* * * DI: )Ç94;? TNO-rapport TM-98-0045 titel Ergonomie van de On-Board Unit: Gebruikersaspecten van het rekeningrij den [Eindrapport] TNO Technische Menskunde auteurs Kampweg 5 H.A.M. Daanen (red.), P.M. van Bergem, R.E. Bronkhorst, 3769 ZG Soesterberg N.J. Delleman, D. van Leeuwen, P. van Lingen, D.S.C. Telefoon 0346 35 62 11 Osinga, A.J.K. Oudenhuijzen, P.A.J. Punte en J.W. van Fax 0346 35 39 77 Rhijn datum 31 augustus 1998 Alle rechten voorbehouden, Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor onderzoeksopdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan. opdrachtgever: aantal pagina's: Ministerie van Verkeer en Waterstaat Adviesdienst Verkeer en Vervoer Postbus 1031 3000 BA ROTTERDAM 73 1998 TNO TNO Technische Menskunde is onderdeel van TNO Defensieonderzoek waartoe verder behoren: TNO Fysisch en Elektronisch Laboratorium TNO Prins Maurits Laboratorium Nederlandse Organisatie voor toegepastnatuurwetenschappeliik onderzoek TNO
3 INHOUD Blz. SAMENVATTING 5 SUMMARY 7 1 INLEIDING 9 2 FUNCTIES VAN DE OBU 10 2.1 Randvoorwaarden 10 2.2 Scenario 10 3 TERUGKOPPELING VAN INFORMATIE 13 3.1 Auditieve terugkoppeling 15 3. 1.1 Soorten auditieve terugkoppeling 15 3.1.2 Akoestische eisen van de signalen 15 3. 1.3 Geluidssignalen 16 3.1.4 Spraaksignalen 17 3.1.5 Algemene overwegingen 18 3.2 Visuele terugkoppeling 18 3.2.1 Soorten van visuele informatiepresentatie 18 3.2.2 Eisen te stellen aan visuele informatiepresentatie 19 3.3 Wanneer auditieve en wanneer visuele terugkoppeling? 26 4 BEDIENING OBU 27 4.1 Bedieningstaken 27 4.2 Bedieningsorganen 28 4.2.1 Vorm en plaatsing 28 4.2.2 Insteekopening voor de chipkaart 29 4.2.3 Mogelijke toepassing van spraakherkenning 30 4.3 Montage en herbevestiging 31 5 BEREIKBAARHEID EN ZICHTBAARHEID OBU 32 5. 1 Inleiding 32 5.2 Methode 32 5.2.1 Gebruikerspopulatie 33 5.2.2 Metingen 35 5.3 Resultaten en discussie 36 5.4 Conclusies en aanbevelingen 37
4 INHOUD (vervolg) Blz. 6 GEBRUIKERS-BEVINDINGEN 38 6.1 Inleiding 38 6.2 Vragenlijst 38 6.3 Resultaten labtest 39 6.3.1 Visuele OBU 39 6.3.2 Auditieve OBU 39 6.3.3 Manuele OBU 40 6.3.4 Vergelijking van de 3 gebruikte OBU's 40 6.4 Resultaten veldtest 41 6.4.1 Vragen gesteld aan alle proefpersonen 41 6.4.2 Visuele OBU 42 6.4.3 Manuele OBU 42 6.4.4 Auditieve OBU 43 6.5 Conclusies en aanbevelingen 44 7 RÉSUMÉ 45 REFERENTIES 46 BIJLAGE A Antropometrische data van toegepaste manikins 49 BIJLAGE B Resultaten reik- en zichtanalyse 52 BIJLAGE C Vragenlijsten 60
5 Rap.nr. TM-98-0045 TNO Technische Menskunde Soesterberg Ergonomie van de On-Board Unit: Gebruikersaspecten van het rekemngrijden H.A.M. Daanen (red.), P.M. van Bergem, R.E. Bronkhorst, N.J. Delleman, D. van Leeuwen, P. van Lingen, D.S.C. Osinga, A.J.K. Oudenhuijzen, P.A.J. Punte en J.W. van Rhijn SAMENVATTING Ï In Nederland is de invoering van het rekeningrjden in voorbereiding. Tijdens de spits gaat de automobilist op een aantal filegevoelige wegen rond de vier grote steden elektronisch een heffing betalen. In de auto wordt hiertoe een klein elektronisch apparaat achter de voorruit aangebracht, de zogenaamde on-board unit of OBU. In deze OBU kan een chipkaart gestoken worden. Bij het registratiepunt wordt dan automatisch een bedrag van het saldo van de chipkaart afgetrokken. Bij niet-betaling (b.v. door onvoldoende saldo) wordt het kenteken van de auto geregistreerd. De Adviesdienst Verkeer en Vervoer (AVV) heeft TNO-TM en NIA TNO gevraagd om eindspecificaties op te stellen voor de OBU ten aanzien van de ergonomie. In dit rapport wordt verslag gedaan van de resultaten. Eerst zijn de randvoorwaarden en mogelijke scenario's voor OBU-gebruik in overleg met AVV vastgelegd. Daarna werd ingegaan op waarnemingsaspecten (zichtbaarheid, kleurgebruik, afleesbaarheid, hoorbaarheid, herkenbaarheid), mens-machine interface aspecten (informatie-complexiteit, verwachtingspatroon) en bedieningsaspecten (bereikbaarheid, toetsgrootte en -spreiding, (de)montage-gemak). Er is gebruik gemaakt van beschikbare normen en literatuur, kennis bij TNO-specialisten, gegevens uit een computeranalyse van bereikbaarheid en uitzicht, en van enquete-gegevens die verzameld zijn bij een laboratoriumproef en een rijproef met de OBU. Belangrijk is dat de OBU zo min mogelijk interfereert met de rijtaak, en informatie van de OBU zich niet opdringt aan de chauffeur. Toch stelt de chauffeur prijs op enige informatie over saldo en transactie. Deze informatie dient bij voorkeur visueel te zijn, en tenminste 10 seconden zichtbaar. De informatie-weergave dient te voldoen aan ISO-normen 9241 en 13406. Bij LCD-displays is een anti-reflectiecoating erg effectief om hinderlijke spiegelingen tegen te gaan. Om (veranderingen in) visuele informatie aan te kondigen is een auditief signaal van 55-90 db aan te bevelen. Het volume dient aangepast te zijn aan het omgevingsgeluid. Om visuele informatie op te vragen kan gebruik worden gemaakt van spraakherkenning of een drukknop op de OBU. Bij spraakherkenning moet het aantal commando's minimaal zijn, en aandacht worden besteed aan het voorkomen van onbedoelde activatie door de radio. Bij gebruik van
