie figuur 5 (naar Romiszowski, 1981 ):

Figuur

5

De cyclus van mentale processen die een bestuurder doorloopt bij het rijden.

Deze perceptief-cognitieve processen worden continue doorlopen tijdens het uitvoeren van de rijtaak. Bij het naderen van een kruising wordt informatie waorgenomen over de aanwezigheid van de kruising (detectie), de wegomgeving, de verkeerssituatie en de toestand van het eigen voertuig (onder andere positie, koers, snelheid). De bestuurder doet dit door de omgeving actief te scannen, waarbij gezocht wordt naar relevante visuele informatie. Op basis van de waargenomen informatie maakt de bestuurder voorspellíngen over de zich ontwikkelende verkeersopgave: 'ik heb vooÍrang op deze kruising en als de auto van links normaal afremt kan ik de kruising veilig oversteken. Als hij niet afremt moet dan kan ik hier wat naar rechts uitwijken' .Deze voorspellingen worden geëvalueerd in een proces waarbij verkeersinzicht, verkeersregels en de

16/66


interactie met de andere bestuurder een grote rol spelen. Men neemt hierover een beslissing die wordt geëfÍ'ectueerd in een handeling,bljvoorbeeld door af te remmen, bij te sturen of te toeteren. Natuurlijk kan een handeling bestaan uit meerdere componenten die min of meer automatisch worden uitgevoerd, zoals de voorgeprogrammeerde action sequence

2.3

bij het terugschakelen.

Leren rijden Natuurlijk zijn de mentale processen van een bestuurder vele malen complexer dan het relatief eenvoudige model van Romiszowski. Het bovenstaande model is vooral geschikt voor cognitieve processen (i.e. processen die veel bewuste aandacht vragen). Het is minder geschikt om geautomatiseerde processen te beschrijven en het kan daarom niet goed omgaan met het leren van taken op 'taak'en 'situationeel' niveau. Hiervoor is een tweede model van Romiszowski (1999) veel geschikter: Stimulus

Figuur

6

Recall Prerequisites

Leermodel van Romiszowski voor psychomotorische taken: een waarneming kan direct en via een meer cognitieve route tot een handeling leiden.

In dit model kan een waarneming via een geautomatiseerde, rechtstreekse route leiden tot een handeling. Dit is de route die we gebruiken bij veel dagelijkse handelingen, bijvoorbeeld voor het houdingsevenwicht, bij het reiken naar en vastpakken van objecten en bij schakelen en remmen. In dit proces is, via een meer cognitieve omweg, ook bijsturing mogelijk. Het elegante van dit model is dat het beter kan verklaren hoe wij leren: in eerste instantie verlopen mentale processen via de langere cognitieve route, bij voldoende beheersing is ook een meer directe, geautomatiseerde route mogelijk. Dit model sluit dan ook aan bij de drie stadia die men kan onderscheiden bij het aanleren van een taak [Fitts & Posner,1967l.

Cognítief In de eerste

Í'ase van een leerproces zijn alle taken cognitief. Een leerling moet bij het leren schakelen alle deelhandelingen bewust aansturen: de hand in een bepaalde stand op de pook leggen, de koppeling intrappen en tegelijk gas terug nemen, schakelen, de koppeling weer op laten komen en gas bijgeven. In dit stadium heeft de leerlin g al zrjn aandacht nodig voor de uitvoering van de taak en kan deze gemakkelijk overbelast raken. De instructeur zal de leerling ondersteunen en zoÍgen dat de werklast niet te hoog wordt. Er wordt in dit stadium veel aandacht besteed aan de precieze uitvoering van de handelingen (de hand op de juiste manier op de pook) en de volgorde van de handelingen. Timing en snelheid zijn nog even minder relevant.

Associatief Na enige training volgt het associatieve stadium, waarin de leerling de taak min of meer geautomatiseerd kan uitvoeren. Brj hoge werklast kan de prestatie enoÍïn afnemen en valt een leerling terug naar het cognitieve stadium. In dit stadium heeft de instructeur


17166

óók aandacht voor de tirning en stijl waarmee een handeling wordt uitgevoerd

(bijvoorbeeld'vlot','soepel'). Automatisch

In het laatste stadium beheerst een leerling de taak volledig en kan deze geautomatiseerd uitvoeren. In de hersenen zijn structuren ontstaan die de taak uitvoeren zonder dat. ze nog bewuste aandacht vergen. Taken worden correct uitgevoerd, zelfs bij hoge mentale werklast. Als taken eenmaal geautomatiseerd zijn, dan kunnen ze moeilijk worden veranderd. Overigens geldt dat lang niet alle rijtaken volledig geautomatiseerd kunnen worden. Voertuigbedieningstaken ('taak' niveau) zijn grotendeels geautomatiseerd. Taken op 'situationeel' niveau kennen ook een grote mate van automatisering, maar zijn door de steeds weer veranderende verkeersomgeving nooit volledig te automatiseren. Taken op

'rit' en 'algemeen' niveau zljn 2.4

en blijven hoofdzakelijk cognitief.

De GDE matrix Siegrist et al- (1999) hebben aan de vier gedragsniveaus (voertuigbeheersing, verkeerssituaties, verkeerscontext, competenties, zie paragraaf 2.1) een tweetal 'essentiële' elementen voor de rijopleiding toegevoegd. Om de verkeersveiligheid te vergroten moeten bestuurders immers naast kennis en vaardigheden ook leren wat risicoverhogende factoren zljn (bijvoorbeeld inschattingsfouten, agressieve rijstijl, gebruik alcohol en drugs) en ze moeten zich door zelfreflectie bewust zijn van hun eigen sterke en zwakke punten (zelfreflectie, realistische beoordeling van eigen vaardigheden, eigen risicovolle motieven etcetera). Samen met de vier hiërarchische gedragsniveaus uit paragraaf 2.1 vormen deze elementen de 'GDE Matrix', zie Bijlage B- De GDE matrix is ontwikkeld in het EU project 'GADGET' dat in 1999 afliep. Juist door de aandacht voor verkeersveiligheid en hogere orde aspecten van de rijtaak heeft de GDE matrix tot een doorbraak geleid in het denken over de rijopleiding. De GDE matrix is omarmd in een groot aantal andere

EU projecten (bijvoorbeeld BASIC, ADVANCED, TRAINER, DAN, MERIT, TEST

NOVEY, zie http://www.cieca.belprojectsstudies_en.pp en Vissers (2005)) en een groot aantal nationale organisaties in de EU en de rest van de wereld (bijvoorbeeld Nieuw Tneland).In Nederland heeft de GDE matrix een bepalende rol gespeeld in de ontwikkeling van de RIS en in de notitie 'Van Goed Naar Beter' waarin het CBR haar en

visie op het nieuwe rijexamen neerlegt. Beiden streven naar een verbreding van de rijopleiding, zodaÍ. alle cellen uit de GDE matrix vertegenwoordigd zijn. 2.5

Leerdoelen Een opleiding of training is niet af zonder dat er leerdoelen zijn gedefinieerd. De leerdoelen geven de kennis, kunde en houding aan die een leerling moet bezitten na afronding van de opleiding. Vreemd genoeg waren er tot voor kort geen leerdoelen gedefinieerd voor de Rijopleiding B. De eindtermen waren weliswaar vastgelegd in weten regelgeving en het reglement Rijbewijzen met de bijbehorende regelingen, maaÍ leerdoelen voor de B-opleiding zijn pas in 2000 opgesteld [Vlakveld, 2000]. Bij het opstellen van deze leerdoelen is een benadering gekozen die overeenkomt met inzichten van Romiszowski (1999) en Vygotski (1986). De leerdoelen zijn onderverdeeld in de volgende clusters: kennis, aandacht, waarnemen, voorspellen, evalueren, beslissen, handelen, veiligheidsmarges, motivatie en verantwoordelijkheid. Voor elk cluster is een

TNO-rapport I TNO-DVS 2005 C114

18/66

kerndoel gedefinieerd, waarin in grote lijnen staat aangegeven wat men met betrekking tot het onderwerp moet kennen en kunnen. Daarna wordt er een aantal leerdoelen en subleerdoelen gespecificeerd. Voor elk (sub)leerdoel zijn tussen haakjes 'beheersingsniveaus' of normen gedefinieerd. Biivoorbeeld, leerdoel 17, uit het cluster Handelen: 'bij het verlaten van een uitrit zo spoedig mogelijk in een vloeiende lijn de juiste plaats op de rijbaan innemen. Het overig verkeer mag bij deze manoeuvre niet gehinderd worden'. De bediening dient op geautomatiseerd niveau te worden uitgevoerd,, zodat voldoende aandacht aan het verkeer kan worden besteed. Het leerdoelen document van Vlakveld (2000) biedt veel houvast bij het denken over rijopleidingen. Het heeft een belangrijke rol gespeeld bii het ontwerpen van de RIS. Voor het eerst zijn leerdoelen gerelateerd aan noÍrnen waaraan een leerling moet voldoen om het leerdoel te behalen. De normen stellen instructeurs en examinatoren in staat om het beheersingsniveau van een leerling op een uniforme wijze te bepalen. Voor gebruik in een rijsimulator zijn deze normen echter minder geschikt, zie paragraaf 5.2. 2.6

De Rijopleiding In Stappen In korte tijd is in Nederland de nieuwe Rijopleiding In Stappen (RIS) uitgegroeid tot een belangrijke methode voor rijopleidingen. De RIS is geboren uit een samenwerking van een aantal partijen, waar onder het Regionaal Orgaan Verkeersveiligheid Gelderland (ROVG), Traffic Test en het CBR. Op dit moment zijn al meer dan twaalftronderd rij-instructeurs geschoold in de RIS. Het streven is om eind 20A5 lATo van de leerlingen via de RIS op te leiden. De RIS is ontwikkeld volgens moderne onderwijskundige inzichten en heeft tot doel om leerlingen beter en breder, voor te bereiden op de verkeerstaak (Rietman en Vissers, 2000, Nágele en Vissers, 2003). Een brede ínzet van de RIS zou uiteindelijk moeten leiden tot een daling in het ongevalcijfer bij jonge automobilisten. De RIS sluit aan bij de GDE matrix. Waar de traditionele rijopleiding voornamelijk gericht is op het aanleren van regels, basisrijvaardigheid en beheersen van verkeerssituaties (linksonder in de GDE matrix) probeert de RIS een brede en evenwichtige aanbieding van alle cellen uit de GDE matrix te bewerkstelligen door grote nadruk op hogere orde vaardigheden zoals risicobeheersing en zelfevaluatie. Leerlingen met goed ontwikkelde hogere orde vaardigheden kunnen en willen hun rijgedrag afstemmen op hun mogelijkheden en beperkingen als bestuurder. Vanuit deze visie biedt de RIS leerlingen een strak gestructureerde rijopleiding, die modulair is opgebouwd. Elke module bevat handelingsscripts of kortweg scripts, die de rode draad vormen in de opleiding. Een script is een set van regels, in telegramstijl, die de kern bevat voor de oplossing van een standaard verkeersopgave. In eerste instantie leren leerlingen de scripts geautomatiseerd toepassen in standaardsituaties. Na verloop van tijd worden de scripts verder verfijnd en worden ze toegepast in net iets andere verkeerssituaties. De RIS kent 46 scripts die zijn gegroepeerd in 4 modulen, deze zdn te vinden in bijlage C.

2.7

Instructie De instructeur begeleidt de leerling door het leerproces. Daarbij heeft hij of zij verschillende didactische werkvormen ter beschikking, die op verschillende momenten in of rond de rijles gebruikt kunnen worden. In het leerboek voor de RIS instructeur wordt een aantal werkvormen genoemd: doceren (uitleggen), demonstreren (voordoen), monitoren (begeleiden), onderwijsleergesprek (vorm van groepsgesprek), opdracht


19/66

geven (leerling doet het zelfi, motiveren (belang aanduiden), zelfstudie (voor de theorie en voor het leren van de scripts).

De instructeur doorloopt de volgende instructiefasen:

1 2 3 4 5 6 7 8

Motivatie Íase. Demonstratie fase. Mentor fase: Doe Met Mij Mee (DMMM). Mentor fase: Doe Op Aanwijzing (DOA). Mentor fase: Doe Op Minder Aanwijzing (DOMA). Mentor fase: Doe Zonder Aanwij zing (DZA). Corrector fase: verfijnen van het script. Corrector fase: veralgemenisering van het script.

De nummering van deze Í-asen wordt ook gebruikt op de leerlingkaart en de instructiekaart. Ook de leerling leert het script in fasen waarbij een onderscheid gemaakt wordt tussen: het aanleren, eigen maken en veralgemeniseren van het script.Deze fasen zijn onderverdeeld in stappen die grotendeels overeenkomen met de acht instructiefasen. De drie fasen zien er als volgt uit: . Aanleren van het script.

o

r

-

Huiswerkopdracht. Script wordt gemotiveerd en gedemonstreerd. Leerling en instructeur voeren samen uit (DMMM). Eigen maken van het script. - Doe Op Aanwijzing (DOA). - Doe Op Minder Aanwijzing (DOMA). - Doe Zonder Aanwijzin g (DZA). Veralgemenisering van het script. - Herhaling en verfijning. - Zelfstandig toepassen in wisselende situaties.

Bij het aanleren van de scripts kiest de instructeur de verkeersomgeving en de instructieÍase zó dat de leerling voldoende uitgedaagd wordt, zonder dat deze overbelast wordt. Dit wordt ook wel de 'zone van naaste ontwikkeling' genoemd [Vygotsky, r9861.

Rij-instructie geven is een vak. Een goede instructeur geeft positieve feedback, inspireert en motiveert. Een instructeur is tactvol, of juist niet en kan zijn instructie aanpassen op de persoonseigenschappen en prestaties van de leerling. Een instructeur

weet wat er in zijn leerling omgaat en weet wat de achterliggende oorzaak is van de fouten die een leerling maakt. Een instructeur weet wanneer hij moet praten en wanneer hij beter zijn mond kan houden. Voor een goede instructeur is lesgeven een subtiel spel met de leerling, waarin vele factoren bij elkaar komen.

TNO-rapport ITNO-DV3 2OO5 C114

3

20166

Toetsing Meer dan de rijopleiding zelf-, is het ri jexamen of de rijgeschiktheidstoets een onderwerp waarnaar veel studie is verricht. De toetsing is in handen van gespecialiseerde organisaties, die ook in internationaal verband veel onderzoek verrichten naar de inhoud en de wrjze van toetsing. Dit hoofdstuk geeft een overzicht van bestaande kennis en inzichten met betrekking tot de toetsing van rijvaardigheid. Hierbij zijn Baughan, Gregersen Hendrix en Keskinen (2005) en Vissers (2005) belangrijke bronnen. In dit hoofdstuk zullen we eerst de theoretische achtergronden van een toets belichten. Daarna worden de huidige theorie en praktijktoets kort beschreven en vervolgens wordt de notitie 'Van Goed Naar Beter' besproken, waarin het CBR voorstellen doet voor een vernieuwing van de examinering. In het kader van dit onderzoek is ook een bezoek gebracht aan het CBR.

3.1

Doel van toetsing Het primaire doel van een rijgeschiktheidstoets is gerelateerd aan de verkeersveiligheid. Kandidaten die slagen moeten op een veilige wijze aan het verkeer kunnen gaan deelnemen. Daarnaast zijn er doelen die gerelateerd zrjn aan de competenties van de bestuurder in een bredere zin, bijvoorbeeld energiezuinig rijden of sociaal verkeersgedrag en ook rnoet de toets zelf eÍficiënt en objectief zijn. [Baughan, 19981. Als het om verkeersveiligheid gaat zou men een rijgeschiktheidstoets primair kunnen zien als een middel om onveilige of ongeschikte bestuurders uit het verkeer te weren. Dit is de 'voorspellende' waarde van een toets [Keskinen, Hatakka & Laapotti, 1988]. Maar, de meeste gezakte kandidaten gaan net zolang door met lessen totdat ze slagen. Uiteindelijk zijn er slechts enkele mensen die daadwerkelijk uit het verkeer worden geweerd. Een ander belangrijk aspect van de rijgeschiktheidstoets is dat het de rijopleiding beihvloedt. Door exameneisen op te stellen heeft men immers grip op wat er in de opleiding gebeurt [Waller, Li, Hall & Stutts, 1978].In eerste instantie gebeurt dat simpelweg doordat gezakÍe kandidaten meer training krijgen. [n tweede instantie doordat de rijopleiding wordt aangepast aan de exameneisen. Maar een toets heeft ook een diagnostische functie en kan aangeven welke deelaspecten van de rijtaak nog meer training behoeven. Daarnaast kan de toets worden gebruikt om zwakke plekken in de rijopleidin g zelf naar boven te breng en fzie ook Keskinen, Hatakka & Laapotti, I 9881. De relatie tussen toets en opleiding is misschien het duidelijkst als men zich realiseert dat voor een leerling de toets zelf ook leerwaarde heeft.

3.2

Eisen aan toetsing

In het algemeen kan men stellen dat een toets en dus ook het theorie- en praktijkexamen aan een aantal criteria moet voldoen. De belangrijkste zijn: validiteit en betrouwbaarheid. 3.2.1

Validitert De validiteit van een toets geeft aan in hoeverre er gemeten wordt wat er gemeten zou moeten worden- Vissers (2005) omschrijft het zo: 'In het geval van het rijexamen moeten de toetsen meten of iemand met een gemotoriseerd voertuig in staat is om veilig aan het verkeer deel te nemen en dat zo te doen dat de doorstroming zoveel mogelijk wordt bevorderd en het milieu zoveel mogelijk wordt ontzien. Een rijexamen rnet


21166

predicatieve validiteit heefi een hoge voorspellende waarde. Dat betekent dat iemand die op het rijexamen goed heefi gepresteerd later in zijn bestuurderscarrière een aanmerkelijk lagere ongevalskans moet hebben dan iemand die het op het rijexamen aanmerkelijk minder goed heeft gedaan'. In de praktijk zal deze laatste persoon echter zakken, extra lessen nemen en een herexamen doen. Validiteit kent verschillende vormen, afhankelijk van de manier waarop men het begrip beschouwt. In de bovenstaande deflnitie van Vissers gaat het in feite over de 'predictieve validiteit' van de toets: de mate waarin de toets uitslag (het eindoordeel of de score op toetsonderdelen) gecorreleerd is met indicatoren voor veilige verkeersdeelname, bijvoorbeeld de ongevalsbetrokkenheid- Men zou de toetsuitslag ook kunnen correleren met andere vormen van rijgeschiktheidstoetsing, in dit geval heeft men het over de 'concunente' validiteit, De 'consequentiële' validiteit (Baughan et al, 2005) beschrijft de invloed van de toets op de opleiding. Een hoge consequentiële validiteit betekent dat de toets van grote invloed is geweest op de kwaliteit van de

opleiding. Het is niet eenvoudig om de validiteit van een toets vast te stellen. Er is een aantal praktische en methodologische problemen [Baughan et al., 2005J: . Bestuurders die slecht presteren op de toets mogen niet deelnemen aan het verkeer. Ongevalsstatistieken betreffen hoofdzakelijk bestuurders die geslaagd zijn. . Alleen een volledig geïmplementeerde toets kan worden geëvalueerd en er is tijd nodig voordat efï'ecten zichtbaar worden. o De predictive validiteit van een nieuwe toets zal veranderen als gevolg van zijn consequentiële validiteit. Door de nieuwe toets zal de opleiding veranderen en dat heeft gevolgen voor de predictieve validiteit. o De ongevalsbetrokkenheid is een onhandige maat, omdat ongevallen relatief weinig voorkomen. Daarbij speelt toeval een rol en er is meestal sprake van een complex

o

3-2.2

samenspel van factoren.

Kandidaten presteren en gedragen zich tijdens de toets anders dan in de praktijk. Ze doen hun uiterste best en vertonen het meest wenselijke verkeersgedrag. Er is geen garantie dat ze zich in de praktijk ook zo zullen gedragen.

Betrouwbaarheid De betrouwbaarheid van een toets geeft aan in hoeverre een toets vergelijkbare resultaten oplevert als ze wordt herhaald onder dezelfde omstandigheden. De betrouwbaarheid is een maat voor de nauwkeurigheid waarïnee wordt gemeten. 'Wanneer de omstandigheden gelijk kunnen blijven is de betrouwbaarheid van het rijexamen volledig afhankelijk van de examinator. Omdat het hier gaat om menselijke beoordelaars zal de betrouwbaarheid nooit perfect zljn, maar door gebruik te maken van een uitslagformulier met vaste onderdelen en items wordt subjectiviteit zoveel mogelijk vermeden. De examinator let voor ieder item op verwijtbaar gedrag in termen van 'aard, ernst en aantal'. Omdat er veel verschillende examinatoren zijn is het voor de betrouwbaarheid van de examenuitslag essentieel dat de examinatoren onderling goede consensus hebben over wat goed en wat fout is. Dit wordt ook wel interbeoordelaarsbetrouwbaarheid genoemd. In de opleiding tot examinator wordt dan ook veel aandacht besteed aan deze consensus. Een deel van de opleiding wordt uitgevoerd onder begeleiding van een mentor. Door het samen beoordelen en bespreken van examenkandidaten wordt de toekomstige examinator langzaam maar zeker getraind in het geven van consistente oordelen. Het is natuurlijk onvermijdelijk dat soms de eigenschappen van de mentor terug te herkennen zijn in de leerling.


