Verktækni - Tímarit Verkfræðingafélags Íslands. 1.tbl. 26.árg. 2020.

VERKTÆKNI

ICELANDIC JOURNAL OF ENGINEERING

TÍMARIT VFÍ 1. TBL. 26. ÁRG. 2020

Verkfræðingafélag Íslands

01/2020

Verktækni - Tímarit Verkfræðingafélags Íslands Icelandic Journal of Engineering Efnisyfirlit Ritrýndar vísindagreinar 5 Sjálfakandi ökutæki: Viðhorf almennings gagnvart nýjum ferðamáta.

Arnór B. Elvarsson, Haraldur Sigþórsson.

33

Frammistöðumat á umfangsmiklum nemendateymum.

Rúnar Unnþórsson, Guðmundur V. Oddsson.

Tækni- og vísindagreinar 51 Ísland í dag. – Nærri tveimur áratugum síðar. Ólafur Hjálmarsson, Ásta Logadóttir, Kristinn Alexandersson og Jóhann Björn Jóhannsson.

Ritnefnd V E R K TÆ K N I

Dr. Bjarni Bessason, ritstjóri, Háskóli Íslands.

Dr. Kristinn Andersen, Háskóli Íslands.

Dr. Helgi Þór Ingason, Háskólinn í Reykjavík.

Dr. Marís S. Guðjónsdóttir, Háskólinn í Reykjavík.

Ritstjórnarfulltrúi: Sigrún S. Hafstein, sigrun@verktaekni.is

Útgefandi: Verkfræðingafélags Íslands – Engjateigi 9 – 105 Reykjavík. Útgefandi áskilur sér rétt til að birta og geyma efni blaðsins á rafrænu formi, svo sem á netinu.

Leyfilegt er að birta efni úr Verktækni ef heimildar er getið.

Sjálfakandi ökutæki á Íslandi: Viðhorf almennings gagnvart nýjum ferðamáta Arnór B. Elvarssona,b, Haraldur Sigþórssonb,c,d aInfrastructure

Management Consultants, 8008 Zürich, Sviss. b WISE-ACT COST Action 16222. cVerkfræðideild Háskólans í Reykjavík, Menntavegur 1, 102 Reykjavík. dVerkfræðistofa Haralds Sigþórssonar, Suðurhlíð 38d, 105 Reykjavík.

Fyrirspurnir: Arnór B. Elvarsson arnor.elvarsson@gmail.com Greinin barst 5. október 2020.

Samþykkt til birtingar 2. desember 2020.

Ágrip Sjálfakandi ökutæki eru stundum álitin vera hin fullkomna lausn við samgönguvandamálum samtímans. Undir vissum sviðsmyndum er tæknin talin hafa marga kosti, meðal annars að bæta aðgengi fatlaðra, aldraðra, ungra og annarra sem ekki ferðast jafn auðveldlega nú til dags. Hins vegar, þá gæti tæknin haft í för með sér aðra síður eftirsótta eiginleika undir öðrum sviðsmyndum. Koma tækninnar mun hins vegar ekki raungerast nema hún verði samþykkt af notendunum, þ.e. almenningi.

Viðhorf almennings gagnvart tækninni hafa ekki verið skoðaðar fyllilega, og sérstaklega ekki á íslenskri grundu. Í þessari grein er sagt frá niðurstöðum rannsóknar byggðri á spurningalista unnum á samstarfsvettvangi WISE-ACT í Evrópu og víðar. Spurningalisti var lagður fyrir íslenskan almenning og fékkst 561 gilt svar, bæði m.t.t. huglægra þátta og ferðamátavalskönnunar og þau greind eftir lýðfræðilegum þáttum svarenda. Eftir samanburð úrtaks og þýðis voru niðurstöður bornar saman við evrópskar niðurstöður Eurobarometer. Íslenskur almenningur er almennt séð jákvæðari gagnvart sjálfakandi ökutækjum en Evrópubúar í heild, en þó enn tortryggnir. Á sama tíma og farþegum sjálfakandi ökutækja líður betur en óvörðum farþegum í nálægð ökutækisins er víst að stórum hluta fólks liði betur sem farþega með eftirliti öryggisfulltrúa í ökutækinu. Þá er alls óvíst að fólk sé tilbúið að senda börn sín með ökutækinu. Svarendur voru almennt jákvæðari gagnvart því að flytja vörur á milli staða með sjálfakandi tækni. Þrátt fyrir þetta eru 70% svarenda jákvæðir gagnvart því að tæknin sé prófuð í þeirra nágrenni og 60% svarenda jákvæðir gagnvart því að prófa tæknina sjálfir. Frekari rannsóknir eru lagðar til á grundvelli mælistika sem varpað er fram í greininni.

Lykilorð: ferðamátaval, viðhorf, sjálfakandi, öryggi.

Abstract Automated vehicles (AVs) are sometimes considered a silver bullet for contemporary transport problems. For particular scenarios, the technology is believed to have many advantages, such as improving the accessibility of underserved populations. However, the technology may also lead to lesser consequences under other scenarios, with some 5

simulations predicting increase in congestion as the modal split shifts towards automation. In any case, the mode choice shift will not be realised without the public acceptence of AVs. The public opinion towards the technology has not been fully explored, and particularly not in Iceland. This article focuses on the Icelandic results of a cross-national survey. 561 valid responses were recorded, considering attitudinal and stated-mode-choice questions and the responses then analysed as per the sample‘s socio-demographic attributes and compared to a similar survey performed in other european countries.

The Icelandic public is generally more positive towards automated vehicles than other Europeans, however still skeptical. At the same time as AV passengers feel more safe than vulnerable road users in the vicinity of an AV, AV passengers also feel more safe with an AV supervisor inside the vehicle. It is uncertain whether people will use the vehicles for pick-up and drop-off of children. Respondents are generally more positive that their goods be transported in AVs instead of people. In spite of this, 70% of respondents were positive that the technology be tried in their neighborhood and 60% of respondents are positive towards trying the vehicles themselves. Further research is suggested in the outlook of the articles, based on indices and further metrics Keywords: mode choice, attitude, self-driving, safety.

1. Inngangur Nýlega hefur aukin upplýsingatækniþekking og síhrapandi framleiðslukostnaður skynjara og reiknigetu leitt til umræðu um að sjálfakandi bílar kunna að vera á næstu grösum. Með tilkomu nýrrar tækni sjá framleiðendur sér enn betur fært að innleiða sjálfstýringu í samgöngukerfum og skipta út hefðbundnum ökutækjum eftir þörfum farþega (Iclodean, Cordos & Varga, 2020; Ainsalu et al., 2018). Eftir því sem umræðan hefur aukist hafa fræðimenn víða byrjað að greina möguleg áhrif farartækjanna á samgöngur og samfélag.

Sjálfakandi ökutæki eru talin fækka umferðarslysum, minnka umhverfisáhrif umferðar og lækka ferðakostnað. Auk þess er talið að nýi ferðamátinn muni auka ferðaþægindi og bæta aðgengi fatlaðra, aldraðra, ungra og annarra sem ekki ferðast jafn auðveldlega nú til dags.

Tæknin myndi alla jafnan auka eftirspurn eftir ferðum, að öðru óbreyttu (Fagnant & Kockelman, 2015). Hins vegar er alls óvíst að allt annað reynist óbreytt.

Gefið að tækninni fleyti fram eru umræddar breytingar þó að mörgu leyti háðar samþykki almennings, bæði lagalegu samþykki í gegnum lagasetningu kjörinna fulltrúa og embættismanna auk samfélagslegs samþykkis notenda. Forsendur slíks samþykkis hafa ekki verið skoðaðar fyllilega, og sérstaklega ekki á íslenskri grundu.

Rannsókn þessi er byggð á spurningalista unnum á samstarfsvettvangi WISE-ACT i Evrópu og víðar (Thomopoulos, Pronello, Etzioni, Raposo, Grosso, Polydoropoulou & Shiftan, 2020).

Spurningalisti var lagður fyrir íslenskan almenning og fékkst 561 gilt svar, bæði m.t.t. huglægra þátta og ferðamátavalskönnunar og greind eftir lýðfræðilegum þáttum svarenda. Þessi grein segir frá niðurstöðum þessarar rannsóknar á Íslandi og ber þær saman við niðurstöður annarra rannsókna á Íslandi, niðurstöður í evrópskri Eurobarometer rannsókn og niðurstöður annarra fræðimanna. Nýmæli er að nýir ferðamátar séu metnir á þennan hátt hérlendis.

Að lokum eru tekin saman atriði sem taka þarf tillit til við stefnumótun er kemur að innleiðingu tækninnar. Höfundar setja upp stika sem hafa má í huga til að meta áhrif innleiðingarinnar og má nýta við stefnumótun.

6

Kafli 2 tekur saman helstu heimildir, kafli 3 fer yfir hönnun spurningalista og dreifingu hans, kafli 4 fer yfir helstu niðurstöður sem að lokum eru teknar til umræðu í kafla 5.

