The world of transport and logistics is witnessing major changes and truck manufacturers are also investing in innovative solutions such as truck platooning, as a prodrome of autonomous driving for heavy vehicles. Such a system leads to benefits in terms of traffic efficiency, safety and fuel consumption. It is recognized that the user benefits from a system only if he does not perceive it as a threat or as a inconvenience, but on the contrary trusts it. Road tests monitored the psychophysical state of the driver in manual driving; also with regard to automatic driving (and truck platooning) there is a vast literature, with tests in a simulated environment. The present paper deepens this aspect, to date less investigated, investigating the psychophysical state of drivers during real driving tests in truck platooning. According to the industry literature, the peaks in the LF/HF parameter can be associated with feelings of discomfort: their occurrence may indicate whether the psychophysical state of the drivers is influenced by the different phases of driving in platoon and by particular situations. A fast and replicable method was defined to monitor and process the HRV (Heart Rate Variability) physiological parameter and the LF/HF ratio, based on the use of commercial smartwatches with low costs. An experimental activity, carried out as part of the European project C-Roads, allowed the collection of the physiological parameters of the two drivers and the technical data relating to the condition of the vehicles in platoon. In general, the correlation between the two data sets revealed that both drivers were not negatively affected by driving in platoon. The monitoring of the Follower driver, compared to the Leader, showed a higher level of stress, due to the lack of longitudinal control of the vehicle and the decelerations imposed by the system. Always referring to the Follower, 80% of the peaks were associated with specific situations: variation of the interveicular distance, plano-altimetric trace, maneuver of formation/disaggregation of the platoon. The method has proven to be reliable and can be applied in investigating the influence of C-ITS on the driver or in extensive data collection for a safety analysis.

Il mondo dei trasporti e della logistica sta assistendo a cambiamenti importanti e anche i truck manufacters stanno investendo in soluzioni innovative come il truck platooning, inteso come prodromo della guida autonoma per i veicoli pesanti. Tale sistema porta a benefici in termini di efficienza del traffico, sicurezza e consumo di carburante. È riconosciuto che l’utente fruisce di un sistema solamente se non lo percepisce come una minaccia o fastidio, ma al contrario ne ha fiducia. Prove su strada hanno monitorato lo stato psicofisico del conducente in guida manuale; anche per quanto riguarda la guida automatica (e il truck platooning) esiste una vasta letteratura, con test in ambiente simulato. Il presente elaborato approfondisce questo aspetto, ad oggi meno investigato, indagando lo stato psicofisico dei conducenti durante reali test di guida in truck platooning. Secondo la letteratura di settore, i picchi nel parametro LF/HF possono essere associati a sensazioni di disagio: il loro verificarsi può indicare se lo stato psicofisico dei conducenti sia influenzato dalle diverse fasi della guida in platoon o da particolari situazioni. Si è definito un metodo speditivo e replicabile per monitorare ed elaborare il parametro fisiologico HRV (Heart Rate Variability) e il rapporto LF/HF, basato sull’utilizzo di smartwatches commerciali con costi contenuti. Un’attività sperimentale, effettuata nell’ambito del progetto europeo C-Roads, ha permesso la raccolta dei parametri fisiologici dei due driver e dei dati tecnici relativi alla condizione dei veicoli in platoon. In generale la correlazione tra i due gruppi di dati ha rivelato come entrambi i conducenti non abbiano risentito negativamente della guida in platoon. Il monitoraggio del conducente Follower, rispetto al Leader, ha evidenziato un maggior livello di stress, riconducibile al mancato controllo longitudinale del veicolo e alle decelerazioni imposte dal sistema. Sempre riferendosi al Follower, l’80% dei picchi è stato associabile a situazioni specifiche: variazione della distanza interveicolare, tracciato plano-altimetrico, manovra di formazione/disaggregazione del platoon. Il metodo si è rivelato affidabile e può trovare applicazione nell’indagare l’influenza dei C-ITS sul conducente o in un’ampia raccolta dati per un’analisi di sicurezza.