22166

In het algemeen wordt de betrouwbaarheid van examinatoren vrij goed geacht. Naast het onderzoek waar Vissers (2005) naar refereert, is ook in andere studies een redelijk hoge betrouwbaarheid van examinatoren gevonden [Baughan & Simpson,1999; Laapotti, Keskinen, Hatakka & Katila, 1998; Keskinen, Hatakka & Laapotti, 1988J. Zelfs met perf-ecte examinatoren zrjn er aspecten die de betrouwbaarheid van de praktijktoets negatief beinvloeden. Er zijn effecten van het weer, het algemene verkeersbeeld, het aantal en de complexiteit van de individuele verkeersopgaven en van verschillen tussen de diverse examenroutes. Daarnaast laten ook de prestaties van de kandidaat nog geen betrouwbaar beeld zien, omdat deze in de relatief korte rijopleiding nog geen stabiel eindniveau bereikt. De betrouwbaarheid is ook relatief laag als kandidaten de toets ingaan met een relatief kleine slagingskans (omdat zebewust een minimale hoeveelheid training hebben genoten en gokken op een positieve uitslag). In (het theoretische) geval van een a priori slagingskans van SOVo is er voor dit soort kandidaten geen significante correlatie tussen test en her-test te verwachten. 3.3

Toetsing in theorie en

praktijk

Het huidige praktijkexamen toetst vooral kennis, besturings- en verkeersdeelname vaardigheden (taak en situationeel niveau). Er is de laatste jaren meer aandacht gekomen voor andere aspecten zoals blijkt uit een aantal recente initiatieven gericht op verbetering van opleiding en examinering. Voorbeelden hiervan zijn de modernisering van het theorie-examen, invoering van de (vrijwillige) Tussentijdse Toets [Van 't Hoff & Vissers,1997f, de Rijopleiding in Stappen (RIS) (zie ook paragraaf 2.4) en'Van Goed Naar Beter' (CBR, 2005).

3.3.I

Theoríe-examen

Momenteel bestaat het theorie-examen uit 50 vragen waarin afbeeldingen getoond worden met verkeerssituaties. Blj iedere afbeelding moet een jalnee vraag, meerkeuzevraag of open vraag beantwoordt worden. Van de 50 vragen moeten er minstens M conect beantwoord worden om te slagen. Dit komt overeen met een score van 88 procent correct. Na het slagen voor het theoriegedeelte krijgt de leerling een theoriecertificaat dat éénjaar geldig is. Mocht een leerling zijn praktijkexamen niet binnen die tijd behalen, dan moet de theorie opnieuw geleerd worden. Het theorie-examen wordt vaak pas relatief laat in de opleiding behaald (als het praktijkexamen al in zicht is) omdat het dan nog 'vers in het geheugen' Iigt tijdens het afrijden. Laat theorie-examen doen heeft als nadeel dat het rijden in de praktijklessen Iang zonder adequate theoriekennis plaatsvindt. Omdat veel praktijkinzichten verkregen moeten worden op basis van theoretische (achtergrond) kennis gaan hiermee belangrijke leermomenten verloren. Maar, vroeg theorie-examen doen heeft als mogelijk nadeel dat de kandidaat nog onvoldoende bagage heeft om de verkeersinzicht vragen goed te kunnen beantwoorden.

In de afgelopen jaren is het theorie-examen herhaaldelijk gewijzigd. Het aantal vragen is kleiner geworden en de nadruk op regel- en feitenkennis is iets minder sterk geworden door toevoeging van inzichtvragen. Ook worden veel vragen nu eenvoudiger gesteld zod,at taalzwakke kandidaten niet meer benadeeld worden ten opzichte van taalvaardige kandidaten. Een mogelijk nadeel is dat in het theorie-examen de dynamiek van een verkeerssituatie ingeschat moet worden op basis van een statische representatie. Het CBR neemt initiatieven om de rijopleiding en de examens te vernieuwen en verbeteren (zie ook paragraaf 3.3.4).


3.3,2

23166

Praktijkexamen Tijdens het praktijkexamen moet de leerling in een rit van ongeveer 40 minuten zijn vaardigheden en kennis toepassen. Een examinator beoordeelt de kandidaat op tien aspecten van de rijtaak (zoals rijden op rechte en bochtige wegen, inhalen en gedrag op kruisingen). Daarbij wordt gekeken naar aspecten zoals de bediening en beheersing van het voertuig, kijkgedrag en toepassing van de verkeersregels. Bij het beoordelen van fouten en onvolkomenheden in het gedrag wordt rekening gehouden met 'de aard, de ernst en het aantal' van het optreden van de fout.

Uit eerder onderzoek [Velin g, 1987] blijkt dat de interbeoordelaarsbetrouwbaarheid van het oordeel van een examinator relatief hoog is: Bij kandidaten die twee maal achtereen examen deden bij verschillende examinatoren bleken de betrokken examinatoren in 8O7o vall, de gevallen tot hetzelfde oordeel te komen [Vissers,2005].

Eenmaal gehaald geeft het praktijkexamen recht op een rijbewijs dat levenslang geldig is, Sinds een aantal jaar krijgen geslaagden eerst een beginnersrijbewijs voor 5 jaar en gelden er strengere regels. Dit is gekoppeld aan een strafprocedure. Na drie overtredingen met veroordeling kan het rijbewijs worden gevorderd. 3.3.3

3.3.4

Tussentijdse toets De Tussen Tijdse Toets (TTT) is een voorbeeld van een extra meetmoment. Hij is bedoeld om op 7O-75Vo van de rijopleiding afgenomen te worden zodat de focus voor de laatste lessen bepaald kan worden. Tevens kan de leerling alvast wennen aan de examinator en de gang van zaken rond het praktijkexamen. De Tussentijdse Toets heeft een grote positieve invloed op het slagingspercentage (10 tot 15 Vo volgens de CBR website) maar daar staat tegenover dat hij bijna net zo duur als een (her)examen is. Het is wel mogelijk om vrijstelling voor bijzondere verrichtingen te krijgen door deelname aan de Tussentijdse Toets. Ongeveer één derde van de leerlingen besluit aan de Tussentijdse Toets deel te nemen. Van Goed Naar Beter

In het voorstel 'Van Goed Naar Beter' schetst het CBR een nieuwe opzet voor rijvaardigheidstoetsing. Het doel is om tot een toetsing te komen die minder op feitelijke kennis en reproductieve vaardigheden gericht is en meer op begripsmatige kennis en productieve vaardigheden (CBR, 2005). Het uiteindelijke streven daarbij is het omlaag brengen van het aantal verkeersslachtoffers onder jonge, beginnende bestuurders. In feite is het voorstel een logische volgende stap op de eerder genoemde RIS en de Tussentijdse Toets. 'Van Goed Naar Beter' onderscheid zich van de huidige examinering door -net als bij de RIS- de aandacht te vestigen op hogere orde vaardigheden zoals anticiperen, gevaarherkenning en inzicht in de eigen sterke en zwakke punten. Hiermee hopen beide benaderingen tegemoet te komen aan de meest recente eisen zoals die in Europees verband geformuleerd zijn en aan een aantal nadelen van de huidige examens. Interessant is dat het CBR een mogelijke rol ziet voor het gebruik van simulatie voor toekomstige examens. In eerste instantie worden het theorie-examen en onderdelen van deelexamen I genoemd als potentieel geschikt voor simulatie. In 'Van Goed Naar Beter' wordt onderkend dat simulatoren een hoge betrouwbaarheid mogelijk maken. Een oplossing voor de te geringe validiteit van de simulatortoets voor het afsluitende praktijkexamen wordt echter nog niet haalbaar geacht.


24166

De grootste verandering die voorgesteld wordt in 'Van Goed Naar Beter' is de toetsing op meerdere momenten (of in lijn met de RIS terminologie: een Examen In Stappen). De eerste stap is de basistoets 'voertuigcontrole en voertuigbediening'. Voor dit examen moeten de basis voertuigcontrole en -bediening op een geautomatiseerd niveau worden gebracht. Het behalen van deze toets is voorwaardelijk voor deelnarne aan de theorietoets (stap 2) en de praktijklessen met complexere verkeerssituaties. Het derde toetsmoment is vergelijkbaar met de Tussentijdse Toets en is richtinggevend voor de invulling van de laatste lessen in de opleiding. Het afrondende examen (stap 4) moet gericht zijn op veilige en verantwoorde verkeersdeelname. Bij de uiteindelijke beoordeling kunnen resultaten uit eerdere deeltoetsen worden meegenomen. Deze moeten daartoe zijn opgetekend in een logboek waarin ook kort verslag gedaan is van' de ontwikkeling van de kandidaat tijdens de rijopleiding. In deze structuur kan vooral in de laatste stappen van de rijopleiding extra aandacht besteedt worden aan de hogere orde vaardigheden uit de GDE matrix wat hopelijk leidt tot veiliger automobilisten.


4

25166

Natuurgetrouwheid van rij simulatoren In het verleden ziin veel simulatoren gekocht op basis van hun technische specificaties. Zo hoog mogelijke resolutie en detaillering in het beeld, de snelste computers en zeer complexe en realistische voertuigmodellen. Het idee hierachter was dat natuurgetrouwheid (fidelity) en leerwaarde gekoppeld waren: een hogere natuurgetrouwheid leidt vanzelf tot een hogere leerwaarde. Daar zit een verleidelijke logica in: in een simulator die de werkelijkheid perfect imiteert kun je vast beter leren dan in een simulator die minder realistisch is. Deze benadering heeft in het verleden geleid tot zeer dure simulatoren, die achteraf niet aan de verwachtingen voldeden omdat de complexiteit van de wereld om ons heen eenvoudigweg te groot is om geheel na te bootsen in een simulator. Pas later is men zich gaan realiseren dat rijsimulatoren niet alles kunnen en een goed trainingssysteem de sterke punten van de rijsimulator benut. Aspecten die niet goed in de simulator geoef-end kunnen worden, kunnen dan beter in de praktdk getraind worden. Er is wat betreft de natuurgetrouwheid van rijsimulatoren een aantal uitdagingen: de bedieningsmiddelen in de mock-up van het eigen voertuig, het simuleren van de bewegingen van het eigen voertuig en het correct weergeven van visuele informatie. Elk van deze aspecten wordt hieronder in een paragraaf besproken, We zullen hierbij geen normen voor bijvoorbeeld beeldkwaliteit noemen. Padmos en Milders (1992) geven hiervan een uitgebreid, maar verouderd, literatuur overzicht. Ook in het ELSTAR project [bijvoorbeeld Korteling, Helsdingen en von Baeyer, 2000] is een overzicht van norïnen te vinden.

4.1

Mock-up In een rijsimulator zitje in een mock-up waarmee je het gesimuleerde voertuig bestuurt en bedient, zie figuur 4 voor een aantal voorbeelden. Hierbij is het gedrag van het stuur, de versnellingspook en de pedalen relatief makkelijk te simuleren, behalve als men echt hoge eisen stelt aan de natuurgetrouwheid. We bespreken hier de problemen die optreden en we laten een aantal oplossingen de revue passeren.

Stuurkrachten In de force-feedback waarmee stuurkrachten gesimuleerd worden zijn zowel grote als zeer kleine krachten relevant. Bovendien variëren deze krachten met de snelheid van het eigen voertuig. Grote krachten bij het sturen in bochten, voor het verdraaien van het stuurwiel bij stilstand en bij het raken van een stoeprand. Kleine krachten bij het sturen op de rechte weg, bij hogere snelheden. Verder moet het systeem gelijke krachten genereren bij kleine stuurbewegingen naar links en naar rechts. Een systeem voor forcefeedback dat aan deze drie eigenschappen voldoet is zeer kostbaar. TNO gebruikt

in haar onderzoekssimulator een systeem met twee tegen elkaar in draaiende elektromotoren die direct de stuuras aandrijven (a raison van 28.ffi0€). Een eenvoudigere force-feedback motor (minder kracht, links en rechts niet gelijk) kost al vlug een paar duizend euro. In motoren met een overbrenging (kleinere motor, grotere krachten) zijn de tandwielen voelbaar als hobbeldes in de stuurkrachten. Sommige eenvoudigere systemen hebben een stuurwiel met force-feedback door middel van veren of gascylinders. Hiermee zijn relatief grote krachten op te wekken- Er is echter in het middengebied vaak wat speling, zodat bij het rechtuit rijden geen force-feedback aanwezig is. Als dan een kleine stuurbeweging gemaakt wordt voelt men eerst een


26166

kleine hobbel voordat de veer wordt ingedrukt. Met dit systeem kan de force-feedback niet variëren met de snelheid van het voertuis. P edale

n,

ve

rsne Il ing s p o ok

Net als bij het stuurwiel zijn de krachten in het koppelings- en rempedaal zeer speciÍlek. De uitgevoerde kracht varieert over de slag. Een diatragmakoppeling koppelt anders dan een traditionele koppeling. Een rempedaal bouwt zijn kracht langzaam op en is niet 'sponzig'. Dit soort effecten zijn eigenlijk alleen met een originele diafragma koppeling en een dito hydraulisch remsysteem te behalen. In de praktijk wordt vaak gebruik gemaakt van veren of rubberen blokken. In dat geval is voor een ervaren bestuurder het verschil altijd merkbaar. In een simulator is de versnellingspook vaak niet meer dan een H profïel waarin een stang heen en weer bewogen kan worden. Zo'n bak kraakt niet als je te vroeg de koppeling op laat komen bij het schakelen en geeÍi niet die subtiele feedback als de tandwielen in elkaar grijpen, of als de pook niet helemaal goed is geschakeld, Het is vaak fysiek mogelijk om zonder te koppelen te schakelen, of om bij hoge snelheden in de 1'versnelling te schakelen, terwijl dat in de praktijk lang niet altijd mogelijk is. Dashb oard en

st

uurhende ls

In de meeste rijsimulatoren zijn het dashboard en de stuurhendels wel in orde. Het dashboard is afkomstig uit een normale auto of wordt gesimuleerd en geprojecteerd in het buitenbeeld. De stuurhendels zrfu in het algemeen op de normale plaats aan de stuurkolom bevestigd en kennen de gangbare indeliilg van de functies. Meestal is een aantal van de in het dashboard aanwezige knoppen niet functioneel (verwarming, verlichting, etcetera)

4.2

Yoertuigmodel Het voertuigmodel simuleert de bewegingen van het eigen voertuig, zoals het stuurgedrag, de wegligging en het acceleratie- en remvermogen. Het voertuigmodel heeft als input de stand van het stuur, de stand van het gas-, rem- en koppelingspedaal en de versnellingspook en handrem (en andere, al naar gelang het type voertuig). Behalve input van de bestuurder krijgt een voertuigmodel vaak ook input over de toestand van de weg (frictie, hoogteprofiel) en de wind (bijvoorbeeld zijwind bij het inhalen van een vrachtwagen). In het voertuigmodel zelf wordt een bepaalde set parameters gebruikt om het voertuig te karakteriseren: de wielbasis, de kenmerken van het onderstel, het type motor en versnellingsbak, etcetera. Op basis van al deze waarden wordt de toestand van het voertuig berekend (koers, snelheid, acceleratie, oriëntatie etcetera). Een belangrtjk onderdeel van het voertuigmodel is het bandmodel, want de bandeigenschappen zijn van grote invloed op het voertuiggedrag. In de automobiel industrie worden complexe modellen gebruikt, waarïnee het voertuiggedrag zeer realistisch gesimuleerd kan worden. Deze modellen zijn vaak te zwaar om in real-time door te rekenen en zijn daarom niet geschikt voor rijsimulatoren. In rijsimulatoren gebruikt men daarom vereenvoudigde modellen, die wel snel genoeg berekend kunnen worden. De kwaliteit van deze modellen is in het algemeen redelijk goed. P re st atie

mat e n

v

o e rt

uí gb

e

diening

Parameters uit het voertuigmodel geven informatie over het besturings- en bedieningsgedrag van de bestuurder (toerental, benzinegebruik, remvertraging,

ïNO-rapport ITNO-DV3 2005 C114

27166

etcetera). Er worden vaak statistische bewerkingen op deze parameters losgelaten (gemiddelde, standaarddeviatie, minimum, maximum, spectrum, etcetera).

Voertuiggeluiden

Voor voertuiggeluiden geldt hetzelfde als voor veel andere onderdelen van de mock-up: met een beetje moeite lijkt het al vlug aardig, maar het is zeer moeilijk echt natuurgetrouw na te bootsen. De meeste simulatoren maken gebruik van samples, kleine geluidsfragmenten die in een auto zijn opgenomen. Meestal worden samples van wind, banden en motor gemixt tot één simulatie. De samples zijn gekoppeld aan bepaalde parameters uit het voertuigmodel, zoals de snelheid en het toerental van de motor. Vaak ontbreken echter nog geluiden, zoals het kraken van de koppeling, de verandering in motorgeluid als deze zwaarder of minder zwaar belast wordt bij het indrukken of Ioslaten van het gaspedaal, het piepen van banden in de bocht en bij het remmen en zo meer.

4.3

Voertuigbewegingen Zaals gezegd kan men met een voertuigmodel het gedrag van een auto simuleren. De bijbehorende voertuigbewegingen zijn echter in een rijsimulator veel minder goed na te bootsen. Dat zit hem vooral in de lineaire versnellingen die optreden bij accelereren en remmen en in bochten. In een simulator kunnen deze versnellingen alleen worden benaderd door gebruik te maken van een zeer groot bewegingsplatform, waaÍmee het gesimuleerde voertuig over grote afstanden kan worden versneld. Echter , za'n versnelling moet altijd gevolgd worden door een vertraging, anders komt de simulator niet binnen de bewegingsenvelop van het bewegingsplatform tot stilstand. Die vertraging mag niet voor de bestuurder merkbaar zijn, want anders doet deze de illusie van versnelling teniet. Dit maakt een bewegingsplatform met een lineaire versnellingsbaan van l0 of 20 meter eigenlijk te klein voor het simuleren van accelereren en reÍnmen, Op zo'n baan kunnen alleen 'lane changes' goed worden gesimuleerd, omdat daarmee de laterale bewegingen I op I kunnen worden weergegeven. Momenteel beschikt een aantal high-end rijsimulatoren over een groot bewegingsplatform, zie flguur 7.De algoritmes waarmee deze platformen worden aangestuurd zljn nog volop in ontwikkeling. Ook in deze high-end simulatoren is het nog niet goed mogelijk om optrekken, remmen en het nemen van (haakse) bochten realistisch te simuleren.

TNo-rapport

I

TNO-DV3 2005 C1 14

Figuur

4.4

7

28/66

High-end riisimularoren met een bewegingsplatform (respectievelijk Renault, TNO, NADS, Daimler-Dasa). Ook deze simulatoren kunnen optrekken, rernÍnen en het nemen van haakse bochten niet. realistisch simuleren.

Verkeersmodel Autorijden doe je niet alleen. Er is altijd verkeer om ons heen en dat verkeer kan behoorlijk druk zijn. In een rijsimulator wordt het verkeer gegenereerd door het verkeersmodel. Dit model moet in staat zijn om verschillende soorten verkeersdeelnemers op een natuuÍlijke manier aan het verkeer te laten deelnemen. Er woÍdt een aantal Ínethoden gebruikt om verkeer te modelleren. Dat gaat van een eenvoudig karretje nret slechts weinig interactiviteit, dat als het ware op onzichtbare rails wordt voortgetrokken, tot een volledig autonoom verkeersmodel waaÍin virtuele verkeersdeelnemers zelfstandig beslissingen nemen. Een verkeersmodel moet verkeer genereren met Íealistisch veÍkeersgedrag voor alle verkeersdeelnemers. Michon (1985) heeft in een analyse van de rijtaak drie niveaus onderscheiden: het voertuigbediening-, manoeuwe- en navigatie niveau (zie ook paragÍaraf 2.1 voor een vergelijkbare indeling). Een verkeersmodel moet realistisch gedrag vertonen op elk van de drie niveaus.

Vooral voor het controle en Írurnoeuvre niveau is het van groot belang dat het gedrag van de computer gegenereerde verkeersdeelnemers consistent is en dat het zo veel

mogelijk is gerelateeÍd aan het gedrag van de verschillende ty,pen verkeersgebruikers. Vrachtwagens moeten langzaam accelereren en remmen en houden in het algemeen grote volgtijden aan. Fietsers (indien aanwezig) hebben nogal eens de neiging om door rood te rijden, etceteÍa. Op deze manier wordt bereikt dat het gedrag van de verschillende typen verkeersdeelneÍrers in overeenstemming is met hun natuurlijk, 'pÍototypisch' verkeersgedrag. Als een verdere verfijning kan daarnaast ook nog

'agressief of 'weifelend' gedrag binnen een bepaalde categorie verkeersdeelnemers worden semodelleerd.

TNO-rapport ITNO-DV3 2005 C1ï4

29/66

Ve rschille nde typ en v e rke e rsmodellen Verkeersmodellen kunnen worden onderverdeeld in verschillende typen, afhankelijk van de gebruikte modelleertechniek: er zijn statistisch/stochastische modellen, bijvoorbeeld de hidden markov models (HMM) [Bayarri, 1996], er zijn expert systemen, zoals het verkeersmodel van ST software [Winsum van, 1991] en er zijn longitudinale modellen zoals het Microscopic TraÍïlc Simulation Model (MIXIC). Een HMM model kan worden getraind met data die in het verkeer gemeten zijn. Het getrainde model kan men gebruiken voor het genereren van verkeer op een rijsimulator. Dit leidt tot zeer realistisch gedrag. Voor verschillende manoeuvres/taken (volgen, inhalen, passeren, etcetera) moet het HMM model echter apart worden getraind [Bayarri, 1996; Fernandez,Liu,Lozano, Martin, 1999]. Dat maakt het lastig om alle manoeuvres en taken in het model op te nemen. Het verkeersmodel van ST software is gebaseerd op 'als...dan' regels [Winsum van, I99ll. In dit model is de rijtaak opgesplitst in een aantal deeltaken (bijvoorbeeld volgen, het nemen van een bocht, inhalen, etcetera). Voor elke deeltaak is een set logische regels gespecifïceerd waarmee kan worden bepaald of een deeltaak relevant is voor een voertuig. Er kunnen meerdere deeltaken tegelijk relevant zijn. Voor elke deeltaak wordt een minimum en maximum snelheid bepaald. De snelheid die door het voertuig wordt aangehouden ligt tussen de hoogste minimum snelheid en de laagste maximum snelheid. Een aparte module handelt mogelijke conflicten af, biivoorbeeld als de gewenste minimumsnelheid hoger is dan de gewenste maximumsnelheid. De verkeersmodellen van Thales (CREX, TRUST), Renault (SCANeR II) en Greendino maken gebruik van 'intelligent agents'. Intelligent agents zijn 'sofiware elements that work without the assistance of users by making choices. Choices are based on rules that software developers have identitied and built into the software' (en.wikipedia.org/wiki/-

Intelligent_agents). In CREX is ieder computer gegenereerd voertuig uitgerust met drie agents [Tran, 1995]. Een 'pilot' die de verkeersregels kent, de omgeving registreert (borden, mogelijke botsingen), een rijstrook kiest, etcetera. Een 'co-pilot' die weet wat het doel van de rit is, die kruisingen detecteert en die een planning maakt. En als laatste het 'moving model' dat over informatie beschikt over de status van het voertuig en dat eenvoudige taken uitvoert (aansturen richtingaanwrjzer, remlicht, etcetera). Ook in SCANeR II zijn meerdere intelligent agents gemodelleerd, voor respectievelijk perceptieve, cognitieve en manoeuvre taken.