2. Heimildarýni Í þessum kafla verður farið yfir rannsóknir sem skoða áhrif sjálfvirknivæðingar ökutækja á ferðahegðun fólks og viðhorf þeirra til nýrra ferðamáta, nánar tiltekið sjálfakandi bíla í einkaeigu eða sjálfakandi ökutækja í deiliþjónustu (e. mobility on demand) hvort sem er í formi farveitna eða almenningssamgangna.

2.1. Almennt Hið bandaríska Society of Automotive Engineers (SAE) flokkar sjálfakandi tækni í bílum á kvarða frá 0-5 (SAE, 2014). Fagnant & Kockelman greina frá því að fyllilega sjálfakandi bílar (á stigi 5) eru taldir fækka umferðarslysum, minnka umhverfisáhrif umferðar og lækka ferðakostnað (Fagnant & Kockelman, 2015). Auk þess greina Fagnant & Kockelman frá því að talið er að nýi ferðamátinn muni auka ferðaþægindi og bæta aðgengi fatlaðra, aldraðra, ungra og annarra sem ekki ferðast jafn auðveldlega nú til dags. Slík þróun er talin muna auka eftirspurn eftir ferðum að öðru óbreyttu. Niðurstöður Harper, Hendrickson, Mangones & Samaras styðja að síður þjónustaðir samfélagshópar (líkt og fatlaðir, aldraðir og ungir) fá greiðara aðgengi að notkun samgangna með nýjum ferðamáta (2016). Fleiri fræðimenn hafa bent á breytingar á hinum ýmsu þáttum sem hin nýi ferðamáti gæti haft í för með sér, t.d. umferðarrýmd á hraðbrautum (Hartmann, Motamedidehkordi, Krause, Hoffmann, Vortisch & Busch, 2017; Narayanan, Chaniotakis & Antoniou, 2019), aksturshegðun (Le Vine, Zolfaghari & Polak, 2015), viðskiptalíkan almenningssamgangna (Becker, 2016; Manser, Becker, Hörl & Axhausen, 2020), virði ferðatíma (Becker, Bösch, Ciari & Axhausen, 2016; Schoettle & Sivak, 2014), bílastæðainnviðir (Elvarsson, Martani & Adey, 2020), aðgengileiki og afleidd eftirspurn ferða (Meyer, Becker, Bösch & Axhausen, 2017).

Vanda þarf til verka til að áætla breytingu á ferðahegðun almennings, sér í lagi þegar nýr ferðamáti er ómótaður og hefur enn ekki raungerst. Við þessar aðstæður má meta viðhorf almennings með hjálp spurningalista; annars vegar er hægt að spyrja um ferðamátaval svarenda m.v. mismunandi hugsanlegar aðstæður t.d. mismunandi ferðakostnað og ferðatíma (Ben-Akiva & Lerman, 1985). Hins vegar er hægt að spyrja um viðhorf svarenda til ýmissa huglægra þátta er varða nýjar aðstæður, t.d. áætluð breytingaráhrif nýrra ferðamáta (sjá m.a. Schoettle & Sivak, 2014). Með þessum upplýsingum má einnig bæta ofangreind líkön byggð á ferðamátavali (t.d. Atasoy, Glerum & Bierlaire, 2012).

2.2. Viðhorf almennings til huglægra þátta Ýmsar rannsóknir hafa verið gerðar með huglægt mat á áhrifaþáttum sjálfakandi tækni þvert á landamæri. Schoettle & Sivak (2014) voru meðal þeirra fyrstu sem dreifðu slíkum spurningalista í Kína, Indlandi, Japan, Bandaríkjunum og Bretlandi auk Ástralíu. Kyriakidis, Happee & de Winter (2015) komust að því að þvert á 40 mismunandi lönd með 4379 svarendum voru einungis um 2200 svarendur tilbúnir til að svara tölvupóstum á meðan svarandi er farþegi í fyllilega sjálfakandi ökutæki. Þetta gefur til kynna að ekki sé endilega víst að farþegar muni ná að vera afkastamiklir m.t.t. vinnu á meðan á ferð þeirra stendur. Þetta er í samræmi við niðurstöður Schoettle & Sivak (2014). Correia, Looff, van Cranenburgh, Snelder & van Arem (2019) hafa einnig velt þessari rannsóknarspurningu fyrir sér með ferðamátavalskönnunum með sjálfakandi ökutækjum sem hönnuð væru að innan sem vinnurými, þ.e. með skrifborði og uppréttri setustöðu. Ökutækin hönnuð með vinnurými eru borin saman við ökutæki hönnuð með þægindarými eins og við þekkjum í ökutækjum nú til dags. Virði ferðatíma svarenda var reiknað lægra fyrir sjálfakandi ökutæki hönnuð að innan sem vinnurými t.d. með skrifborði (€5.50 á klst) í samanburði við venjulegt ökutæki (€7.47 á 7

klst) og einnig lægra í samanburði við sjálfakandi ökutæki sem hannað væri til frístunda, t.d. með legubekkjum (€8.17 á klst). Höfundar skýrðu þennan mun sem samblöndu þess að svarendur vantreystu annars vegar því að ferðatímann mætti nýta að fullu til vinnuafkasta og hins vegar vantreystu þeir ferðamátanum í heild sinni.

Rannsókn Kyriakidis og félaga gaf einnig til kynna að svarendur hefðu ekki miklar áhyggjur af gagnaöflun annarra fyrirtækja og hafa meiri áhyggjur af nálægum sjálfakandi ökutækja (Kyriakidis et al., 2015). Frá því að sú rannsókn var gefin út árið 2015 hefur þó ýmislegt gerst og mikil umfjöllun um notkun persónulegra gagna í misgóðum tilgangi átt sér stað. Sem dæmi má nefna umfjöllun um Cambridge Analytica sem leiddi til gífurlegs taps Facebook á trausti notenda þeirra (Weisbaum, 2018). Í rannsókn Deloitte í Japan, Bandaríkjunum, Þýskalandi, Indlandi, Suður-Kóreu og Kína var sýnt að í öllum löndum sem rannsóknin náði til vildi almenningur að hið opinbera kæmi að þróun og stöðlun sjálfakandi tækni, a.m.k. á einhvern hátt (yfir 85% í öllum löndum) (Deloitte, 2019).

Niðurstöður Le Vine og félaga benda til þess að þægindaþröskuldur farþega sé lægri heldur en þægindaþröskuldur ökumanna þegar kemur að hliðarkröftum sem verka á þá sem sitja í bílnum, þ.e. farþegar upplifa frekar óþægindi við að ökutæki taki beygju heldur en ökumenn sjálfir (Le Vine et al., 2015). Með því að allir gerist farþegar benda Le Vine og félagar á að ljóst sé að sjálfakandi ökutæki þurfi að taka beygjur hægar til þess að farþegar upplifi ekki óþægindi. Þá benda Le Vine og félagar (2015) einnig á að neikvæð áhrif hægari umferðar á umferðarrýmd í borgarumhverfi (allavega 4% auknar tafir, en eykst eftir sviðsmyndum) gæti vegið upp á móti og jafnvel eytt áætluðum ávinningi (um 11-12%) við að ökutæki aki nær hvoru öðru (Ambühl, Ciari & Menendez, 2016 ).

Innleiðing sjálfakandi ökutækja gæti leitt til breytinga margra utanaðkomandi þátta (Fagnant & Kockelman, 2015). Tíðni slysa og óhappa er talin muna hríðfalla (Fagnant & Kockelman, 2015), umferðarrýmd talin aukast (Ambühl et al., 2016), talið er að greiðast muni úr umferðarflækjum (Hartmann et al., 2019) en að sama skapi talið að heildarakstur muni aukast (Meyer et al., 2017). Ferðatími gæti einnig minnkað að öðru óbreyttu ef tími sem fer í bílastæðaleit hverfur þar sem ökutækið sér um að leggja án ökumanns/farþega eða heldur áfram að sækja næsta farþega ef um deiliþjónustu er að ræða (Fagnant & Kockelman, 2015).

Kyriakidis og félagar bentu á að fylgni væri milli greiðsluvilja fyrir sjálfakandi tækni og heimilistekna (Kyriakidis et al., 2015). Bæði niðurstöður þeirrar rannsóknar og niðurstöður Etzioni, Hamadneh, Elvarsson, Esztergar-Kiss, Djukanovic, Neophytou, Sodnik, Polydoroupoulou, Tsouros, Pronello, Thomopoulos & Shiftan (2020) sýndu fram á aukinn vilja til að greiða fyrir þjónustu sjálfakandi ökutækja ef viðkomandi hefði þegar reynslu af því að nota sjálfstýringu á ökutæki sínu. Ekki var skoðað að hvaða leyti slíkur vilji hafði með nýjungagirni viðkomandi að gera eða að hvaða leyti slíkur vilji hafði með jákvæða reynslu af sjálfsstýringu ökutækjanna að gera. Með raunverulegri reynslu af tækni er þó rökrétt að traust til hennar aukist.