een knop moet de positionering zodanig zijn dat de veiligheid niet nadelig wordt beïnvloed. De drukkracht en afmetingen van de knop dienen aan strikte voorwaarden te voldoen. De proefpersonen verschillen sterk van mening over de voorkeurslokatie van de OBU. De / computeranalyse geeft aan dat plaatsing op het dashboard onmogelijk is. Plaatsing tegen de bovenrand van de voorruit kan wel. Bij personenauto's kan dit boven de binnenspiegel, bij MPV's echter zit deze buiten het bereik en kan de OBU aan de linkerbovenzijde worden geplaatst. In alle gevallen valt de OBU goed in het gezichtsveld. Het inschuiven van de chipkaart dient, uitgaande van een doosvormige OBU, geplaatst bij de binnenspiegel, bij voorkeur te geschieden aan de voor-/onderzijde met de kaart horizontaal, of aan de voor-/linkerzijde met de kaart verticaal. De informatie is zodanig opgesteld dat de fabrikanten van het rekeningrijden-systeem hun producten kunnen toetsen aan de richtlijnen en eisen die in dit rapport worden genoemd. TNO kan vervolgens onpartijdig nagaan of de ontwerpen, prototypes of eindprodukten voldoen aan normen of richtlijnen en welk produkt het meest geschikt is.
7 Rep.No. TM-98-0045 TNO Human Factors Research Institute Soesterberg, The Netherlands Ergonomics of the On-Board Unit H.A.M. Daanen (red.), P.M. van Bergem, R.E. Bronkhorst, N.J. Delleman, D. van Leeuwen, P. van Lingen, D.S.C. Osinga, A.J.K. Oudenhuijzen, P.A.J. Punte and J.W. van Rhijn SUMMARY In The Netherlands the introduction of automatic toll clearance is under preparation. During rush hours the driver has to pay a fee at predefined locations in the neighbourhood of the four large cities. For this purpose, a small e!ectronic device is located behind the wind shield mirror, called the On-Board Unit or OBU. A chip card can be inserted in the OBU. At the registration point a certain amount of money will be deducted from the account automatically. When the payment fails (for instance due to insufficient credit) the licence plate of the car will be photographed. The Advisory Board Traffic and Transport (AVV) asked TNO to formulate specifications for the OBU regarding ergonomics. The resu!ts are given in this report. The conditions and scenario's of OBU use were described in joint effort with the AVV. Hereafter, the perception aspects (visibility, use of colour, auditive perception, recognisability), man-machine interface aspects (information complexity, expectations) and contro! aspects (reach ability, key size and arrangement, (de)mounting of the OBU) were covered. Available standards and literature were used, as well as know!edge of TNO specia!ists, computer analysis of reach and vision and inquiry data gathered after a laboratory and field study using the OBU. It is important that the OBU does not interfere with the driving task and that the OBU information is not forced onto the driver. Still, the driver desires some information on balance and transaction. This information should preferably be visual and last at least 10 seconds. The information presentation shou!d be in accordance with ISO 9241 and 13406. Anti-reflective coating of LCD-displays is very effective to reduce glare. An auditive signal of 55-90 db is recommended to warn for (changing) visua! information. The vo!ume should be adjusted to ambient noise. Speech recognition or a push button may be used to to retrieve visual information on demand. For speech recognition, the number of commands shou!d be minimal and attention should be payed to prevent accidental activation of the system through the radio. The push button should be located in such a way that driving safety is guaranteed. The push force and dimensions should follow strict requirements. The subjects' opinions varied wide!y regarding the preferred location of the OBU. The computer analysis showed that locating the OBU on the dash board is impossib!e. Locating the
OBU against the upper rim of the glare shield is possible. In passenger cars this can be done above the rear view mirror. In MPV's, however, this location is out of reach. Here, the OBU can be located on the upper left spot of the wind shield. In all cases, the OBU is in the vision field. Entering the chip card in a box-shaped OBU, positioned near the rear-view mirror, should preferably be done horizontally in the front/bottom part, or vertically on the front/left side of itiaui The information is specified in such a way that manufacturers of OBUs can compare their products to the requirements and guidelines in this report. Consequently, TNO can check without prejudice if the designs, prototypes or products meet the standards or guidelines and can determine which product is most suited.
