Μελέτη και μοντελοποίηση αλληλεπιδράσεων οδηγών με βάση τη θεωρία λεκτικών πράξεων, προς την κατεύθυνση εμπλουτισμού συστημάτων αυτοματοποίησης της οδήγησης

Abstract

This thesis studied the drivers’ communicative interactions, which constitute a necessary component of the driving task. These interactions are based on successive elementary communicative acts. It is a common observation that when drivers predict that their vehicle may be found in the future in dangerous proximity to another vehicle, they tend to intentionally communicate in advance their motion intent to the other involved drivers, so that they may jointly plan and execute a safe future motion plan. At a theoretical level, the objective of this thesis was to study the interactive part of the driving task, shedding light on the phenomenon of communication of drivers’ intent and their agreement on a future common motion plan. At a practical level, the aim of the thesis was to develop a model of drivers’ communicative interactions, for integration, as a manoeuvring negotiations level, in Driving Support and Automation Systems (DSAS), so that their functionality is more in accordance to human expectations.Chapter 2 studies the importance of the studied phenomenon of communicative drivers’ interactions, and how such interactions can be decomposed into elementary phases in the form of a flowchart and described in the form of a discussion between the involved drivers. Video recordings of natural overtakings on a highway, with two directions without central barrier, were used for a first empirical confirmation of the frequency and significance of such interactions. The analysis of 82 overtakings showed that the intent to overtake could be anticipated before the start of the manoeuvre in 45,12% of cases, through formal and informal cues. In 6 of the 22 cases when the intent could be anticipated and there was an oncoming vehicle, its driver modified the trajectory of the vehicle so as to facilitate the overtaking.Chapter 3 includes a literature review of cognitive drive models, such as the hierarchical model of Michon, the model of Wilde, the COCOM model, the situation awareness levels of Endsley, the ECOM model and the Joint Action Control model. All but one of these models are personal models, that focus on a single driver, and analyse how he/she performs the various activities necessary for the driving task. There is no clear reference or modelling of deliberate drivers’ communicative interactions before a manoeuvre, which aim to ensure their common understanding for the safer and more convenient manoeuvre conduct.Chapter 4 presents the evolution of attempts to design and develop DSAS and systems to recognise driver’s intent. The initial design attempts were based on parameters such as time to collision with the involved vehicle. Still, experience showed that warnings by such DSAS were not in agreement with drivers’ expectations. Thus, the recent design guidelines by the National Highway Traffic Safety Administration suggest that the timing of the warnings by DSAS should be based on the expected driver’s response time and on the deceleration level selected by the driver. So, several DSAS estimate risk of collision based on the forecasted future vehicles trajectory according to motion models. But, the warning distances calculated by such DSAS are large and not consistent with the risk assessment by an average driver. Indeed, several studies report that the acceptance of warning systems by drivers is rather limited. One possible reason is that the warnings of DSAS are not consistent with the drivers’ estimations and expectations. In this thesis it is argued that this occurs because DSAS do not consider in their design the drivers’ communicative interactions.Chapter 5 attempts to clarify some terms used when describing the phenomenon. Coordination can be regarded as the orchestration of behaviours so as to achieve a common aim and is considered to occur at a pre-conscious