Ett av de vanligaste varningsljuden från elbilar är mycket svårt för människor att lokalisera. Det visar forskning från Chalmers. Särskilt när flera fordon är i rörelse samtidigt.

Forskarna har gjort labbexperiment som blandar inspelade och syntetiska varningsljud och motorljud med miljöljud, och bett försökspersonerna peka ut den eller de riktningar som ljuden kommer från.

Testerna visade att alla typer av varningsljud var svårare att lokalisera än ljudet från en förbränningsmotor. För en av signalerna kunde de flesta försökspersonerna varken urskilja vilken riktning ljudsignalerna kom ifrån eller avgöra om de hörde en, två eller flera fordon samtidigt.

Forskarna undersökte hur väl människor kan lokalisera tre vanliga typer av så kallade AVAS-signaler (Acoustic Vehicle Alerting System) från hybrid- och elfordon i låg hastighet.

Dagens standarder för varningsljud från elbilar är utformade med tanken att bilarna ska höras. Men forskarna misstänker att oskyddade trafikanter även skulle ha säkerhetsnytta av att kunna avgöra varifrån ljudet kommer.

Leon
Müller

– De krav som ställs på biltillverkarna handlar om detektion, alltså upptäckbarhet, inte om att kunna lokalisera varifrån ljudet kommer eller hur många fordon det rör sig om. Men om man tänker sig en parkering vid exempelvis en stormarknad så är det inte otänkbart att flera likadana bilmodeller med samma AVAS-signal är i rörelse samtidigt och i olika riktningar, säger Leon Müller, doktorand vid institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik på Chalmers.

Dagens el- och hybridfordon uppfyller de krav som ställs på akustiska varningssystem enligt internationell standard; i Europa såväl som i till exempel Kina och Japan måste fordon som färdas i en hastighet under 20 kilometer i timmen avge en varningssignal bestående av toner eller brus för att fotgängare, cyklister och andra icke bilburna trafikanter ska kunna upptäcka dem. I USA krävs varningssignaler från fordon som färdas i hastigheter upp till 30 kilometer i timmen.

Wolfgang
Kropp

– Som kraven är formulerade är det tillåtet för biltillverkare att designa sina egna signaturljud. Varningssignalerna testas ofta utan störande bakgrundsljud, men i en verklig trafikmiljö finns vanligtvis många olika typer av ljud, säger Wolfgang Kropp, professor i akustik vid institutionen för arkitektur och samhällsbyggnadsteknik.

I testerna kunde försökspersonerna med lätthet lokalisera ljudet som motsvarade en förbränningsmotor, och Leon Müller menar att man lite förenklat kan säga att det ljudet består av korta pulser som innehåller alla frekvenser, vilket är enklare för örat att uppfatta än en fast ton som har en enda frekvens. Att människor lättare uppfattar denna typ av ljud kan också ha att göra med att det är ett ljud vi är vana vid att identifiera.

– Som akustiker välkomnar vi naturligtvis att elbilarna är betydligt tystare än förbränningsmotorerna, men det gäller att hitta en balans, säger Leon Müller.

Befintlig forskning har framför allt varit fokuserad på upptäckbarhet och vad man brukar nämna som ”detection distance”, alltså avstånd. Det finns inte heller några tidigare studier som undersökt vad som händer om man har två eller tre bilar som har samma typ av signal. Forskarna ser här ett stort behov av ytterligare kunskap om hur människor reagerar i trafiksituationer med elektriska fordon.

– Ur trafiksäkerhetssynpunkt vore det önskvärt att hitta en signal som är så effektiv som möjligt för detektion och lokalisering, men som inte påverkar människor på ett negativt sätt, vilket bland annat vår egen tidigare forskning visat att trafikbuller faktiskt gör, säger Wolfgang Kropp.

I en uppföljande studie har forskarna börjat undersöka hur AVAS-signaler uppfattas och vilken eventuell effekt de har på personer som inte är trafikanter.

BILDER: Chalmers/Unsplash.

Experimentet

Försöken utfördes i Chalmers akustiklaboratorium – i ljudisolerade, ekofria rum – med totalt 52 försökspersoner, och syftade till att likna verkliga förhållanden på exempelvis en större parkeringsplats.

Försökspersonen placerades i mitten av rummet omgärdad av 24 högtalare placerade i en ring i brösthöjd. I högtalarna spelades tre typer av fordonsljud, motsvarande signalerna från en, två eller flera el- och hybridfordon samt en förbränningsmotor.

En av signalerna bestod av två toner, en av multipla toner och en bestod av brus.

Försökspersonen fick höra varningssignalen från ett fordon på cirka 7,5 meters avstånd, blandat med förinspelade bakgrundsljud från en lugn stadsparkering.

När hen hörde signalen skulle hen så snabbt som möjligt markera vilken riktning den kom ifrån.

Signalen bestående av två toner som kom från tre fordon samtidigt var svårast – ingen av försökspersonerna lyckades lokalisera samtliga två-tonssignaler inom tidsgränsen på tio sekunder.

Artikeln Auditory Localization of Multiple Stationary Electric Vehicles är publicerad i The Journal of the Acoustical Society of America