Eins hafa Anania og félagar sýnt með eigindlegum rannsóknum að jákvæð umfjöllun um sjálfakandi ökutæki hafði jákvæð áhrif á upplifun þátttakenda á ferðamátanum (Anania, Rice, Walters, Pierce, Winter & Milner, 2018).

Eurobarometer 496 spurningalistinn “Expectations and Concerns from a Connected and Automated Mobility” er rannsókn sem framkvæmd var meðal ESB-landa (Eurobarometer, 2020). Spurningalistinn tekur á ýmsum þáttum og nefnir t.d. að væntingar Evrópubúa til vöruflutninga séu heldur jákvæðar. Um 62% allra Evrópubúa eru jákvæðir gagnvart flutningum matvöru með sjálfstýrðri tækni á meðan tæplega 50% eru jákvæð fyrir flutningum 8

á dýrari vörum. Helsti kostnaður við vöruflutninga er starfsmannakostnaður og er því ljóst að eftirspurn eftir vöruflutningum gæti aukist töluvert. Benda má á að iðnaðarrisinn Rio Tinto er með að minnsta kosti 150 sjálfakandi vörubíla í rekstri á vinnusvæði sínu í Ástralíu (Fagnant & Kockelman, 2015).

2.3. Viðhorf til nýs ferðamáta m.t.t. ferðamátavals Harper og félagar (2016) gerðu áhugaverða samantekt á rannsóknum sem byggja á ferðadagbókum. Ferðadagbækur eru hluti af manntalsgögnum um þætti sem hafa áhrif á heild ekinna ökutækjakílómetra. Childress, Nichols, Charlton & Coe (2015) bentu á að aukning væri á breiðu bili -35% til 20% vegna breytinga á ferðatíma, umferðarrýmd, bílastæðagjöldum og veggjöldum. Aðrir eru sammála því að aukning ekinna ökutækjakílómetra muni eiga sér stað t.a.m. vegna tómra ferða sjálfakandi deilibíla um 11% (Fagnant & Kockelman, 2014) og afleiddrar umferðar vegna aukins aðgangs ungra, aldraðra og fatlaðra að samgöngukerfinu (Harper et al., 2016). Áhrifin á heildarferðatíma og umferðartafir eru þó ekki jafn ótvíræð og eru háð bæði þróun umferðarrýmdar, eftirspurn eftir vegplássi á háannatímum og verðlagningu fyrir þjónustu sjálfakandi bíla auk samkeppnishæfni ferðamátans í samanburði við aðra ferðamáta. Það má vera ljóst að aukin bílaeign muni ekki leiða til minnkunar tafa að öðru óbreyttu enda munu ökumenn, nú farþegar, finna fyrir minni streitu í umferð.

Til að greina heildaráhrifin hafa umfangsmikil líkön verið sett upp og ýmsar sviðsmyndir prófaðar. Strjál vallíkön (e. Discrete choice models) eru þannig notuð til að líkja eftir vali á milli strjálla valkosta, hver með notagildi U, þar sem líkur til að velja ferðamáta i er lýst sem 𝑃! = 𝑒 "! ⁄∑! 𝑒 "! (Train, 2003).

Bösch, Ciari & Axhausen notuðu forritið MATSim til að setja upp fulltrúalíkan (e. agent-based model) byggt á Zürich borg, ferðadagbókum og lýðfræðilegum breytum fulltrúa (Bösch, Ciari & Axhausen, 2016). Með strjálum vallíkönum er því hægt að líkja eftir ferðamátavali einstaklinga og komust Bösch og félagar að því að með 10% bílaflota sjálfakandi leigubíla mætti afgreiða ferðaþarfir yfir 95% allra daglegra ferða fulltrúanna í samfloti með öðrum með að hámarki 10 mínútna biðtíma.

OECD gaf út skýrslu árið 2015 byggða á sambærilegu líkani fyrir Lissabon sem sýndi fram á um 65% fækkun heildarfjölda bíla í borginni með samspili sjálfakandi ökutækja í samfloti og almenningssamgangna. Ef ferðir eru farnar með sjálfakandi ökutækjum án samflots og án almenningssamgangna leiddi slíkt til 89% aukningu í eknum kílómetrum. Slíkt á einnig við um sviðsmynd þar sem 50% farartækjanna voru sjálfakandi í samfloti og 50% voru hefðbundnir einkabílar, sem gefur til kynna að umskiptin frá hefðbundnum bílum yfir í sjálfakandi ökutæki munu ekki vera sársaukalaus (OECD, 2015).

Að nota ferðamátavalskannanir til að greina eftirspurn samgangna sýnir áhrif nýrra hugsanlegra samgöngumáta og þjónustu (Yang, Choudhury, Ben-Akiva, Abreu e Silva, & Carvalho, 2009). Slík strjál vallíkön hafa ekki verið unnin fyrir íslenskar kringumstæður að vitund höfunda, en Etzioni og félagar unnu að rannsókn til samanburðar á Bretlandi, Ungverjalandi, Austurríki, Slóveníu og Kýpur auk Íslands (Etzioni et al., 2020). Val svarenda stóð á milli sjálfakandi bíls í einkaeigu og hefðbundins bíls í einkaeigu. Niðurstöður sýndu að ríkari lönd, hafa síður jákvæð viðhorf gagnvart sjálfakandi ökutækjum. Bílnotendur völdu frekar venjulega bílinn áfram og konur völdu einnig bílinn frekar en sjálfakandi ökutæki. Á Íslandi fengust einnig marktækar niðurstöður fyrir virði ferðatíma eftir ferðamáta, n.t.t. 64 € per klst fyrir sjálfakandi ökutæki og 53€ per klst fyrir venjulegan bíl, sem gefur annars til kynna að efnameiri velji sjálfakandi ökutæki en líka að svarendur sjái ekki ávinning af því að velja sjálfakandi ökutæki.

9

2.4. Staða þekkingar á Íslandi Á Íslandi var fyrst kynnt efni um sjálfakandi ökutæki árið 2015 og rýnt í aðstæður á Íslandi (Sverrir Bollason, 2016). Nokkru síðar birtist lokaritgerð frá Háskólanum í Reykjavík þar sem farið var yfir áhrif sjálfakandi bíla á hagsmunaaðila (Sigurður K. Ingimarsson og Tómas H. Jóhannesson, 2018). Þar má finna ýmis sjónarmið hagsmunaaðila í formi viðtala og mat sérfræðinga á sjálfakandi tækni. Einnig var framkvæmd könnun á huglægum þáttum, annars vegar gagnvart almenningi og hins vegar eldri borgurum, en þeir eldri reyndust með talsvert neikvæðari viðhorf gagnvart tækninni (Ingimarsson & Jóhannesson, 2018).

Verkfræðistofan Mannvit gerði samantekt sem metur þætti sem hafa áhrif á umferðarrýmd samgöngukerfa vegna komu sjálfakandi ökutækja. Helstu niðurstöður tóku saman þekktar rannsóknir og bentu á þau áhrif sem sjálfakandi ökutæki og farveitur gætu haft á stofnæðar samgöngukerfisins, t.d. aukin mettun umferðar með meiri töfum og möguleg áhrif á almenningssamgöngur (Mannvit, 2019).

Mannvit gaf einnig út skýrslu um áhrif 5G á samgönguinnviði sem innihélt einnig áhrif fjarskiptatækninnar á umferðarrýmd. Þar eru taldar upp niðurstöður úr umferðarflæðilíkani sem gert var af gatnamótum Kringlumýrarbrautar og Miklubrautar. Niðurstöður gefa til kynna að miðað við þá forsendu að 100% ökutækja væru sjálfstýrð, leiði tækniþróunin varlega áætlað til 10% minnkunar á umferðarflæði gatnamótanna, en í besta falli muni tæknin auka umferðarflæði um 12% (Mannvit, 2020).

Verkfræðistofan Efla greinir frá fyrstu niðurstöðum tilraunaverkefnis Reykjavíkurborgar og Strætó um sjálfakandi almenningssamgöngur hér á landi (Efla, 2020). Eftir að hafa greint styrkleika, veikleika, ógnir og tækifæri greina höfundar innviði á mismunandi leiðum og komast að því að engar augljósar hindranir standi í vegi fyrir verkefninu þó viðhorf almennings til tækninnar geti haft veigamikil áhrif á framtíðarnotkun ferðamátans (Efla, 2020).

3. Aðferðafræði og gagnaöflun

3.1. Hönnun spurningalista Spurningalisti var saminn innan starfshóps WISE-ACT og skiptist hann í þrjá hluta: 1. Viðhorfsspurningar um áhrif sjálfakandi ökutækja á bæði ferðahegðun og önnur atriði.