level. Cooperation can be regarded as an observed social interaction with a positive outcome for each of the involved players. Social behaviour is the behaviour which is oriented towards other people and social interactions are the acts, actions or practices of two or more “selves”, each oriented towards one another, i.e. any behaviour which seeks to influence or take into account the subjective experiences or intent of another self. In this thesis it is argued that driving is often a social activity, that drivers consider other vehicles as social units, as "animate human-vehicles", and largely base their expectations for the evolution of the traffic scene by observing and interpreting the behaviour of these social units. Then, it is analysed how driving can be considered as a joint activity, based on a Basic Agreement, which for driving can be considered to be the safe and smooth traffic on the road network for all road users. A joint activity also requires the existence of Common Ground, which for driving is based on the explicit rules of the Traffic Law but also on commonly accepted conventions, as argued in this thesis. It is also supported that when there is a risk for a breakdown of the Common Ground, when drivers are uncertain about others’ intent, they consciously seek to update and repair their Common Ground, trying to interact with other drivers, so as to communicate their motion intent and to agree on a safe future motion plan.Chapter 6 analyses how a behaviour which the observer can describe in semantic terms can be considered as a linguistic behaviour. Then, the Speech Act Theory of Austin (1962) and the classification of illocutionary acts by Searle (1975) are presented, which can be used for modelling non-verbal communicative acts, such as those studied in this thesis. In this framework, drivers’ communicative interactions can be modelled using the locutionary / illocutionary / perlocutionary typology by Austin. It is argued in this thesis that any communicative act in such interactions includes three types of acts, a "locutionary", an illocutionary and a perlocutionary one. The "locutionary" act conveys the sense and reference according to Austin. Such acts may be the use of the horn, the flashing of headlights, the lateral displacement of the vehicle towards the central lane marking or the deliberate close following of the lead vehicle. The illocutionary act conveys a certain force, for example “request” to empty the lane or “frightening” the lead “human-vehicle” so as to persuade him/her to change lane. The perlocutionary act is the act done due to the communicative act, for example the lead “human-vehicle” facilitates the overtaking or the lead “human-vehicle” empties the lane. A sequence of illocutionary acts in drivers’ communicative interactions is in this thesis modelled as a "Conversation" using the Linguistic Model of Drivers’ communicative Interactions (LMDI). In such an interaction, drivers use and interpret certain communicative acts or cues at the illocutionary level as "Directives", for example "requests" or "commands", and other acts or cues as "Commissives", for example "acceptances" or "rejections" of the "Directives". Regarding the non-verbal "locutionary" acts, the communication of intent between drivers can be mediated by different, formal and informal, communicative acts or cues. It is argued in this thesis that drivers collect information to anticipate the intent of other "human-vehicles" from two levels: a) the social level, which includes the explicit, intentional communicative acts emitted by a driver, and b) the physical level, which includes communicative acts emitted intentionally or cues used to interpret intent based on the observed motion of a "human-vehicle" on the road.Chapter 7 presents a first empirical verification of the LMDI based on observations of natural drivers’ interactions in real traffic conditions. The observations took place in the Hymettus ring road, a road with