Longitudinale modellen, zoals MIXIC (Microscopic Traffic Simulation Model) zijn vooral geschikt voor het genereren van verkeer op snelwegen. Stadsverkeer kan door dit soort modellen niet worden gegenereerd, omdat dit soort modellen moeite heeft met kruisingen. MIXIC is een verkeersmodel dat gebruik kan maken van gegevens die in het echte verkeer zijn geregistreerd (weglusgegevens). Het wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het bestuderen van de effecten van 'Intelligent Traffic Systems' (bijvoorbeeld intelligent cruisecontrol) op de verkeersdoorstroming. Logísch netwerk Om een verkeersmodel te laten functioneren is behalve het model zelf nóg een component nodig. Dat komt omdat de weg en de borden die wij in de virtuele omgeving zien niet gebruikt kunnen worden als input voor het model, omdat infbrmatie ontbreekt ('op wat voor weg zit ik nu') of omdat deze onhandig is opgeslagen in de visuele database. Veel verkeersmodellen maken gebruik van een zogenaamd 'logisch netwerk', zie figuur 8.

TNo-Íapport ITNO-DV3 2005 Cl14

FiguuÍ

E

30

/66

Een voorbeeld van een logisch netwerk, e€n mathematische beschrijving van de weg(vzrn de

CATTS rijsimulator van de Universiteit van CentÍal Florida). De nummers geven de padcn aan die het verkeer kan voleen.

Het logisch netwerk is een mathematische beschrijving van het wegennetwerk, met informatie over de positie en oriëntatie van wegen, het aantal shoken, de geldende verkeersregels, de aanwezigheid van knooppunten, etcetera. Het netwerk wordt opgeslagen in een database (de 'logische database'). Door de efficiëntie waarmee de logische database doorzocht kan worden wordt het Ínaximale aantal verkeersdeelnemers in de simulatie vergrool Het is belangrijk dat het wegenpatroon in de logische database precies overeenkomt met het wegenpatroon in de virtuele omgeving, zowel wat de positie en de rijrichting betreft, als ook wat betreft bebording en belijning. Dit kzur door de virtuele omgeving te genereren op basis van de beschrijving in de logische database. Andersom kan ook (een logische database afleiden uit een visuele database) maar dat blijkt in de praktijk lastig.


P re

st

atiemat e n

voe

rt uí gb

31 166

es

turin g e n

ve

rke

e

rsde e Iname

Het voertuigmodel en het logisch netwerk zijn een belangrijke bron van informatie over het gedrag van een bestuurder. Hiermee kan het eigen voertuig worden gerelateerd aan de weg (in het logisch netwerk) en aan het overige verkeer (in het verkeersmodel), zodat prestatiematen over het besturingsgedrag (bijvoorbeeld dwarspositie, koersfout, stopafstand) en de verkeersdeelname (bijvoorbeeld volgtijd, afstand tot voorligger) kunnen worden afgeleid. Men heeft zo ook toegang tot informatie over de set verkeersregels, die geldt voor het eigen voertuig (bijvoorbeeld maximumsnelheid, inhaalverbod) en betrekking heeft op de relatie met het overige verkeer (bijvoorbeeld de vooÍïangssituatie op een kruising). In paragraaf 5.4 worden prestatiematen in detail behandeld.

alisme v an v e rke e rsmo dell en Verkeersmodellen zijn zeer complex en het ontwikkelen van een goed model vergt veel tijd. Het valt niet mee om het gedrag van verkeersdeelnemers realistisch te modelleren. Voor wat betreff auto's, vrachtauto's en bussen is het gedrag op controle niveau meestal nog wel goed gemodelleerd. Deze voertuigen sturen netjes over de weg. Ook manoeuvres worden meestal netjes uitgevoerd, maar kunnen om onbegrijpelijke redenen uitgevoerd of juist niet uitgevoerd worden. Dit soort beslisgedrag (neem ik nu vooÍïang ofjuist niet) is lastig te modelleren. Het verkeer in een rijsimulator valt vaak door de mand als men dingen doet die eigenlijk niet kunnen. Tegenliggers wijken niet uit, verkeer veroorzaakt met lage snelheid een onnodige aanrijding, of blijft onnodig lang wachten. Fietsers en voetgangers kunnen in principe gewoon in het verkeersmodel worden meegenomen, al gebeurt dat in de praktijk nog lang niet altijd. Voor deze categorie verkeersdeelnemers zorgt vooral de modellering van de bewegingen (lopen, rennen, trappen) voor extra problemen. Het is niet eenvoudig om een voetganger realistisch te laten bewegen. De beste resultaten worden bereikt met bewegingspatronen die door middel van 'motion capture' worden geregistreerd op lopende proefpersonen. Het probleem met deze methode zit hem in de overgangen tussen verschillende bewegingspatronen (van lopen naar stilstaan of naar rennen, bochtjes draaien, etcetera) en in het aansturen van het het gedrag (rurz stil gaan staan). In veel rijsimulatoren zijn voetgangers en fietsers rudimentair uitgevoerd (bijvoorbeeld fietsers staan stil met twee voeten aan de trapper, voetgangers draaien met een haakse bocht plotseling de voetgangers-oversteekplaats op). Realistische voetgangers en fietsers vragen ook behoorlijk wat van de grafische kaart, omdat er veel bewegende delen zijn die netjes Re

aan elkaar gekoppeld moeten worden.

4.5

Scenario generatie Het grote voordeel van een rijsimulator is dat men de omgeving en de verkeerssituaties die daarin optreden naar wens kan manipuleren. Er worden verschillende methoden gebruikt voor het creëren van verkeersscenario's. Stochastische modellen zijn gebaseerd op kansverdelingen. Met de Rheinmetall rijsimulator van het Politie Instituut voor Verkeer en Milieu (PIVM) worden op deze wijze lessen ontworpen. Zokan bijvoorbeeld worden aangegeven hoe groot de kans is dat een voertuig van links onterecht vooÍTang neemt, of er kan worden aangegeven hoe groot de kans is dat een voertuig aan de kant gaat als met zwaailicht en sirene wordt gereden. Op deze wijze kan een groot aantal globale parameters in het verkeersmodel worden gemanipuleerd. Het grote voordeel van deze benadering is dat het relatief eenvoudig is om een les te programmeren. Het verkeer zal zich echter alle lessen anders gedragen.

TNO-rapport ITNO-DV3 2OO5 C1l4

32166

Sommige verkeersmodellen worden aangestuurd door scripts, In een script staat precies beschreven hoe de verkeerssituatie zich zal ontwikkelen: bij het naderen van die kruising komt op dat moment een auto van rechts aanrijden. Het maken van een scenario script is erg arbeidsintensief. Het voordeel is echter dat in elke les steeds dezelfde situaties voorkomen. Dat kan handig zijn om gericht te trainen en als rijsimulatoren gebruikt worden voor toetsing. Weer andere simulatoren gebruiken mengvormen: men kan het verkeersgedrag in stochastische termen beschrijven, én er zrjn voorzieningen voor het scripten van specifieke verkeerssituaties. Dit is bijvoorbeeld bij de simulatoren van het PIVM het geval. Scripts werken lang niet altijd perfect. Tijdens de rit komt men dan de bedoelde verkeerssituatie niet tegen. Hoe vaak dat gebeurt hangt af van de kwaliteit van de software. Soms laat men na het passeren van een bepaald punt een voertuig van rechts met vaste snelheid naderen. Dit leidt tot problemen als harder of zachter wordt gereden dan was gepland, omdat dan de timing van het kruisende voertuig niet klopt. Bij het ontwikkelen van scenario's worden verschillende methoden gebruikt. Sommige simulatoren hebben een grafische scenario editor, waarop met markers kan worden aangegeven wanneer een voertuig van rechts dient te starten. Andere systemen gebruiken een scenario script taal, waarin het scenario met een soort prograÍrlmeertaal wordt gemodelleerd. Natuurlijk hangt de manier waarop een scenario wordt vormgegeven af van de mogelijkheden die het verkeersmodel biedt. Soms zijn scenario's relatief star. Een auto van rechts start als het eigen voertuig een bepaalde afstand tot de kruising heeft bereikt. AIs nu telangzaam of te snel wordt gereden, dan zal de geplande verkeersopgave niet optreden. Andere simulatoren kennen dit probleem niet, omdat de snelheid van het voertuig van rechts gekoppeld is aan die van het eigen voertuig, of er een tijdsverschil gedefinieerd wordt waarmee het kruisend

voertuig bij de kruising arriveert.

In het algemeen zijn scenario's gekoppeld aan bepaalde locaties in de database. De leerling rijdt altijd een vaste route en daar zal een set verkeersopgaven in volgorde geoefend worden. Als de leerling een verkeerde afslag neemt dan moet er ingegrepen worden. Meer flexibele oplossingen maken geen gebruik van specifieke scenario's" maar van 'generiek' verkeer, zodat op elke kruising wel iets gebeurt. Het Interdi sziplin àres Zentrum Ftir Verkehrswi ssen schaften (IZVW) gebru ikt een dynamische virtuele omgeving, waarin steeds dezelfde volgorde van verkeersopgaven zal optreden, ook als men een keer links- in plaats van rechtsaf slaat. In dat geval kan een stukje database met de complete verkeersopgave snel en onzichtbaar worden aangesloten op de weg naar links. (Kraussner, Grein, Kriiger & Noltemeier, 2001).

4.6

Visuele informatie Visuele informatie is van uitermate groot belang bij het autorijden. Het stelt ons in staat om onze auto te besturen in druk stadsverkeer, met grote aantallen verkeersdeelnemers in een complexe omgeving. We kunnen de intenties van fietsers en voetgangers 'lezen', we kunnen redelijk goed inschatten of onze auto tussen twee paaltjes door kan rijden en of het wegdek in de bocht een eindje verderop voldoende grip zal bieden. Een ervaren bestuurder kan zeer veel relevante informatie afleiden uit de dingen die hij of zij zietOndanks de snelle ontwikkelingen in de computer graphics is de visuele inforrnatie in een rijsimulator nog beperkt. Tnke4 de omgevingen zien er mooi uit, vooral door het gebruik van fototexturen. Maar, als je goed kijkt zijn gesimuleerde omgevingen nog heel eenvoudig en steriel. Vergelijk de wegomgevingen in figuur 9 maar met het

TNO-rapport I TNO-DV3 200s C114

&t/56

gesimuleerde beeld daaronder. De gesimuleerde omgeving is relatief kaal en steriel en bevat maar een fractie van de visuele informatie die in de echte wereld beschikbaar is.

Figuur

9

Het complexe verkeersbeeld in de stad Ooven), Ínet voeÍtuigen, voetgangen, broÍrmers en Ilstsers en het eenvoudige verkeersbeeld in een rijsimulator. met slechts een paar voertuigen en (in het beste geval) rudiÍrcntairc voctgangers cn fictsers.

Op dit moment zijn computergames leidend als het gaat om het benutten van de mogelijkheden van nieuwe grafische hardware. [n games worden steeds complexeÍe omgevingen gepresenteerd, bevolkt door steeds realistischer acterende entiteiten. Deze nieuwe ontwikkelingen zullen in de toekomst ook in rijsimulatoren gebruikt gaan worden. Daarbij moet men zich echter realiseren dat het ontwikkelbudget voor games vele malen groter is dan dat van een rijsimulator. 4.6.1

Beeldinhoud In de virtuele omgeving die in een rijsimulator wordt gepresenteeÍd is een aantal deelaspecten te onderscheiden: de weg, de wegomgeving, het verkeer (auto's, fietsers, voetgangers), het tijdstip van de dag en de weerscondities (regen. sneeuw, mist). De weg In Nederland worden wegen aangelegd volgens de RONA en ROA richtlijnen (zie

www.crow.nl). Hierin staan de 'ideale' eigenschappen van de aan te leggen weginfrastructuur beschreven, zoals de wegbreedte, de belijning (bijvoorbeeld dwarspositie, longitudinale positie breedte, het soort belijning, etcetera) het verloop van de weg (bijvoorbeeld toegestane boogstralen. overgangsbogen) wegverkanting, bebording (t1pe bord, uitvoering van het bord, positionering. afmetingen en hoogte) en kunstwerken (bijvoorbeeld vluchtheuvels, voetgangersoversteekplaatsen). Dit geldt ook voor kruisingen, rotondes etceteÍa, zie bijvoorbeeld figuur 10. Deze RONA en ROA kenmerken zijn geënt op de Nederlandse situatie. In het buitenland gelden net iets andere regels voor het ontwerp van een weg. Overigens. richtlijnen zijn geen noÍrnen en in de praktijk wordt regelmatig van de richtlijnen aÍgeweken, omdat de locale situatie bijzonder was, omdat er een te krap budget was, etcetera.

ïNo-rappoÍt I TNO-DV3 2005 C1t4

34/65

:-E<

À

Figuur

10

Voorbeeld van een RONA richtlijn, in dit gcval voor plaars en type bebording op twee rotondes. RONA richtlijnen geven ontwerpvoorschriften voor wegenr kruisingen, etcerera.

Wij vinden

dat een rijsimulator voor de Nederlandse B opleiding moet zijn voorzien van Nederlandse wegen. De wegkenmerken moeten kloppen met de Nederlandse situatie. kerlingen moeten wegkenmerken leren herkennen, bijvoorbeeld om te zorgen dat ze straks 'automatisch' naaÍ de plekken kijken waar borden zich horen te bevinden. Het bouwen van een wegnetweÍk dat aan deze eisen voldoet is zeer arbeidsintensief, ook als een bestaande buitenlandse database moet worden 'veÍtaald' naaÍ de Nederlandse situatie. De wegomgeving De wegomgeving bevat alle elementen in de omgeving die niet direct tot de weg en de wegberm behoren, zoals bebouwing, bosjes, bomen, akkers, viaducten en heuvels. Ook

hier zie je meteen ofeen virtuele omgeving is ontworpen voor een Nederlandse wegomgeving. Visuele effecten Een veel genoemd vooÍdeel van een rijsimulator is datje naar wens in mist, regen, sneeuw en of nacht kunt rijden. Het natuurgetrouw weergeven van deze effecten is echter een probleem. Mist is veelal een grijze kleur die met het beeld gemengd wordt die met toenemende afstand steeds minder Íansparant wordt (zie het plaatje rechtsonder in figuur I l). Dit soort mist ziet er bij daglicht aardig uir, maar kan de verblinding die bij nacht optreedt door eigen of andermans koplampen niet realistisch weergeven. Dit soort aspecten vergen een apaíte, zeer rekenintensieve benadering, omdat de verstrooiirg van het licht en de interactie van het licht met de minuscule waterdruppeltjes in de mist realistisch gemodelleerd moeten worden [zie bijvoorbeeld lecocq, Michelin, Kemeny, Arquès, 20021. Een vergelijkbare situatie vindt rnen bij nacht. Een échte nachtscene bevat een zeeÍ groot aantal lichtbronnen die elk hun eigen lichtvlek werpen op de omgeving en de verkeersdeelnemers die zich daarin bevinden. Regen en sneeuw bestaan uit gÍote aantallen deeltjes die door de omgeving bewegen. Dit soort aspecten zijn zeer moeilijk te modelleren.

TNGrapport lïNO-DV3 2005 C114

Figuur

1l

35/66

Verschillende 'nacht', 'regen' en 'mist' scênes (onder andere Foerst, Vstep, sDT, Renault). Deze effecten zijn moeilijk te modelleren en erg rekenintensief. De Ínee$e fabrikanten gebruiken daarom relatief eenvoudige visuele irucjes.

Interactie met andere verkeersdeelnemers Tijdens het rijden vindt er voortduÍend interactie tussen een automobilist en mederveggebruikers plaats. DaaÍvoor neemt een automobilist steeds de omgeving iÍr zich op. Om het gedrag van medeweggebruikers te voorspellen kijkt hij of zij naar signalen zoals remlichten en richtingaanwijzers. Daarnaast lvordt ook irforÍnatie gehaald uit de bewegingen van de andere bestuurders (kijkgedrag, inzetten yan een stuurbeweging) en is oogcontact met andere weggebruikers (of het ontbreken daarvan) een hulpmiddel om het gedrag te bepalen en eventueel te sturen. Een uitdaging bij het simuleren van verkeer in rijsimulatoren is een realistische simulatie van het gedrag van fietsers en wandelaars. Hiernam wordt mornenteel veel onderzoek verricht. uit allerlei kennprken van de fiets, de fietser en fijne bewegingen die de fietser maakt kan een automobilist afleiden wat de fietser van plan is. Dit soort details zijn nog onvoldoende bekend en moeilijk te simuleren. Het simuleren van oogcontact gaat nog een stap verder. Hoewel het belang van oogcontact in het verkeer duidelijk is, kunnen zelfs psychologen onvoldoende voorspellen hoe oogcontact precies verloopt. Het simuleÍen vaÍr oogcontact is damom vooralsnog een brug to ver, laat staan het meten ervan. De rijsimulator leent zich bovendien relatief slecht voor het leren toepassen van informele regels omdat de simulator de intenties van de leerling niet kan interpreteren. Bovendien geldt ook voor dit soort regels dat we nog onvoldoende weten hoe die precies in praktijk gebracht worden. 4.6.2

BeeWresentatíe Naast de be.ld-inhoud zijn er in rijsimulatoren ook aspecten die gerelateerd zijn aan de beeld-presentatre. Het is bekend dat er in rijsimulatoren problemen zijn met het waamemen van afstand en snelheid [Kerrreny en panerai, 2ffi3l Zo wordt de eigen


36/66

snelheid in het algemeen wat onderschat, waardoor men geneigd is in een simulator iets te hard te riiden. Deze perceptuele effecten ontstaan doordat niet naar een échte wereld wordt gekeken, maar naar een representatie van de 3 dimensionale omgeving op een plat scherm. Hierin spelen onder andere stereo, accommodatie en vergentie, resolutie, beeldhoek, update-rate en delay een rol. Stereo

De meeste rijsimulatoren presenteren geen aparte beelden voor het linker en het rechter oog. Het heeft ook niet zo veel zin om stereo informatie te presenteren, omdat de meeste visuele informatie pas ver voor het voertuig zichtbaar wordt (> 7m) Op dit soort grote atstanden is het verschil tussen het beeld in het linker en het rechter oog zo klein dat het nauwelijks nog waameembaar is. Alleen voor teneinrijden kan een stereodisplay nuttig zijn [Winsum van en Kooi, 1999]. Een stereo display werkt het beste als het projectescherm en het gepresenteerde object of scene op dezelfde afstand staan. Als daarvan wordt aÍgeweken, dan nemen de problemen toe (onder andere te grote dispariteiten, conflicten tussen vergentie en accornmodatie) [Kooi en Toet, 2O04; Kooi en Toet,2003l.

Accommodatie en vergentie Naast ontbrekende cues worden sommige cues niet coffect weergegeven, zoals accommodatie en vergentie. Het beeldscherm staat immers op een vaste afstand. Accommodatie en vergentie zullen niet op de normale wijze variëren met de afstand tot een bekeken object. Het is bekend dat de hersenen stereo en accommodatie en vergentie cues alleen gebruiken voor het nabije zien, tot zo'n 5 a 10 meter. Op grotere afstanden worden deze cues niet gebruikt. Als naar een display gekeken wordt geldt als vuistregel dat het minimaal op 1.5 meter af'stand moet staan om in de perceptie van afstand en snelheid geen hinder te hebben van accommodatie cues. Sommige simulatoren hebben een meer-kanaals beeldsysteem waarbij de waarnemer niet in het optisch middelpunt zit.In dat geval is de kijkafstand niet constant en moet het oog tijdens kijken en scannen op verschillende afstanden accommoderen. Dit wordt in het algemeen niet als prettig ervaren. Beeldhoek Een bestuurder heeft behoefte aan een zeer breed gezichtsveld. Bij het autorijden wordt het horizontale gezichtsveld bijna over de volledige 360 graden benut: van links over de schouder (bij een verandering van rijstrook naar links) tot volledig over de schouder naar rechts (bij achteruitrijden). Het is erg kostbaar om in een computergegenereerde omgeving zo'n groot gezichtsveld aan te bieden en men vindt het zelden in een simulator (men traint in dat geval het achteruitrijden niet in de simulator, maar in de praktijk, zie ook paragraaf 6.1). Een grote beeldhoek is gunstig voor het waarnemen van zelfbeweging, omdat vooral de periferie van het visuele veld hiervoor bijzonder gevoelig is. Rijsimulatoren bieden vaak driekanaals beeldsystemen met een beeldhoek van 1 2A" - 180" horizontaal. Soms vindt men 27O of worden er beelden recht achter de bestuurder geprojecteerd zodat de normale binnen- en buitenspiegels gebruikt kunnen

worden.


37 166

Resolutie Naast een grote beeldhoek heefi een bestuurder ook behoefte aan een hoge resolutie, Bij het autorijden wordt gebruik gemaakt van details die zeer ver voor het voertuig worden waargenomen. Bij het rijden op de snelweg wil men soms honderden meters vooruitkijken of er filevorming optreedt, bij het inhalen moet men het tegemoetkomende verkeer op grote aÍ-stand correct kunnen inschatten. Borden worden vaak op grote afstand gedetecteerd en geïdentiÍïceerd. Om dit soort aspecten echt goed te kunnen waarnemen is in een rijsimulator een 'eye limiting' resolutie vereist: zo'n 60 pixels per graad. De meeste rijsimulatoren hebben een resolutie tussen de 10 en 2O pixels per graad. De waargenomen resolutie hangt overigens af van de resolutie van het beeldsysteem en de beeldhoek waarover dit zichtbaar is. De meeste drie kanaalssystemen bieden 1024 x 768 pixels per kanaal en presenteren dat op 120" (3 x 40") of 1 80" (3 x 60"). Deze simulatoren hebben dus een te lage resolutie om alle aspecten van de rijtaak goed te kunnen uitvoeren. Onderdelen van de rijtaak waarvoor een hoge resolutie nodig is kunnen dus beter in de praktijk worden getraind.