1 INLEIDING In Nederland is de invoering van het rekeningrjden in voorbereiding. Tijdens de ochtendspits gaat de automobilist op een aantal filegevoelige wegen rond de vier grote steden elektronisch een heffing betalen. In de auto wordt hiertoe een klein elektronisch apparaat achter de voorruit aangebracht, de zogenaamde On-Board Unit of OBU. In deze OBU kan een chipkaart gestoken worden. Bij het registratiepunt wordt dan automatisch een bedrag van het saldo van de chipkaart afgetrokken. Bij niet-betaling (b.v. door onvoldoende saldo) wordt het kenteken van de auto geregistreerd. Aan TNO Technische Menskunde (TNO-TM) en het Nederlands Instituut voor Arbeid TNO (NIA TNO) is door de Adviesdienst Verkeer en Vervoer (AVV) van het Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat (Ministerie van Verkeer en Waterstaat) gevraagd gezamenlijk de ergonomie van de OBU (werkpakket 5 van het onderzoeksprogramma Gebruikersaspecten OBU) te onderzoeken. Veiligheidsaspecten van de OBU zijn parallel aan dit project onderzocht in afzonderlijke studies (Oving & Van Winsum, 1998; Van Winsum & Claessens, 1998). Doel van de studie is om voorstellen te doen voor eindspecificaties voor de OBU ten aanzien van de ergonomie. Hieraan zitten waarnemingsaspecten (zichtbaarheid, kleurgebruik, afleesbaarheid, hoorbaarheid, herkenbaarheid), mens-machine interface aspecten (informatiecomplexiteit, verwachtingspatroon) en bedieningsaspecten (bereikbaarheid, toetsgrootte en -spreiding, (de)montage-gemak). Het werkpakket is opgedeeld in twee fasen. Over de eerste fase is gerapporteerd door Daanen e.a. (1998). Over de resultaten van de eerste en tweede fase wordt in dit eindrapport gerapporteerd. In hoofdstuk 2 van dit eindrapport worden de uitgangspunten en mogelijke scenario's van het gebruik van de OBU beschreven. In hoofdstuk 3 wordt ingegaan op de auditieve en visuele feedbackmogelijkheden en aan de eisen waaraan deze feedback moet voldoen. In hoofdstuk 4 wordt ingegaan op de bedieningsmogelijkheden van de OBU en op de eisen waaraan de bedieningsmiddelen moeten voldoen. In hoofdstuk 5 wordt de analyse van de bereikbaarheid en zichtbaarheid van de OBU besproken. In hoofdstuk 6 worden indicatief de bevindingen van gebruikers weergegeven. In hoofdstuk 7 worden de conclusies van dit onderzoek geschreven.
10 2 FUNCTIES VAN DE OBU Over de functionaliteiten van de OBU zijn nog geen definitieve beslissingen genomen. Parallel aan dit onderzoek naar de ergonomie van de OBU loopt een onderzoek naar de functionaliteit van de OBU en een onderzoek naar de veiligheidsaspecten van de OBU. Daarom is gekozen om uit te gaan van enkele randvoorwaarden en van een scenario. 2.1 Randvoorwaarden De randvoorwaarden zijn in overleg met de Adviesdienst Verkeer en Vervoer opgesteld. Ze luiden als volgt: - er is enige vorm van terugkoppeling saldo/transactie; - de locatie van de OBU is rondom de spiegel in de auto, linksboven op de voorruit of op het dashboard; - er wordt alleen uitgegaan van personenauto's; - het opwaarderen gebeurt nooit rijdend; - de OBU heeft een eigen voeding; - de chip card heeft de afmetingen van een credit card; - gehandicapten worden niet betrokken in de ergonomische analyse. 2.2 Scenario Uitgaande van bovenstaande randvoorwaarden zijn er diverse mogelijkheden om de OBU te gebruiken. De OBU kan een zelfstandig kastje zijn (geïntegreerde OBU) of een kastje waarin een pas gestoken moet worden om te kunnen functioneren. De mogelijkheid bestaat om te verplichten om de pas in te voeren na het instappen in de auto, maar ook kan de mogelijkheid geboden worden om tijdens het rijden de pas in te voeren als een meetstation wordt genaderd. Dit laatste zal waarschijnlijk stuiten op problemen met het oog op de verkeersveiligheid, maar wellicht kan dit worden ondervangen door voorafgaand aan het meetstation de mensen de gelegenheid te bieden zich er op voor te bereiden. Te denken valt aan een afslag met parkeerplaats waar mensen ook hun pasje of OBU kunnen opwaarderen indien dat nodig is. Hiervoor is dan een vooraankondiging nodig, die op de OBU gegeven zou kunnen worden. De vooraankondiging heeft als voordeel dat de mensen op een hoger activatieniveau worden gebracht en daardoor beter op gaan letten bij het meetpunt. In het meest simpele scenario stapt iemand in de auto met een geïntegreerde OBU en rijdt zijn route waarbij alleen feedback wordt gegeven bij het meetpunt als hij of zij onvoldoende saldo heeft. In een complexer scenario stapt iemand in de auto, wordt de komst van een meetunit aangegeven op de OBU waarop het pasje wordt ingeschoven (en indien nodig opgewaardeerd in een naast de snelweg gelegen opwaardeerstation), en wordt aangegeven wat er af gaat en het nieuwe saldo is.