at least two lanes per direction and a central barrier. The drivers were asked to drive normally their own vehicle while in parallel commenting aloud about their observations in the surrounding traffic and any action undertaken by themselves as a result of any such observation. During the route one observer was seated in the passenger seat and recorded with two cameras the traffic scene in front and behind the vehicle and the driver’s commentary. The observations of 25 experienced drivers, 17 men and 8 women, were analysed. The findings support the argument that in many cases, drivers consider other vehicles as social units, as "animate human-vehicles", and largely base their expectations for the evolution of the traffic scene by observing and interpreting the behaviour of these social units. Indeed, on average in 38.7% of the uttered periods drivers referred to observations and interpretations of social behaviour of "animate human-vehicles". From the 360 periods referring to observations of social behaviour, 90 referred to anticipation of others’ intent. According to the analysis, in order to predict the future trajectory of a moving vehicle, a driver uses the physical geometry of the road and the physical limitations, assuming a smooth motion of the vehicles in the future. Any observed deviation of a vehicle from its expected smooth motion, is considered as a possible result of an intentional action by its particular driver and is used to anticipate intent of this “human-vehicle". These cues, which are created by observing inanimate objects, are supplemented by the cues emitted by the animate human drivers, and contribute to the anticipation of intent. In addition, the observer anticipates intent based on stereotypes. Furthermore, according to the analysis, the illocutionary force of acts within the observed interactions could be modelled as a "discussion" with a series of illocutionary acts, as represented by the LMDI. Empirical findings also support the argument that in cases of uncertainty, when the underlying Common Ground is not enough for safe prediction of the evolution of the traffic scene, drivers consciously seek to interact with other drivers, so as to communicate their intent, to update and repair their Common Ground and to agree on a safe future motion plan. Indeed, the analysis showed that most of the communicative interactions were initiated when one driver wished to change lane in the presence of another “human-vehicle” in the target lane or when one driver wished to drive faster than a lead “human-vehicle”. Finally, the observations were analysed separately for older and younger drivers. According to the analysis, older drivers face driving as a social phenomenon at the same level as younger drivers. However, the communicative acts and communicative interactions clearly tended to be less for older drivers. These findings support the argument that older drivers may adopt a strategy that allows them to avoid frequent communicative interactions, in order to compensate for their degraded abilities.Chapter 8 presents a first assessment of the effects from the integration of a manoeuvring negotiations unit based on the LMDI in DSAS. The assessment was based on an experiment using a dynamic driving simulator. Four different driving scenarios were algorithmically developed and four driving support systems were simulated, a system warning about collision risk during lane change on highways, a system warning about crash risk with the oncoming car in case of left turn on bi-directional urban road, a system warning about collision risk while entering a highway, and a system warning about crash risk with the oncoming car in case of overtaking on a rural road. For each system, two conditions were simulated. In the first condition, the warning was provided according to the calculated Time To Collision with the other vehicle involved in the manoeuvre, at two levels, high and medium risk. In the second condition, a manoeuvring