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Automatisation, automation et modélisation du comportement du conducteur
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I.‘apprentrssage de ia conduite est l’un des exemples les plus connus d’acquisition et d’automati. sation d’une habilete dans la littera ture de psychologie cognitive. L’utilisation des comrnandes du vehicule fait d’abord appel a toutes nos capacites, puis petit a petit se developpent des routines automatiques per mettant de consacrer plus de temps a la maitrise du trafic. En m8me
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MOD~LlSATlON “I .
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temps, les strategies d’expioration visuelles et de maintien de trajectoi-re s’ameliorent et les conducteurs apprennent a mieux anticiper et ma?triser ies situations critiques. Globalement, il semble qu’un changement important intervienne dans Ies habiletes cognitives entre les mille premiers et les dix milk kilometres parcourus. Avec la pratique, la conduite demande moins de res-
sources, moins d’efforts. devient plus facile et plus sfire, laissant plus de temps au conducteur. C’est exactement ainsi que l’automatisation est definie dans ie comportement humain. L’aide intelligente, automatisee: laisse egalement plus de temps au conducteur. Une automatisation accrue du systeme de transport rou
RECHLRCHI TRANSPORTS 5iCURll$
N” bb JANVIH-MAKS
2000
tier semble necessaire pour accro7tre la fluidite et la securite du trafic sur un reseau routier et autoroutier de plus en plus frequent& Les scenarios developpes pour l’aide automatisee au conducteur comprennent les systemes de navigation avancee, d’evitement de collision et de controle du vehicule ainsi que la detection de la somnolence et les systemes d’alerte. Tous ces systemes ont differents effets sur Ie controle attentionnel du conducteur surtout en termes de gestion des taches en temps partage et de possibilites de controle. Ce sont s&out les mesures techniques aidant le conducteur a ma%+ ser de facon continue la trajectoire et la distance intervehiculaire qui augmentent les occasions de partager son temps entre les activites directement liees a la conduite et les autres activites. Fournir en continu au conducteur un signal d’alarme ou un autre type d’aide en cas de besoin de rectification de la trajectoire garantit I’utilisation d’un temps de stirete pour les autres activites a l’interieur du vehicule. On peut s’attendre a ce que cette aide en continu allonge ie temps total que le conducteur consacre aux taches internes au vehicule. L’aide continue de guidage lateral et longitudinal risque de generer un probleme bien connu dans I’aviation, celui de l’operateur hors de la boucle de contrble, ce qui pourrait avoir des effets negatifs sur le niveau de vigilance. On consider-e generalement qu’un systeme adequat d’aide au conducteur doit s’appuyer sur un modele de conduite de reference auquel on compare le comportement reel du conducteur. Au lieu de developper des systernes pour des dizaines de taches differentes in&ant de nom breux parametres, et de construire a grands frais des systtmes d’information specifiques sur l’ensemble du reseau, il est tentant de rechercher une variable generafe de controle qui pourrait servir de base & la fois pour une theorie g&&ale du comportement du conducteur et pour des solu-
tions pratiques ou techniques de conception du systeme routier et de vehicules intelligents. Les mesures a base de temps ont 6te proposees et test&es pour les tsches de controle fondamentales comme le maintien de la trajectoire et de la distance intervehiculaire (Timeto-line crossing et Time-to-collision). Elles s’appliquent aussi a des taches de controle plus discretes comme la negotiation de virage 1et l’evitement de collision. Les mesures a base de temps s’appliquent aussi pour la modelisation du comportement d’arret, l’acceptation des intervalles et la gestion des Gches en temps partage dans la circulation. Elles semblent, de plus, 6tre techniquement faisables dans les applications SK. Mais ces mesures sont-elles fondees psychologiquement pour l’introduction d’un modele humain dans un vehicule intelligent ? En fait, le conducteur peut 8tre consider6 comme Btablissant des marges de securiti! autour de lui, ces marges etant mesurees, soit en temps, soit en distance. Le concept de marge de securiti! permet de conceptualiser la &he de conduite comme une serie de sous-modeles (largement automatiques