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Taking Mental Health and Well-Being to the Streets: A Longitudinal In-Vehicle Intervention Study on Public Roads
Type
doctoral thesis
Date Issued
2023-02-20
Author(s)
Abstract
The increasing prevalence of mental illness worldwide calls for novel types of prevention measures. Given the number of commuters who spend a substantial amount of time on the road, the car offers an opportune environment for such measures. Recent developments of novel in-vehicle interventions show the potential to transform the otherwise routine and mundane task of commuting into an opportunity to improve drivers' health and well-being. Prior research has explored the effectiveness of various in-vehicle interventions and has identified moments during which drivers could be interruptible to interventions. However, all of the previous studies were conducted in either simulated or constrained real-world driving scenarios using a pre-determined route. This thesis is the first to present results on the impact of in-vehicle interventions on mental health and well-being on public roads. This work makes two important contributions to our understanding of in-vehicle interventions by delivering real interventions in a natural environment over a longer time. First, we examine the extent to which the affective state of drivers can be improved through in-vehicle interventions based on established concepts of psychotherapeutic treatment. Second, we explore when drivers actually interact with in-vehicle interventions. We conducted a two-month longitudinal study with 10 participants, in which each participant was provided with a car for their daily driving needs. We delivered two types of in-vehicle interventions - each aimed at improving affective well-being - and simultaneously recorded the participants' driving behavior. More specifically, we designed and implemented two in-vehicle interventions based on proven psychotherapy interventions. Whereas the first intervention used mindfulness exercises while driving, the second intervention induced positive emotions through music. In 1,009 trips, we delivered 684 in-vehicle interventions to these 10 ordinary and healthy commuters of which they completed 313. We collected drivers' immediate feedback for each intervention as well as their affective states before and after the drive using questionnaires. In addition, we interviewed the drivers at the end of the study. Moreover, we equipped the cars with a vehicle-data collection system, which allowed us to capture the drivers' driving behavior and routines, such as steering wheel behavior, pedal use, vehicle speed, and GPS information. In total, we collected 340 hours and 17,000 kilometers of driving data. The first major analysis in this thesis shows that both in-vehicle interventions had a positive impact on drivers' well-being. More specifically, both interventions had a positive immediate effect on drivers' affect as well as longer lasting beneficial effects. When drivers immediately rated an intervention as improving their affect that improvement persisted until at least the end of the trip. In addition, we found that the interventions were more effective at certain times (i.e., evenings and weekends). Moreover, while participants were highly positive about the music intervention, their responses to the mindfulness intervention were more ambivalent. In this regard, the drivers faced two challenges. First, the mindfulness practice combined with the task of driving caused a cognitive overload in certain situations. Second, some drivers were not convinced of the underlying concept of mindfulness. From our findings, we derive general guidelines for the effective design of such interventions to promote the future development of in-vehicle interventions. In the second major analysis in this thesis, we provide specific insights into when in-vehicle interventions can be delivered and conducted on real roads. We found that several pre-trip characteristics (e.g., trip length, traffic flow, and passenger presence) and the driver's pre-trip affective state were significantly related to whether participants began or discontinued an intervention. In addition, we discovered that certain driving and trip characteristics (e.g., current road type, past average speed, and future braking behavior) were significantly associated with drivers' responsiveness to an ongoing intervention. Next, we found several driving behaviors and routines that negated the effects of the interventions. We emphasize the potential of using such ``negative'' driving events to better inform intervention implementation. Finally, we compared the driving behavior of our participants on trips with and without the intervention and found that neither of the interventions used in our study had a negative effect on driving behavior. Overall, our analyses lead to robust guidance on how to implement interventions to maximize driver responsiveness and intervention effectiveness as well as minimize driver burden. In summary, this work investigates in-vehicle well-being interventions in a real-world study. We are the first to bring in-vehicle interventions to the open road for an extended period of time. Our results show that these in-vehicle well-being interventions have a positive impact on drivers. Furthermore, we highlight times and situations that are more suitable for intervention delivery on public roads.