negotiations unit, based on the LMDI, was additionally simulated. More precisely, the software simulated the “acceptance” by the other “driver” of the participant’s manoeuvring “request”, which was supposedly signalled by the activation of the turn indicator by the participant. The "acceptance" was signalled by an additional icon besides the collision risk icons which were displayed according to the Time To Collision value. The study revealed some effects on parameters relevant to traffic efficiency due the possibility of such negotiations. More specifically, in three of the four scenarios the participants started their manoeuvre earlier and at conditions of greater objective risk when there was the "explicit" consent of the other “driver” to their intended manoeuvre. This suggests that participants felt more confident when the system was providing the explicit "consent" of the other "driver" than when the warning was provided only in accordance to the laws of physics (i.e. the Time To Collision value). The found effects on driving behaviour and the subjective assessments of drivers as regards the functionality of the systems in both conditions support the argument that drivers feel more certain when there is the possibility of communicating with other drivers, i.e. when there is an explicit "consent" by others to their intended manoeuvre. The findings support the argument that the functionality of DSAS after the integration of a manoeuvring negotiations level is more in accordance with human assessments and expectations.Finally, Chapter 9 summarizes the general conclusions of this thesis, and specifies directions for further research. The results of this thesis show that: (i) social interactions are and will remain an important component of the driving task and (ii) DSAS can be enriched by the integration of a social interactions level based on a model such as the LMDI. Such an endeavour, if successful, will ensure that the performance and functionalities of DSAS are more in accordance to that of the human driver and the human driver’s expectations. In the future, it will be necessary to collect further empirical data from communicative interactions through natural observations of more manoeuvre types in different traffic environments, so as to validate or expand the issues identified. Furthermore, future studies of such negotiations modules should involve two or more interacting human drivers and should record and analyse full cycles of communicative interactions in a more naturalistic setting, while experiments including automated vehicles should be also conducted. Future studies should also focus more specifically on the design of the manoeuvring negotiations module, i.e. how to handle cases when there will be no “response” to the manoeuvring “request” or when the observed behaviour of the vehicle is not in line with the expected one according to the “response” given to the manoeuvring “request”, so as to protect the whole system from any malicious or irresponsible use.

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι οι επικοινωνιακές αλληλεπιδράσεις οδηγών, οι οποίες αποτελούν μια απαραίτητη συνιστώσα της οδήγησης. Οι αλληλεπιδράσεις αυτές βασίζονται σε διαδοχικές στοιχειώδεις επικοινωνιακές πράξεις. Είναι κοινή παρατήρηση ότι, όταν οι οδηγοί προβλέπουν ότι το όχημά τους θα βρεθεί στο μέλλον σε επικίνδυνη εγγύτητα με κάποιο άλλο όχημα, τείνουν να επικοινωνούν σκόπιμα εκ των προτέρων την πρόθεση κίνησής τους στους λοιπούς εμπλεκόμενους οδηγούς, ώστε από κοινού να προγραμματίσουν και να πραγματοποιήσουν ένα ασφαλές μελλοντικό σχέδιο κίνησης. Σε θεωρητικό επίπεδο, ο στόχος της παρούσας διατριβής ήταν να μελετηθεί το διαδραστικό τμήμα της οδήγησης, φωτίζοντας το φαινόμενο της επικοινωνίας πρόθεσης των οδηγών και συμφωνίας τους σε ένα μελλοντικό κοινό σχέδιο κίνησης. Σε πρακτικό επίπεδο, στόχος της διατριβής ήταν να αναπτυχθεί ένα μοντέλο των επικοινωνιακών αλληλεπιδράσεων οδηγών το οποίο θα μπορεί να ενσωματωθεί, ως