et paralleles). Le concept de marges de temps a egalement un lien direct avec le concept de charge mentale. D’apres le modele de Hancock et Caird [1993], qui predit que la charge mentale augmente au fur et a mesure que ie temps pour I’action diminue, les marges de temps peuvent 6tre considerees comme un reflet de la charge de travail. Si un conducteur experiment4 conduit a une vitesse convenable dans des conditions parfaites, il dispose de beaucoup de temps, ne ressent pas de charge subjective, et iI peut facilement partager son temps entre la conduite et des taches supplementaires. Quand la largeur de route diminue ou que la courbure augmente, le conducteur doit faire plus d’efforts pour maintenir sa trajectoire, ce qui implique plus de charge de
travail ou la necessite de ralentir. Sur route mouillee par temps de pluie et de nuit, le manque de visibilite diminue l’anticipation, reduit le temps subjectif disponible et le conducteur se sent aiors incertain et en charge elevee. De m&me, quand la complexite de l’environnement augmente, par exemple quand le conducteur entre dans un village, il doit partager son temps entre la signalisation, les pietons et les autres vehicules. Souvent le temps lui manque et il ressent une forte charge de travail. Les concepts de marges de temps sont done pertinents a la fois du point de vue du comportement humain et des applications SIT. Cependant, il existe una variabilite interindividuelle importante dans la population des conducteurs. Un vehicule intelligent pourrait lire le style de conduite du conducteur a partir de son comportement habitue1 pour etablir les seuils de declenchement des systemes d’aide. Mais on ne sait pas si c’est une bonne strategie. L’aide adaptative individualisee signifie l’adaptation de la voiture intelligente au style de conduite reel du conducteur sur un continuum de conduite defensive/agressive. I1 est clair que les systemes d’aide au conducteur doivent 2tre adaptatifs par rapport a l’environnement routier et aux conditions meteorologiques, a la route et aux conditions de circulation, et aussi par rapport au niveau de competences notamment lors de la phase d’apprentissage. Cependant, compte tenu de l’objectif general de reduction de la variabilite dans le systeme de circulation. il ne faut peut-etre pas continuer 2 avoir des voitures agressives pour hommes jeunes et sur-df?,fensives pour femmes @@es sur les routes. L’optimisation des objectifs de societe doit guidq les developpemerits du systeme de transport rou tier, et il convient de preferer une strategic plus fixe pour l’aide intelligente au conducteur avec pour objectif d’homogeneiser le trafic et de promouvoir un style de conduite defensif, meme si cela nuit un peu au plaisir de conduire.
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sources, moins d’efforts. devient plus facile et plus sfire, laissant plus de temps au conducteur. C’est exactement ainsi que l’automatisation est definie dans ie comportement humain. L’aide intelligente, automatisee: laisse egalement plus de temps au conducteur. Une automatisation accrue du systeme de transport rou
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tier semble necessaire pour accro7tre la fluidite et la securite du trafic sur un reseau routier et autoroutier de plus en plus frequent& Les scenarios developpes pour l’aide automatisee au conducteur comprennent les systemes de navigation avancee, d’evitement de collision et de controle du vehicule ainsi que la detection de la somnolence et les systemes d’alerte. Tous ces systemes ont differents effets sur Ie controle attentionnel du conducteur surtout en termes de gestion des taches en temps partage et de possibilites de controle. Ce sont s&out les mesures techniques aidant le conducteur a ma%+ ser de facon continue la trajectoire et la distance intervehiculaire qui augmentent les occasions de partager son temps entre les activites directement liees a la conduite et les autres activites. Fournir en continu au conducteur un signal d’alarme ou un autre type d’aide en cas de besoin de rectification de la trajectoire garantit I’utilisation d’un temps de stirete pour les autres activites a l’interieur du vehicule. On peut s’attendre a ce que cette aide en continu allonge ie temps total que le conducteur consacre aux taches internes au vehicule. L’aide continue de guidage lateral et longitudinal risque de generer un probleme bien connu dans I’aviation, celui de l’operateur hors de la boucle de contrble, ce qui pourrait avoir des effets negatifs sur le niveau de vigilance. On consider-e generalement qu’un systeme adequat d’aide au conducteur doit s’appuyer sur un modele de conduite de reference auquel on compare le comportement reel du conducteur. Au lieu de developper des systernes pour des dizaines de taches differentes in&ant de nom breux parametres, et de construire a grands frais des systtmes d’information specifiques sur l’ensemble du reseau, il est tentant de rechercher une variable generafe de controle qui pourrait servir de base & la fois pour une theorie g&&ale du comportement du conducteur et pour des solu-