11 In onderstaand scenario zijn verschillende stadia te onderscheiden waarbij ergonomische aspecten een rol spelen: De montage van de OBU. Hiervoor zijn van belang: goede bevestigingsinstructies; foutvrje montage e.d. Pasje in gleuf schuiven. Hiervoor zijn van belang: goede bereikbaarheid van OBU in elke auto; eenvoudig in kunnen schuiven van pasje; terugkoppeling of pasje er goed in zit. De informatie op de OBU bij de (eventuele) vooraankondiging. Hiervoor zijn van belang: modaliteit van de algemene informatie (geluid, beeld), soort informatie (saldo, af te schrijven bedrag etc.), De informatie op de OBU tijdens of kort na het meetstation. Hiervoor zijn van belang: modaliteit van de informatie (geluid, beeld), soort informatie (saldo, afgeschreven bedrag, transactie gelukt of niet). Uitnemen pasje of afnemen OBU. Hiervoor is van belang: goede bereikbaarheid, foutvrj functioneren. Naast deze vaste momenten in het rijden, kan op een willekeurig moment tijdens het rijden worden gecontroleerd: - het saldo, - de tijd, - of de OBU functioneert (batterij bijna leeg, kaart vergeten in te schuiven), - of de displayverlichting werkt. Deze informatie kan op drie manieren worden verstrekt: - continu - autonoom op bepaalde momenten - op aanvraag. Het scenario staat in Figuur 1 in de vorm van een stroomdiagram weergegeven.
12 Montage - IVIUI1Lt 'N. OBU ja Schuif pas in sleuf. Instappen geintegreerde nee Moet pas Info op OBU: pasje pas? erin? goed? ja nee Op weg naar bestemming Tussentijdse informatie op OBU Vooraankondiging Wordt meting aangekondigd op OBU? ja nee i Eventueel pas inschuiven. Info op OBU of langs de weg voldoende ja nee a 1 Opwaarderen -» van saldo op 1 aparte plaats Passage meetunit Met Meetunit J Info op OBU of onvoldoende 1 langs deweg saldo verder Uitstappen Pasje of OBU uitnemen. Info op OBU Fig. 1 Stroomdiagram met de mogelijke processen tijdens rekeningrjden.
13 3 TERUGKOPPELING VAN INFORMATIE Informatie kan op twee manieren worden teruggekoppeld aan de chauffeur: auditief en visueel. Tactiele terugkoppeling is in principe ook mogelijk, maar lijkt in dit verband niet zo reëel omdat dan een fysieke verbinding met de bestuurder gemaakt moet worden. Eerst wordt de auditieve terugkoppeling besproken en daarna visuele terugkoppeling. Op de volgende momenten is er bij het gebruik van de OBU sprake van terugkoppeling van informatie: Invoeren van pas in OBU; Vooraankondiging van de meetunit; Uitvoering van transactie; Uitnemen van pas uit OBU; Een willekeurig moment tijdens de rit. De informatie die op de verscheidene momenten kan worden gegeven is (met tussen haakjes de optionele informatie): bijl) a) Pas is goed ingevoerd. b) Er is... gulden saldo. bij 2) a) Er komt een meetpunt. De kosten van het naderende meetpunt. Er is voldoende saldo (namelijk:... gulden). Er is onvoldoende saldo (... te weinig) of de kaart zit er niet in. Er zijn geen kosten bij het meetpunt (vanwege...). bij 3) a) De transactie is gelukt. b) De transactie is mislukt, (omdat...). b) Er is geen transactie noodzakelijk. bij 4) a) Deze rit heeft... gulden gekost. b) Er is... gulden saldo. bij 5) a) Pas is niet ingevoerd. Er is... gulden saldo. De laatste transactie kostte... gulden + informatie over voorgaande transacties. OBU werkt niet, batterijen bijna leeg. De teruggekoppelde informatie kan een signalerend of informatief karakter hebben. In Tabel T staat de terugkoppeling ingedeeld. Tevens is vermeld wat de meest geschikte wijze is om de informatie tijdens het rijden terug te koppelen en of de beste manier van terugkoppe-