2. Ferðamátavalskönnun á milli hefðbundins bíls, sjálfakandi bíls í einkaeigu eða sjálfakandi bíls í samfloti.

3. Spurningar um svarendur til að greina ferðahegðun og viðhorf eftir lýðfræðilegum þáttum.

Spurningalistinn innihélt því bæði viðhorf út frá huglægum þáttum lagðar fram sem staðhæfingar með möguleika á að svara á sex punkta Likert-skala frá „mjög ósammála“ (1) til „mjög sammála“ (6). Einnig voru lagðar fram spurningar um ferðamátaval við mismunandi kringumstæður. Spurningalistanum bar að miklu leyti saman við spurningalista Eurobarometer (2020). Þeim spurningalista var ekki dreift á Íslandi og eru niðurstöðurnar því nýmæli á Íslandi. Niðurstöður ferðamátavals hafa verið greindar í samanburði við önnur lönd í grein Etzioni et al. (2020). Þessi grein einblínir hins vegar á niðurstöður huglægra áhrifa einstakra þátta úr fyrsta hluta spurningalistans. Á sama tíma er reynt að bera niðurstöður viðhorfsrannsóknarinnar saman við niðurstöður ferðamátavalskönnunar Etzioni et al. (2020) og niðurstöður Eurobarometer (2020). Frekar er greint frá hönnun spurningalistans í (Thomopoulos et al., 2020).

10

3.2. Dreifing og svörun Spurningalistinn var saminn á ensku og þýddur yfir á íslensku. Spurningalistinn var þýddur til baka á ensku af öðrum aðila til að gæta samræmis í spurningum milli landa. Úrbætur voru gerðar og spurningalistanum síðan dreift meðal almennings um alla Evrópu á hverju tungumáli fyrir sig. Þar sem gögnum var safnað frá mars 2020 til júni 2020 á meðan áhrif COVID-19 stóðu í hæstu hæðum voru þátttakendur beðnir að hugsa til ferða áður en veiran raskaði þeim.

Spurningalistanum var dreift hérlendis til félagsmanna Verkfræðingafélags Íslands, starfsfólks Vegagerðarinnar, starfsfólks Skipulagsstofnunar, starfsfólks og nemenda Háskóla Íslands, starfsfólks og nemenda Landbúnaðarháskóla Íslands, aðildarfyrirtækja Bílgreinasambandsins og fleiri aðila auk persónulegra tengiliða höfunda skv. Thomopoulos et al. (2020). Svörun var góð. 1.068 aðilar opnuðu spurningalistann en 561 svarandi búsettir á Íslandi kláruðu spurningalistann, rúm 0,15% íbúa, og má því gera ráð fyrir u.þ.b. 2,5% svörunarhlutfalli. Rannsóknin var send um þann tíma sem nemendur HÍ fóru í sumarleyfi, e.t.v. eru tölurnar þar ofmetnar. Ekki var boðin þóknun fyrir svörun spurningalistans.

Tafla 1 tekur saman stærðir hópanna sem dreift var til.

Svörun var góð. 1.068 aðilar opnuðu spurningalistann en 561 svarandi búsettir á Íslandi kláruðu spurningalistann, rúm 0,15% íbúa, og má því gera ráð fyrir u.þ.b. 2,5% svörunarhlutfalli. Rannsóknin var send um þann tíma sem nemendur HÍ fóru í sumarleyfi, e.t.v. eru tölurnar þar ofmetnar. Ekki var boðin þóknun fyrir svörun spurningalistans.

Tafla 1: Dreifingaraðilar og stærð hóps sem dreift var til

Dreifingaraðili Verkfræðingafélag Íslands Vegagerðin Skipulagsstofnun Háskóli Íslands (starfsmenn) Háskóli Íslands (nemendur) Bílgreinasambandið Landbúnaðarháskóli Íslands Persónulegir tengiliðir Samtals .

Svarhlutfall

Stærð hóps 4‘000 350 30 1‘676 14‘992 119 350 1‘000 Uþb. 22.500 2.5%

Reynt var að ná til fleiri félagasamtaka en þeirra sem greint er frá í ofangreindri töflu til að fá sem fjölbreyttastan hóp svarenda. Fylgst var með lýðfræðilegri lýsingu úrtaksins eftir því sem svörum var safnað og hún borin saman við lýðfræðilega lýsingu Hagstofunnar (Hagstofa, 2020). Þá var athugað hvort grípa þyrfti inn í, þ.e. óska eftir svörun sérstaklega frá ákveðnum samfélagshópum. Ekki var talin vera þörf á slíku, þó vissulega hafi verið reynt að ná til breiðari hóps.

Sjá má lýðfræðilega lýsingu úrtaksins í næsta kafla.

11

4. Niðurstöður Áður en greint er frá niðurstöðum rannsóknarinnar er gengið úr skugga um hvort nota megi niðurstöðurnar og yfirfæra niðurstöður úrtaksins á alla íbúa. Því var athugað eftir að svörun var lokið hvort úrtakið væri lýðfræðilega sambærilegt gögnum Hagstofu íslands (Hagstofa, 2020).

4.1. Lýðfræðileg lýsing Í samanburði úrtaksins við þýði mannfjölda (sjá Tafla 2) má strax átta sig á því að hlutfall svara sem skilgreindu sig karlkyns er yfirgnæfandi hærra en hlutfall kvenna. Við svörun sést að of fáir íbúar á aldrinum 16-19 ára og 80+ tóku þátt til að fá fullkomna samsvörun úrtaksins við þýði mannfjölda (0% í samanburði við 6% fólksfjölda á aldrinum 16 ára og uppúr). Hlutfall svarenda á aldursbilinu 50-69 ára var of hátt m.v. hlutfall sama aldursbils af heildarfjölda þýðisins þýðisins (40% í samanburði við 28%). Hlutfallslega stór hópur skilgreinir sig í „fullu námi“ en aftur á móti skilgreinir um 0% stöðu sína á atvinnumarkaði undir „annað“ þrátt fyrir að 9% íbúa á Íslandi heyrðu til þess flokks síðasta ársfjórðung ársins 2019 (Hagstofa, 2020).

Að öðru leyti næst góð samsvörun úrtaks við atvinnustöðu m.v. mannfjölda á aldursbilinu 1674 ára.

Lítil sem engin svörun barst frá einstaklingum sem hafa einungis grunnskólamenntun, þrátt fyrir að um 30% íbúa búi ekki yfir frekari menntun skv. gögnum Hagstofu. Um 85% svarenda eru með háskólapróf eða frekari menntun þó einungis 35% íbúa hafi náð slíku menntunarstigi. 98% svarenda á gilt ökuskírteini, þó einungis 92% á aldrinum 16-74 ára eigi slíkt á Íslandi.

Gjarnan er hægt að sýna fram á það að samsetning heimilis hafi bein áhrif á ferðamátaval.

T.d. hafa margir fræðimenn komist að því að heildartekjur heimilis hafi áhrif á ferðahegðun fólks (Jara-Diaz, 1998). Auk þess hefur staðsetning heimilis og aðgengi íbúa að bíl (mælt með fjölda bíla á heimili) að sjálfsögðu áhrif á ferðavenjur. Tafla 3 ber heimili svarenda saman við gögn Hagstofu.

Við staðsetningu heimilis má sjá að hlutfallslega eru margir svarendur á höfuðborgarsvæðinu, þá sérstaklega vestan Elliðaáa (samtals 36% svarenda í stað 21% íbúa í póstnúmerum 101-108 og 170). Sú hlutfallslega mikla svörun er helst á kostnað íbúa á Reykjanesi (2% í stað 8%) NV- og Austurlandi (8% í stað 17%) og Suðurlandi (0% í stað 2%). 34% úrtaksins tilheyrir heimili þar sem heildartekjur þess fyrir skatt eru á bilinu 0-899 þúsund. Á Íslandi eru þó 55% heimila á þessu bili. Hlutur lágtekjuheimila í úrtakinu er ekki nægilega stór.

Eins bendir tekjudreifing úrtaksins til þess að heimili á Íslandi séu mun tekjuhærri en gögn Hagstofu gefa til kynna. Slík bjögun kann að vera beintengd við litla svörun rannsóknarinnar á landsbyggðinni í samanburði við höfuðborgarsvæðið, þar sem heimilistekjur eru óneitanlega hærri (Byggðastofnun, 2018). Eins er úrtakið mun menntaðra en þýðið og skiljanlegt að tekjumunur sé einnig eftir því.

M.t.t. heimilisstærðar er hlutfallslega lítil svörun frá svarendum í eins íbúa heimili (12% í stað 36% íbúa á Íslandi) í samanburði við stór heimili með fleiri en 5 íbúa (14% í stað 8%). Þetta kann að vera vegna lítillar svörunar í bæði yngsta og elsta aldurshópi sem líklegastir eru til þess að búa yfir einstaklingum sem búa einir.

12

Tafla 2: Svarendur: Samanburður úrtaks og mannfjölda Mannfjöldi Kyn

Aldur

Samtals Aldursbil 16-74 Karlkyns Kvenkyns Annað Yngri en 16 16-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80+

Staða á atvinnumarkaði

Úrtak 561 539 69% 31% 0% 0% 0% 19% 16% 16% 21% 19% 7% 1%

Mannfjöldi 364'134 291'394 51% 49% 0% 20% 5% 15% 15% 13% 12% 10% 6% 3%

Launþegi 65% 68% Sjálfstætt starfandi 6% 6% Fyrirtækjaeigandi 2% 3% Atvinnulaus 2% 3% Í fullu námi 12% 5% Ellilífeyrisþegi 9% 6% Annað 0% 9% Hæsta menntunarstig Grunnskóli eða sambærilegt 1% 30% Framhaldsskóli 12% 35% Háskólapróf 49% 20% Framhaldsháskólapróf 36% 15% Annað 0% 0% Ökuskírteini Já 98% 91% Nei 2% 9% Ath: Ökuskírteini mannfjölda m.v. heildartölu útgefinna ökuskírteina deilt með mannfjölda á aldri 16-74. Staða á atvinnumarkaði miðast einnig við mannfjölda á sama aldursbili.