Analisi del livello di stress del conducente durante la guida in truck platooning

Zecchini, Marta
2020/2021

Abstract

The world of transport and logistics is witnessing major changes and truck manufacturers are also investing in innovative solutions such as truck platooning, as a prodrome of autonomous driving for heavy vehicles. Such a system leads to benefits in terms of traffic efficiency, safety and fuel consumption. It is recognized that the user benefits from a system only if he does not perceive it as a threat or as a inconvenience, but on the contrary trusts it. Road tests monitored the psychophysical state of the driver in manual driving; also with regard to automatic driving (and truck platooning) there is a vast literature, with tests in a simulated environment. The present paper deepens this aspect, to date less investigated, investigating the psychophysical state of drivers during real driving tests in truck platooning. According to the industry literature, the peaks in the LF/HF parameter can be associated with feelings of discomfort: their occurrence may indicate whether the psychophysical state of the drivers is influenced by the different phases of driving in platoon and by particular situations. A fast and replicable method was defined to monitor and process the HRV (Heart Rate Variability) physiological parameter and the LF/HF ratio, based on the use of commercial smartwatches with low costs. An experimental activity, carried out as part of the European project C-Roads, allowed the collection of the physiological parameters of the two drivers and the technical data relating to the condition of the vehicles in platoon. In general, the correlation between the two data sets revealed that both drivers were not negatively affected by driving in platoon. The monitoring of the Follower driver, compared to the Leader, showed a higher level of stress, due to the lack of longitudinal control of the vehicle and the decelerations imposed by the system. Always referring to the Follower, 80% of the peaks were associated with specific situations: variation of the interveicular distance, plano-altimetric trace, maneuver of formation/disaggregation of the platoon. The method has proven to be reliable and can be applied in investigating the influence of C-ITS on the driver or in extensive data collection for a safety analysis.
GANDINI, PAOLO
ING I - Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
7-ott-2021
2020/2021
Il mondo dei trasporti e della logistica sta assistendo a cambiamenti importanti e anche i truck manufacters stanno investendo in soluzioni innovative come il truck platooning, inteso come prodromo della guida autonoma per i veicoli pesanti. Tale sistema porta a benefici in termini di efficienza del traffico, sicurezza e consumo di carburante. È riconosciuto che l’utente fruisce di un sistema solamente se non lo percepisce come una minaccia o fastidio, ma al contrario ne ha fiducia. Prove su strada hanno monitorato lo stato psicofisico del conducente in guida manuale; anche per quanto riguarda la guida automatica (e il truck platooning) esiste una vasta letteratura, con test in ambiente simulato. Il presente elaborato approfondisce questo aspetto, ad oggi meno investigato, indagando lo stato psicofisico dei conducenti durante reali test di guida in truck platooning. Secondo la letteratura di settore, i picchi nel parametro LF/HF possono essere associati a sensazioni di disagio: il loro verificarsi può indicare se lo stato psicofisico dei conducenti sia influenzato dalle diverse fasi della guida in platoon o da particolari situazioni. Si è definito un metodo speditivo e replicabile per monitorare ed elaborare il parametro fisiologico HRV (Heart Rate Variability) e il rapporto LF/HF, basato sull’utilizzo di smartwatches commerciali con costi contenuti. Un’attività sperimentale, effettuata nell’ambito del progetto europeo C-Roads, ha permesso la raccolta dei parametri fisiologici dei due driver e dei dati tecnici relativi alla condizione dei veicoli in platoon. In generale la correlazione tra i due gruppi di dati ha rivelato come entrambi i conducenti non abbiano risentito negativamente della guida in platoon. Il monitoraggio del conducente Follower, rispetto al Leader, ha evidenziato un maggior livello di stress, riconducibile al mancato controllo longitudinale del veicolo e alle decelerazioni imposte dal sistema. Sempre riferendosi al Follower, l’80% dei picchi è stato associabile a situazioni specifiche: variazione della distanza interveicolare, tracciato plano-altimetrico, manovra di formazione/disaggregazione del platoon. Il metodo si è rivelato affidabile e può trovare applicazione nell’indagare l’influenza dei C-ITS sul conducente o in un’ampia raccolta dati per un’analisi di sicurezza.
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