14 ling visueel (V), auditief (A) of tactiel (T) is. De eerste letter geeft de meest gewenste terugkoppelingsmodaliteit aan. De opvraagbaarheid is alleen ingevuld voor 5a t/m 5d omdat dit de situatie betreft waarin men tijdens de rit informatie op vraagt. Tabel 1 Auditieve en visuele informatie op de OBU verdeeld naar informatie inhoud en opvraagbaarheid. De laatste kolom geeft de voorkeursmodaliteit. informatie (la) pas goed / fout ingevoerd informatie inhoud opvraagbaarheid visuele (V), auditieve (A) signalerend X informatief / inhoudelijk continu incidenteel autonoom incidenteel op verzoek (Ib) saldo X V er komt een meetpunt X AV kosten rit X V saldo informatie X V saldo te laag X AV geen kosten X V transactie gelukt X AV transactie mislukt X X AV (30 geen transactie nodig X V kosten rit X V saldo X V (5a) pas niet ingevoerd X X VA (5h) saldo X X V kosten laatste transactie X X V OBU werkt niet X X VA of tactiele (T) terugkoppeling TAV Op willekeurige momenten tijdens de rit kan de chauffeur informatie verkrijgen. De voorkeur gaat uit naar continue informatie over het functioneren van de OBU. Incidenteel autonome informatie wordt gewenst over de laatste transactie. Informatie op verzoek wordt gewenst van het resterend saldo en de voorgaande transacties (Verkeerskundig Studiecentrum, 1990). Uit Tabel 1 wordt duidelijk dat de experts aangeven dat signalerende informatie over het algemeen auditief van aard is, terwijl inhoudelijke informatie meestal visueel wordt aangegeven. Bij het foutief invoeren van het pasje kan tactiele informatie worden gegeven, met andere woorden een duidelijk voelbare invoerblokkade. Overigens is ergonomisch gezien de meest ideale situatie als het pasje in alle vier mogelijke invoerposities functioneert (magneetstrip boven en onder en aan de linker en rechterkant). In de praktijk leidt echter meestal maar één van de vier invoerrichtingen tot de gewenste activatie. Hierna worden de auditieve en visuele terugkoppeling in meer detail besproken.
15 3.1 Auditieve terugkoppeling 3.1.1 Soorten auditieve terugkoppeling Auditieve terugkoppeling kunnen we opsplitsen in twee hoofdvormen: Geluidssignalen ('sound-icons' ofwel 'earcons'), denk hierbij aan een korte toon of toonreeksen. Geluidssignalen duren kort en hebben een geringe informatie-inhoud. Ze zijn dan ook vooral geschikt voor eenvoudige signalering van het type 'de transactie is gelukt', of 'er is te weinig saldo'. De variëteit in geluidssignalen is beperkt. Daarom zouden alleen de belangrijkste vormen van informatie met geluidssignalen moeten worden geïmplementeerd. Denk hierbij aan 2c12d en 3a/3b. Spraak (Spraaksynthese). Spraaksignalen lenen zich vooral voor het doorgeven van variabele informatie, zoals 'er is nog 54 gulden beschikbaar op uw kaart' of 'het volgende toltraject kost zeven gulden'. In eerste instantie lijkt een spraaksignaal veel vriendelijker dan geluidssignalen. Deze perceptie kan echter wijzigen wanneer men iedere dag hetzelfde fragment hoort. In zo'n geval is een kortdurend piepje minder hinderlijk. 3.1.2 Akoestische eisen van de signalen Het is duidelijk, dat de signalen goed hoorbaar moeten zijn in vrijwel alle omstandigheden, maar niet hinderlijk luid moeten zijn. Omstandigheden die de hoorbaarheid kunnen verminderen zijn: motorlawaai en wind (hogere snelheden, oudere auto), rollawaai (ander wegdek), muziek (autoradio), spraak (passagiers, mobiele telefoon), neerslag. Derhalve kan het geluidsniveau in de auto ter plaatse van de bestuurder flink variëren bij verschillende omstandigheden, geschat wordt wel zo'n 20 db. Om hoorbaar te zijn, moet een signaal in het algemeen iets luider zijn dan het omgevingslawaai. Aan de andere kant mag het niet veel luider zijn, omdat het dan als hinderlijk wordt ervaren. Derhalve is er de eis: Eis 1: Het volume van het akoestische signaal moet zich automatisch aanpassen aan het omgevingslawaai. Dit kan, door met een test-microfoontje het omgevingslawaai te meten, vlak voordat een signaal wordt gegenereerd. Het omgevingslawaai moet spectraal worden gewogen (b.v. volgens de A-weging), zodat bijvoorbeeld minder hinderlijke lage frequenties, die in een rijdende auto in hoge niveau's aanwezig zijn, niet zwaar tellen.