Eigin gögn, Hagstofa (2020) og Ríkislögreglustjóri Heimild: (2020)

13

Tafla 3: Heimili svarenda: Samanburður úrtaks og mannfjölda Úrtak Mannfjöldi Búseta (Póstnúmer) 101,102 & 107 14% 7% 103,104,105 & 108 17% 12% 109,110,111,112 & 113 16% 16% 116 & 276 0% 0% 150-162 0% 0% 170 4% 1% 200-203 11% 10% 210 & 225 6% 5% 220-221 8% 8% 270-272 5% 3% 190-191 / Vogabyggð 0% 0% 230-262 / Reykjanes 2% 8% 300-311 / Akranes & Borgarnes 2% 3% 320-785 / NV- og Austurland 8% 17% 800-825 / SV-land 5% 5% 840-881 / Suðurland 0% 2% 900 / Vestmannaeyjar 0% 1% Heildartekjur heimilis fyrir skatt (í þús. kr) 0-299 5% 5% 300-599 12% 27% 600-899 17% 22% 900-1.199 18% 16% 1.200-1.499 15% 11% 1.500-1.799 14% 7% 1.800-2.099 9% 5% 2.100-2.399 4% 3% 2.400-2.699 1% 1% 2.700-2.999 2% 1% 3.0002% 2% Heimilisstærð 1 12% 36% 2 34% 28% 3 19% 14% 4 21% 13% 5+ 14% 8% Bílar á heimili 0 4% 11% 1 39% 53% 2 38% 26% 3 11% 7% 4+ 7% 3% Ath: Um 12,7% úrtaksins vildi ekki gefa upp tekjur heimilis síns. Uppgefin hlutföll miðast einungis við þá sem gáfu upp tekjur sínar Heimild: Eigin gögn og Hagstofa (2020)

14

Eins eru svarendur með hlutfallslega fleiri bíla á heimili en íbúar á Íslandi. Þetta helst í hendur við þá staðreynd að svarendur bjuggu við hlutfallslega hærri heildartekjur heimilis en íbúar á Íslandi og má því rekja til hærri velmegunar svarenda. Hlutur bíllausra heimila í úrtakinu er of lítill (4% í stað 11% heimila sem eru án bíls).

4.2. Viðhorf almennings til ýmissa þátta sjálfakandi ökutækja Hafa ber í huga að hér er spurt um einstaka þætti á einangraða vegu undir hugsanlegum aðstæðum. Vel kann að vera að aðrir þættir eins og t.d. verð vegi þyngra þegar kemur að mati á ferðamátum. Slíkt er athugað í strjálum vallíkönum sem ekki er frekar gert skil í þessari grein.

Upplifun öryggis í nálægð við ökutæki Spurt var um þægindi í nálægð við sjálfakandi ökutæki í umferð eftir því hvaða ferðamáta maður ferðaðist með. Mynd 1 sýnir að óvörðum vegnotendum sem ekki ferðast í bíl, hvort sem er sjálfakandi eða hefðbundnum, líður síður vel í nálægð sjálfakandi ökutækja. Einnig má sjá að fótgangandi finna síður fyrir ógn af sjálfakandi ökutækjum enda eru fótgangandi síður líklegir til að deila vegrými með sjálfakandi ökutækjum á gangstéttum á meðan hjólreiðafólk, rafskutlu- og mótorhjólanotendur munu gera það á vegum, sem útskýrir muninn á fótgangandi og öðrum utan bíls.

Mynd 1: Upplifun öryggis vegfarenda í nálægð við sjálfakandi ökutæki Almennt má fullyrða að um 60% farþega í öðrum sjálfakandi ökutækjum og í hefðbundnum bílum gefa upp jákvæða öryggistilfinningu (einkunn 4-6) í samanburði við 40% notenda annarra ferðamáta. Þetta er töluvert hærra en niðurstöður Eurobarometer, gefa til kynna að 37% evrópubúa líði vel í nágrenni sjálfakandi ökutækis sem fótgangandi vegfarandi, um 30% 15

á hjóli, rafskútu eða mótorhjóli og í kringum 40% í bílum, hvort sem er hefðbundnum eða sjálfakandi (Eurobarometer, 2020). Öryggi á meðan á ferð stendur

Mynd 2: Upplifun öryggis á meðan á ferð stendur Mynd 2 sýnir að einungis 40% svarenda væru jákvæðir fyrir því að ferðast með sjálfakandi bílum án eftirlits (sbr. 22% í Evrópu) (Eurobarometer, 2020). Með eftirliti eykst téð hlutfall og stendur í u.þ.b. 75%.

Mikilvægur þáttur í ferðamátavali vegfarenda er upplifun öryggis, en slíkt er ekki sjálfgefið. Þar sem greint hefur verið frá því að um 94% umferðarslysa eru af mannavöldum (NHTSA, 2015) hefur það verið notað sem röksemdafærsla til að staðfesta ávinning sem fylgir sjálfakandi ökutækjum enda muni vera hægt að útrýma 94% slysa með hjálp tækninnar (Fagnant & Kockelman, 2015). Þrátt fyrir þennan áætlaða ávinning má skilja niðurstöður á Mynd 2 á annan hátt. Upplifun um öryggi einstaklinga sé að mörgu leyti háð því að vita að maður sjálfur, eða þar til bær aðili, sé við stjórn. Þá er einnig átt við að í deildum ferðum og/eða í strætisvögnum skipti það máli að ekki stafi hætta af meðfarþegum sbr. (Sarriera, Álvarez, Blynn, Alesbury, Scully & Zhao, 2017). Fyrir vikið er umræða um eftirlit í sjálfakandi ökutækjum talin eiga mikilvægt erindi.

Minna en 30% væru tilbúnir til að leyfa börnunum sínum að ferðast í sjálfakandi ökutæki án eftirlits en þó um 70% með eftirliti manneskju í bílnum (sjá Mynd 3). Það er meira traust gagnvart sjálfakandi ökutækum í samanburði við gögn Eurobarometer þar sem 19% treystu að senda börn sín án eftirlits og 58% undir eftirliti.

16

Mynd 3: Upplifun öryggis að börn ferðist í sjálfakandi ökutækjum Með samanburði við fyrri myndir sýnir Mynd 3 að óskir svarenda um eftirlit stafar ekki einungis af áhættu eða óþægindum við að ferðast með öðru ókunnugu fólki. Eftirlitið er einnig þarft við stýringu bílsins. Einnig er ljóst að upplifun öryggis barna getur vegið þungt þegar kemur að því að leyfa börnum sínum að nota þjónustu farartækjanna. Mögulegur ávinningur tækniþróunarinnar er að gefa foreldrum kost á því að skutla börnum í skóla og frístundir með ökutækjunum. Þessi ávinningur kann að hverfa ef vantraust foreldra til tækninnar er það mikið að þau þurfi sjálf að sinna eftirliti með börnum sínum er þau ferðast á milli staða (Kyriakidis, Sodnik, Stojmenova, Elvarsson & Thomopoulos, 2020).

17

Mynd 4: Upplifun öryggis með ókunnugu fólki.

Ekki er víst að þessi þáttur vegi jafn þungt þegar öryggi þjónustunnar hefur sannað sig, en þangað til að þeirri óvissu hefur verið eytt er enn ósvarað hvort ferðalangar reynist tvístíga varðandi öryggi ökutækjanna.

Nýting ferðatíma sem farþegi í sjálfakandi ökutæki Gjarnan hefur verið haldið fram að helsta framför með sjálfakandi tækni sé að ökumaður verði að farþega, og losni því við skyldur sem felast í því að fylgjast með umferðinni og akstrinum. Á móti kæmi að hægt væri að nýta tímann til og frá vinnu eða skóla á afkastamikinn hátt. Mynd 5 sýnir hins vegar að það að „vinna“ er næst-óvinsælasta athöfn (e.

Activity) til að stunda á meðan á ferð stendur.

Aðeins 50% eru jákvæðir gagnvart því að vinna. Aftur á móti eru yfir 80% manns jákvæðir gagnvart því að horfa út um gluggann og um 75% jákvæði gagnvart því að fylgjast með hegðun bílsins. Þessu ber saman við fyrri niðurstöður fræðimanna (Kyriakidis et al, 2015; Schoettle & Sivak, 2014; Correia et al., 2019).

18

Mynd 5: Á meðan að ferðast er með sjálfakandi ökutæki Bílaeign Út frá Mynd 6 má sjá dreifingu á því hvenær fólk mun taka sig til og kaupa sjálfakandi bíl.