Update-rate De beeldkwaliteit van een rijsimulator wordt in belangrijke mate bepaald door de snelheid waaÍïnee het beeld wordt gepresenteerd. De update-rate van het beeld, het aantal beeldjes dat per seconde wordt doorgerekend, moet zo hoog mogelijk zijn. Een lage update-rate leidt tot een schokkerig beeld en verstoort de waarneming van voertuigbeweging. In een rijsimulator is een update-rate van 3AHz een redelijk minimum. In dat geval is de beweging op rechte wegen en in flauwe bochten nagenoeg vloeiend. In haakse bochten, waarin de hele omgeving snel over het scherm wordt bewogen, is het beeld dan nog wat schokkerig. In high-end simulatoren ziet men ook wel een update-rate van 6OHz. Het is zeer wenselijk dat de update-rate van het beeldsysteem constant blijft. Soms wil deze nog wel eens inzakken als erg complexe virtuele omgevingen gepresenteerd moeten worden (bijvoorbeeld als er heel veel auto's zichtbaar zijn in een file), of wanneer de beeldinhoud snel veranderd, zoals in haakse bochten, Ook mag het beeld niet 'hikken', het tijdelijk stilstaan van het eigen voertuig doordat de positie van het eigen voertuig niet nedes wordt bijgehouden. Dit hikken ziet men soms ook in het cornputer gegenereerde verkeer (zie paragraaf 4.4) en het is ook daar niet wenselijk. Delay Naast update-rate is ook delay een belangrijke variabele. Als de bestuurder aan het stuur draait moeten de effecten daarvan eerst worden doorgerekend en gevisualiseerd. Die tijd heet de delay. Als de delay te groot is, ontstaan problemen met de besturing en kan het voertuig zelfs onbestuurbaar worden- Delay is van cruciaal belang als de simulator is voorzien van een bewegingsplatform, in dat geval moeten de visuals en de bewegingen van het platform absoluut synchroon lopen, met slechts een zeer klein onderling verschil in delay. Als deze te veel uit elkaar lopen is simulatorziekte

onvermijdelijk.

4.7

Simulatorziekte Simulatorziekte is een vorm van bewegingsziekte die in rijsimulatoren regelmatig voorkomt. Bewegingsziekte ontstaat als het evenwichtssysteem onzeker raakt over de richting van de zwaartekracht. In een rijsimulator krijgt het evenwichtsorgaan onvoldoende of onjuiste inÍbrmatie gepresenteerd over de bewegingen van het voertuig, zie ook paragraaf 4.3. Dit kan leiden tot een hoge incidentie van bewegingsziekte,


38/66

vooral als ervaren bestuurders heftige manoeuvres uitvoeren. Onze ervaring is dat beginnende bestuurders relatief weinig last hebben van simulatorziekte. Een verklaring zou kunnen zijn dat beginners nog niet weten hoe een auto hoort te reageren bij het sturen en remmen. Een ervaren bestuurder merkt meteen dat de simulator niet reaseert als een echte auto. Zij worden veel vlugger ziek in de simulator. Een bewegingsplatform kan een bijdrage leveren bij het terugdringen van simulatorziekte. Bij rustige manoeuvres kan het een bestuurder wat meer het gevoel geven dat echt gereden wordt. Zoals in paragraaf 4.3 al is gezegd, is er nog geen bewegingsplatform dat de bewegingen van een auto adequaat kan simuleren. Overigens kan een bewegingsplatform dat verkeerd staat afgesteld simulatorziekte juist bevorderen. Niet voor niets is het adagium: beter geen bewegingsplatform dan een slecht bewegingsplatform. In de praktijk probeert men (ervaren) bestuurders langzaam aan de simulator te laten wennen, Eerst maakt men een rustige rit, waarin voornamelijk rechtuit wordt gereden. Pas als dat goed gaat volgt een aantal voorzichtige manoeuvres. Naast rijervaring is leeftijd een factor die simulatorziekte kan versterken.

4.8

Natuurgetrouwheid Natuurgetrouwheid of fidelity is een begrip dat vaak wordt gebruikt in relatie tot simulatoren. Natuurgetrouwheid is een maat waarmee de gelijkenis tussen een rijsimulator en de praktijk kan worden uitgedrukt. Korteling, Padmos, Helsdingen en Sluimer (2001) geven een goed overzicht van de verschillende aspecten van natuurgetrouwheid in trainingssimulatoren en van dit rapport is in deze paragraaf veel gebruik gemaakt. Er is veel onderzoek verricht naar de vraag voor welke componenten een simulator een hoge natuurgetrouwheid zou moeten hebben [bijvoorbeeld Grimsley, 1969; Alessi, 1988; Audduchio,1997f. Een hoge natuurgetrouwheid voor het simuleren van systeem en omgevingskenmerken die irrelevant zijn voor het leren is verspilling van geld en moeite. Aan de andere kant kan door een lage natuurgetrouwheid informatie die relevant is voor het leerproces worden weggelaten, wat leidt tot inadequate training De uitdaging van een trainingssimulator is om juist die taakelementen ('cues') te simuleren die relevant zijn voor het leerproces, zie ook paragraaf 6.1. AIs de juiste informatie gepresenteerd wordt blijken mensen, als aan de juiste voorwaarden wordt voldaan, uitstekend te kunnen leren. Bijvoorbeeld bij het leren vliegen blijken leerlingen de procedures voor het starten en uitschakelen van motoren net zo snel te leren in een echte cockpit als in een bordkartonnen variant met foto's van het bedieningspaneel [Prophet & Boyd, 19707. Beide groepen leerden deze taak even snel, presteerden even goed in het echte vliegtuig en behielden deze vaardigheden even lang gedurende een periode zonder oefening (retentie). Deze bevindingen worden bevestigd in ander onderzoek [Grimsley, 1969; Johnson, 1981; Lintern, Sheppard, Parker, Yates & Nolan, 1989]. Dit noemt men ook wel/rznctionele natuurgetrouwheíd.F;en functioneel natuurgetrouwe simulatie bevat alle taakrelevante cues, maar de wijze waarop deze informatie wordt aangeboden hoeft niet noodzakelijkerwijs identiek te zijn aan die in de werkelijkheid. Een effectieve trainings- of toetsingssimulator presenteert in ieder geval de cues die voor de taak werkelijk belangrijk zijn. Reder & Klatzky (199a) stelden dat voor de bepaling van de vereiste fysieke natuurgetrouwheid inzicht nodig is in de onderliggende f-actoren die de uiteindelijke Ieeroverdracht naar de werksituatie bepalen.tWlj weten inmiddels dat naast fysieke simulatoreigenschappen (zie paragraaf 6.1) met narne softwarematige en didactische aspecten een cruciale rol spelen. In dit rapport wordt hier dan ook veel aandacht aan besteed.


4.8.1

39/66

Natuurgetrouwheid en type taak In het algemeen is voor het leren van perceptief'-motorische taken (waaronder autorijden) in een omgeving een hoge mate van fysieke natuurgetrouwheid nodig [Alessi, 1988; Baum, Riedel, Hays & Mirabella,1982]. Procedure taken (bijvoorbeeld bediening en assemblage taken) en cognitieve taken (bijvoorbeeld storing zoeken, management) kunnen echter goed geleerd worden met low-fldelity simulaties

[Crawford & Crawford, 1978; Grimsley, 1969: Prophet & Boyd, D7A]. Voor zeer complexe cognitieve taken (management, besluitvorming) kan een natuurgetrouwe representatie van de taakomgeving het leren door beginners zelfs bemoeilijken, omdat de overdaad aan details het verkriigen van inzicht belemmert [Andrews, 1988; Patrick, r9921. 4.8.2

Natuurgetrouwheíd in relatie tot de fase in het leerproces Tevens geldt dat op verschillende momenten van het leerproces ook verschillende taakonderdelen centraal staan. Dit impliceert in fèite dat de functionele validiteit van een simulator gedurende het leerproces verandert. De vereiste natuurgetrouwheid van de trainingssimulatie neemt toe met het beoogde vaardigheidsniveau.

In het begin is de training primair gericht op verbaal cognitieve instructie (zie ook hoofdstuk 3). De te leren taakonderdelen bestaan vooral uit procedures (bijvoorbeeld de handelingsvolgorde bij het schakelen) die samen met de instructeur worden doorgenomen. In deze fase kan de taakomgeving voldoende worden gerepresenteerd met (deel)simulaties. Dit betekent dat soms met een eenvoudige bedieningssimulator in deze fase al een goede trainingseffectiviteit kan worden bereikt. In de volgende fase staat niet zazeer kennis over de taak centraal, maar meer het leren toepassen ervan. Daarvoor moeten de effecten van handelingen op een functioneel juiste en geloofwaardige manier worden gesimuleerd. Een complete en in alle opzichten waarheidsgetrouwe simulatie is daarvoor niet wezenlijk. In de laatste fase tenslotte wordt de training steeds meer gericht op het aanleren of verder ontwikkelen en integreren van vaardigheden, het verfijnen en veralgemeniseren van een script. Hierbij worden meerdere taakonderdelen al grotendeels automatisch uitgevoerd. Dit niveau van beheersing vereist een hoge mate van natuurgetrouwheid. Een belangrijke reden hiervoor is dat de controle op de taakuitvoering vrijwel niet meer bewust wordt uitgevoerd, maar berust op intrinsieke cues in de taak. Bijvoorbeeld, een leerling chaufÍ-eur zalbij het schakelen aanvankelijk nog bewust kijken naar het icoon met het schakelschema op zijn versnellingspook, later schakelt hij gedachteloos en uiteindelijk vooral op gevoel. 4.8.3

Natuurgetrouwheid en de wijze van inzet van de simulatietrainíng Zoals uit dit hoofdstuk blijkt is het in veel gevallen technisch niet mogelijk of budgettair niet haalbaar, om alle voor de taak relevante cues te simuleren, bijvoorbeeld de simulatie van voertuigbewegingen. Vaardigheden die hierop betrekking hebben zullen in een praktijktraining met het werkelijke systeem moeten worden geleerd. Polzella, Hubbard, Brown & Mclean (1987) onderscheiden drie verschillende mogelijkheden voor de inzet van simulatie in een trainingstraject en de daaruit volgende implicaties voor de benodigde natuurgetrouwheid: . Simulatie wordt ingezet ter voorbereiding op praktijktraining. Dit heeft vaak tot doel om mensen bekend te maken met de interface en met elementaire functies, zodat training op het werkelijke systeem (of een meer geavanceerde trainingssimulator) efficiënter kan verlopen. Hier volstaat een laag niveau van fysieke natuurgetrouwheid.

TNO-rapport ITNO-DV3 2005 C1I4

o o

4.8.4

4.9

40/66

Simulatie vervangt een deel van de praktijktraining. Dit is de meest gebruikte optie. Een bescheiden natuurgetrouwheid volstaat meestal omdat de fijne aÍstemming van vaardigheden plaats kan vinden tijdens praktijktraining op het werkelijke systeem. Simulatie vervangt alle prakti-iktraining, Dit is vooral van toepassing als het werkelijke systeem niet voor training kan, of ffiag, worden íngezer. Dit vereist meestal een hoge natuurgetrouwheid.

Relatie tussen natuurgetrouwheid en didactiek Een bepaalde mate van natuurgetrouwheid is een voorwaarde om in een simulator goed te kunnen trainen. Je moet immers de te trainen (deel)taak goed kunnen uitvoeren om hem te kunnen leren. Het uiteindelijke rendement van een simulatortraining hangt echter in hoge mate af van de kwaliteit van de software (verkeersmodel, prestatiemetingen) en de didactiek (instructie, feedback, inbedding in het curriculum). Zokan een high-end simulator met beperkte software en matige didactiek veel slechter presteren in de rijopleiding dan een goedkopere simulator waar deze aspecten wel goed verzorgd zijn. Majoor Schultz (OTCrij) verwoordt het zo: 'hoe beter de didactische opbouw en aanpak, hoe minder zwaaÍ de rijsimulator opgetuigd hoeft te worden'. Relatie met vaaren vliegsimulatoren Rijsimulatoren worden nog al eens vergeleken met vaaren vliegsimulatoren. Het idee is dat als simulatoren goed ingezet kunnen worden voor de training van schippers en piloten, vergelijkbare simulatoren ook goed toegepast kunnen worden in de initiële rijopleiding. Evenzo zou het didactisch concept van deze simulatoren direct toepasbaar zijn voor de rijopleiding B. De verschillen tussen varen, vliegen en autorijden zijn echter zeer groot, zeker wat betreft de taak, de training en de doelgroep. Die verschillen reflecteren zich in de simulator, want een goede simulator is maatwerk. Varen en vliegen zijn taken waarin vaste procedures en veiligheidsaspecten een belangrijke rol spelen. Een piloot handelt grotendeels op basis van exact omschreven procedures, waarin staat beschreven hoe te navigeren, op te stijgen, te landen en hoe te handelen in geval van een storing. Een piloot, maar ook een kapitein, is meer een supervisor dan een bestuurder. Vliegen en varen zijn taken die vooral op 'cognitief' niveau (zie paragraaf 2.3) uitgevoerd worden. De simulator rendeert met name doordat het mogelijk wordt om gevaarlijke situaties veilig te oefenen, bijvoorbeeld de uitval van een motor in zwaar weer, net voordat de landing wordt ingezet. Door het belang van dit soort trainingen, de hoge kosten van vliegen en varen en de dure opleiding spelen de kosten van een simulator een minder belangrijke rol dan bij de rijopleiding. Vlieg- en vaarsimulatoren hebben meestal een hoge natuurgetrouwheid. Het is relatief eenvoudig om knoppen en instrumenten te simuleren. Ook de te simuleren omgeving en voertui gbewegin gen zijn relatief weini g complex. High-end vliegen vaarsimulatoren worden meestal pas aan het einde van de opleiding ingezet. Daarnaast worden ze gebruikt voor de training van ervaren piloten (opfriscursus, toetsing voor behoud licentie) en conversietrainingen (om met een ander type toestel te mogen vliegen).

In tegenstelling tot varen en vliegen is rijden grotendeels een perceptief-motorische taak. De bestuurder zit veel meer 'in the loop' en de interactie met de verkeersomgeving is veel intenser (zie ook hoofdstuk 2). Dit stelt veel zwaardere eisen aan de complexiteit en natuurgetrouwheid van de omgeving en de intelligentie van het verkeer. Daarbij komt dat de rijopleiding veel goedkoper is dan een opleiding tot piloot of kapitein en een dure high-end rijsimulator nooit rendabel zal zijn. Dit alles maakt het lastig om een


41166

rijsimulator te realiseren met een hoge mate van natuurgetrouwheid, binnen de beperkingen die opgelegd worden door de relatief lage kosten van een rijopleidin g lzie ook Wheeler & Triggs, 1996; en Vlakveld, 2005J.'Wat we van het onderzoek naar vaaren vliegsimulatoren kunnen leren is dat met name procedurele taken goed te trainen zijn met een simulator.

4.10

Conclusie Rijsimulatoren kunnen de werkelijkheid nooit volledig nabootsen. Dat geldt voor alle simulatoren, maar bij rijsimulatoren zijn er relatief veel onvolkomenheden. Zelfs de meest geavanceerde high-end simulatoren kunnen het gevoel van het rijden in een auto en de ware complexiteit van de verkeersomgeving nooit realistisch weergeven. Toch is de conclusie dat een rijsimulator geen goed leermiddel of toetsingsinstrument kan zijn niet gerechtvaardigd. Zoals we hebben gezien hangt de vereiste natuurgetrouwheid af van de te trainen (deel)taak en van het niveau van de leerling. Dit betekent dat je ook met eenvoudige simulatoren, of zelfs met Computer Based Training (CBT) aanzienlijke leerwaarde kunt behalen. Geredeneerd vanuit natuurgetrouwheid lenen de procedures van voertuigbediening en basisverkeersdeelname en het toepassen van fbrmele verkeersregels zich goed voor training in een rijsimulator. Procedures hebben betrekking op handelingsvolgordes, bijvoorbeeld de handelingen die achtereenvolgens moeten worden doorlopen bij het schakelen of het nemen van een rotonde. Voertuigcontrole, interactie met andere verkeersdeelnemers, complexe verkeersdeelname en het leren toepassen van informele regels kunnen moeilijk met een simulator geleerd worden.

42t66


5

Trainen en toetsen in een rijsimulator Het grote voordeel van een rijsimulator is dat verkeersopgaven op maat kunnen worden aangeboden, gericht op het automatiseren van procedures voor voertuigbediening en verkeersdeelname en toepassing van verkeersregels. Deze verkeersopgaven kunnen kort na elkaar worden gepresenteerd, zonder dat er lang gereden hoeft te worden naar de

volgende verkeersopgave. Hierbij kunnen te moeilijke of al beheerste verkeersopgaven worden vermeden. Daarnaast kun je in de simulator gemakkelijk bijzondere omstandigheden oproepen, zoals duisternis, regen en mist (nog niet alle B rijsimulatoren kunnen deze bijzondere omstandigheden simuleren). Hierdoor kan een simulatorles intensiever zijn dan de praktijk. De rijsimulator biedt potentiële didactische voordelen maar deze worden in de praktijk nog niet volledig benut. 5.1

Scenario Based Training Een bekend raamwerk voor de ontwikkeling van simulatortrainingen is 'scenario Based Training' (SBT) [Fowlkes, Dwyer, Oser & Salas, 1998, Cannon-Bowers, Bums, Salas & Pruitt 1998, Oser, l999l.In SBT is specifieke aandacht voor oefening, diagnose en t-eedback, waarbij leerdoelen en leeractiviteiten aan elkaar gerelateerd worden (van den Bosch & Riemersma, 2004). Het leerdoel beschrijft het gewenste eindniveau, de Ieeractiviteiten vormen de weg óaar naar toe. Deze methode wordt veel gebruikt bij het ontwikkelen van simulatorlessen. SBT kan worden ontwikkeld volgens de cyclus in figuur 12. Op basis van een taakanalyse worden leerdoelen afgeleid. Voor die leerdoelen worden trainingsactiviteiten beschreven, die worden gemodelleerd in scenario's. De leerling oef-ent met deze scenario's (of 'verkeersopgaven') in de simulator. Voor elk scenario (en de onderliggende trainingsactiviteiten en leerdoelen) wordt een set gerelateerde prestatiematen vastgesteld. Deze prestatiematen zijn z6 gekozen dat ze relevante informatie geven in relatie tot de leerdoelen. Voor de prestatiematen zijn normen gedefinieerd waar de leerling aan moet voldoen. In de hierop volgende diagnose wordt zo veel mogelijk achterhaald waarom een fout werd gemaakt. Op basis van de diagnose wordt gericht feedback (tijdens de les) enlof debriefing (na de les) gegeven. Als de prestaties van de leerling voldoende zijn kan het niveau van de leerling worden bijgesteld en kan een nieuw leerdoel met bijbehorende scenario's worden geselecteerd.

Taakanalyse

Leerdoelen + trainingsact. Feedback en debriefing Figuur

De Scenario Based Trainingscyclus.

TNO-rapport ITNO-DV3 2005

Cll4

43/66

De SBT cyclus laat in het midden hoe prestaties precies gemeten worden, hoe de diagnose gesteld wordt en hoe er f'eedback en debrieÍing gegeven wordt. In veel simulatoren is dit een samenspel tussen de simulator en de simulatorinstructeur. Het streven is echter om de simulator zo veel mogelijk instructeurstaken over te laten nemen. Zo wordt de simulator instructeur minder belast en ontstaat de mogelijk om met meerdere simulatoren tegelijkertijd instructie te geven. Het maakt nogal wat uit of een simulator geheel zelfstandig wordt ingezet of dat er een rol is weggelegd voor de simulator instructeur. Een simulator kan zelf alleen uit de voeten met relatief eenvoudige leerdoelen, diagnose, feedback en debriefing. Een instructeur kan de meer complexe aspecten voor zijn rekening nemen. In de praktijk zien we nagenoeg het hele spectrum. Soms worden simulatoren ingezet als stand-alone machines, soms met één instructeur op meerdere simulatoren en soms met een instructeur die de leerling continue begeleidt.

5.2

Taakanalvse & leerdoelen De taakanalyse is de basis van de SBT, waarin aangegeven wordt wát er geoefend gaat worden. In paragraaf 2.7,2-3 en2.6 hebben we hier voorbeelden van gezien. Voor elke (deel)taak worden leerdoelen afgeleid. Als ze door de simulator beoordeeld worden, moeten leerdoelen zo gespecificeerd zijn dat ze kunnen worden uitgedrukt in één of meer prestatiematen, bijvoorbeeld als een leerling 9 van de l0 kruisingen foutloos weet te nemen wordt script 24, 'kruispunten', voldoende beheerst-Deze leerdoelen ztjn, noodgedwongen, relatief eenvoudi g-Ze staan in geen verhouding tot de relatief uitgebreide beschrijvingen in 'lrerdoelen rijbewijs B' [Vlakveld, 20001. Voor gebruik in een rijsimulator zijn omschrijvingen als 'zo spoedig mogelijk in een vloeiende lijn de juiste plaats op de rijbaan innemen' [uit leerdoel 77, cluster Handelenl onvoldoende specifiek. Op een operationele simulator kan men ook met statistische technieken de relatie tussen prestatiematen en leerdoelen achterhalen, door een groot aantal prestatiematen in een multiple regressie analyse te correleren met een oordeel van de instructeur over het behalen van het leerdoel. Dit is een bewerkelijke methode, die veel tijd en leerlingen vergt. Het is echter een van de weinige methoden waarmee in theorie relatief ambigue begrippen als 'veilig' of 'defensief' rijden gemeten zouden kunnen worden door de rijsimulator. Het nadeel lijkt echter dat dit soort 'metavariabelen' mogelijk slecht bestand zijn tegen wijzigingen in simulator hard- en software en waarschijnlijk moeilijk zijn over te dragen naar andere typen simulatoren. In deze gevallen zou de statistische analyse (gedeeltelijk) opnieuw moeten worden uitgevoerd.