επίπεδο διαπραγμάτευσης ελιγμών, σε συστήματα υποστήριξης και αυτοματοποίησης οδήγησης (ΣΥΑΟ), ώστε να είναι η λειτουργικότητά τους περισσότερο σύμφωνη με τις ανθρώπινες προσδοκίες. Στο κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται αναλυτικά η σημασία του υπό μελέτη φαινομένου των επικοινωνιακών αλληλεπιδράσεων οδηγών και πώς οι αλληλεπιδράσεις αυτές μπορούν να αναλυθούν σε στοιχειώδεις φάσεις με τη μορφή λογικού διαγράμματος και να περιγραφούν με τη μορφή συζήτησης μεταξύ των εμπλεκομένων οδηγών. Για μια πρώτη εμπειρική επιβεβαίωση της συχνότητας αλλά και της σημαντικότητας των αλληλεπιδράσεων αυτών, χρησιμοποιήθηκαν οι καταγραφές βίντεο πραγματικών προσπεράσεων σε οδό ταχείας κυκλοφορίας, δύο κατευθύνσεων, χωρίς κεντρικό διάζωμα. Η ανάλυση 82 περιστατικών προσπέρασης έδειξε ότι η πρόθεση προσπέρασης μπορούσε να αναγνωρισθεί πριν την έναρξη του ελιγμού στο 45,12% των περιπτώσεων, μέσω τυπικών και άτυπων νύξεων. Σε 6 από τις 22 περιπτώσεις όπου η πρόθεση αναγνωρίσθηκε και υπήρχε επερχόμενο όχημα, ο οδηγός αυτού άλλαξε την τροχιά του οχήματός του ώστε να διευκολύνει τον ελιγμό. Στο κεφάλαιο 3 γίνεται βιβλιογραφική επισκόπηση των νοητικών μοντέλων οδήγησης, όπως το ιεραρχικό μοντέλο Michon, το μοντέλο του Wilde, το μοντέλο COCOM, τα επίπεδα επίγνωσης της κατάστασης του Endsley, το μοντέλο ECOM και το μοντέλο Joint Action Control. Όλα, εκτός από ένα, αυτά τα μοντέλα οδήγησης είναι προσωπικά μοντέλα, δηλαδή εστιάζουν σε ένα μεμονωμένο οδηγό και αναλύουν πώς αυτός επιτελεί τις διάφορες δραστηριότητες που απαιτούνται για την οδήγηση. Δε γίνεται σαφής αναφορά ούτε μοντελοποιείται η σκόπιμη επικοινωνιακή αλληλεπίδραση των οδηγών πριν την υλοποίηση ενός ελιγμού, με στόχο την εξασφάλιση της κοινής κατανόησης για την ασφαλέστερη και περισσότερο άνετη υλοποίηση του ελιγμού.Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται οι έως τώρα προσπάθειες σχεδίασης και ανάπτυξης ΣΥΑΟ, καθώς και συστημάτων αναγνώρισης πρόθεσης του οδηγού του οχήματος. Αρχικά η σχεδίαση των ΣΥΑΟ βασιζόταν σε παραμέτρους όπως ο χρόνος σύγκρουσης με το εμπλεκόμενο όχημα. Η πρακτική έδειξε ότι οι προειδοποιήσεις των ΣΥΑΟ δεν ήταν σύμφωνες με τις προσδοκίες των οδηγών. Έτσι, οι μετέπειτα οδηγίες σχεδίασης του οργανισμού National Highway Traffic Safety Administration προτείνουν ο χρονισμός των προειδοποιήσεων των ΣΥΑΟ να βασίζεται στον αναμενόμενο χρόνο απόκρισης του οδηγού και στο επίπεδο επιβράδυνσης που θα επιλέξει ο οδηγός. Αρκετά ΣΥΑΟ προειδοποιούν για κίνδυνο σύγκρουσης βάσει της προβλεπόμενης μελλοντικής τροχιάς των οχημάτων, την οποία εκτιμούν με χρήση μοντέλων κίνησης. Όμως, οι αποστάσεις προειδοποίησης που υπολογίζουν τα ΣΥΑΟ είναι μεγάλες και μη σύμφωνες με την εκτίμηση κινδύνου ενός τυπικού οδηγού. Πράγματι, αρκετές μελέτες δείχνουν ότι η αποδοχή των συστημάτων προειδοποίησης από τους οδηγούς είναι μάλλον περιορισμένη, και ένας πιθανός λόγος είναι ότι οι προειδοποιήσεις των ΣΥΑΟ δε συμφωνούν με τις εκτιμήσεις και προσδοκίες των οδηγών. Στην παρούσα διατριβή υποστηρίζεται ότι αυτό συμβαίνει επειδή τα ΣΥΑΟ δε λαμβάνουν υπ’όψιν στη σχεδίασή τους τις επικοινωνιακές αλληλεπιδράσεις των οδηγών. Στο κεφάλαιο 5 επιχειρείται η διασαφήνιση κάποιων όρων που χρησιμοποιούνται κατά την περιγραφή του φαινομένου, όπως ο συντονισμός, που μπορεί να θεωρηθεί ως η ενορχήστρωση συμπεριφορών για την επίτευξη κάποιου κοινού στόχου και υποστηρίζεται ότι λαμβάνει χώρα σε προ-συνειδητό επίπεδο, και η συνεργασία, που μπορεί να θεωρηθεί ως μια παρατηρούμενη κοινωνική αλληλεπίδραση με θετικό αποτέλεσμα για καθέναν από τους εμπλεκομένους σε αυτήν. Κοινωνική είναι η συμπεριφορά που είναι προσανατολισμένη προς άλλα άτομα, ενώ κοινωνικές αλληλεπιδράσεις είναι οι πράξεις, δράσεις ή πρακτικές δύο ή περισσοτέρων «εαυτών», αμοιβαία προσανατολισμένων ο ένας προς τον άλλο, δηλαδή οποιαδήποτε συμπεριφορά προσπαθεί να επηρεάσει ή να λάβει υπ’όψιν τις υποκειμενικές εμπειρίες ή τις προθέσεις ενός άλλου εαυτού. Στην παρούσα διατριβή υποστηρίζεται ότι η οδήγηση είναι σε πολλές περιπτώσεις