Bera má þessa þróun saman við innleiðingu Rogers á nýjungum sem dreifir kaupendum í hópa á milli svokallaðra „Early adopters“ (snemmbúna aðlagendur) og „laggards“ (slórara) (Rogers, 1962) en dreifing grænu svörunarinnar virðist þó vera normaldreifð líkt og Rogers leggur til.

19

Mynd 6: Þættir sem spila inn í við tímasetningu á kaupum á sjálfakandi bíl.

Bösch og félagar hafa sýnt fram á að útlagður kostnaður við hverja ferð gæti verið töluvert lægri fyrir sjálfakandi bíla í einkaeigu í samanburði við aðra ferðamáta (Bösch, Becker, Becker & Axhausen, 2018). Hins vegar ef litið er til heildarkostnaðar hverrar ferðar væri mun dýrara að eiga sjálfakandi bíl. Það er því ljóst að þeir sem þegar eiga bíl munu alltaf kjósa að nota bílinn sé hann í boði.

Vöruflutningar Svarendur eru mun jákvæðari gagnvart vöruflutningi eigin vara í samanburði við fólksflutninga. Mynd 7 sýnir, líkt og með viðhorf til fólksflutninga á Mynd 2 og Mynd 3 að traust til ferða með ökutækjunum eykst með auknu eftirliti. Samanburður á Mynd 2 og Mynd 7 sýnir að svarendur eru jákvæðari gagnvart því að vörur þeirra séu fluttar með sjálfakandi ökutækjum frekar en fólk. Þetta gæti auðveldað flutningafyrirtækjum að fá samþykki fyrir notkun ökutækjanna, en þó með öryggisupplifun annarra vegfarenda í huga (sjá „Upplifun öryggis í nálægð við ökutæki“)

20

Mynd 7: Viðhorf til vöruflutninga með sjálfakandi ökutækjum annars vegar m.t.t. eftirlits og hins vegar m.t.t. verðmætis vöru.

21

Heildarakstur Mynd 8 sýnir viðhorf svarenda til áhrifa sjálfakandi tækni sem myndi leiða til breytinga á staðsetningu á vinnustað, búsetustað og lengdar ferðatíma á dag.

Mynd 8: Breytingar á staðsetningu og ferðatíma.

Svarendur hafa litla trú á því að staðsetning vinnustaðar og búsetu muni breytast.

Upprunalega var talið að þar sem hægt væri að vinna á meðan á ferðum stæði myndu notendur vera tilbúnir til að ferðast lengur í og úr vinnu ef í boði væri ódýrara húsnæði fjær vinnustað (Meyer et al., 2017). Á sama tíma myndi þetta leiða til afleiddrar umferðar (e.

Induced demand) og aukins heildaraksturs í kerfinu. Hins vegar, m.v. niðurstöður í undirkaflanum „Nýting ferðatíma sem farþegi í sjálfakandi ökutæki“ þar sem svarendur gáfu það upp að vera síður tilbúnir til að „vinna“ á meðan á ferð stæði, þá myndi slík breyting á búsetu falla um sjálfa sig.

22

Sjálfakandi ökutæki munu.. …Gera ferðir þægilegri …Minnka útblástur gróðurhúsalofttegunda (t.d. loftmengun) og orkueyðslu …Minnka ferðafrelsi …Minnka ferðatíma …Minnka ánægju við að aka …Auka valkosti í samgöngum (t.d. fyrir aldraðra, fatlaðra og barna yngri en 16 ára) …Minnka þörfina á faglegum ökumönnum og taka yfir störf þeirra (t.d. ökumenn strætóa, vörubifreiða og leigubíla) …Minnka stress á meðan á ferðum stendur …Reyna á þolmörk friðhelgi einkalífsins (t.d. aðgengi þriðja aðila að einkagögnum) …Verða nýtt skotmark fyrir netárásir ... Auka notkun ferðatíma í eitthvað sem ökumaður getur ekki (t.d. vinnu, lesturs, svefns) …Auka tafir í umferðinni …Minnka tafir í umferðinni …Auka hættu á árásum og hryðjuverkum …Fækka óhöppum og slysum 0% 1

2

3

10% 4

20% 5

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

6

Mynd 9: Ýmis áhrif sjálfakandi ökutækja.

Áhrif á umferðartafir Mynd 9 sýnir samantekt á svörum svarenda varðandi áhrif sjálfakandi ökutækja. Svarendur telja að ferðir verði almennt þægilegri, að minnka megi útblástur og að auka megi ferðafrelsi. Á sama tíma og svarendur skiptast nokkurn veginn jafnt í þeirri trú að heildarferðatími aukist eða minnki, þá trúa flestir svarenda að umferðartafir minnki.

Einungis 75% virðast trúa því að við að ökumaður gerist farþegi, þá skapist meira svigrúm til að farþegi geti sinnt frekari verkefnum sem ökumaður getur annars ekki sinnt. Merkilegt er þó að einungis 65% svarenda telja að óhöppum og slysum fækki þrátt fyrir að 90% slysa gerist af mannavöldum (Fagnant & Kockelman, 2015). Svarendur virðast enn tortryggnir gagnvart tækninni, sem er vel réttlætanlegt enda hafa bílslys sjálfakandi ökutækja fengið mikla umfjöllun í fréttum síðan tæknin fékk tilraunaréttindi og/eða verið notuð í bílum búnum sjálfakandi eiginleikum (AAA, 2019).

Bílastæðaleit Einn af þeim þáttum sem talið er að komi til með að stytta ferðatíma er tími sem færi annars í að leita að bílastæði. Það má hugsa sér að þeim farþegum sem koma í eigin bíl verði hleypt út í nálægð við áfangastað og bíllinn síðan halda áfram og leggja sér sjálfur. Ef ferðin er í samfloti myndi bíllinn ekki þurfa að leggja heldur getur bifreiðin haldið á næsta áfangastað. Þessi eiginleiki er bæði farþeganum í hag m.t.t tímasparnaðar og eigendum bílastæðainnviða þar sem nýta mætti lóðir betur. Þörf verður á bílastæðainnviðum þar sem geyma má bíla þegar þeir eru ekki í notkun. Ef bílar eru í einkaeigu þurfa þeir að vera nálægt heimili eiganda en ekki endilega beint fyrir utan heimili þeirra (Elvarsson et al., 2020).

23

Gagnaöryggi

Mynd 10: Viðskipti ferðagagna Óneitanlega er áhugi gagnadrifinna fyrirtækja á ferðavenjum mikill. Móðurfyrirtæki Google hefur verið afar drífandi í framþróun sjálfakandi tækni í gegnum dótturfyrirtækið Waymo.

Mynd 10 sýnir að fólk er afar varkárt í að gefa eftir gögn sín í skiptum fyrir aukna valkosti í samgöngum. Hins vegar hefur reynslan sýnt að notagildi þjónustu geti fengið notendur til að hunsa áhyggjur af gagnaöflun fyrirtækja sem þau stunda viðskipti við, eins og Facebook. Þessi neikvæða afstaða gæti þó einnig verið sökum bjögunar úrtaksins, þar sem úrtakið er heldur tekjuhærra en íbúar almennt. Kyriakidis og félagar greindu frá þeirri niðurstöðu að tekjuhærri eru gagnrýnni m.t.t. þess að láta gögn af hendi (2015).

Prófanir Mynd 11 sýnir að hátt í 70% svarenda væru sáttir við að sjálfakandi ökutæki væru prófuð í hverfi þeirra og rétt rúmlega 60% svarenda er jákvæður gagnvart því að taka sjálfir þátt í slíkum prófunum. Þrátt fyrir að fólk sé tvístíga um ágæti tækninnar er fólk viljugt til að prófa og athuga hvort hún henti. Þessar niðurstöður benda til enn meiri jákvæðni en sýnt var í íslenskri rannsókn fyrir tveimur árum (Ingimarsson og Jóhannesson, 2018).

24

Mynd 11: Viðhorf svarenda gagnvart prófunum sjálfakandi ökutækja í grennd við sig Við mat á því hvort ferðamáti henti farþegum þarf að taka tillit til ferðatíma, ferðakostnaðar, tíðni ferða, áreiðanleika ferðamáta og fleiri þátta. Fyrir sjálfakandi almenningsvagn í Stokkhólmi kynntu Guo, Susilo, Antoniou & Brenden (2020) upplifun notenda af þjónustunni. Þau telja upp (1) ferðahraða og ferðatíma, (2) áreiðanleika og hentugleika og (3) öryggistilfinningu sem helstu þætti til að útskýra notkun þjónustunnar.

5. Umræða

5.1. Framtíð samgangna Margir rannsakendur hafa sýnt fram á mikinn kerfislegan ávinning sem ná má þökk sé sjálfakandi tækni ef farþegar nýta bíla í deiliþjónustu í stað bíla í einkaeigu (Bösch et al, 2016; OECD, 2015). Draga má úr umferð ef farþegar sjá aukið notagildi í því að ferðast í samfloti í stað þess að ferðast einir.1 Alls ekki er víst að sú verði raunin. Til þess að vinna að slíkum ávinningi gætu stjórnvöld sett sér þau markmið að draga úr bílaeign (sér í lagi fjölda bíla á heimili) og auka markaðshlutdeild ferða í samfloti og/eða almenningssamgangna.