Als een simulator instructeur wordt ingezet dan kunnen de traditionele leerdoelen gewoon worden gebruikt. Net als in de praktijk kan deze instructeur beoordelen of een Ieerling bij het verlaten van een uitrit 'zo spoedig mogelijk in een vloeiende lijn de juiste plaats op de rijbaan inneemt'. Het is dan aan de instructeur om te beoordelen of een leerdoel is gehaald en of een volgend leerdoel getraind moet gaan worden.

5.3

Scenario's Verkeersopgaven vorrnen het hart van de training in een rijsimulator. In de simulator worden deze gegenereerd op basis van scenario's (stochastische, gedefinieerde, of een combinatie daarvan). In een compleet curriculum is een groot aantal scenario's gemodelleerd (zo'n 500 in de ANV/B rijsimulator).


44166

Een verkeersopgave kan globaal worden omschreven aan de hand van een aantal eigenschappen: de opdracht, de wegomgeving en de verkeerssituatie, bijvoorbeeld 'oversteken op een gelijkwaardige kruising met verkeer van rechts' of invoegen op een autosnelweg met een voertuig op de rechter rijbaan, in de dode hoek'. Voor gebruik in de simulator zijn deze beschrijvingen niet specifiek genoeg. Bij een gedetermineerd scenario moeten veel meer details worden ingevuld: welke type kruising precies, waar en wanneer in de route, wat voor voertuig komt er van rechts, wanneer komt het precies aanrijden en hoe hard, wat voor verkeer is er nog meer en hoe gedraagt zich dat? Voor het bepalen van prestaties is van belang wanneer welk kenmerk gemeten moet worden. Ook bij stochastische scenario's spelen dit soort vragen. Verkeersopgaven moeten hier worden vertaald in meer generieke parameters van het verkeersmodel (welke intensiteit, hoeveel procent van de voertuigen slaat hier links- of rechtsaf, etcetera). Generieke parameters moeten zo gemanipuleerd worden dat de kans groot is dat de gewenste verkeersopgaven ontstaan. Ook hier moet worden besloten welke prestatiematen gemeten worden en wanneer. Een scenario implementatie is specifiek is voor een bepaald type simulator. In de praktijk is het nagenoeg onmogelijk om een scenario exact hetzelfde uit te voeren op simulatoren die niet op dezelfde software omgeving draaien. Er lopen op dit moment initiatieven om deze problemen aan te pakken (in het EU project 'TRAIN-ALL'). 5.4

Prestatiematen In een rijsimulator kunnen de prestaties van een leerling objectief en betrouwbaar gemeten worden. Het probleem hierbij is niet zozeeÍ het meten zelf: op basis van gegevens uit het voertuigen het verkeersmodel is een groot aantal prestatiematen af te leiden, Het probleem is om prestatiematen te vinden die iets wezenlijks zeggen over de prestaties van de leerling [zie Korteling en Van den Bosch, 1994].In de SBT cyclus wordt getracht dat te bereiken door in de keuze van prestatiematen en norïnen, de Ieerdoelen, diagnose, feedback en debriefing als randvoorwaarden mee te nemen. In veel simulatoren is het registreren van prestatiematen een integraal onderdeel van het scenario. Daarin wordt precies aangegeven waar welke maten wanneer geregistreerd worden.

Er zijn een zeer veel prestatiematen bekend die in simulatoren worden gebruikt.Deze laten zich indelen naar de twee eerste taakniveaus van Michon (1985) en de GDE martix [Siegrist et.al- 19991. Er zijn (nog) geen prestatiematen bekend die hogere orde aspecten van de GDE matrix beschrijven.

5.4.1

Voertuigbeheersing Prestatiematen voor dit taakniveau karakteriseren de besturing en bediening van het voertuig (stuurgedrag, snelheidscontrole, remmen, schakelen, koppelen, etcetera). Veel

gebruikte maten voor stuurgedrag zijn standaarddeviatie van de laterale positie, standaarddeviatie van de laterale snelheid, gemiddelde minimale Time to Line Crossing (TLC, de tijd die de bestuurder nog heeft voordat een kantldn wordt overschreden), het aantal en de totale lengte van de kantlijnoverschrijdingen en de standaarddeviatie van de stuuruitslag. De gemiddelde, minimum en maximum snelheid, het aantal snelheidsovertredingen zijn maten voor de snelheidshandhaving. Fouten in de voertuigbediening zijn tweeledig: volgorde fouten of operationele fouten. Volgorde fouten ontstaan wanneer een handeling te vroeg of te laat wordt uitgevoerd in de handelingssequentie. Operationele fouten ontstaan wanneer de juiste volgorde wordt aangehouden, maar wanneer de handeling niet juist wordt uitgevoerd (bijvoorbeeld als het koppelingspedaal niet helemaal wordt ingetrapt bij het schakelen) wanneer de


45/66

handelingen niet vloeiend of te traag worden uitgevoerd, of wanneer de timing van de handelingen niet goed was (vóór de bocht terugschakelen). 5.4.2

Verkeerssituatíes

Op 'situationeel' niveau zijn de prestatiematen gerelateerd aan de wegomgeving en andere verkeersdeelnemers. Op dit niveau is een aantal prestatiematen gerelateerd aan de verkeersregels. De geldende regels variëren met het soort weg waarop wordt gereden

(type weg, belijning, borden, etcetera) en met welke verkeersdeelnemers de leerling in de verkeersopgave wordt geconfronteerd (gemotoriseerd verkeer, voetganger, etcetera). Behalve verkeersregels is ook de dynamische interactie met het overige verkeer relevant. Uit onderzoek is gebleken dat interactie processen veelal op tijd gerelateerde maten gebaseerd zijn [Ire, 1976, Godhelp, Milgram & Blaauw,1984, van der Horst, 19901. Het blijkt dat maten als volgtijd, Time To Collision (TTC), Tijd Tot Intersectie (TTI) en 'Post Encroachment Time' (het tijdsverschil tussen twee kruisende voertuigen op een intersectie) belangrijk zijn voor het meten van prestaties. Kijktechniek is een belangrijk aspect van de rijtaak en instructeurs besteden er veel tijd aan. Het is niet eenvoudig om kijkgedrag te meten in een rijsimulator. Er bestaat weliswaar apparatuur om kijkrichting te registreren, maar deze is erg kostbaar. Bovendien blijkt het erg moeilijk om vast te stellen wat een bestuurder ziet: het oog zwerft als het ware door de visuele omgeving en de interpretatie van gegevens over de kijkrichting is lastig, zeker als dat in relatie gebracht moet worden met het omringende verkeer. In sommige simulatoren wordt daarom de stand van het hoofd (de 'yaw angle') gebruikt als indicatie voor de kijkrichting. Hiermee kan worden geregistreerd of iemand tijdig de juiste kijktechniek gebruikt, bijvoorbeeld bij het naderen van een kruising. J.5

Normering Zaals in paragraaf 5.2 is geschetst, zijn leerdoelen meestal onvoldoende gespecificeerd om bruikbaar te zijn in een rijsimulator. De simulator moet weten hoeveel seconden 'zo spoedig mogelijk' is, hoe je een 'vloeiende lijn' karakteriseert en hoeveel meter van de rechter kantstreep de Juiste plaats op de rijbaan' wordt genoemd, wanneer iets gezegd moet worden over het rijgedrag bij het verlaten van een uitrit, etcetera. De verkeersregels bieden het meeste houvast bij het vaststellen van normen. De

maximumsnelheid overschrijden, over een doorgetrokken streep rijden, geen vooÍrang verlenen aan verkeer van rechts, is fout. In het laatste geval speelt echter de dynamiek van het kruisende verkeer een rol. Verkeer van rechts kan pas veel later op de kruising arriveren, zodatje er nog voor langs kunt- Het probleem hierbij is dat niemand precies weet wanneer je nog voor langs mag en wanneer niet meer. Desgevraagd zeggen examinatoren dat dat bij het examen mede afhangt van de besluit- en handelingsvaardigheid van de kandidaat. Er is dus in normering altijd ruimte voor interpretatieverschillen. Het wordt nog ingewikkelder als we willen norïneren op aspecten als 'veilig' en 'defensief rijden. Iedereen heeft wel een idee wat dat is, maar er bestaat geen maat waarin dat uitgedukt kan worden. Dit soort gecompliceerde norïnen kan men alleen met statistische technieken proberen te operationaliseren (zie paragraaf 5.2). Een belangnjk probleem in de normering is dat de simulator nooit precies weet wat een leerling van plan is. AIs de koppeling wordt ingetrapt, is dat dan om te gaan remmen of om op of terug te schakelen? Het wordt pas gaandeweg duidelijk wat de leerling aan het doen is. Alleen in situaties waarin de leerling precies doet wat de instructeur of de simulator voorschrijfl, is van te voren bekend wat de leerling zal gaan doen. In alle


46166

andere situaties is dat in eerste instantie nog niet duidelijk. Overigens kan een praktijkinstructeur zich meestal beter verplaatsen in een leerling en weet deze wel waarom de koppeling wordt ingetrapt. Een complicerende factor is dat de geldende set

verkeersregels verandert naar gelang de plaats waar men rijdt. Bij het normeren van prestaties moet men steeds van de actuele set regels uitgaan en dat maakt het normeren extra Iastig. 5.5.1

Normatief model In sommige rijsimulatoren wordt het normeringsprobleem vereenvoudigd door het verkeersmodel te gebruiken als normatief model. In deze gevallen kan het verkeersmodel aan het eigen voertuig worden gekoppeld, zonder dat de bestuurder daar iets van merkt en zonder dat het de simulatie beïnvloedt. Het model kijkt elke tijdstap wat het gegeven de geldende set verkeersregels (die vastliggen in de logische database) en de actuele verkeerssituatie zou hebben gedaan. Als de bestuurder afwijkt van dit normgedrag, dan is er een fout gemaakt. Het voordeel hiervan is tweeledig. Ten eerste wordt altijd uitgegaan van de actuele set verkeersregels. Ten tweede wordt ook de dynamiek van het omringende verkeer meegenomen. Als het verkeersmodel bij observatie 'natuurlijk' gedrag vertoont op kruisingen, dan wordt de bestuurder ook op dit natuurlijke gedrag genoÍïneerd. In beide gevallen geeft het model aan dat er een fout is gemaakt, zonder dat elke verkeersopgave afzonderlijk genormeerd hoeft te worden. Het probleem is dat het verkeersmodel vaak , maar niet altijd het correcte verkeersgedrag vertoont.

5.6

(Virtuele) instructie Diagnose, feedback en debriefing zijn belangrijke componenten in de SBT cyclus. Zij vormen het hart van het instructieproces op de simulator. In de praktijk zien we dat dit instructieproces zowel door een 'virtuele instructeur' als door een menselijke 'simulatorinstructeur' wordt gegeven. In het lestarief zijt de loonkosten voor de instructeur een belangrijke post. De meeste simulatorfabrikanten streven er daarom naar om waar mogelijk een virtuele instructeur in te zetten, omdat het dan mogelijk wordt om één simulator instructeur meerdere simulatorleerlingen te laten begeleiden, of zelfs om een simulator 'stand-alone' , zonder begeleiding van een menselijke instructeur in te zetÍen. Gebruik van virtuele instructie heeft dus belangrijke economische voordelen. In de praktijk blijkt het nagenoeg onmogelijk om alle instructie door een virtuele instructeur te laten geven. Daar is een aantal redenen voor te noemen. Het is moeilijk om een virtuele instructeur in te zetten in de diagnose. In de diagnose wordt geprobeerd te achterhalen wat de onderliggende oorzaak is van een fout. Probleem hierbij is dat een fout verschillende oorzaken kan hebben. Als verkeer van rechts geen voorang is verleend, kan dat komen omdat de leerling de verkeersregel was vergeten, omdat er een vergissing is gemaakt in het soort kruising, omdat niet goed is gekeken of omdat de werklast te hoog was. Een goede praktijkinstructeur heeft snel in de gaten wat de oorzaak was van de fout en als dat niet zo is kan hij daar altijd naar vragen. Dat proces is moeilijk te simuleren [zie bijvoorbeeld Anderson, Corbett,

Koedinger en Pelletier, 19951. Een virtuele instructeur kan zeer consequent feedback geven. Elke fout wordt geregistreerd en elke fout kan in principe worden teruggekoppeld. Echter, in de timing en prioritering van feedback gaat het wel eens mis. Het komt heel raar over als een leerling bij het inhalen een tegenligger over het hoofd ziet en dan de feedback krijgt dat de richtingaanwijzer niet aan gezet was (dat is namelijk de eerste fout die werd gemaakt), Soms maken leerlingen meerdere fouten tegelijk en dan wil je alleen op de


47166

belangrijkste of meest urgente fout feedback geven. Ook blijken praktijkinstructeurs een fout maar een beperkt aantal keer te corrigeren. Als de fout daarna nog steeds optreedt, houdt de instructeur zijn of haar mond [Van Emmerik,2W4f. Vermoedelijk zal de instructeur dit in het nagesprek aan de orde stellen. Een ander belangrijk nadeel is dat een virtuele instructeur niet alle gedrag van een leerling kan waarnemen. Kijkgedrag kan nog in geen enkele rijsimulator automatisch geregistreerd en beoordeeld worden. Hetzelfde geldt voor de positie van de hand tijdens het schakelen. Ook de verbale en non-verbale signalen van een leerling kunnen door een virtuele instructeur niet worden waargenomen. Bepaalde instructievormen zijn relatief gemakkelijk te voorzien van virtuele instructie. Als men stap voor stap uitlegt wat een leerling moet doen, dan kan men dat ook stap voor stap controleren (Doe Met Mij Mee en Doe Op Aanwijzing). Een zelfstandig handelende leerling (Doe Zonder Aanwijzing) is veel moeilijker te beoordelen, omdat a priorí niet bekend is welke handeling een leerling uitvoert. Bijvoorbeeld, als de koppeling wordt ingetrapt, is het de vraag of dat is om te gaan reÍnmen, of om te gaan schakelen'? Pas nadat het systeem heeft achterhaald welke actie is ingezet kan eventueel nog instructie worden gegeven. De beperkingen van de virtuele instructeur zijn de komende jaren nog niet opgelost. In de praktijk zal de simulatorinstructeur altijd bepaalde instructietaken op zich blijven nemen. De simulatorinstructeur moet weten wat de sterke en de zwakke punten van de virtuele instructeur zijn zodat hij daarop in kan spelen. 5.7

Toetsen in een rijsimulator

Voor zover bekend wordt er nergens in de wereld een toets of deeltoets in de initiële rijopleiding op de rijsimulator afgenomen. Wel heeÍt het Center for Advanced Transportation Simulation Systems (CATSS) van de University of Central Florida een driejarig onderzoeksprogramma lopen naar het beoordelen van de rijgeschiktheid van ervaren truckchauffeurs. Hierin wordt onder andere de effectiviteit van een simulator gebaseerde toets vergeleken met een CBT toets. 5.7.1

N o rme rin g v Gn rij s imulator t o et s en Hoewel er nog geen simulator gebaseerde toets is, lijken er geen principiële technische

of softwarematige beperkingen te zijn die de ontwikkeling van zo'n toets voor de toekomst in de weg staan. Als de scenario's op de juiste manier genormeerd zijn, is toetsing mogelijk. Helaas is de normering van scenario's één van de grote problemen in de ontwikkeling van een toets op de simulator. De normen die een examinator hanteert

zijn nog onvoldoende gespecificeerd. Daarnaast kan deze de indruk van de kandidaat en de omstandigheden tijdens het examen in de beoordeling laten meewegen. Er zijn situaties waarin de uitkomst duidelijk is: geen voorrang verlenen aan een voertuig van rechts op botskoers. Daarnaast zijn er situaties in een grijs gebied, die verschillende examinatoren mogelijk enigszins verschillend beoordelen. Bijvoorbeeld, een auto van rechts met voorrang, die net wel of net niet ver genoeg van de kruising is, zodat er veilig voorlangs gekruist kan worden. 5.7.2

V alídít e ít v an rij s imulaÍ o r t o ets en Het is onmogelijk om een gefundeerde uitspraak te doen over de validiteit van een (deel)toets op de rijsimulator. Een dergelijke toets is er immers nog niet en bovendien zal een simulatortoets nooit hetzelfde zijn als het huidige praktijkexamen.


48/66

Net zoals bij een trainingssimulator is een toets op de simulator nooit valide voor de gehele rijtaak. Een rijsimulator heeft immers een beperkte natuurgetrouwheid. Daarom hangt de validiteit af van het type deeltaak dat getoetst wordt. Wij veronderstellen dat een deeltaak die op een riisimulator valide getraind kan worden in principe ook valide te toetsen is op die simulator. Daaruit volgt dat de procedures voor de voertuigbediening en basisverkeersdeelname en de toepassing van verkeersregels op een riisimulator in principe valide getoetst kunnen worden.

5.7.3

Betrouwbaarheidvanrijsimulatortoetsen In een rijsimulator wordt zeer consequent gemeten zodat metingen bij verschillende leerlingen vergelijkbaar zijn. Met name voor variabelen die direct uit het voertuig- of verkeersmodel worden afgeleid is de betrouwbaarheid zeer hoog. Ook 'hogere orde' variabelen, die bijvoorbeeld zijn afgeleid op basis van multiple regressie technieken, kunnen betrouwbaar zijn [zie bijvoorbeeld Kappé, 20A4]. Om de betrouwbaarheid te borgen moet een toetsingssimulator technisch in orde zijn. Simulatoren zijn objectief.

Ze zullen prestaties beoordelen zonder aanziens des persoons, het tijdstip van de dag of de weerssesteldheid.

49/66


6

Kosten en baten van rijsimulatoren Een belangrijke sleutel tot het succes van een rijsimulator is de prijs. De rijschoolbranche is er één van kleine marges, lrstarieven zljn vaak maar net voldoende om de kosten (auto, instructeur) te dekken. Een rijsimulator voor de initiële rijopleiding moet goedkoop zijn. Echter, het uiteindelijke rendement van een simulator wordt niet alleen bepaald door de prijs, maar in belangrijke mate ook door de effectiviteit van de lessen die met de simulator gegeven worden. In dit hoofdstuk zullen we laten zien dat ook goedkope riisimulatoren eÍficiënte trainingsmiddelen kunnen zijn.Dat doen we door te bezien welke deeltaken je het beste op de simulator kunt trainen, welke het beste in de praktijk en met welke didactische aanpak. Verder besteden we aandacht aan de integratie van de simulator in het totale trainingscurriculum, een belangrijk aspect in het uiteindelijke rendement van het systeem. Het hooÍdstuk eindigt met een overzicht van de verschillende simulatoren voor de B opleiding die op dit moment in Nederland in gebruik zijn. Voor toetsing met simulatoren geldt een vergelijkbare redenering als voor training met simulatoren. De kosten van een toets op de simulator worden waarschijnlijk op de kandidaat verhaald. Ook de haalbaarheid van simulator gebaseerd (deel)examen zal aÍhankelijk zijn van de kosten die daaraan verbonden zijn.

6.1

ELSTAR Vaak zijn rijsimulatoren erg kostbaar. Het adagium 'meer realisme leidt vanzelf tot betere training' is vaak leidend geweest in de ontwikkeling. Er zijn echter theoretische, technische en fïnanciële redenen waarom een rijsimulator het realisme van een echte auto nooit zal evenaren (zie ook hoofdstuk 2). De vraag is of en hoe rijsimulatoren toch effectief kunnen worden ingezet in de rijopleidingIn het ELSTAR project [zie bijvoorbeeld Korteling, Helsdingen en von Baeyer, 2000] is gewerkt aan een methode voor de ontwikkeling van kosteneffectieve simulatoren: goedkope simulatoren met een hoge leerwaarde. In de ELSTAR methode wordt de rijtaak ontleed in deeltaken, bijvoorbeeld schakelen, sturen of inhalen. Voor elke deeltaak wordt vervolgens geschat hoeveel lestijd een leerling kwijt is met het leren van de deeltaak. Er wordt gekeken welke eisen aan de simulatorhardware gesteld moeten worden (gezichtsveld, resolutie, etcetera) om deze deeltaak in de simulator te trainen en wat dat ongeveer zou moeten kosten.

In de ELSTAR methode wordt een aantal stappen doorlopen, waarvan de belangrijkste

zijn:

.

Analyse van de opleiding

.

Taak analyse Trainingsanalyse

Kosten/tijd analyse

(welke taken voert de operator uit) (welke activiteiten voer je uit om taken te trainen) (wat kost het om taak te trainen)

Functionele specificaties - Simulator componenten (hardware nodig om taak te trainen) - Instructie componenten (lessen, instructeursstation)

-

Technologische specificaties Inventarisatie hardwarecomponenten

íl/€6

TNGrapport I TNO-DV3 2005 C114

.

Kost€n-babn analyse

-'Trade-offanalyse - Simulator specificatie

(tainingso'phengst/simulatorkosEn)

h

het EISTAR project is de nethode toegepast op de initiële rijopleiding. Uit de analyse blijh dat een behoor$k gedeelte van de rijopleiding met een relatief eenvoudige sirmrlator getaind kan worden, zie figuur 13. Dat beueft dan met narne de procedures van de voertuigbediening en de basisbeginselen vatr de verkeersdeelnare. Sturen, het rijden van bochten, slippen en andere deeltaken waaóij het gevoel van het voertuig een rol speelt, vereisen een veel duurdere moving-base rijsimulator en kumen daarom beteÍ in de praktijk getraind wor&n.

Kosten / Balen

SllnrLlorkocten Figuur

13

Voor sornmige deeltaken lopen de kosten van een rijsirnulator snel op. De 'ideale' rijsimulaor bevindt zich in de de

ldk

van deze

frguur relatief lage kosrcn en een relatief groot gedeelte van

training.

Behalve de kosten/baten analyse is in EISTAR ook gekeken naar de kwaliteit van de lessen en de ondersteuuing van de instructerr bij simulatorlessen. Een simulator is een leenniddel en de kwaliteit van de lessen is direct gerelateerd aan het renderrent var het systeem.