κοινωνική δραστηριότητα, ότι οι οδηγοί αντιμετωπίζουν τα άλλα οχήματα ως κοινωνικές μονάδες, ως «έμψυχους οχηματ-ανθρώπους», και σε μεγάλο βαθμό βασίζουν τις προσδοκίες τους για την εξέλιξη της κυκλοφοριακής σκηνής στην παρατήρηση και ερμηνεία της συμπεριφοράς αυτών των κοινωνικών μονάδων. Στη συνέχεια του κεφαλαίου αναλύεται πώς η οδήγηση μπορεί να θεωρηθεί ως συλλογική δραστηριότητα, με Βασική Συμφωνία την ασφαλή και εύρυθμη κυκλοφορία στους δρόμους για όλους τους χρήστες του οδικού δικτύου. Για την οδήγηση ως συλλογική δραστηριότητα απαιτείται επίσης η ύπαρξη Κοινού Νοητικού Υποβάθρου, το οποίο υποστηρίζεται στην παρούσα διατριβή ότι βασίζεται στους ρητούς κανόνες του Κ.Ο.Κ., αλλά και σε κοινά αποδεκτές συμβάσεις. Επίσης υποστηρίζεται ότι σε περιπτώσεις όπου προκύπτει κίνδυνος κατάρρευσης του Κοινού Νοητικού Υποβάθρου, όταν οι οδηγοί είναι αβέβαιοι ως προς την πρόθεση των άλλων, οι οδηγοί συνειδητά επιδιώκουν να επικαιροποιούν και να ανασκευάζουν το Κοινό τους Νοητικό Υπόβαθρο, προσπαθώντας να αλληλεπιδράσουν με τους άλλους οδηγούς, έτσι ώστε να επικοινωνήσουν την πρόθεση κίνησής τους και να συμφωνήσουν σε ένα ασφαλές μελλοντικό σχέδιο κίνησης.Στο κεφάλαιο 6 αναλύεται πώς μια συμπεριφορά που μπορεί ο παρατηρητής να περιγράψει με σημασιολογικούς όρους, μπορεί να θεωρηθεί ως γλωσσική συμπεριφορά. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η θεωρία Γλωσσικών Πράξεων του Austin (1962) και η κατάταξη των προσλεκτικών γλωσσικών πράξεων του Searle (1975), η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τη μοντελοποίηση μη-λεκτικών επικοινωνιακών πράξεων, όπως αυτές των οδηγών. Έτσι, οι επικοινωνιακές αλληλεπιδράσεις των οδηγών μοντελοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας τη λεκτική / προσλεκτική / απολεκτική τυπολογία του Austin. Κάθε τέτοια επικοινωνιακή πράξη υποστηρίζεται ότι περιλαμβάνει τρεις τύπους πράξεων, μια «λεκτική», μια προσλεκτική και μια απολεκτική πράξη. Η «λεκτική» πράξη μεταδίδει την έννοια και την αναφορά κατά τον Austin. Τέτοια πράξη μπορεί να είναι η χρήση της κόρνας, το οπτικό σήμα, η πλευρική μετατόπιση του οχήματος προς την κεντρική διαγράμμιση ή η σκόπιμη ακολούθηση του προπορευομένου σε μικρή απόσταση. Η προσλεκτική πράξη μεταδίδει μια ορισμένη ισχύ, για παράδειγμα «αίτημα» στον άλλο «οχηματ-άνθρωπο» να ελευθερώσει τη λωρίδα ή «απειλή», ώστε να τον πείσει να αλλάξει λωρίδα. Η απολεκτική πράξη είναι η πράξη που γίνεται λόγω της επικοινωνιακής πράξης, για παράδειγμα ο προπορευόμενος «οχηματ-άνθρωπος» διευκολύνει την προσπέραση ή ελευθερώνει τη λωρίδα. Μια αλληλουχία προσλεκτικών πράξεων στις επικοινωνιακές αλληλεπιδράσεις των οδηγών μοντελοποιήθηκε στην παρούσα διατριβή ως μια «Συζήτηση» με βάση το Γλωσσολογικό Μοντέλο Επικοινωνιακών Αλληλεπιδράσεων Οδηγών (ΓΜΕΑΟ). Στη «συζήτηση» αυτή οι οδηγοί χρησιμοποιούν και ερμηνεύουν ορισμένες επικοινωνιακές πράξεις ή νύξεις στο προσλεκτικό επίπεδο ως «Κατευθυντικά», για παράδειγμα «αιτήσεις» ή «διαταγές», και άλλες πράξεις ή νύξεις ως «Δεσμευτικά», για παράδειγμα «αποδοχές» ή «απορρίψεις» των «Κατευθυντικών». Σχετικά με τις χρησιμοποιούμενες από τους οδηγούς μη-γλωσσικές «λεκτικές» πράξεις, η επικοινωνία πρόθεσης μεταξύ των οδηγών μπορεί να διαμεσολαβείται από διάφορες, τυπικές και άτυπες, επικοινωνιακές πράξεις ή νύξεις. Υποστηρίζεται στην παρούσα διατριβή ότι υπάρχουν δύο επίπεδα από τα οποία ένας οδηγός συλλέγει πληροφορίες για να αναγνωρίσει την πρόθεση των άλλων «οχηματ-ανθρώπων»: α) το κοινωνικό επίπεδο, το οποίο περιλαμβάνει το σύνολο των ρητών, εκ προθέσεως επικοινωνιακών πράξεων που εκπέμπονται από έναν οδηγό, και β) το φυσικό επίπεδο, το οποίο περιλαμβάνει επικοινωνιακές πράξεις που εκπέμπονται εκ προθέσεως ή νύξεις που ερμηνεύονται ως πρόθεση οδηγού, βάσει της παρατηρούμενης κίνησης του «οχηματ-ανθρώπου» επί της οδού.