Ef svo er, þá má nýta Mynd 6 fyrir stjórnvöld til að vita hvenær þau vilja grípa inn í. Ef rýna á betur í bílaeign íbúa þarf þó að hafa í huga öryggissjónarmið sem fram koma t.d. í niðurstöðukafla „Öryggi á meðan á ferð stendur“ og lýðfræðileg sjónarmið hvers heimilishalds. Ýmis heimili reiða sig t.d. á bílinn til að flytja yngri börn milli staða og í ferðir til

1

Höfundar leggja engan dóm á sýn einstaklinga til að eiga farartæki, eða hversu mörg farartæki, en óneitanlega er flutningsgeta samgöngukerfis í persónum talin meiri ef fleiri einstaklingar deila einum bíl í samanburði við að hver einstaklingur ferðist einn í bíl, að öðru óbreyttu.

25

innkaupa. Ekki verður fullyrt að öll heimili komist af án eigin ökutækis, þó vissulega næðist kerfislegur ávinningur ef færri bílar væru í kerfinu en nú.

Farveitur munu að öllum líkindum fyrst um sinn sjá hag sinn í því að takmarka flota sinn við ferðir innan og í kring um höfuðborgarsvæðið. Það má þó ímynda sér að byggðakjarnar á landsbyggðinni séu þjónustaðir af færri bílum sem kynni að þurfa að panta með lengri fyrirvara.

Hlutfallslega munu strætisvagnar ná að hagræða mest í rekstri m.v. alla aðra ferðamáta (Bösch et al., 2018). Rekstur strætisvagna og sambærilegra ferðamáta gæti því tekið stakkaskiptum með aukinni sjálfvirkni. Tilraunaverkefni eru þegar í bígerð á íslenskri grundu.

(Efla, 2020). Vanda verður vissulega til verka, nýta tækifærið til að kynna ferðamátana fyrir íslenskum almenningi og fylgja verkefninu vel eftir. Þegar litið er til framtíðar skal hugsað til þeirra þátta sem helst hafa áhrif á hvernig notendur upplifðu þjónustuna sbr. (Guo et al., 2020).

5.2. Mælistikar til mats á nýjum ferðamátum Til að meta betur áhrif nýrra ferðamáta á samgöngukerfi sem heild leggja höfundar til nokkra mælistika til þess að athuga áhrif nýrra ferðamáta á kerfið auk heildarferðatíma, -kostnaðar og -tafa.

Aðgengileiki Fyrst og fremst hlýtur það að teljast til styrkleika samgöngukerfis ef það reynist aðgengilegt og sé sem fæstum takmörkunum háð. Til að mæla ferðafrelsi fólks má því einnig mæla aðgengileika kerfisins. Hansen (1959) var meðal þeirra fyrstu til að leggja til notkun aðgengileika (e. Accessibility) sem Meyer et al. notuðu til að greina áhrif sjálfvirkra ökutækja á samgöngukerfi (2017). Aðgengileika að einhverjum stað i innan kerfis 𝐴! má skilgreina sem summu allra tækifæra og athafna staðsettum á stað j sem stunda má í nálægð við staðinn i, 𝑋# og má vigta með falli af alhæfðum kostnaði þess að komast á milli i og j:

𝐴! = ( 𝑋# ∙ 𝑓(𝑐!# ) $!"

Ljóst er að þar sem biðtími í almenningssamgöngum telst til heildarferðatíma, myndi aðgengileiki t.d. aukast við aukna tíðni leiða. Einn helstu kosta mælistikans er hversu almenn skilgreiningin er og að stikinn mælir hve gott aðgengið er bæði til og frá stað i.

Bílaeign Eins og bent hefur verið á er bílaeign vissulega mælistiki til að fylgjast með. Bösch et al.

(2018) hafa bent á að kostnaður hverrar ferðar með sjálfakandi bíl í einkaeigu er talsvert lægri en með öðrum sjálfakandi ökumátum ef maður á þegar bíl. Heildarkostnaður ferðarinnar mun þó enn haldast hærri en sambærileg ferð með bíl í deiliþjónustu eða almenningsvagni. Mikilvægt er að fylgjast með þróun bílaeignar á hverja 1000 íbúa sem og hversu marga bíla hvert heimili á.

Fjöldi bílastæða Er bílaeign eykst, liggur það í augum uppi að eftirspurn eftir bílastæðum muni einnig aukast.

Slíkt mun hafa áhrif á landnýtingu og fasteignaverð. Ef bílastæði er ekki til staðar neyðist sjálfakandi bíll í einkaeigu til að aka í hringi í kringum áfangastaðinn eða aka tómur í næsta erindi eða til baka til heimilis eigandans, þar sem bílastæði er að finna. Slíkt mun auka umferð.

26

Ferðatími, hlutfall tafa af ferðatíma Auk þess að fylgjast með heildarferðatíma ferðalanga í kerfinu er einnig mikilvægt að fylgjast með hlutfalli tafa af ferðatíma. Þó niðurstöður fræðimanna bendi til minni líkinda á því að hægt sé að nýta ferðatímann til vinnu má þó vera að sú verði ekki raunin (Kyriakidis et al, 2015; Schoettle & Sivak, 2014; Correia et al., 2019). Því gæti þol gegn lengri ferðatíma aukist með tilheyrandi áhrifum á tafatíma í kerfinu að öðru óbreyttu.

Hlutfall vöruflutninga Talið er að eftirspurn eftir vöruflutningum muni snaraukast. Það er því verðugt verkefni að fylgjast með því hvort ökutæki fari ferðir til vöruflutninga eða til persónuflutninga og slíkt sé einnig skoðað eftir tíma dags. Þetta gæti gefið góða innsýn inn í það hvernig mætti stýra umferðarflæðinu á sem bestan máta háð eftirspurn á hverjum tíma fyrir sig.

Fjöldi einstaklinga á ökutæki og ferð Flæðigeta samgöngukerfis er gjarnan reiknuð sem fjöldi ökutækja á klukkustund.

Samfélagslegur ávinningur felst þó í því að hámarka fjölda fólks og vara á klukkustund, en ekki fjölda ökutækja. Þá mætti vigta styttri ferðir sem betri en lengri ferðir. Fylgast ætti því með hlutfalli ferða sem farnar eru í samfloti og meðaltali einstaklinga á ökutæki (e.

Occupancy rate), sérstaklega ef gjaldtaka veggjalda yrði slíkum mælistikum háð.

5.3. Framkvæmd rannsóknarinnar 561 einstaklingur búsettur á Íslandi tók þátt í rannsókninni og fyllti út spurninglistann. Sjá má af samanburði lýðfræðilega stærða úrtaksins og íbúa á Íslandi að svörun er góð en hallar á kvenkyns, unga (16-19 ára), aldraða (80+), lítið menntaðra, bíllausa og ökuskírteinislausa.

Svarendur bjuggu almennt á heimilum með hærri meðaltekjur, staðsettum á höfuðborgarsvæðinu.

Rannsókninni var dreift meðal almennings, en ekki á markvissan hátt eftir slembiúrtaki eða dæmigerðu úrtaki. Var þetta gert vegna þess að ekkert fjármagn var ætlað í dreifingu rannsóknarinnar. Næst þegar þessi eða sambærileg rannsókn er framkvæmd skal huga að því að fá eins dæmigert úrtak og völ er á. Þar sem úrtakið er ekki dæmigert, leiðir slíkt til þess að svör geta verið bjöguð, eins og t.d. að hærri tekjur úrtaks kunni að leiða til bjagaðra niðurstaða m.t.t. trausts á viðskiptum gagna (sjá niðurstöðukafla „Gagnaöryggi“.

Einnig gefa niðurstöður þær sem greint er frá í þessari grein ekki kost á því að framkvæma tölfræðigreiningu eða skoða marktækni svaranna. Slíkt er vissulega hægt með greiningu á strjálum vallíkönum sem byggð eru á marktækni hvers stika líkt og framkvæmt var af Etzioni og félögum (2020). Slíkar rannsóknir auk tölfræðilegrar greiningar á fylgni milli einstakra þátta og viðhorfa mætti framkvæma í frekari rannsóknum,

5.4. Frekari rannsóknir Auk rannsókna á mælistikunum hér að ofan má áætla að greining niðurstaðna strjála vallíkansins væri afar áhugaverð líkt og Etzioni et al. hafa sýnt (2020). Greina mætti niðurstöðurnar betur til að skilja frekar hvaða lýðfræðilegu þættir hafa helst til áhrif á ferðahegðun. Þetta mætti skoða með því að bæta við ferðadagbókum í gagnasöfnun tengdu manntali Hagstofunnar hverju sinni líkt og hefur verið gert í Sviss (Weis et al., 2020).