16 Uit veiligheidsredenen moet er wel een maximum aan het niveau zijn, van 90 db(a) (NEN- EN 458, 1994). Om praktische redenen kan ook een minimum van 55 db(a) aangehouden worden. De gegevens stemmen overeen met ISO/FDIS 11429 (1996) en Interim Defence Standard 00-25 (1989). De Interim Defence Standard 00-25 (1989) zegt over het signaalniveau in Sectie 12.2: Het maximum niveau van signaal moet minder zijn dan 90 db(a), liefst 85 db(a), als het omgevingslawaai minder dan 50 db(a) is. En in Sectie 12.3: Het minimumniveau in deze lawaaiconditie is 65 db(a), met referentie naar ISO 7731 (1986). De Interim Defence Standard 00-25 (1989) geeft hier slechts een indicatie van signaalniveaus; in de auto is het niveau meestal meer dan 50 db(a). Het gaat ons niet om waarschuwingssignalen. Vervolgens zegt de Interim Defence Standard 00-25 (1989) in Sectie 13.2: In een lawaaiomgeving is het maximumniveau gelimiteerd door veiligheid, schrikreacties en vervorming. En in Sectie 13.3: Minimum niveau van het signaal in deze conditie is 15 db boven omgevingslawaai in 1 (liefst 3)1/3 octaafbanden (ISO 773 1;1986). Opmerking: Arbo-Informatieblad AI-4 (1998), artikel 6.8, meldt dat een werknemer niet mag worden blootgesteld aan een continu omgevingslawaai van 80 db(a), of momentane geluidsdrukken van 200 Pa. Bij blootstelling van 1 minuut per dag is een signaal maximaal 107 db, bij iedere verdubbeling in duur wordt deze grens 3 db lager. Het is onwaarschijnlijk dat deze niveaus noodzakelijk zijn om boven het autolawaai uit te komen. De Interim Defence Standard 00-25 (1989) zegt tevens in Sectie 14: Als er een handmatige volume-controle is, moet deze een minimum- en maximuminstelling hebben, die met de bovengenoemde criteria overeenstemmen. 3.1.3 Geluidssignalen In een breedbandig lawaaispectrum, zoals bij motorlawaai en windgeruis, kan een geluidssignaal in de vorm van een harmonische complexe toon eenvoudig worden waargenomen. In zulke gevallen is een signaal-ruis verhouding van 0 db ter plekke van de bestuurder voldoende (evenveel ruis als signaal). Om te voorkomen dat het toonsignaal toevallig wegvalt in niet-stationaire stoorbronnen (claxonnerende medeweggebruiker, muziek, telefoonbel) is het aan te raden om een pulserend of meertonig signaal te kiezen. Dit moet zich voldoende onderscheiden van andere veelvoorkomende geluidssignalen (radiopiepjes, telefoons, claxon). De tijdsduur van de tonen kan zeer kort zijn (twee maal 0,1 seconden). In het algemeen wordt een hoge/stijgende tonenreeks met succes geassocieerd, en een lage/dalende met een fout. De Interim Defence Standard 00-25 (1989) zegt hierover in Sectie 19: Signalen moeten dominant anders klinken dan andere geluiden, op het gebied van tenminste één van de navolgende aspecten:
17 - niveau in een bepaald deel van het spectrum - frequentiesamenstelling; - tijdspatroon. Daarnaast zegt de Interim Defence Standard 00-25 (1989) hierover in sectie 25.1: Bekende signalen zullen niet worden gebruikt met een andere bedoeling. Een extreem voorbeeld hiervan is: gebruik geen zwiepende sirene om 'OK' terug te koppelen. Eis 2: Bij een toonsignaal moet een signaal-ruisverhouding ter plaatse van de bestuurder worden bereikt tussen -5 en 5 db (A-gewogen). Zie Daanen en Van Lingen (1994) voor nadere toelichting van de weegtechnieken. De Interim Defence Standard 00-25 (1989) zegt in Sectie 4 1.2, tabel 1: Het niveau van het signaal moet in minstens één 1/3 octaafband 15 db hoger zijn dan het omgevingslawaai. De piek in het spectrum ligt liefst in een andere octaafband dan de piek in het spectrum van het omgevingslawaai. Eis 3: Een toonsignaal moet uit minstens twee tonen bestaan. Hoge tonen moeten 'succes' duiden (b.v. 'transactie geslaagd'), lage (of dalende) tonen moeten een fout duiden (b.v. 'transactie mislukt'). Eis 4: Een toonsignaal mag niet lijken op veelvoorkomende andere toonsignalen, zoals de claxon of de aankondigingstune van files op de radio. 3.1.4 Spraaksignalen Een spraaksignaal heeft in tegenstelling tot de meeste Geluidssignalen veel dynamiek, tot 30 db. Hoewel de meeste informatie tamelijk redundant van aard is, bevatten de bedragen die genoemd worden een relatief hoge informatiedichtheid. Om toch te kunnen garanderen dat de informatie goed overkomt, moet er een bepaald niveau van de spraakverstaanbaarheid zijn. Spraakverstaanbaarheid is objectief te uit te drukken in een STI-waarde (Speech Transmission Index). De meetmethode is beschreven in de literatuur, en is ook commercieel verkrijgbaar als softwarepakket. Een STI-waarde van minstens 0.6 garandeert goede verstaanbaarheid. Omdat we al eerder hebben gesteld dat het signaalniveau adaptief is, is het beter om deze STI-waarden te vertalen naar signaal-ruisverhoudingen. Deze signaal-ruis verhouding moet wel worden gedefinieerd in een beperkt frequentiebereik, dat voor spraak zeer van belang is. We nemen hiervoor de octaafbanden 500, 1000 en 2000 Hz. Eis 5: Bij een spraaksignaal moet de signaal-ruisverhouding, gemeten in de octaatbanden 500, 1000 en 2000 Hz, liggen tussen 0 en 5 db ter plekke van de bestuurder.