Het grote voordeel van een rijsimulator is datje gericht verkeersopgaven kunt aanbieden. Hierdoor kan de leerwaarde van een uur les in de rijsimulator hoog zijn. 6.2

MASTER. Een perfecte rijsimulator is nog geen garantie dat het systeem ook goed wordt ngezet. In het verleden hebben we vaak gezien dat simulatoren werden aangeschaft die niet pasten in de bestaande rijopleiding. De lessen behandelden niet de juiste leerdoelen, kenden een didactische werkvorm die niet paste in de opleiding of gaven op de verkeerde manier instuctie. In het MASTER project [zie bijvoorbeeld Farmer, van Rooij, Rienrrsma, Jorna & Moraal, l999l is onderzocht hoe je een simulator (of een ander geavanceerd leerrniddel) goed in een opleiding kunt inzeten. Daarbij is het noodzakelijk om het gehele trainingscurriculum integraal te beschouwen. In grote lijnen zijn daarbij dezelfde taaken trainingsanalyse stappen gebruikt als in de SBT ontrrikkelcyclus en de ELSTAR methode (zie paragraaf 5.1 en 6.1). Op basis 6ls2s annlyse wordt achterhaald welke "31 onderwijsleermiddelen je het beste in *unt zetten. Denk daebij aan zelfstudie rnet boeken, klassikale lessen, Computer Based Training (CBT), simulatoren en praktijklessen. Daarbij moet de student op logische wijze door het curriculum en is er


51

/66

optimale afstemming tussen de verschillende leermiddelen. Dit vereist een methodische benadering en een gedetailleerde studie van het trainingscurriculum, de leerdoelen, trainingsactiviteiten en de daarvoor benodigde leermiddelen. Het is verstandig om zo'n analyse uit te voeren voordat tot de aanschaf van simulatoren wordt overgegaan [Verstegen, 2003].

6.3

Validiteit en effectiviteit van simulator trainingen In paragraaf 3.2.1 is de validiteit van een toets besproken. Hier bespreken we de validiteit van een trainingssimulator, dat wil zeggen: leer je met de simulator wat je wilt leren in de simulator. Validiteit is een belangrijke eigenschap van een trainingssimulator, die niet los gezien kan worden van het lesprogramma dat op de simulator draait en het curriculum waarin de simulator is opgenomen. De validiteit van een rijsimulator kan worden gemeten door te kijken naar het succes van de simulatortraining in de praktijk: de 'Transf'er of Training' (ToT) [Roscoe, 1991,

Korteling en van Randwijk,l99ll. In het geval van een rijsimulator geeft de ToT aan in hoeverre een rijsimulator training resulteert in een vermindering van het aantal praktijklessen. Naast positieve ToT bestaat er ook negatieve ToT, waarbij het volgen van simulatorlessen ertoe leidt dat er meer praktijklessen nodi g zijn.In dat geval heeft men in de simulator de verkeerde dingen geleerd en moeten deze in de praktijklessen weer worden afgeleerd. De didactische aanpak is cruciaal voor de validiteit en effectiviteit van de trainins. Transfer of Training kan worden uitgedrukt als een percentage van het aantal praktijklessen dat nodig is na het volgen van simulatorlessen (Tr) ten opzichte van het aantal praktijklessen dat rnen norrnaal gesproken nodig heeft (Tp): VoT

*lAJVo = (Tp-TO / Tp

Bijvoorbeeld: een rijopleiding bestaat normaal gesproken 45 praktijklessen (Tp = 45), maar na het volgen van 10 uur simulatorles hoeven nog slechts 30 praktijklessen (Tr = 35) gevolgd te worden om hetzelfde niveau te behalen. In dat geval is de

ToT 45-3O/45*10AVo =

33Vo.

Er zijn twee kanttekeningen te plaatsen bij de ToT. Deze houdt geen rekening met:

1 2

Het aantal simulatorlessen dat wordt gevolgd. De kosten van simulatortraining ten opzichte van de praktijktraining.

Om daarmee rekening te houden kunnen respectievelijk de Trainings Efficiëntie Ratio (TER) en de Kosten Effectiviteit Ratio (KER) gebruikt worden. De Trainings Efficiëntie Ratio TER wordt als volgt gedefinieerd:

TER = (Tp-Tr)/Ts Daarbij is Ts gelijk aan de tijd die in de simulator wordt getraind. In ons voorbeeld is Ts 10 uur en dan is de TER gelijk aan 1.5. Dat betekent in dit geval dat een uur in de simulator gelijk staat aan 1.5 uur praktijkles, Er zit echter een tweetal addertjes onder het gras. De TER vermindert met een toename van de trainingsduur [Korteling, van den Bosch en van Emmerik, lgWl en de efficiëntie van simulatortraining neemt af als Ianger wordt getraind op een taak, zie figuur 14. Dat komt doordat de taak steeds beter


52166

beheerst wordt. Daardoor neemt de Transf-er of Training toe, maar neemt de efficiëntie van de simulator trainins af.

( At. TJJ

gL, ^r- i\o

.o

L

o a

($

o c

4Ag

:g .g Frr Jir L,. 6 (x) .c

()

ctj (s

c

CI

(J

zub

.5 (E

o-

10x

duur simulatortraining Figuur

I4

De relatie tussen TER, ToT en de totale trainingsduur.

De Kosten Effectiviteit Ratio (KER) geeft inzicht in het rendement van de simulator ten opzichte van de reguliere opleiding:de kosten van een uur simulatortraining (Ks) tegen de kosten van een uur praktijktraining (Kp). De KER ratio wordt als volgt berekend:

KER = (TERy(Ks/Kp)

= Kp*(Tc-Te) lTs*Ks

Samenvattend kunnen we stellen dat validiteit meerdere dimensies heeft. Een simulator is niet valide, maar een sirnulatortraining in een lescurriculum kan dat wel zijn. 6.3.1

Meïen is weten? Mathematisch gezien kunnen we validiteit en trainingseff'ectiviteit definiëren. Het meten van ToT en TER is lastig en daarom is validiteit in de praktijk moeilijk te bewijzen. Een leerling in een praktijkles is geen zorgvuldig geselecteerde proefpersoon die in een gecontroleerde experirnentele omgeving een taak uitvoert. Er zljn grote verschillen tussen leerlingen, in leersnelheid en in persoonseigenschappen. Een leerling zal de ene dag anders presteren dan de andere. De instructeur kan het verkeer niet controleren. Er zijn effecten van het tijdstip op de dag en het weer tijdens een les. Daarnaast kan de opleiding zelf veranderen, door de introductie van nieuwe instructeurs of veranderingen in de lesmethodiek. Ook gelden de problemen die in paragraaf 3.2 zijn genoemd om de validiteit van een toets te bepalen (overigens net als voor trainingsvaliditeit). Om al deze effecten uit te filteren zijn experimenten nodig met grote aantallen leerlingen. Er zijn twee paradigma's die vaak gebruikt worden in validatiestudies van simulatoren: 'simulator versus de praktijk' en 'simulator versus simulator'.

53/66


Simulator v. s- praktíjk Als simulatoren met de operationele praktijk worden vergeleken is er meestal een experimentele groep die een bepaalde simulatortraining krijgt. Daarna krijgt die additionele training in de praktijk, totdat een bepaald criterium bereikt is. De prestaties van deze leerlingen worden vergeleken met een controlegroep die alleen in de praktdk is getraind. Op basis van deze gegevens kunnen ToT en TER berekend worden. In een juiste methodologische setting' zal de uitkomst van zo'n experiment objectief, reproduceerbaar en eenduidig te interpreteren zijn. Simulator v -s. simulator Quasi Transfèr of Training (QToT) studies worden soms gebruikt om de relatieve bijdrage van bepaalde simulator componenten te bepalen. Een groep leerlingen wordt op de simulator getraind waarbij een of meer simulator componenten zijn gemanipuleerd (bijvoorbeeld kleur, geluid, bewegingsfeedback, resolutie, etcetera) De controlegroep wordt op het volledig operationele systeem getraind. De verschillen tussen deze groepen zijn een indicatie voor de relatieve bijdrage van de gemanipuleerde componenten. Helaas kunnen met deze methode geen absolute uitspraken over de validiteit van een simulator worden sedaan. Subjectieve evaluatie Een objectieve validatiestudie is moeilijk uit te voeren. Daarom wordt vaak volstaan met een subjectieve evaluatie van de effectiviteit van een simulator. In dat geval wordt aan simulatorexperts, instructeurs en of leerlingen gevraagd wat ze van (deelaspecten van) het systeem vinden. Daarbij wordt meestal gebruik gemaakt van vragenlijsten. De beoordelaars kunnen een positieve of negatieve bias hebben ten opzichte van de simulator en dat zal meewegen in de uitkomsten. Subjectieve meningen van simulatoren praktijkinstructeurs kunnen echter zeeÍ waardevol zijn, omdat de instructeurs zelf een oordeel geven over het systeem. Dit komt de acceptatie door collega instructeurs veelal ten soede.

6.4

Validiteit en kosten effectiviteit van rijsimulatoren in Nederland Er zijn geen objectieve studies uitgevoerd naar de validiteit van Nederlandse rijsimulatoren. Het onderzoek heeft zich beperkt tot subjectieve evaluaties en expert reviews. De rijsimulatoren van VVCR en van Greendino zijn op deze manier gevalideerd door respectievelijk TNO en de Technische Universiteit Delft. Vstep laat op korte termijn een dergelijk onderzoek uitvoeren door de Universiteit Utrecht. De TNO studie werd uitgevoerd bij ANWB rijopleidingen [Kappé,2001]. In deze rijopleiding is de simulator geintegreerd in het trainingscurriculum. lnstructeurs werd gevraagd om de prestaties van simulatorleerlingen te beoordelen in de rijles die volgde op de simulatorles. De oordelen van de instructeurs duiden erop dat simulatorleerlingen in meer dan 95Vo van de gevallen net zo goed of beter presteren dan leerlingen uit de

-' ?

Hierbij is de Juiste methodologische setting' zowel de kracht als de zwakte van deze benadering. Het is sterk, omdat het objectieve gegevens levert over de prestaties van de simulatortraining. De zwakte is dat een zuivere methode praktisch gezien nagenoeg onhaalbaar is.

wordt uitgefilterd, dan nog

blijft

een

Zelfs als alle 'ruis' zo veel mogelijk

opleiding met een simulator waarschijnlijk op een aantal dimensies

anders dan een vergelijkbare praktijkopleiding. Bijvoorbeeld door de bijzondere didactische

mogelijkheden die in de simulator worden benut.


54/66

reguliere opleiding. Instructeurs noemen vooral goede prestaties als het gaat om kijkgedrag, in- en uitvoegen en afslaan. Ook de leerlingen zijn bevraagd. Ze geven aan dat ze simulatorles leuk vinden en dat ze het aan hun vrienden zouden aanraden. In het kader van dit onderzoek is nog een kofte vragenlijst voorgelegd aan ANV/B simulatorleerlingen. De resultaten bevestigen het beeld van de eerder enquête en leerlingen zien in de toekomst rijsimulatoren steeds meer toegepast worden. 7.e zijn echter sceptisch over het afnemen van een deelexamen op de rijsimulator. In de studie die is uitgevoerd door de Technische Universiteit Delft is onder andere de mening van instructeurs en leerlingen bij een zestal rijscholen over de rijsimulator gepeild [Kuipers, Wieringa, de Winder, Boschloo, 2005f:92Vo van de leerlingen vindt de simulator 'nuttig';3Vo vindt de simulator 'niet nuttig'. Volgens de instructeurs leert de leerling de bediening goed en zijn simulatorleerlingen minder bang. Het is moeilijk iets te zeggen over de kosteneÍfectiviteit van rijsimulatoren- Rijscholen hebben ons geen inzicht gegeven in de kosten en baten van rijsimulatoren. We weten dat de exploitatiemodellen van zowel Greendino als VVCR laten zien dat een rijsimulator winstgevend kan zijn, tenminste bij voldoende bezettingsgraad en met liefst twee of meer systemen per locatie. In deze modellen worden alle kosten meegenomen. Wordt voor een uur les op de rijsimulator dezelfde prijs doorberekend als voor een uur les in de praktijk, dan is de winstgevendheid afhankelijk van de kostprijs van een simulatorles.

Niet alle rijscholen rekenen hetzelfde tarief voor een uur les in de praktijk en een uur in de rijsimulator. De rijscholen die de simulator vóór de praktijkopleiding inzetten bieden de simulatorlessen goedkopeÍ aafi dan praktijklessen (ongeveer 25 - 30€, per uur simulatorles tegen 40€ of meer per uur praktijkles). 'Ondanks de lagere lesprijs is het rendement van de rijschool hoger', door de besparing op de arbeidskosten van de instructeur [kuipers et. AI 20051. Kuipers refereert naar rijscholen die melden dat simulatorlessen de praktijklessen minimaal vervangen (TER >1) en die claimen dat simulatorleerlingen een l}Vo hogere slagingskans hebben. Hier is echter nog geen onderzoek naar gedaan.

De rijschool die de simulator integreert in de rijopleiding hanteert het normale uurtarief voor zijn simulatorlessen. In dat uur krijgen de leerlingen2 x 20 minuten simulatorles met daartussen I x 20 minuten Computer Based Training. Bij deze school vervangen simulatorlessen praktijklessen (TER - 1). Instructeurs melden dat leerlingen door de introductie van de simulator sneller zouden leren, waardoor er meer tijd is om de frjne kneepjes van het vak bij te brengen. Het antwoord op de vraag of simulatoren kunnen bijdragen aan kostenreductie is positief. Afhankelijk van de manier waarop dat voordeel wordt doorberekend kunnen zowel leerlingen als rijscholen hiervan profiteren. Het antwoord op de vraag of simulatoren bijdragen tot kwaliteitsverbetering is moeilijker te geven .Er zijn scholen die stellen dat ze door de inzet van rijsimulatoren de leerlingen verder kunnen brengen in de praktijk. Deze zouden door introductie van de simulator de opleidingskwaliteit kunnen verbeteren. Echter, men kan de kwaliteitswinst met de simulator ook gebruiken om het aantal praktijklessen te reduceren en kosten te besparen. Er zijn verschillende scholen die beweren dat de slagingskans van simulatorleerlingen lOVo hoger is. Als dat werkelijk zo is zou dat ook op een kwaliteitsverbetering in de opleiding kunnen duiden. Dit soort effecten zijn echter nooit goed onderzocht en een hogere slagingskans zou bijvoorbeeld ook kunnen


55166

ontstaan als de simulatorleerlingen relatief jonger blijken te zijn dan reguliere leerlingen. Verder is het de vraag hoe je kwaliteit zou moeten definiëren. Een hogere slagingskans impliceert nog niet dat leerlingen na hun rijopleiding veiliger rijden. 6.5

Conclusie In termen van aantal riilessen, slagingspercentages en leerresultaten zijn de voordelen van rijsimulatoren nog niet hard aangetoond. Gezien de meningen van instructeurs, leerlingen en simulatorexperts, lijken er voordelen te zijn, als een rijsimulator didactisch verantwoord ingezet wordt: - Op een rijsimulator zou iets sneller geleerd worden. - De slagingskans van simulatorleerlingen zou iets hoger zijn. - Kostenbesparing voor leerling en rijschool. In EU verband is aangetoond dat een deel van de initiële rijopleiding met een relatief eenvoudise en kosteneffectieve simulator kan worden setraind.

TNO-rapport J TNO-DV3 2005 C114

7

s6166

Conclusies en aanbevelingen In de voorgaande hoofdstukken is de bestaande literatuur en kennis over rijsimulatoren uitgebreid beschreven. In dit hoofdstuk trekken we hieruit een aantal conclusies en aanbevelingen voor respectievelijk training ($7.1) en toetsing ($7.2) met rijsimulatoren.

7.1

Rijsimulatoren v(x)r training Rijsimulatoren kunnen de werkelijkheid nooit volledig nabootsen.T,elfs de meest geavanceerde high-end simulatoren kunnen het gevoel van het rijden in een auto en de ware complexiteit van de verkeersomgeving nooit realistisch weergeven. Toch is de conclusie dat een rijsimulator geen goed leermiddel of toetsingsinstrument kan zijn niet gerechtvaardigd. De vereiste natuurgetrouwheid hangt af van de te trainen (deel)taak en van het niveau van de leerling. Dit betekent dat je ook met eenvoudige simulatoren leerwinst kunt behalen. Hierbij lenen de procedures van voertuigbediening en basisverkeersdeelname en het toepassen van formele verkeersregels zich goed voor training in een rijsimulator. Procedures hebben betrekking op handelingsvolgordes, bijvoorbeeld de handelingen die achtereenvolgens moeten worden doorlopen bij het schakelen of het nemen van een rotonde. Voertuigcontrole, interactie met andere verkeersdeelnemers en complexe verkeersdeelname kunnen niet met een simulator worden geleerd. Harde cijfers over de leerwaarde en validiteit van riisimulatoren ontbreken. Daarvoor zou men een klassieke validatiestudie moeten uitvoeren waarin de prestaties van simulatorleerlingen worden vergelijken met een controlegroep die de reguliere praktijkopleiding heeft gevolgd. Tot op heden is een dergelijke studie niet uitgevoerd. Het is niet duidelijk wat het effect is van de inzet van een rijsimulator in termen van benodigde lesuren, slagingspercentages en de algehele kwaliteit van de rijopleiding- Op theoretische gronden verwachten we voordelen van de inzet van rijsimulatoren, omdat taken gericht en gestructureerd aangeleerd kunnen worden. Voorwaarde is wel dat de simulator didactisch verantwoordingezet wordt. Vooralsnog is onvoldoende onderzoek beschikbaar om conclusies te trekken over de vraag wat de beste didactische inzet is. Dat is bovendien afhankelijk van inrichting van het totale curriculum.

Er zijn twee studies verricht waarin de meningen van leerlingen en rij-instructeurs geinventariseerd zijn. De resultaten duiden erop dat leerlingen en instructeurs de simulator een goed leermiddel vinden. Rijscholen investeren fïink in simulatoren en claimen een hoge trainingseffectiviteit en positieve eftècten op de slagingskans en de kwaliteit van de rijopleiding. In EU verband is aangetoond dat een deel van de initiële rijopleiding met een relatief eenvoudige simulator kosteneffectief kan worden getraind.

Bij voldoende bezetting zijn rijsimulatoren kosteneffectief, met name als meerdere simulatorleerlingen door één instructeur begeleid kunnen worden. Grotere rijscholen

zijn in dat opzicht in het voordeel. Zowel voor de leerling als de rijschool is voordeel mogelijk. Voor kleinere rijscholen is een rijsimulator rninder interessant. Dat wordt het pas als er voldoende Ieerlingen op de simulator kunnen lessen. Mogelijk kunnen kleinere rijscholen in de toekomst profiteren van simulatorcentra die tijd op een rijsimulator'verhuren'.


57166

In Nederland worden rijsimulatoren op twee manieren in de rijopleiding ingezet: voorafgaand aan of geïntegreerd met de praktijklessen. Voorafgaand heefi een aantal voordelen: je kunt al met 17 jaar beginnen met simulatorlessen en leerlingen die opzien tegen praktijklessen kunnen in de simulator rustig beginnen met de rijopleiding. Geïntegreerd betekent dat per onderdeel eerst op de simulator wordt gelest en dan in de praktijk. Dat heeft als voordeel dat er weinig tijd zit tussen het aanleren van basisvaardigheden in de simulator en het verfijnen en verbreden daarvan in de praktijk. Nadeel van deze methode is dat de motivatie van leerlingen om op de simulator te Iessen kan afnemen naarmate meer in de praktijk gelest is. Op dit moment worden rijsimulatoren met name ingezet voor de twee cellen linksonder in de GDE matrix (kennis en vaardigheden met betrekking tot voertuigbediening en verkeerssituaties). Met een andere inzet is het mogelijk om meer cellen uit de GDE matrix te trainen. Dat kan door risicovolle situaties in de lessen op te nemen, bijvoorbeeld rijden in mist of gevaarlijke varianten van normale verkeerssituaties (voertuigen die geen voolïang verlenen, auto's die plotseling achter een vrachtauto vandaan komen). Daarnaast kan de rijsimulator ook op het didactische vlak anders ingezet worden. De Politieacademie laaÍ zien dat winst te behalen is door de rijsimulator te gebruiken bij groepsdiscussies over het gedrag van een collega in de simulator. Dit soort onderwijsleerconcepten kunnen mogelijk ook in de initiële rijopleiding hun weg vinden. Daarbij is het de vraag of je een rijsimulator nodig hebt. Groepsdiscussies kan men ook uitlokken met videobeelden, al heb je dan niet een van de medeleerlingen achter het stuur.

Simulatorziekte komt in rijsimulatoren relatief vaak voor, meer dan in vaar- of vliegsimulatoren. Dat komt doordat de forse bewegingen die een auto maakt (optrekken, remmen, bochten nemen) niet realistisch te simuleren zijn, wat leidt tot een verschil tussen zicht en gevoel. Vooral bij ervaren bestuurders leidt dat tot problemen. Conclusies voor de rijopleiding o Door beperkingen in de natuurgetrouwheid kunnen rijsimulatoren de werkelijkheid nooit voldoende nabootsen om de gehele rijopleiding in de simulator te volbrengen. o De vaste procedures'uan voertuigbediening en verkeersdeelname en het toepassen van theorie lenen zich wel voor training in een rijsimulator. De simulator is minder geschikt voor het leren van voertuigcontrole, informele regels en sociale interactie

o

o

met verkeersdeelnemers. In termen van aantal rijlessen, slagingspercentages en leerresultaten zijn de voordelen van rijsimulatoren nog niet voldoende aangetoond. Gezien de meningen van instructeurs, leerlingen en simulatorexperts, lijken er voordelen te zijn: - Op een rijsimulator zou sneller geleerd worden. - De slagingskans van simulatorleerlingen zou iets hoger zijn. - Er zou kostenbesparing mogelijk zijn voor leerling en rijschool. Rijsimulatoren kunnen rendabel worden ingezet, met name door grotere rijscholen. Voorwaarde voor leerrendement is een verantwoorde didactische aanpak. Bij de huidige inzet van simulatoren in de basisrijopleiding worden nog niet alle didactische mogelijkheden benut. Bijvoorbeeld, het tempo van simulatortraining wordt niet op individuele leerlingen afgestemd.

Een vaste procedure beschrijft handelingen in de vorm van 'eerst a, dan b, enzovoorts'- Bijvoorbeeld voor schakelen: 'koppeling intrappen, versnellingspook bedienen, koppeling laten opkomen, gas geven, enzovoorts'.

58/66


o

.

