Analysis of driver’s performance on a school zone using a driving simulator and an eye tracker

Abstract

Road safety and speed limit compliance in school zones are critical problems in the United States (US), Puerto Rico, and other places around the world. Research has shown that drivers do not comply with speed limits around school zones. This thesis presents the evaluation of a new combination of signage and pavement markings developed to improve drivers’ compliance with school zone speed limits. The methodology included an online survey of road users, an experiment with the driving simulator of the University of Puerto Rico at Mayagüez, and an eye-tracking device to study scenarios that evaluate the proposed and current traffic control devices. The survey results indicated that 52% of the subjects did not identify correctly the signs and 48% did not identify correctly speed limits related to school zones. Based on the survey results, a combination of overhead signage and pavements markings was selected to study its potential impact using a set of driving simulation experiments with the conditions present at a school zone located on highway PR-2 in Aguadilla, Puerto Rico. Twelve scenarios were evaluated. A linear mixed model (LMM) was fitted to understand the factors that affect each response variable speed and acceleration noise. Nevertheless, it must be noted that the most relevant factor in the LMMs for mean speed is the variability between drivers, which explains 89% in the variability of the response variable. The proposed configuration of traffic control devices provided reductions in mean speeds and acceleration noise while increasing compliance with the speed limit. These reductions in speed and acceleration noise can be associated with improved operations and safer conditions at school zones.

La seguridad vial y el cumplimiento con la velocidad rotulada en zonas escolares son problemas críticos en Estados Unidos (EE. UU.), Puerto Rico y muchos otros lugares alrededor del mundo. Estudios han demostrado que los conductores no cumplen con los límites de velocidad alrededor de las zonas escolares. Esta tesis presenta la evaluación de una nueva rotulación y marcado de pavimento que fueron desarrollados para mejorar el cumplimiento de los límites de velocidad rotulados en zonas escolares. La metodología utilizada incluye una encuesta en línea a usuarios del sistema vial, un experimento utilizando el simulador de conducción de la Universidad de Puerto Rico Recinto de Mayagüez y el uso de un equipo de rastreo ocular. Los resultados de la encuesta indicaron que 52% de los conductores no identificaron correctamente la rotulación y el 48% de los conductores no identificaron correctamente los límites de velocidad de las zonas escolares. Con base en los resultados de la encuesta, se seleccionó una combinación de rotulación sobre la carretera y marcado sobre el pavimento para estudiar su impacto mediante experimentos que refleja las condiciones presentes en una zona escolar ubicada en la carretera PR-2 en Aguadilla, Puerto Rico. Doce escenarios fueron evaluados. Se desarrolló un modelo lineal mixto (LMM) para comprender los factores que afectan cada variable respuesta velocidad y ruido de aceleración. No obstante, debe tenerse en cuenta que el factor más relevante en el LMM para la velocidad media es la variabilidad entre los conductores, lo que explica el 89% de la variabilidad de la respuesta. La configuración propuesta de dispositivos de control del tránsito tiene un impacto positivo en la reducción de velocidades y el ruido de aceleración, en donde aumento el cumplimiento con los límites de velocidad en la zona escolar.