Abstract (De)
Die weltweit steigende Anzahl an psychischen Störungen erfordert neuartige Präventionsmaßnahmen. Angesichts der Menge an täglichen fahrenden Pendlern bietet das Auto eine potentiell vielversprechende Umgebung fur solche Maßnahmen. Jüngste Entwicklungen neuartiger fahrzeuginterner Interventionen zeigen das Potenzial, die ansonsten routinemäßige und alltägliche Aufgabe des Pendelns als eine Möglichkeit zur Verbesserung der Gesundheit und des Wohlbefindens der Fahrer zu gestalten. Frühere Forschungsarbeiten haben die Wirksamkeit verschiedener fahrzeuginterner Interventionen untersucht und zudem Situationen ermittelt, in denen Fahrer genügend Aufmerksamkeit haben könnten. Alle bisherigen Studien wurden jedoch entweder im Simulator oder in eingeschränkten realen Fahrszenarien, z.B. auf einer vorher festgelegten Strecke, durchgeführt. In dieser Arbeit werden die allerersten Ergebnisse vorgestellt, wie sich die Durchführung fahrzeuginterner Interventionen auf die psychische Gesundheit im echten Verkehr auswirkt. Diese Arbeit leistet zwei wichtige Beiträge zu unserem Verständnis von fahrzeuginternen Interventionen, indem sie reale Interventionen in einer natürlichen Umgebung über einen längeren Zeitraum hinweg durchführt. Erstens untersuchen wir, inwieweit sich das Wohlbefinden von Autofahrern durch fahrzeuginterne Interventionen auf der Grundlage etablierter Konzepte der psychotherapeutischen Behandlung verbessert werden kann. Zweitens erforschen wir, wann Fahrer tatsächlich mit fahrzeuginternen Interventionen interagieren. Zur Beantwortung beider Fragen führten wir eine zweimonatige Langzeitstudie mit 10 Teilnehmern durch, wobei jedem Teilnehmer ein Studienfahrzeug für seine täglichen Fahrten zur Verfügung gestellt wurde. Wir boten zwei Interventionen im Fahrzeug an - jede mit dem Ziel, das affektive Wohlbefinden zu verbessern - und zeichneten gleichzeitig das Fahrverhalten der Teilnehmerauf. Genauer gesagt haben wir zwei fahrzeuginterne Interventionen entwickelt und durchgeführt, die auf bewährten psychotherapeutischen Interventionenbasieren. Während bei der ersten Intervention Achtsamkeitsübungen während der Fahrt eingesetzt wurden, wurden bei der zweiten Intervention positive Emotionen durch Musik ausgelöst. In 1.009 Fahrten wurden diesen zehn normalen und gesunden Pendlern 684 Interventionen im Fahrzeug angeboten, von denen sie 313 während ihrer täglichen Fahrten über zwei Monate hinweg absolvierten. Wir erfassten das unmittelbare Feedback der Fahrer zu jeder Intervention sowie ihren affektiven Zustand vor und nach der Fahrt mit Fragebögen und führten nach Abschluss der Studie Interviews mit den Fahrern. Darüber hinaus statteten wir die übergebenen Autos mit einem Erfassungssystem für Fahrzeugdaten wie Lenkradverhalten, Pedalbenutzung, Geschwindigkeit oder GPS-Informationen aus, um das Fahrverhalten und die Routinen der Fahrer zu erfassen. Insgesamt haben wir 340 Stunden und 17.000 Kilometer an Fahrdaten gesammelt. Unsere Analyse der ersten Frage uber die Auswirkungen der fahrzeuginternen Maßnahmen zeigt, dass beide Maßnahmen das Wohlbefinden der Fahrer verbesserten. Beide Interventionen zeigten eine positive unmittelbare Wirkung auf den Affekt des Fahrers sowie länger anhaltende positive Effekte. Wir fanden heraus, dass wenn die Fahrer eine Intervention sofort als Verbesserung ihres Affekts bewerteten, diese Verbesserung mindestens bis zum Ende der Fahrt anhielt. Außerdem stellte sich heraus, dass die Interventionen zu bestimmten Zeiten (abends und am Wochenende) wirksamer waren. Während sich die Teilnehmer sehr positiv uber die Musikintervention äußerten, war die Reaktion auf die Achtsamkeitsintervention ambivalenter. Die Achtsamkeitsintervention verursachte zwei Herausforderungen. Zum einen entsteht in Verbindung mit der Fahraufgabe eine zu große kognitive Belastung und zum anderen waren einige Teilnehmenden waren von dem zugrunde liegenden Konzept nicht überzeugt. Aus unseren Ergebnissen leiten wir allgemeine Leitlinien für die wirksame Gestaltung solcher Interventionen ab, um die künftige Entwicklung von Interventionen im Fahrzeug zu fördern.Der zweite Beitrag dieser Arbeit befasste sich mit der Frage, wann Interventionen im Fahrzeug im echten Verkehr durchgeführt werden sollten. Wir fandenheraus, dass mehrere Merkmale vor der Fahrt (wie die Länge der Fahrt, der Verkehrsfluss oder ob Beifahrende anwesend sind) und der affektive Zustand derTeilnehmer vor der Fahrt signifikant damit zusammenhingen, ob die Teilnehmer eine Intervention begannen oder eine begonnene Intervention abbrachen.Des Weiteren fanden wir heraus, dass mehrere momentane Fahrcharakteristika (wie der aktuelle Straßentyp, die vergangene Durchschnittsgeschwindigkeitund das zukunftige Bremsverhalten) signifikante Zusammenhänge mit der Reaktionsbereitschaft der Fahrer auf die Intervention aufwiesen. Darüber hinaus identifizierten wir mehrere Fahrverhaltensweisen, die die Wirksamkeit der Intervention negierten und zeigten das Potenzial auf, solche negativen Fahrcharakteristika zu nutzen, um die Intervention besser zu gestalten.Schließlich verglichen wir Fahrten mit und ohne Intervention und stellten fest, dass beide in unserer Studie eingesetzten Interventionen keine negativen Auswirkungen auf das Fahrverhalten hatten. Auf der Grundlage unserer Analysen geben wir fundierte Empfehlungen fur die Auslieferung von Interventionen,um die Nutzungzeit und Wirksamkeit zu maximieren und die Belastung der Fahrer zu minimieren.Zusammenfassend hat diese Arbeit Interventionen zum Wohlbefinden im Fahrzeug in einer Echtweltstudie untersucht. Wir sind die ersten, die Interventionenim Fahrzeug uber einen längeren Zeitraum auf normaler Straße eingesetzt haben. Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese Interventionen zum Wohlbefindenim Fahrzeug einen positiven Einfluss auf die Fahrer haben. Darüber hinaus heben wir relevante Zeiten und Situationen hervor, die sich besser für die Durchführung von Interventionen eignen, und ermitteln so, wann Fahrer im echten Verkehr Interventionen im Fahrzeug durchführen können.
Language
English
Keywords
Fahrzeug
intervention
EDIS-5293
human-computer-interaction
pendeln
commuting
Mensch-Maschinen-Interaktion
Empirische Studie
Feldstudie
empirical study
field study
HSG Classification
not classified
HSG Profile Area
None
Publisher
Universität St. Gallen
Publisher place
St.Gallen
Official URL
Subject(s)
Division(s)
Eprints ID
269089
File(s)