Met een andere (didactische) inzet, kunnen meer vaardigheden aan de hand van rijsimulatoren worden getraind dan tot op heden gedaan wordt. Bijvoorbeeld, het rijgedrag van een collega-leerling groepsgewijs bespreken om verkeersinzicht te trainen. Een klein deel van de leerlingen heeft last van simulatorziekte. Dit betreft met name mensen met rijervaring en ouderen.

Aanbevelingen voor de rijopleiding

o o

Richt de verdere ontwikkelingen van trainingssimulatoren vooral op een inzet voor didactische kwaliteit in plaats van voor exacte nabootsing voor de werkelijkheid. Verricht onderzoek naar de didactische inzet van rijsimulatoren in de basisrijopleiding.

De didactische inzet is cruciaal om leerwinst te behalen en bestaand onderzoek op dit terrein is beperkt. Een van de nieuwe didactische werkvorïnen die onderzocht zou kunnen worden is het gebruik van de simulator voor groepsgesprekken, waarbij een rit van een medeleerling wordt getoond en besproken.

7.2

Rijsimulatoren voor toetsing Met een riisimulator kunnen gecontroleerd verkeersopgaven worden aangeboden. De prestaties van verschillende kandidaten kunnen op dezelfde wijze worden gemeten. Dat maakt een betrouwbare toetsing mogelijk. Taken die met een simulator valide geleerd kunnen worden, kunnen ook valide getoetst worden. Dat betekent dat de procedures (handelingsvolgordes) van voertuigbediening en basisverkeersdeelname en het toepassen van verkeersregels zich in principe goed lenen voor toetsing in een rijsimulator. Een mogelijk deelexamen met een rijsimulator zou zich op dit type taken moeten richten. De veronderstelde betrouwbaarheid en validiteit van een simulator gebaseerd deelexamen kan pas worden aangetoond als een simulatortoets daadwerkelijk is ontwikkeld. Voertuigcontrole, het toepassen van informele regels en sociale interactie met andere verkeersdeelnemers lenen zich minder goed voor toetsing met behulp van een rijsimulator. De natuurgetrouwheid van rijsimulatoren is onvoldoende om deze onderdelen valide te toetsen.

Voordat werkelijk gekomen kan worden tot een simulator gebaseerd deelexamen moet nog een aantal praktische en theoretische problemen worden opgelost. Voor toetsing in simulatoren zijn specifieke criteria en norïnen nodig, uitgewerkt in meetbare variabelen. Deze zijn nog niet voor alle verkeerssituaties bekend, maar het uitwerken van specifieke criteria en normen voor het toetsen van toepassing van verkeersregels lijkt haalbaar. Wel bestaat daarbij door het dynamische karakter van het verkeer een grijs gebied in de normering. Bijvoorbeeld, een auto van rechts met vooffang waar de kandidaat net wel of net niet voorlangs kan. Het vergt veel onderzoek om in alle gnjze gebieden een goede norm vast te stellen. Dit probleem kan vermeden worden door kandidaten alleen verkeersopgaven te presenteren waarvan evident is wat de juiste oplossing is. Het uitwerken van ambigue onderwe{pen als 'veilig', 'vlot' of 'defensief rijden en risicoperceptie in meetbare variabelen is moeilijker en lijkt alleen met een statistische benadering haalbaar.

Bij de invoering van een simulatortoets mag het niet zo zijn

dat kandidaten met

simulatorervaring voordeel hebben ten opzichte van kandidaten zonder ervaring. Zouden alle rijscholen gebruik maken van rijsimulatoren, dan moet voorkomen worden


59/66

dat kandidaten die gewend zijn aan een bepaald type simulator in het voordeel zijn ten opzichte van anderen. Dat zou opgelost kunnen worden door dezelfde toets op verschillende simulatoren aan te bieden. Het is echter niet zonder meer mogelijk om een 'universele' simulatortoets te ontwikkelen die op simulatoren van verschillende fabrikanten kan worden afgenomen. Daarvoor ziin de verschillen 'onder de motorkap' te groot. Bovendien is het nog steeds een probleem om een verkeersopgave zodanig te beschrijven dat deze op identieke wijze op verschillende simulatorsystemen uitgevoerd kan worden. Ondanks pogingen daartoe is het in de praktijk nog niet gelukt om dit te realiseren. Tenslotte is het de vraas welk alternatief eeboden kan worden aan kandidaten met simulatorziekte.

Voor het oplossen van bovengenoemde problemen is veel onderzoek nodig. Dat maakt het ontwikkelen van een toetssimulator moeilijker dan het ontwikkelen van een trainingssimulator. De voorinvestering voor het ontwikkelen van een toetssimulator zal zonder twijfel aanzienlijk zijn. Is eenmaal een toetssimulator ontwikkeld, dan kan deze vermoedelijk rendabel ingezet worden. Zoals een uur les in de rijopleiding goedkoper kan zijn dan een uur les in de praktijk, zo kan ook een uur toetsen op een simulator goedkoper ziin dan een uur toetsen op de openbare weg.Daarbii moeten liefst meerdere simulatoren nagenoeg zelfstandig kunnen worden ingezet en voldoende bezettingsgraad hebben. Het lijkt erop dat de problemen voor het ontwikkelen van een simulator gebaseerde deeltoets te groot zijn om een dergelijke toets in één keer te ontwikkelen. Om die reden zou kunnen worden overwogen om als eerste stap een 'toegepast theorie-examen' te ontwikkelen voor een eenvoudige rijsimulator. Dit reduceert de kosten van de toets op de simulator, verkleint de kans op simulatorziekte en de toets is waarschijnlijk eenvoudiger te ontwikkelen. Het vertalen van verkeersregels naar meetbare criteria en normen is wellicht op korte termijn haalbaar. Voordeel is dat de toepassing van verkeersregels getoetst kan worden in een dynamische context. Een eenvoudige

rijsimulator zou kunnen bestaan uit een stuurde, pedalen en een schakelpook met een driekanaals (180" H) beeldscherm. In dit soort configuraties lijkt simulatorziekte relatief weinig voor te komen. Een dergelijk systeem is wellicht ook geschikt als trainin

g ssi

mu

lator voor kleinere rij schol en.

Conclusies o Er is nog geen rijsimulator die geschikt is om een deelexamen af te nemen. o Betrouwbare en valide toetsing is in principe mogelijk voor de volgende onderdelen van de rijtaak: de procedures (handelingsvolgordes) van voertuigbediening en basisverkeersdeelname en het toepassen van theorie (formele verkeersregels). c De ontwikkeling van een deelexamen op de simulator kent een aantal problemen en vragen: - De beoordelingscriteria in het praktijkexamen zijn onvoldoende gespecificeerd

voor gebruik in een rijsimulator.

-

De huidige normen zijn niet altijd duidelijk omschreven en zijn onvoldoende

voor gebruik in een simulator gebaseerde toets. In de simulator kunnen niet alle relevante aspecten gemeten worden, bijvoorbeeld kijkgedrag kan nog niet automatisch beoordeeld worden. Verschillen tussen simulatoren: er zijn verschillende typen in omloop. Op welk type simulator moet de deeltoets afgenomen worden? Simulatorziekte: een klein deel van de kandidaten heeft last van simulatorziekte. Wat voor alternatief kun je deze groep bieden?

TNO-rapport J TNO-DV3 2005 C114

60/66

Het ontwikkelen van een simulatorgebaseerde deeltoets vraagt een aanzienlijke voorinvestering, ten eerste voor onderzoek om praktische en theoretische problemen op te lossen en ten tweede voor investering in hard- en soÍfware.

Aanbeveling Experimenteer met een 'toegepast theorie-examen' op een eenvoudige rijsimulator, waarin kandidaten al rijdend verkeersregels toepassen in dynamische, interactieve verkeerssituaties.

TNO-rapport lTNO-DV3 2005 C1l4

8

61 166

Referenties Alessi, S. M. (1988). Fidelity in the Design of Instructional Simulations. Journal of Computer-Based Instructíon, 15 (2), p. 40. Andrews, D- H. (1988). Relationships among simulators, training devices, and learning: a behavioral view. Educatíonal Technology, (January), p. 48-54. Audduchio, M. T. (1997). Lessons learned in the development of high-fidelity maintenancetraininers. Procedings of the l9'n Interservice/lndustryTraining, Simulat ion, and Education C onfe re nce. Baughan, C. J. (1998). Review of the practical driving test. In: Grayson G. (ed.) Behavioural Research in Road Safety V/1/, Nottingham, Baughan, C.J., Gregersen, N-P., Hendrix, M. en Keskinen, E. (2005). Towards European Standards for Testing. Fínal Report.ISBN 9A-76408-12-12. CIECA, Brussel,

Belgie. Baum, D. R., S. Riedel, R.T. Hays, en A. Mirabella (I982). Traíning effictiveness as a function af training device effectiveness. (Report No. Technical Report 593). Alexandria. VA: US Armv Research Institute. Bosch, K. van den en Riemersma J.B.J. (2ffi4), Reflections on scenario based training in tactical command. In: Samuel G. Schiflett, Linda R. Elliot, Eduardo Salas, en Mike D- Coovert (Eds.), Scaled Worlds: Development, Validation and Applícations. Aldershot: Ashgate.

BOVAG, CBR, OTCRIJ, PIVM (2005), Rijprocedure B, VERIO, St-Michielsgestel. ISBN 90-809457-5-7 Cannon-Bowers, J.A., Burns, J.J., Salas, E. en Pruitt, J.S. (1998). Advanced technology in scenario-based training. In: J.A. Cannon-Bowers en E. Salas (Eds.), Making decisions under stress: implications for individual and team training, pp 365 -374. Washington, DC: APA, Crawford,

A.M., en K.S. Crawford, (1978). Simulation of Operational Equipment with

Computer-Based Instructional System: A Low Cost Technology. Human Factors,Z2

(2), p.215-224. Emmerik, M. L van. (2004). Beyond the Simulator: Instruction for high-performance tasks. Proefschrift" Universiteit Twente. Enschede. Farmer E., van Rooij J., Riemersma J., Jorna P. en Moraal J. (1999). Handbook Simulator Based Training. Aldershot, Hampshire, UK: Ashgate

Fitts, P. M., en Posner, M. I. (1967). Human Performance. Belmont,

of

CA: Brooks

Cole.

Fowlkes, J., Dwyer, D.J., Oser, R.L. en Salas, E. (1998). Event-based approach to training (EBAT). The International journal of Aviation Psychology, S(j),209-222.

62166

TNo-rapport lïNO-DV3 2005 Cï14

Godthelp, J. Milgram, P. and Blaauw, G.J. (1984). The development of a time-related measure to describe driving strategy. Human Factors, 26,257-268. Gregersen, N.P., Brehmer, B. en Morén, B. (1996). Road saÍ-ety improvement in large compnies. An experimental comparison of diff-erent measures. Accident Analysis & Prevention, 8(3), 297 -306.

Grimsley, D. L. (1969). Acquisition, retentíon, and retraining: effects of high and low fidelity in training devices. (Technical Report 69-l). HumRRO Horst, A,R.A. Van der (1990). A time-based analysís of road user behavior in normal and critical encounrers. Thesis. TNO Human Factors, Soesterberg, The Netherlands. Johnson, S. L. (1981). Eff'ect of training device on retention and transfèr of a procedural task. Human Factors, 23 (3), p. 257 -272. Kappé, B. (2001). Validatie van het prototype van de INTRASIM rijsimulator. Memo TNO-TM 2001-M020.

Kappé,8., van Emmerik, M. en Winsum, V/. van TM 2004-M013.

QOA+S

Validatielntest. Memo TNO-

Kemeny, A., Panerai, F. (2003). Evaluation perception in driving simulation experiments, Trends in Cognitive Sciences, 7(1):31-376. Keskinen, E., Hatakka, M.en Laapotti, S. (1988). Final report of the development

praject concerning the evaluation of driving skills- In het Fins. Department of Psychology, University of Turku, Finland. Kooi F.L., en Toet A., (2ffi4). Visual comfort of binocular and 3D displays. Displays 2404, vol 25, p 99-108. Kooi F.L., en Toet A., (2003) Additive and subtracïive transparent depth displays.In; .WA., J.G. Verly (Ed.), Enhanced and Synthetic Vision20O3. Bellingham, USA: The International Society for Optical Engineering. Proceedings of SPIE 2A06 vol 5081, pp. 58-65. Korteling J.E. en van den Bosch, K. (1994). Performance measurement in driving simulators, Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Europe Chapter Annual Meeting in Dortmund, Germany, November 1994. Published by Centre for Environmental and Traffic Psychology, Univesity of Groningen. rsBN 90-6807-319-2. Korteling, J.E., Helsdingen, A. en von Baeyer, A. (2000), ELSTAR Handbook LowCost Simulators, EUCLID RTP 11.8, ELS-DEII5-HB. Koneling, J.8., Padmos, P., Helsdingen, A,S. en Sluimer, R.R. (2001). Certificering van trainingssimulatoren I : kennisinventarisatie. Rapport TM-O1 -D003, TNO Technische Menskunde, Soesterberg.

63/66


Korteling, J.E. en van Randwijk, M.J. (1991). Simulatoren en verkeersoefenterreinen in militaire rijopleiding; literatuurstudie en advies. Rapport IZF l99l A1l, TNO Instituut voor Zintuig Fysiologie, Soesterberg. Kraussner, A., Grein, M., Kriiger, H.-P. en Noltemeier, H. (2001). An archítecture for driving símulator databases wíth generic and dynamically changing road networks. Proceedings of the Driving Simulator Conference, Sophia Antipolis, France 2001.

Kuipers, J., Wieringà, P., de V/inter, J. en Boschloo, H. (2005). Rijsimulator is een goed alternatief voor de lesauto. zie www.rijsimulatie.nUdocumenten/rijsimulator alternatief voor lesauto.pdf Laapotti, S., Keskinen,8., Hatakka, M. en Katila, A. (1998). Adding feedback to driving test and customer satisfaction pp 18'l-218. In Keskinen, E., Hatakka, M., Katila, 4., Laapotti, S. Lecocq, P., Michelin, S., Kemeny, A., Arquès, D. (2002). Real time líghting simulation in presence af fog: applications for drivircg simulation. Proceedings of the Driving Simulator Conference Europe 2002.

Ire, D.N.

(1976). A theory of visual control of braking based on inÍbrmation about time-to-contact, Perceptíon, 5, 437 -459.

Lintern, G., D.J. Sheppard, D.L. Parker, K.E. Yates en M.D. Nolan, (1989). Simulator design and instructional features for air-to-ground attack: a transfer study. Human Factors,

3 1 (1

), p.

87

-99.

Michon, J.A. (1985).A critical review of driver behavior models: What do we know, what should we do? In L.A. Evans en R.C. Schwing (Eds.), Human behavior and traffic safety (pp.487-525). Newy York: Plenum Press. Nágele, R.C. en Vissers, J.A.M.M- (2003). Rijopleiding In Stappen (R/S). Evaluatie van de vervolgproef in de províncie Gelderland 2002 - 2003. Rapportnummer TT03-033. Veenendaal, Traffic Test, Oser, R.L. (1999). A structured approach for scenario based training. 43'd Annual Meeting of the Human Factors and Ergonomics society. Orlando, Fl. Padmos, P. en Milders, M. (1992). Quality criteria for simulator images - A literature review. Human Factors, vol. 34, no.6, p.727-748.

Patrick, J., (1992). Training: research and practice.London: Academic Press.

M. (eds) Psychology in driver education yliopisto, psykologian laitos (in het Fins). Peraaho,

- experiences and vísions. Turun

Polzella, D. J., D.C. Hubbard, J.E. Brown en H.C. Mckan, (1987). Aircrew training devices: utility and utilization of advanced instructionalfacilities: Phase IV: Summary Report. (Report No. Rpt-87-21). Brooks, AFB, TX: Air Force Human Resource Laboratory.


64166

Prophet, W. V/. en H.A. Boyd, (1970). Device-Task Fidelíty and Trsnsfer of Training: Aircraft Cockpit Procedures Training. (Report No. Technical Report 70-10). Alexandria. VA: HumRRO. Reder, L.M. en R. Klatzky, (1994). Transfer: Training for Performance.In: D. E. Druckman, en R. A. Bjork (Eds.), Learning, Remembering, Believing (pp. 25-56). Washington, D.C.: National Academy Press. Rietman, J.Th.M. en Vissers, J.A.M.M. (2000). Rijopleidíng In Stappen íRIS). Handreiking met achtergronden en uitgangspunten van de R/S. Rapportnummer TT0090. Veenendaal, Traffic Test.

Romiszowski, A. J. (1981). Designing Instructional Systems. New York: Nichols. Romiszowski, A. J. (1999). The development of Physical Skills: Introduction in the Psychomotor Domain. In: Reigeluth, Charles M. (Ed.), Instructional Design Theories and Models: Volume 11. Hillsdale. NJ: Lawrence Erlbaum. Roscoe, S. N. (1991). Simulator qualification: Just as phony as it can be. The International Journal of Aviation Psychology, 1(4),335-339.

Siegrist, S. (Ed.) (1999). Driver Training, Testing and Licensing - towards a theory based management of young drivers' injury risk in road traffic, bfu-report Nr.40, Bern. Tran, J-M. (1995) Pedagogical Environment for Driving Simulators: Traffic Generation and Intelligent Aids to Scenario Control. Proceedings af the Driving Simulator Conference (DSC-1995), Sophia Antipolis, France, pp 246-256.

Vlakveld, W-P- (2000). Leerdoelen rijbewijs B. Rapport Adviesdienst Verkeer en Vervoer, Rotterdam.

Vlakveld, W.P. (2005). The use of simulators in basic driver training. Proceedings af the Humanist workshop in Brno, Brno, Tsjechíe. Verstegen, D.M.L. en van Rooij, J.C.G.M. (2003). Keep systematic training system design efficient!. Proceedings of the Human Factors & Medicíne Panel symposium on Advanced Technologies for Military training, Genova, Italy. Vi ssers, J. (2005 ). M o de rnis e rin g rij e xamens, P roble emanaly s e b e ginnende bestuurders, Rapport nummer TT04-021, Veenendaal, Traffic Test.

Vygotski, L. (1986). Thought and language. The MIT press, Cambridge Massachusetts. Waller, P.F., Li, L.K., Hall, R.G- en Stutts, J.C. (1978). Driver performance tests: their role and poreilíaL Report DOT-HS-7-01698. Highway Safety Research Center, University of North Carolina.

TNO-rapport ITNO-DVS 2005 C114

65/66

V/heeler, W.A. en Triggs, T.J. (1996). A task analytical view of simulator based training for drivers.In: Proceedings of the road saf'ety research and enforcement conference'efïective partnerships', Coogee Beach, New South Wales (NSW), Australia, 4-5 November 1996, p. 217 -221 .

Winsum,'W. van en Korteling, J.E. (1998). Low-cost simulators 3b: Task analysis for driving simulation. (Rapport TM-98-A041), TNO Technische Menskunde, Soesterberg. Winsum, W. van en Kooi, F.L. (1999). De fficten van monoculaire en binoculaire helderheidsversterkers op het ríjgedrag en comfort. Rapport TM-99-A077, TNO Techni sche Men skunde, Soesterberg.

66/66


Ondertekening Soesterberg, december 2005

TNO Def-ensie en Veilieheid

Mo, Drs. W.R.M.J. Meessen Afdelingshoofd

Dr. B. Kappé Auteur

TNo-rapport ITNO-DVs 2005 Cí 14

A

Rijsimulatoren in Nederland en het buitenland

4.1

Rijsimulatoren in Nederland

Bijlage A |

ítr

Rijsimulatoren worden in Nederland al volop in de initiële rijopleiding ingezet. Er zijn nu zo'n 60-70 systemen geleverd aan verschillende grote en kleine rijscholen. Hiermee loopt Nederland voorop met de inzet van simulatoren in de initiële rijopleiding. Er zijn op dit moment, voor zoveÍ ons bekend, vier verschillende systemen op de markt: de ANWB rijsimulator (gebouwd door VVCR), de Nederlandse rijsimulator (van Greendino) en de rijsimulatoren in het Rijcenter (van Vstep). De eerste twee sirnulatoren zijn al wat langer op de markt, de laatste is pas sinds Juni ditjaar in gebruik. In het kader van deze opdracht hebben medewerkers van TNO en AVV een bezoek gebracht aan verschillende simulatoren in Nederland: van ANWB rijopleiding, van Verkeersschool Bruinsma, het Politie Instituut voor Verkeer en Milieu (PIVM), het OTCrij en VSTEP. Het PI\M heeft weliswaar geen simulator voor de initiële rijopleiding, maar gebruikt een personenwagen simulator voor vervolgrijopleidingen. De informatie die u in deze bijlage vindt is ter goedkeuring voorgelegd aan de fabrikanten van de betreffende simulatoren.

4.1.7

De ANWB rij s imulator De ANWB-rijopleiding heeft in 2001 als eerste rijsimulatoren geïntroduceerd in haar rijopleiding B. TNO is nauw betrokken geweest bij de realisatie en introductie van deze rijsimulator. Het systeem bestaat uit een halve VW-golf met volledig functionele bestuurdersinterface en force-feedback motor op het stuurwiel. Het oogpunt van de bestuurder bevindt zich zo'n drie meter voor het grote drie-kanaals projectiescherm (180' H x 40'V). De spiegels worden gesimuleerd op het projectiescherrn Het systeem is geleverd door VVCR-VR (www.vvcr.nl) en de simulatorsoftware is ontwikkeld door Stsoftware (www.stsoftware.nl). De simulatoren staan in clusters van2,3 of 4 systemen, met een centrale instructeursconsole, zie figuur 15. Er z\n 36lessen van 20 minuten elk, waarin in totaal zo'n 500 verkeersopgaven zijn gemodelleerd.

Figuur

l5

De rijsimulator van VVCR met de centÍale instructeursconsole (bij ANWB rijopleiding).