Στο κεφάλαιο 7 παρουσιάζεται μια πρώτη εμπειρική επαλήθευση του ΓΜΕΑΟ βάσει παρατηρήσεων αλληλεπιδράσεων οδηγών σε πραγματικές συνθήκες κυκλοφορίας. Οι παρατηρήσεις έλαβαν χώρα στην περιφερειακή οδό Υμηττού, μια οδό με τουλάχιστον δύο λωρίδες κυκλοφορίας ανά κατεύθυνση και κεντρικό διαχωριστικό. Οι οδηγοί οδηγούσαν το αυτοκίνητό τους κανονικά, ενώ ταυτόχρονα διατύπωναν μεγαλόφωνα κάθε παρατήρησή τους στην περιρρέουσα κυκλοφορία, καθώς και τυχόν δράσεις που αναλάμβαναν οι ίδιοι ως αποτέλεσμα τέτοιων παρατηρήσεων. Κατά τη διάρκεια της διαδρομής ένας παρατηρητής βρισκόταν καθισμένος στη θέση του συνοδηγού και κατέγραφε με δύο βιντεοκάμερες τη σκηνή εμπρός και πίσω από το αυτοκίνητο, καθώς και το σχολιασμό του οδηγού. Αναλύθηκαν οι παρατηρήσεις από 25 έμπειρους οδηγούς, 17 άνδρες και 8 γυναίκες. Τα ευρήματα υποστηρίζουν τη θεώρηση ότι σε πολλές περιπτώσεις, οι οδηγοί θεωρούν τα άλλα οχήματα ως κοινωνικές μονάδες, ως «έμψυχους οχηματ-ανθρώπους», και σε μεγάλο βαθμό βασίζουν τις προσδοκίες τους για την εξέλιξη της κυκλοφοριακής σκηνής σε παρατηρήσεις και ερμηνεία της συμπεριφοράς αυτών των κοινωνικών μονάδων. Πράγματι, κατά μέσο όρο στο 38,7% των περιόδων που εκφωνήθηκαν οι συμμετέχοντες αναφέρθηκαν σε παρατηρήσεις και ερμηνείες κοινωνικής συμπεριφοράς «έμψυχων οχηματ-ανθρώπων». Από τις 360 περιόδους που αναφέρονταν σε παρατηρήσεις κοινωνικής συμπεριφοράς, οι 90 αναφέρονταν σε πρόβλεψη πρόθεσης άλλων. Σύμφωνα με την ανάλυση, για να προβλέψει τη μελλοντική θέση των κινούμενων οχημάτων, ένας οδηγός χρησιμοποιεί τη φυσική γεωμετρία της οδού και τους φυσικούς περιορισμούς θεωρώντας ομαλή κίνηση των οχημάτων στο μέλλον. Οποιαδήποτε παρατηρούμενη παρέκκλιση κάποιου οχήματος από την προβλεπόμενη ομαλή κίνηση, την εκλαμβάνει ως πιθανό αποτέλεσμα ενέργειας εκ προθέσεως του συγκεκριμένου οδηγού και τη χρησιμοποιεί για να αναγνωρίσει πρόθεση του «οχηματ-ανθρώπου». Σε αυτές τις νύξεις, που γεννιούνται από παρατήρηση άψυχων οντοτήτων, προστίθενται οι νύξεις που γεννιούνται από τον έμψυχο άνθρωπο οδηγό, οι οποίες συμβάλλουν στην αναγνώριση πρόθεσης, είτε μόνες τους είτε συμπληρωματικά με τις νύξεις από τις άψυχες οντότητες. Επιπρόσθετα, ο παρατηρητής προβαίνει και σε προβλέψεις πρόθεσης με βάση στερεότυπες αντιλήψεις του. Περαιτέρω, σύμφωνα με την ανάλυση, η προσλεκτική ισχύς των πράξεων μέσα στις παρατηρηθείσες αλληλεπιδράσεις μπορεί να μοντελοποιηθεί ως μια «συζήτηση», με μια σειρά από προσλεκτικές πράξεις, όπως αναπαριστάται από το ΓΜΕΑΟ. Τα εμπειρικά ευρήματα υποστηρίζουν επίσης το επιχείρημα ότι σε περίπτωση αβεβαιότητας, όταν το υποκείμενο Κοινό Νοητικό Υπόβαθρο δεν είναι αρκετό για την ασφαλή πρόβλεψη της εξέλιξης της κυκλοφοριακής κατάστασης, οι οδηγοί συνειδητά προσπαθούν να αλληλεπιδράσουν με τους άλλους οδηγούς, έτσι ώστε να επικοινωνήσουν την πρόθεσή τους, να επικαιροποιήσουν και να διορθώσουν το Κοινό Νοητικό τους Υπόβαθρο και να συμφωνήσουν σε ένα ασφαλές μελλοντικό σχέδιο κίνησης. Πράγματι, η ανάλυση έδειξε ότι οι περισσότερες από τις επικοινωνιακές αλληλεπιδράσεις ξεκίνησαν όταν ένας οδηγός επιθυμούσε να αλλάξει λωρίδα υπό την παρουσία ενός άλλου «οχηματ-ανθρώπου» στη λωρίδα στόχο ή όταν ένας οδηγός ήθελε να κινηθεί ταχύτερα από ό,τι ένας προπορευόμενος «οχηματ-άνθρωπος». Τέλος, οι παρατηρήσεις αναλύθηκαν χωριστά για τους οδηγούς μεγαλύτερης ηλικίας και συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα για τους οδηγούς νεότερης ηλικίας. Σύμφωνα με την ανάλυση, οι ηλικιωμένοι οδηγοί αντιμετωπίζουν την οδήγηση ως κοινωνικό φαινόμενο στον ίδιο βαθμό με τους νεότερους οδηγούς. Όμως, οι επικοινωνιακές δράσεις και επικοινωνιακές αλληλεπιδράσεις έτειναν σαφώς να είναι λιγότερες για τους ηλικιωμένους οδηγούς. Τα ευρήματα αυτά υποστηρίζουν την υπόθεση ότι οι ηλικιωμένοι οδηγοί ίσως υιοθετούν μια στρατηγική που τους επιτρέπει να αποφεύγουν τις συχνές επικοινωνιακές αλληλεπιδράσεις, προκειμένου να αντισταθμίσουν τις υποβαθμισμένες νοητικές δυνατότητές τους. Στο κεφάλαιο 8 παρουσιάζεται μια πρώτη αξιολόγηση των επιδράσεων στη λειτουργικότητα συστημάτων προειδοποίησης οδηγών από την ενσωμάτωση σε αυτά μιας μονάδας διαπραγμάτευσης ελιγμών, βάσει του ΓΜΕΑΟ. Η αξιολόγηση έγινε μέσω πειράματος με χρήση δυναμικού προσομοιωτή οδήγησης. Αναπτύχθηκαν