18 Daanen en Van Lingen (1994) zeggen in Sectie 2.1.2.2: Banden 500, 1000 en 2000 Hz worden gebruikt om het octaafbandspectrum in 1 kengetal te specificeren. 3.1.5 Algemene overwegingen Er is een aantal adviezen te geven omtrent het ontwerp van de OBU. Omdat de akoestiek van de verscheidene auto's nogal uiteen kan lopen zijn dit kwalitatieve opmerkingen. Opmerking 1: Zorg ervoor, dat de luidspreker gericht is op de bestuurder. Dit bespaart (akoestische) energie en maakt de informatieoverdracht minder hinderlijk voor passagiers. Opmerking 2: Gebruik bij spraaksynthese de techniek 'synthese d.m.v. aaneenschakeling', in plaats van volledige synthese. Bij deze techniek worden verschillende uitdrukkingen van een professioneel spreker opgenomen en 'ingeblikt' in de OBU. Om flexibel te kunnen zijn, zoals bij het noemen van bedragen, moeten woordjes 'aan elkaar geplakt' worden. Men krijgt dan een enigszins onnatuurlijk effect, maar dit is vele malen beter dan de volledig gesynthetiseerde stemmen. Opmerking 3: Gebruik bij de spraak een vrouwelijke stem. Hoewel de mannelijke stem in het algemeen beter verstaanbaar is (de lagere grondfrequentie vult de formanten van de klanken beter op) heeft de vrouwenstem meer energie bij hogere frequenties, en dit geeft een beter contrast met het lawaaispectrum van een auto, dat aflopend is voor hogere frequenties. Ook kan het spectrum van de spraakvoorziening worden aangepast. Tenslotte kunnen automobilisten in meer of mindere mate slechthorend zijn. Een faciliteit die tegemoet kan komen aan het aanbieden van bijvoorbeeld hogere geluidsniveaus is dan noodzakelijk. De Interim Defence Standard 00-25 (1989) zegt hierover in Sectie 11: Geluidssignalen moeten in het frequentiebereik 300-3000 Hz liggen, met voldoende energie beneden 1500 Hz, om ook voor mensen met gehoorschade hoorbaar te kunnen zijn. 3.2 Visuele terugkoppeling 3.2.1 Soorten van visuele informatiepresentatie Er zijn voor de OBU drie hoofdvormen van visuele informatiepresentatie te onderscheiden:
19 oplichtend(e) elementje(s), zoals LED 'S pictogrammen (icons) tekst (letters, cijfers, woorden, getallen) ad(1) Oplichtende elementen zoals LED's, hebben een geringe informatie-inhoud. Ze zijn geschikt voor het aangeven van de status van een apparaat of proces: in werking, storing, alarm. De betekenis van een oplichtend element wordt veelal door de kleur gegeven. Daarbij is het zeer belangrijk dat de kleur consistent gebruikt wordt en de bestaande relatie tussen kleur en betekenis ervan wordt aangehouden. Knipperen wordt toegepast als speciale aandacht moet worden getrokken of als onmiddellijke actie vereist is. ad (2) Pictogrammen zijn grafische symbolen, in de vorm van simpele meestal schematische tekeningen, die in plaats van woorden gebruikt worden om een bepaalde boodschap over te brengen. Bij gebruik op displays worden ze ook wel 'iconen' genoemd. Ze worden om twee redenen toegepast: een boodschap kan op een compacte manier worden gepresenteerd èn taalbarrières kunnen worden omzeild. Het probleem bij gebruik van pictogrammen is dat ze niet altijd voor iedereen begrijpelijk zijn. Afhankelijk bijvoorbeeld van leeftijd, ervaring (opleiding) en culturele achtergrond kan de interpretatie van grafische symbolen variëren van persoon tot persoon. Daarom is het zeer belangrijk om de betekenis van een pictogram aan te laten sluiten bij de interpretaties die men er spontaan aan geeft. Indien er geen algemeen begrijpelijke symbolen bestaan en er toch voor pictogrammen besloten moet worden (in verband met ruimtegebrek) is het onvermijdelijk dat de betekenis van de symbolen aangeleerd moet worden. Een zo groot mogelijke standaardisatie is dan zeker gewenst. ad (3) Teksten zijn geschikt voor variabele informatie. De informatie-inhoud is in principe maximaal. Is er echter slechts beperkte ruimte beschikbaar, zoals bij de OBU het geval is, dan is het zaak kort en eenduidig te formuleren. 3.2.2 Eisen te stellen aan visuele informatiepresentatie Leesbaarheid De leesbaarheid van display-informatie wordt allereerst bepaald door: - de (lichttechnische) eigenschappen van het display, zoals luminanties en contrasten; - de wijze waarop de informatie wordt gepresenteerd: tekengrootte en -opbouw, kjeurgebruik, display-indeling.