tions pratiques ou techniques de conception du systeme routier et de vehicules intelligents. Les mesures a base de temps ont 6te proposees et test&es pour les tsches de controle fondamentales comme le maintien de la trajectoire et de la distance intervehiculaire (Timeto-line crossing et Time-to-collision). Elles s’appliquent aussi a des taches de controle plus discretes comme la negotiation de virage 1et l’evitement de collision. Les mesures a base de temps s’appliquent aussi pour la modelisation du comportement d’arret, l’acceptation des intervalles et la gestion des Gches en temps partage dans la circulation. Elles semblent, de plus, 6tre techniquement faisables dans les applications SK. Mais ces mesures sont-elles fondees psychologiquement pour l’introduction d’un modele humain dans un vehicule intelligent ? En fait, le conducteur peut 8tre consider6 comme Btablissant des marges de securiti! autour de lui, ces marges etant mesurees, soit en temps, soit en distance. Le concept de marge de securiti! permet de conceptualiser la &he de conduite comme une serie de sous-modeles (largement automatiques et paralleles). Le concept de marges de temps a egalement un lien direct avec le concept de charge mentale. D’apres le modele de Hancock et Caird [1993], qui predit que la charge mentale augmente au fur et a mesure que ie temps pour I’action diminue, les marges de temps peuvent 6tre considerees comme un reflet de la charge de travail. Si un conducteur experiment4 conduit a une vitesse convenable dans des conditions parfaites, il dispose de beaucoup de temps, ne ressent pas de charge subjective, et iI peut facilement partager son temps entre la conduite et des taches supplementaires. Quand la largeur de route diminue ou que la courbure augmente, le conducteur doit faire plus d’efforts pour maintenir sa trajectoire, ce qui implique plus de charge de
travail ou la necessite de ralentir. Sur route mouillee par temps de pluie et de nuit, le manque de visibilite diminue l’anticipation, reduit le temps subjectif disponible et le conducteur se sent aiors incertain et en charge elevee. De m&me, quand la complexite de l’environnement augmente, par exemple quand le conducteur entre dans un village, il doit partager son temps entre la signalisation, les pietons et les autres vehicules. Souvent le temps lui manque et il ressent une forte charge de travail. Les concepts de marges de temps sont done pertinents a la fois du point de vue du comportement humain et des applications SIT. Cependant, il existe una variabilite interindividuelle importante dans la population des conducteurs. Un vehicule intelligent pourrait lire le style de conduite du conducteur a partir de son comportement habitue1 pour etablir les seuils de declenchement des systemes d’aide. Mais on ne sait pas si c’est une bonne strategie. L’aide adaptative individualisee signifie l’adaptation de la voiture intelligente au style de conduite reel du conducteur sur un continuum de conduite defensive/agressive. I1 est clair que les systemes d’aide au conducteur doivent 2tre adaptatifs par rapport a l’environnement routier et aux conditions meteorologiques, a la route et aux conditions de circulation, et aussi par rapport au niveau de competences notamment lors de la phase d’apprentissage. Cependant, compte tenu de l’objectif general de reduction de la variabilite dans le systeme de circulation. il ne faut peut-etre pas continuer 2 avoir des voitures agressives pour hommes jeunes et sur-df?,fensives pour femmes @@es sur les routes. L’optimisation des objectifs de societe doit guidq les developpemerits du systeme de transport rou tier, et il convient de preferer une strategic plus fixe pour l’aide intelligente au conducteur avec pour objectif d’homogeneiser le trafic et de promouvoir un style de conduite defensif, meme si cela nuit un peu au plaisir de conduire.