αλγοριθμικά τέσσερα διαφορετικά σενάρια οδήγησης και προσομοιώθηκαν τέσσερα συστήματα υποστήριξης οδήγησης, ένα σύστημα προειδοποίησης για κίνδυνο σύγκρουσης σε περίπτωση αλλαγής λωρίδας σε αυτοκινητόδρομο, ένα σύστημα προειδοποίησης για κίνδυνο σύγκρουσης με το επερχόμενο αυτοκίνητο σε περίπτωση αριστερής στροφής σε αστική οδό, ένα σύστημα προειδοποίησης για κίνδυνο σύγκρουσης σε περίπτωση εισόδου σε αυτοκινητόδρομο, και ένα σύστημα προειδοποίησης για κίνδυνο σύγκρουσης κατά την προσπέραση σε επαρχιακή οδό. Για κάθε σύστημα προσομοιώθηκαν δύο συνθήκες. Στην πρώτη συνθήκη χρησιμοποιήθηκε ως κριτήριο ενεργοποίησης της προειδοποίησης ο χρόνος σύγκρουσης με το εμπλεκόμενο όχημα και δίδονταν προειδοποιήσεις δύο επιπέδων, μεγάλου και μέτριου κινδύνου. Στη δεύτερη συνθήκη προσομοιώθηκε επιπλέον η μονάδα διαπραγμάτευσης ελιγμών βάσει του ΓΜΕΑΟ. Συγκεκριμένα, προσομοιώθηκε η «συναίνεση» του άλλου «οδηγού» στο αίτημα του συμμετέχοντος να προβεί στον ελιγμό, το οποίο υποτίθεται ότι σηματοδοτούνταν με την ενεργοποίηση του φλας. Η «συναίνεση» σηματοδοτούνταν με ένα επιπρόσθετο εικονίδιο, παράλληλα με τα εικονίδια κινδύνου βάσει του χρόνου σύγκρουσης. Η μελέτη ανέδειξε κάποιες επιδράσεις της δυνατότητας μιας τέτοιας διαπραγμάτευσης σε παραμέτρους που σχετίζονται με την κυκλοφοριακή απόδοση. Συγκεκριμένα, σε τρία από τα τέσσερα σενάρια οι συμμετέχοντες ξεκίνησαν τον ελιγμό τους νωρίτερα, και σε συνθήκες μεγαλύτερου αντικειμενικού κινδύνου, όταν υπήρχε η «ρητή» συγκατάθεση του άλλου «οδηγού» στον προτιθέμενο ελιγμό τους. Αυτό υποδηλώνει ότι οι συμμετέχοντες ένιωθαν περισσότερο σίγουροι όταν το σύστημα τους παρείχε τη ρητή «συναίνεση» του άλλου εμπλεκομένου «οδηγού» από ό, τι όταν το σύστημα τους προειδοποιούσε μόνο σύμφωνα με τους φυσικούς νόμους (δηλαδή με την τιμή του χρόνου σύγκρουσης). Τα ευρήματα σε σχέση με τη συμπεριφορά οδήγησης, αλλά και οι υποκειμενικές εκτιμήσεις των οδηγών σχετικά με τη λειτουργικότητα των συστημάτων στις δύο συνθήκες, δείχνουν ότι οι οδηγοί αισθάνονται περισσότερο σίγουροι όταν υπάρχει η δυνατότητα επικοινωνίας με τους άλλους οδηγούς, όταν δηλαδή υπάρχει η ρητή «συναίνεση» των άλλων στον προτιθέμενο ελιγμό τους. Τα ευρήματα του πειράματος δείχνουν ότι η λειτουργικότητα των ΣΥΑΟ με ενσωματωμένο ένα επίπεδο διαπραγμάτευσης ελιγμών είναι περισσότερο σύμφωνη με τις ανθρώπινες εκτιμήσεις και προσδοκίες.Τέλος, στο κεφάλαιο 9 συνοψίζονται τα γενικά συμπεράσματα της παρούσας διατριβής και προδιαγράφονται κατευθύνσεις για περαιτέρω έρευνα. Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής καταδεικνύουν ότι: (α) οι κοινωνικές αλληλεπιδράσεις είναι και θα παραμείνουν μια σημαντική πτυχή του οδηγικού καθήκοντος και (β) ότι τα ΣΥΑΟ μπορούν να εμπλουτιστούν με την ενσωμάτωση ενός επιπέδου κοινωνικής αλληλεπίδρασης βάσει κάποιου μοντέλου όπως το ΓΜΕΑΟ. Μια τέτοια προσπάθεια, αν είναι επιτυχής, θα εξασφαλίσει ότι η λειτουργικότητα των ΣΥΑΟ θα είναι όσο το δυνατόν περισσότερο σύμφωνη με τις εκτιμήσεις και προσδοκίες του ανθρώπου οδηγού. Στο μέλλον θα πρέπει να συλλεχθούν περαιτέρω εμπειρικά δεδομένα από επικοινωνιακές αλληλεπιδράσεις μέσω παρατηρήσεων και άλλου τύπου ελιγμών σε διαφορετικά περιβάλλοντα κυκλοφορίας, ώστε να επικυρωθούν ή να επεκταθούν τα θέματα που αναδείχτηκαν. Ακόμη, οι μελλοντικές μελέτες μονάδων διαπραγμάτευσης ελιγμών θα πρέπει να περιλαμβάνουν δύο ή περισσότερους αλληλεπιδρώντες, θα πρέπει να καταγραφούν και να αναλυθούν πλήρεις κύκλοι επικοινωνιακών αλληλεπιδράσεων σε πραγματικές συνθήκες, ενώ θα πρέπει να σχεδιασθούν και πειράματα που θα περιλαμβάνουν αυτοματοποιημένα οχήματα. Οι μελλοντικές μελέτες θα πρέπει επίσης να επικεντρωθούν ειδικότερα στη σχεδίαση της μονάδας διαπραγμάτευσης ελιγμών, πώς δηλαδή θα αντιμετωπίζονται οι περιπτώσεις όπου δε θα λαμβάνεται απόκριση στο «αίτημα» ελιγμού ή οι περιπτώσεις όπου η παρατηρούμενη συμπεριφορά του οχήματος δε θα συνάδει με την αναμενόμενη βάσει της «απάντησης» στο «αίτημα» ελιγμού, ώστε να προφυλαχθεί το όλο σύστημα από τυχόν κακόβουλη ή ανεύθυνη χρήση.