20 Eisen met betrekking tot deze eigenschappen worden gegeven in ISO 9241: De specificaties in ISO 9241 gaan over de presentatie van letters, cijfers en tekst, maar alleen in de context van werk binnenshuis. In onderstaand overzicht worden alleen de elementen genoemd die voor de OBU van belang kunnen zijn. Alleen de eisen over de visuele en fysieke eigenschappen moeten strikt worden gevolgd (in de standaard tekst aangegeven door het woord shail"). Alle overige eisen (aangegeven door "should") zijn uit het overzicht weggelaten ISO 9241 - Deel 3 "Visual display requirements" (ISO, 1992) Dit deel van ISO 9241 gaat over het ontwerp van beeldschermen voor visuele displays, met de nadruk op de karakteristieken van displays die de effectiviteit van de informatiepresentatie bepalen. Het doel van deze standaard is om het voor de gebruiker mogelijk te maken de weergegeven informatie nauwkeurig, snel en zonder discomfort te vinden en te herkennen (Tabel II). Tabel II Overzicht van ISO 9241-3. ISO 9241-3 Visual Display Requirements (CRT) Topics Keywords Data Legibility The visual properties of single characters or - design viewing distance - 400 mm symbols should provide easy recogmtion - character height - 16 arcmin - stroke width - 116 to 1112 of character height - character width-to-height ratio - between 0.5:1 and 1.0:1 - character format (matrix) - numeric and upper-case: ~: 5 x7 - character size uniformity - 5% of character height - display luminance - > 35 cd/m 2 - luminance contrast - contrast ratlo 2t 3 - luminance uniformity - average display luminance from centre to edge: < 1.7:1, variation of peak luminance of characterelements: < 1.5:1 Readability The characteristics of text should allow groups - between-character spacing - > stroke width / pixel of characters to be easily discriminated, recog- - between-word spacing - > character width nized and interpreted - between-line spacing - 2: pixel Codmg Should attract attention and/or be readable - luminance coding - luminance ratlo ~: 1.5 - colour coding - see ISO/DIS 9241-7 (Table III and 4.2) Visual comfort The image should be stable and free of flicker. - temporal instability (flicker) - free of flicker to > 90% of user population Arcmin = boogminuten = 11W catg flld, waarin: ti=floogte letter 01 cijter, en a=kljkarsianu.
21 Omdat deel 3 van de ISO 9421 norm voornamelijk gebaseerd is op de beeldbuistechnologie ofwel Cathode Ray-Tube (CRT) technologie, is ISO bezig een standaard ISO 13406-2 voor te bereiden die ingaat op het gebruik van 'flat panel' displays, zoals Liquid Crystal Display (LCD) schermen. ISO 13406 Deel 2 "Flat panel ergonomic requirements (Draft International Standard; ISO, 1997) Deze standaard stelt eisen aan 'flat panels' (LCD-schermen). De afleesbaarheid van het scherm is het belangrijkste onderwerp. De eisen zijn grotendeels gebaseerd op deel 3 en 7 van ISO 9241, maar gewijzigd en aangevuld met specifieke kenmerken van 'flat panels' (Tabel III). Tabel III Overzicht van ISO/DIS 13406-2. ISO/DIS 13406-2 Flat Panel Display Ergonomic Requirements Topics Keywords Data Legibility The visual properties of single - design viewing distance - > 400 mm characters or symbols should - design viewing direction - shall conform to all opucal provide easy recognition requlrements over a relevant range of viewing direc- - character height tions - stroke width - > 16 arcmin - number of pixels in a stroke: 8-20% of number - char. width-to-height ratio of pixels in character height - character format (matrix) - hetween 0.5:1 and 1.0:1.0 - numeric and upper-case: - display luminance 2s 5 X 7 - luminance contrast - > 20 cd/m 2 - contrast ratio (of the higher and lower luminance): - luminance uniformity - ~- 1 + 10.LL0.55* - variation in area luminance between high and low luminance targets on the edges and across the diagonal of the screen shall not exceed a ratio of 1.7:1. Readability The characteristics of text should allow groups - between-character spacing stroke width / pixel of characters to be easily discriminated, recog- - between-word spacing width nized and interpreted - between-line spacing - ~t character width - ~ pixel width Coding Should attract attention and/or be readable - luminance coding - contrast 2: 1,5 - colour coding - see 4.2 Visual comfort The image should be stable and free of flicker. - temporal instability (flicker) - free of tlicker for > 90% of user population ' LL is the (background) luminance of the lower state in the viewmg direction in a dark room, in ca/m (LL 3.111 ca/m).