Bijlage A| Ag

De ANWB rijopleiding is een korte l0 daagse rijopleiding. EIke lesdag komt een specifïek onderdeel van de rijopleiding aan bod. Op dit moment wordt de opleiding aangepast aan de RIS. Voorafgaand aan de opleiding krijgt een leerling een 'Intest' op basis waarvan een advies wordt gegeven over het meest geschikte lespakket (een lespakket heeft een vast aantal lesuren, zwaardere pakketten kennen meer lesuren). De Intest wordt afgenomen op de rijsimulator. De rijsimulator is volledig geihtegreerd in de opleiding, waarin gebruik wordt gemaakt van een leshandboek, CBT, rijsimulator en praktijklessen. Van leerlingen wordt verwacht dat zij het onderwerp van de lesdag thuis voorbereiden met het leshandboek. Op de rijschool krijgt de leerling voorafgaand aan de rijsimulator eerst een CBT les. Daarna volgen twee simulatorlessen (elk 20 min.) met daar tussen in weer een CBT les. kerlingen gaan daarna de praktijk lessen in. Er zijn meestal 2 blokjes CBT / Simulator per dag. In de ideale situatie krijgen leerlingen altijd simulatorles voor de praktijklessen.

De 2 x l8 lessen op de rijsimulator liggen vast. Elke leerling rijdt dezelfde route en komt dezelfde verkeerssituaties tegen. De lessen beginnen met voenuigbediening (starten, stoppen, wegrijden, schakelen, etcetera), maar de meeste lessen gaan over verkeersdeelname. Deze lessen beginnen zeer rustig, met veel aandacht en oelèning van de procedures. Later wordt het drukker en wordt de interactie met het overige verkeer van belang. Naast thematische lessen ('enkelvoudige kruisingen') zijn er ook herhalingslessen, waarin meerdere soorten verkeersopgaven gecombineerd worden in één les.

De leerlingen worden door een vaste simulatorinstructeur begeleidt, Die motiveert de leerling voor de komende les, met aandachtspunten en tips. Tijdens de les geeft de simulatorinstructeur ondersteunende feedback. Na afloop van de les wordt de les kort nabesproken en krijgt de leerling een uitdraai mee van de prestaties, zodat de praktijkinstructeur weet welke onderdelen nog niet lekker liepen. De simulator heeft een virtuele instructeur. Deze gebruikt verschillende didactische werkvormen, waaronder DOA, DOMA en DOZA. De simulator instructeur kent de beperkingen van de virtuele instructeur en heeft de opdracht om te letten op kijkgedrag en om te letten op hogere orde vaardigheden en leerprocessen. Intest

Voor de ANWB rijsimulator is een Intest ontwikkeld. De simulator intest is een kopie van de reeds bestaande praktijk Intest. Aspirant leerlingen komen bij binnenkomst eerst achter de computer, waar het doel van de Intest wordt uitgelegd, naar verkeerskennis wordt gevraagd en waar persoonsgegevens worden ingevuld. Daarna gaat de aspirant leerling 20 minuten in de simulator, waarin een korte rit wordt gereden. Vervolgens weer een blokje CBT en daarna deel twee van de Intest op de rijsimulator. Met de simulator intest is geruime tijd proefgedraaid. In die periode heeft de simulator instructeur op basis zijn observaties van Intest leerlingen een oordeel gegeven over het meest geschikte lespakket. Daarnaast is vlak voor het examen is aan de praktijkinstructeurs gevraagd of welk lespakket deze leerling eigenlijk had moeten hebben. Deze beoordelingen van instructeurs zijn in een statistische analyse gecombineerd met gegevens die in de CBT en de simulator intest zijn geregistreerd. Er is een formule opgesteld waarïnee meetgegevens kunnen worden omgerekend in een advies over het meest geschikte lespakket. Uit onderzoek [Kappé, Emmerik van, Winsum van, 20041 blijkt dat het door de simulator gegenereerde advies zeer hoog correleert met de inschatting van de simulator instructeur (0.99) en ook sterk correleert met de inschatting van de praktijkinstructeurs vlak voor het examen (0.83).

ïNO-rapport ITNO-DV3 2005 C114

Bijlage A l3/8

Evaluatíe

TNO heeft een prototype van de ANWB rijsimulator geëvalueerd op de leerwaarde. Aangezien het slechts drie prototype betrof, met een beperkt aantal lessen, was het niet mogelijk om een klassieke validatiestudie uit te voeren (een groep leerlingen op de simulator, een groep op de traditionele manier opleiden en dan kijken naar het verschil). Daarvoor waren er te weinig leerlingen en was het aantal lessen nog te beperkt (3 x 2 x 20 minuten). De simulatorlessen werden gegeven in plaats van praktijklessen, dus niet als extra les.

In een evaluatie studie hebben instructeurs en leerlingen hun mening gegeven over de rijsimulator. Instructeurs is gevraagd om hun mening te geven over de prestaties van simulatorleerlingen, in de rijlessen die volgen op de simulator lessen. kerlingen is gevraagd wat ze van de simulator en de simulatorlessen vonden. De resultaten van de evaluatiestudie waren goed: instructeurs vonden dat 96To van de simulatorleerlingen beter of net zo goed waren als praktijkleerlingen (47o was slechter). Instructeurs waardeerden vooral het kijkgedrag en het rijden op snelwegen van de simulator leerlingen. Na een simulatorles hoefden instructeurs bij het rijden op snelwegen de vaardigheden van de leerling alleen maar bij te slijpen en was nauwelijks instructie nodig. De leerlingen vonden de simulatorlessen 'leuk' en zouden ze aanraden aan hun vrienden.

A.1.2

De Nederlandse Rijsimulator De Nederlandse rijsimulator wordt gemaakt door Green Dino (www.greendino.nl). Deze rijsimulator is sinds 2003 op de markt en er zijn er inmiddels 100 verkocht. De simulator bestaat uit een compacte rechthoekige cabine (max 2.2A x 1.5 x 2.4 m LxBxH) met op de wanden een drie kanaals projectiescherm (3 X 70 graden + perspectiefcorrectie), met 1 geprojecteerde spiegel voor het voorste scherm. Links van het midden is de bestuurdersplaats, met de bedieningsmiddelen. De bestuurder zit niet in het optisch middelpunt ten opzichte van de schermen en de kijkafstand tot het scherm varieert. Het dashboard wordt geprojecteerd op het beeldscherm, evenals de spiegels. Er is force-feedback doormiddel van mechanische kracht terugkoppeling op het stuur en twee contactluidsprekers voor trillingsfeedback op versnelling (onder andere het

aangrijpingspunt) en vertraging. De simulatorlessen omvatten een Intest, 15 lessen met instructie, verdeeld over de modules voertuigbeheersing, kruisingen en snelwegen. Iedere module bestaat uit 5 lessen en wordt afgesloten met een toets- In een les wordt de leerling over een bepaalde route geleidt. De verkeerssituaties die daar optreden zijn niet van tevoren vastgelegd. Voorafgaand aan de les krijgt de leerling op de rijsimulator uitleg door middel van tekst en plaatjes. Optioneel kunnen 5 lessen met bijzondere verrichtingen, mist, donker en Het Nieuwe Rijden worden toegevoegd. De Nederlandse rijsimulator wordt voornamelijk ingezet voorafgaand aan de praktijkopleiding. Irerlingen werken de volledige leergang op de simulator af, voordat ze de praktijk in gaan. Leerlingen krijgen virtuele instructie met verschillende didactische werkvorïnen (DMMM, DOA, DOMA enDOZA). De vorderingen van de leerlingen worden bijgehouden op een evaluatie en administratie systeem. De meeste rijscholen hebben een enkel systeem staan, een aantal heeft er meer (onder andere verkeersschool Bruinsma en OTCrij), zie figuur 16. Green Dino verricht in het project 'Virtual Assistant' samen rnet de TUDelft onderzoek naar de Green Dino rijsimulatoren. Hierbij wordt onder andere gebruik gemaakt van een database met de gegevens van zo'n 6000 leerlingen die op deze simulator rijlessen hebben gevolgd. Een aantal rijscholen met Green Dino simulatoren leverde op verzoek van Green Dino cijfers over de vervolgopleiding en slagingskans. Uit deze cijfers is op

TNo-rapport

I

Bijlage A | 4/8

TNO-DV3 2005 C1 14

te maken dat de slagingskans van rijsimulatorleerlingen meer dan IïVo hoger ligt dan leerlingen die alleen les kijgen op de weg. Tevens is door rijscholen gemeld dat de uren op de rijsimulator het aantal lesuren op de weg minimaal vervangt. Uit onderzoek van een stagiare van de Haagsche Hoogeschool blijkt dat zowel instructeurs als leerlingen de rijlessen op deze rij simulator nuttig vinden. Bij 5 van de 6 rijscholen wordt de leerling in principe niet geassistee fi,807o van de lestijd wordt de instructie door de simulator zelf verzorgd (Virtuele Insfructeur). Alleen bij het leren schakelen, stuÍen en kijken is soms begeleiding van een simulatorinstructeur nodig. Het project 'Virtual Assistant' loopt nog tot 2008.

Het SimCenter heeft als 'autoloze rijschool' Green Dino simulatoren in Rotterdam, Dordrecht en Gorkum (rywwó!mc9Í{9r.4D. De vestiging in Dordrecht bevindt zich in het DaVinci College. Na een Intest op de simulator wordt een passend pakket simulator en praktijklessen aangeboden. De basis rijopleiding wordt op de simulator gegeven al dan niet met apaÍe theorielessen. Vervolg lessen worden via samenwerkende rijscholen aanseboden.

Figuur

A,I.3

l6

De Nededandse rijsimulator in stdrd-alone en meervoudige opstelling (de laatste bij verkeersschool BruinsÍna. Utrecht).

D riv ezone r ij simulato

r

De Drivezone rijsimulatoÍ @ww.Adyeze!Èd wordt geproduceerd dooÍ Vstep OtlwJglgpD. De simulator maakt gebruik van een kleine 'eenzits' mock-up op basis van een Hyundai met dashboard en bedieningsmiddelen. Het interieur van de auto (A stijl, spiegels) wordt in de virtuele omgeving geprojecteerd. Er wordt gebruik gemaalc van een cilindrisch scherm met 270" H beeldhoek, met drie standaard [,CD projectoren van elk 1024x768 resolutie. De geomefie correctie gebeurt in sofware, zie figuur 17. Er zijn 17 lessen (totaal 7 uur) wamin zowel voertuigbediening als verkeersdeelname taken worden getraind. De verkeersdeelname lessen maken gebruik van vooraf gedefinieerde verkeersopgaven. Voorafgaand aan de simulatorlessen wordt uitleg gegeven over de rijtaken, middels een op CBT lijkende interface. DaarÍraast krijgt de leerling 7 uw theorieles aangeboden (CBT). De simulatoren theorielessen worden met elkaar afgewisseld maar zijn niet op elkaar afgestemd. VSTEP werkt aan een achtste simulator lesuur, waarin moeilijke omstandigheden en hagard perception woÍdt geleerd (release nov. 2005).

TNo-rapport ITNO-DV3 2005 C114

FiguuÍ

17

Bilag€ A | 5A

De rijsimulator van Vstep, met 270 graden beeldscherrn en de op CBT lijkende interface waaÍmee uitleg woÍdt gegeven voorafgaand aan de les.

Deze rijsimulatoren staan geclusterd op cenfrale locaties, bijvoorbeeld bij het Zadkine College in Rotterdam (3 systeÍrrcn) en het ROC in Amsterdam. De planning is om de komende drie jaar 26 cenra op te zetten in de grote steden. De opzet is vergelijkbaar met die van SimCenter, alleen volgt na de simulatorlessen een praktijkproef op de openbare weg waarin wordt bepaald hoeveel praktijklessen iernand nog nodig heeft. Om de effectiviteit te meten is een onderzoek gestart in samenwerking met de Universiteit van Utrecht (nov 2005 - juni 2006). Het startpakket bestaat uit 7 uur simulatorles, 7 uur theorie-instructie en de praktijproef van 50 minuten (250€). Daama kan een pakket praktijklessen worden gekocht, variërend van l0 tot 35 lessen (resp. 500€ en l23O€ bovenop het starlpakket). Er is een simulator instructeur aanwezig. berlingen kunnen thuis inloggen op een web-site om een gedetailleerd overzicht te krijgen van hun prestaties.

4.1.4

Vrsysterns

De vierde aanbieder van rijsimulatoren in Nederland bevindt zich nog in de opstardase. Volgens de website zal Vrsystems 'medio November 2005' haar eerste rijsimulator centrum in Rotterdam openen, zie figuur 18. later volgen vestigingen il Amsterdarq Den Haag en Utrecht (www.vrsystems.nUsimhaining/index.html). Vrsystems lijkt gebruik te maken van simulatoren van Dr Foerst (S!ryw.drfoqqtdd. Vrsystems biedt rijschoolhouders de mogelijkheid op deeltijd / contractbasis gebruik te maken van deze rijsimulatoren. Je hebt dan dezelfde instructeur voor simulatoren praltijklessen.

Figuur

l8

De rijsimulator van VRsysterns.

TNO+apport I TNO-DV3 2005 C1 14

4.1.5

Bijlagê A lê/8

Rheinmetall De rijsimulator van Rheinmetall (Rheinnetall Defence Electronics, RDE) die bij de Politieacademie in gebruik is valt strikt genomen niet onder de scope van dit rapport. Deze rijsimulator wordt namelijk niet gebruikt voor de initiële B opleiding, maaÍ voor de voortgezette rijopleiding van politie agenten in opleiding. De simulatoren maken gebruik van een eenvoudige Renault mock-up (stoel, bedieningsmiddelen (schakelbak én autoÍraat) en dashboard), zie figuur 19. Er is een motor onder de stoel gemonteerd die de trillingen van de motor simuleeÍ en de mockup heeft een korte bewegingssslag (ca 40 cm) naar voren en achteren. De beelden worden met drie LCD projectoren(I024 x 768) op een cilindrisch scherm geprojecte€rd (180 graden horizontaal zicht). De spiegels worden verzorgd door horizontale LCD schermen die het beeld weergeven via een spiegel onder een hoek van 45 graden. Het weergegeven beeld is iets gÍoter is dan het beeld dat in één keer gezien kan lysldg4 waardoor meer gezien kan worden als het hoofd zijdelings verplÍurtst wordt.

Figuur

19

De RDE rijsimulator van de politieacademie en de daarbij behorende discussíeruimre.

De rijsimulator wordt bij de Politieacademie gebruikt voor de voortgezette rijopleiding (Basis Rijopleiding Auto (BROA) en bestaat uir 2 btokken van 3 dagen die in het 2" jaar van de 4 jarige politieopleiding gegeven worden. In het eerste blok zijn 2 dagdelen in de sinnrlator ingepland. Hier wordt aandacht besteed aan stadsverkeer, werkruimte (veiligheid), zijdelingse verplaatsing, inhalen, rijden in mist, sneeuw en in het donker.

TNo-Íapport I TNO-OV3 2005 C114

Bijlage A | 7/8

ln het tweede blok ligt de nadruk op het rijden met speciale bevoegdheden (rijden nrct zwaailicht). De simulatoren staan in clusters van twee, op drie locaties (Apeldoorn, lclystad, Rotterdam). Op elke locatie is ook een discussieruimte aanwezig, Ínet e€n driekanaals beeldscherm met een weergave van de verrichtingen van een van de collega's in de simulator. De studenten volgen deze verrichtingen actief en kururen door middel van een drukknop aangeven waaÍ ze vinden dat iets fout gaat. De verrichtingen van de bestuurder en de reacties (of het ontbreken van reacties) van zijn collega's vormen de input voor een groepsdiscussie. De groepsdiscussie is didactisch gezien het meest waardevolle onderdeel van deze training. Daar wordt het grootste gedeelte van de leerwaarde behaald. Deze didactische inbedding van rijsimulatoren is uniek en sluit aan bij inzichten van Gregersen, Brehmer en Morén (1996). ln dit onderzoek met een groot aantal bestuurders van een Zweedse telefoonmaatschappij is gevonden dat groepsdiscussies een geschikte vorm zijn om veilig rijgedrag van bestuurders te bevorderen. Het is een van de weinige concrete aanwijzingen dat opleiders grip krijgen op aspecten van de GDE matrix die niet in de twee cellen links onder liggen. (voertuigbeheersing & verkeersdeelname).

4.2

Rijsimulatoren in het buitenland Zoals gezegd, Nederland loopt voorop met de inzet van rijsimulatoren voor de initiële rijopleiding. Toch worden rijsimulatoren ook in het buitenland op deze manier ingezet.

4.2.1

Engeland In Engeland worden rijsimulatoren voor zover bekend alleen ingezet door de British School of Motoring (www.bsm.co.uk). BSM heeft zo'n 90 systemen staan. Het zijn relatief eenvoudige simulatoren, met een beeldhoek van I20 x 22 graden die zijn geleverd door FAROS (www.faros.com), zie figuur 20. De simulatortraining concenÍeert zich op de bediening van het voertuig, op kruisingen en op snelwegen. Door middel van een hendel op het dashboard kan naar links en naar rechts gekeken worden. BSM biedt 6 uur les op de simulator aan voor €60 (€88). De simulator wordt 'stand-alone' ingezet, zonder een begeleidende instructeur. De simulator maakt gebruik van instructieschermen. Cà.ok

ln Í|. lrnórd(! b ]pl.d h/Í h h utÍC.

rl.l lh. gE. S.d

Figuur

4.2.2

20

dtc

êqiE.

De Faros rijsimulator bij BSM, met een van de instructieschermen.

Duitsland& Zwitserland In Duitsland en ook in Zwitserland worden rijsimulatoren op zeer kleine schaal (enkele systemen) ingezet voor de initiële rijopleiding. Het zijn rijsimulatoren van Simutech (www.simutech.de) en Foerst (www.drfoerst.de). Deze zijn vooral gericht op de


Bailage A | 8A

voertuigbediening, zeer eenvoudige verkeerssituaties en gevaarherkenning. De simulatoren van Simutech maken gebruik van video opnamen, zie figuur 21.

FiSuur Figuur

2l

Twee rijsimulatoren vzm van Dr Foerst en een van Simutech.

4.2.3

Owrige Europese landen ln de nrceste Europese landen zijn spoÍadisch rUscholen re vinden die rijsimulatoren inzetten. Die lijken meestal ingezet te worden voor vervolgrijopleidingen (zuinig rijden, veilig rijden).

4.2.4

Het verre oosten Er is erg weinig informatie beschikbaar over het gebruik van rijsimulatoren in de initiële rijopleidingen in het verÍe oosten. Ze worden in ieder geval gebruikt in Singapore, Korea en Japan. Vooral voor de bediening van het voertuig en eenvoudige verkeersdeelname.

4.2.5

Verenigde Staten

ln de verenigde staten worden alleen zeer eenvoudige rijsimulatoren ingezet, zie figuur 4 rechts boven. Dit soort systemen draait op een standaard PC Ínet een spelletjes stuur en worden vaak op middelbare scholen ingezet. De initiële rijopleiding in Amerika is zeer kort en goedkoop en de inzet van rijsimulatoren loont niet. (Wade Allen, STI-sim, persoonlijke communicatie).

Billage B | 1fl

TNO+apport I TNO-DV3 2005 Cí 14

B

De GDE Matrix

Konnis ovoÍ/bohoorsin! ovBÍ 610emone ambfi os, uroárden

norÍnsn en psrsoo||like

Risicovolle neigingen - hogere zetÍwaadeÍing

risico-acceptalie autorildon

neigingen dis oífrct hsbbsn op

Íiloodr.C - looÍstiil - n0rmrn ps9Í0Í0ep -

notsven

- zelfroheers in! sn and€Íe

laraldoÍoigonichappon

- hoog niveau

door

vrn

eensaliszucht

-

Zelftewu striin ta.v.: - vaardigheden tb.v.

impubgedrag

- dsicovolle neigingen - eigen onveilige molieven - persoonlijke dsicovolle

aanpassing aan sociale druk eigenschappen gebruik van alcoholen drugs - etc. houding ta.v. maatschapp4stc.

- persoonliike waarden en n0rmsn - otc. Kennis en vaardighedsn m.h.t

Riricol gerelateerd

- toulsk€uzs

'

- inschatting rsiíitd - efisctsn van socials drukvan m9dsprssagi€rs - b6palino van de noodraák van dG rit - etc.

aan:

gemoedstosstend

automobilist wegomgwing {*edeliiUruraal} - sociale context en -

Zellbewutuijn ta.v.: . persoor{ike vrardigheden ta.v. planning -rgÍsche dcicovolle motieven m.b.t autoriiden - €lc.

gezolschap in ds auto - orrerige mmieven

{bÍv.

competliefl - etc.

door

Kennis en vaardigheden m.b.t. - vsrkeorsregols

Risico! veroonaak

- observatio on soloctiê van signalEn - anticipatis op gsbsurtsnisson - snelhoidsaanpassingon

{biiv. agressief) 'te hoge riisnolheid - kwetsbarp

- comnunicatio - afsland tot

modswsggÉbruiksrs - gtc.

-

Zelftewustiir ta.v.:

inschattingsfouten - í6rtê

. risicovolle riistiil

ên zwekko punton ván

brsir verkeerwaardighedcn - persoonliike riistiil - persoonlijke

veiligheidsmarges - sterte en zwakke punten in verks€ rsdes ln emers - nsgersn van veÍlger8rogslv hendslsn in gevoa Ílijke onvoorspolbaar gedrag situatí6 - tevgsl inÍoÍmatie - realistische beoordeling - moeÍÍke lweg)omstandigvan oigon vÊaÍdighedsn - otc. heden {biiv. donker, slecht

woerl - onvoldoende aanwezigheid

van geautomatiseerde vaardigheden - stc, KsnniE on vaardighodon m.b.t - beheersing over richting en

positis van de afio - Orip op dê weo, wrijviíq ván bandsn - afmeting at|to - tochnischo oigenschappen

van dg auto

aan:

Zsl$ewust?iin t a.v.: - storks €n attÍalko punten vangeautomatiseerde vanbariwaardigheden voertuigbeh€cníng - moeilijke {weg)omstandig- - íc*s €n zwakte punten in hsden lbÍv. donker. handebn in gevaarlille Risico'r gerelateerd

- onvoldosnds

aanwezigho;d

vrardigheden wesrl

- gtc.

slecht

siuaties - reelistisc he beoordeling

van síoon vaardÍghêdsn - etc.

Bron: notitie 'Val Goed Naar Beter'. CBR. 2005.


C

Scripts in de RIS De vier RIS modules met de 46 RIS scripts

Bijlage C | 1/1

HANDCOLLECTIE. TNO-DV Cu4. Mogelijkheden van rijsimulatoren in de rijopleiding en het rijexamen

Recommend Documents