27

Einnig mætti bera niðurstöðurnar saman við grunnlíkan samgangna á höfuðborgarsvæðinu, sem og samgöngulíkan með öðrum breytingum t.a.m. Borgarlínu.

Ef framkvæma ætti rannsóknina aftur mætti innifela fleiri ferðamáta til að fá heildarsýn á allt úrval ferðamáta sem ferðalangur hefur hverju sinni.

Skoða mætti betur þau gögn sem ökutækið og farveitur safna hverju sinni og hvaða gögn mætti nýta til þess að stýra umferðarflæði betur og m.t.t. til þarfa veghaldara eins og t.d. viðhaldi. Gagnaöflun líkt og önnur frekari atriði þurfa auðvitað að standast kröfur setts lagaramma og þarf að skoða slíkt vandlega. Þetta mætti skoða í tilraunaskyni samhliða fyrstu prófunum ferðamátanna hérlendis. Við prófanir er einnig mikilvægt að sannreyna viðhorf farþega fyrir og eftir ferðina. Enn er óstaðfest að draga muni úr umferðaróhöppum eins og hefur verið rakið í þessari grein.

NHTSA greinir frá því að 94% slysa eru af mannavöldum en innviðaeigendurnir líta ekki svo á að rekja megi slys til hönnunar innviðanna. Lagt er til að umferðaröryggi sé skoðað nánar með tilliti til aukinnar sjálfstýringar og hvernig megi best meta áhrif sjálfakandi ökutækja á umferðaröryggi í formi mælistika.

Síðast en ekki síst er vert að minnast á það að uppi hafa verið áform um setningu veggjalda á íslenskum vegum. Kílómetraháð veggjöld gætu reynst markvisst tól til að lágmarka ekna heildarkílómetra og fækka tómum ferðum þegar bílar verða fyllilega sjálfakandi og minnka þannig tafir. Hafa þarf í huga hvernig mismunandi form veggjalda kunna að hafa áhrif á umferð og viðhorf almennings til nýs raunveruleika sjálfakandi ferðamáta.

5.5. Lokaorð Þessi grein fjallar um ýmis viðhorf almennings gagnvart sjálfakandi ökutækjum og þau borin saman við evrópskar niðurstöður Eurobarometer. Á sama tíma og farþegum sjálfakandi ökutækis líður betur en óvörðum farþegum í nálægð ökutækisins er víst að stórum hluta fólks liði betur sem farþega með eftirlit öryggisfulltrúa í ökutækinu. Þá er alls óvíst að fólk sé tilbúið að senda börn sín með ökutækinu. Svarendur voru almennt jákvæðari gagnvart því að flytja vörur á milli staða með sjálfakandi tækni. Þrátt fyrir þetta er 70% svarenda jákvæðir gagnvart því að tæknin sé prófuð í eigin nágrenni og 60% jákvæðir gagnvart því að prófa tæknina sjálfir.

Niðurstöður rannsóknarinnar eru nýmæli á Íslandi og bundnar eru vonir við frekari rannsóknir á ferðamátavali m.t.t. hugsanlegra ferðamáta er fram líða stundir.

Höfundaframlag: Hugmyndafræði, A.E.; aðferðafræði, A.E. and H.S; formleg greining, A.E.; rannsókn, A.E og H.S.; gagnaúrvinnsla, A.E.; skrif—upprunaleg drög, A.E.; skrif—rýni og yfirferð, A.E og H.S; umsjón, A.E.; verkefnastýring, A.E. Allir höfundar hafa lesið og samþykkt innsent handrit. Höfundar hafa allir lagt til töluvert framlag til rannsóknar þessarar.

Frekari þakkir: Við rannsóknir hafa höfundar notið góðs af samstarfi innan COST-hópsins “Wider Impacts and Scenario Evaluation of Autonomous and Connected Transport” (WISEACT, COST-Action CA16222). Þá er Vegagerðinni, Verkfræðingafélagi Íslands, Bílgreinasambandinu, Skipulagsstofnun, Háskóla Íslands, og Landbúnaðarháskólanum á Hvanneyri þakkað kærlega fyrir viðleitni sína í að dreifa spurningalistanum meðal meðlima, starfsfólks, nemenda og víðar. Tveimur nafnlausum ritrýnendum er kærlega þakkað fyrir sitt framlög til að bæta greinina fyrir birtingu.

28

Heimildaskrá 1. AAA (2019) Automated vehicle survey – Phase IV, Factsheet, American Automobile Association.

2. Ainsalu, J., Arffman, V., Bellone, M., Ellner, M., Haapamäki, T., Haavisto, N., Josefson, E., Ismailogullari, A., Lee, B., Madland, O., Madzulis, R., Müür, J., Mäkinen, S., Nousiainen, V., Pilli-Sihvola, E., Rutanen, E., Sahala, S., Schønfeldt, B., Smolnicki, P. M., Soe, R.-M., Sääski, J., Szymanska, M., Vaskinn, I & Åman, M. (2018) State of the art of automated buses, Sustainability, 10(9), 3118. https://doi.org/10.3390/su10093118 3. Ambühl, L., Ciari, F. & Menendez, M. (2016) What about space? A simulation based assessment of AVs impact on road space in urban areas, Proceedings of 16th Swiss transport research conference, Ascona.

4. Anania, E. C., Rice, S., Walters, N.W., Pierce, M., Winter, S.R. & Milner, M.N. (2018) The effects of positive and negative information on consumers’ willingness to ride in driverless vehicle, Transport Policy, 72, 218-224.

5. Atasoy, B., Glerum, A. & Bierlaire, M. (2012) Attitudes towards mode choice in Switzerland, Report, Transp-Or 110502, EPFLausanne 6. Becker, H. (2016) Verkehrsplanung für das zeitalter des autonomen fahrens, presentation, VöV, Lugano, Switzerland.

7. Becker, F., Bösch, P., Ciari, F. & Axhausen, K. W. (2016) Entwicklung konsistenter Szenarien für die Einführung autonomer Fahrzeuge, Working Paper, Institute of Transport Planning and Systems, ETH Zürich.

8. Ben-Akiva, M. & Lerman, S. (1985) Discrete Choice Analysis: Theory and Application to Travel demand, MIT Press, Cambridge, MA, ISBN: 9780262022170 9. Bollason, S. (2016) Sjálfakandi bílar: Rýni aðstæðna á Íslandi, Skýrsla, Rannsóknarsjóður Vegagerðarinnar, sótt þann 12.9.2020 af 10.

Byggðastofnun (2018) Atvinnutekjur 2008-2017 eftir atvinnugreinum og landshlutum, skýrsla og töluleg gögn, Byggðastofnun.

11.

Bösch, P.M., F. Ciari & K.W. Axhausen (2016) Autonomous vehicle fleet sizes required to serve different levels of demand, Transportation Research Record, 2542, 111119.

12.

Bösch, P.M., Becker, F., Becker, H. & Axhausen, K.W. (2018) Cost-based analysis of autonomous mobility services, Transport Policy, 64, 76-91.

13.

Childress, S., Nichols, B., Charlton, B. & Coe, S. (2015) Using an activity-based model to explre the potential impacts of automated vehicles, Transportation Research Record, 2493, 1, 99-106. https://doi.org/10.3141/2493-11 14.

Correia, G. H. d. A, Looff, E., van Cranenburgh, S., Snelder, M. & van Arem, B. (2019) On the impact of vehicle automation on the value of travel time while performing work and leisure activities in a car: Theoretical insigths and results from a stated preference survey, Transportation Research Part A: Policy and Practice, 119, 359-382. https://doi.org/10.1016/j.tra.2018.11.016 29

15.

Deloitte (2019) Global automative consumer study: Advanced vehicle technologies and multimodal transportation, Skýrsla, Global focus countries.

16.

Efla (2020) Er Ísland tilbúið til að taka á móti sjálfakandi almenningsvagni?

Rannsóknarverkefni, Skýrsla, óútgefin.

17.

Elvarsson, A. B., Martani, C., & Adey, B. T. (2020) Considering automated vehicle deployment uncertainty in the design of optimal parking garages using real options, Journal of Building Engineering, in Press, online since 13.8.2020 at https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101703 18.

Eurobarometer (2020) Special Eurobarometer 496: Expectations and Concerns from a Connected and Automated Mobility, Gögn, Directorate-General for Communication, European Commission, S2231_92_1_496_ENG. 19.

Etzioni, S., Hamadneh, J., Elvarsson, A. B., Esztergár-Kiss, D., Djukanovic, M., Neophytou, S. N., Sodnik, J., Polydoroupoulou, A., Tsouras, I., Pronello, C., Thomopoulos, N. & Shiftan Y. (2020) Modeling cross-national differences in automated vehicle acceptance, Sustainability, 12(22), 9765. https://doi.org/10.3390/su12229765 20.

Fagnant, D. J. & Kockelman, K. M. (2015) Preparing a nation for autonomous vehicles: opportunities, barriers and policy recommendations, Transportation Research Part A, 77, 167–181.

21.

Fagnant, D. J. & Kockelman, K. M. (2014) The travel and environmental implications of shared autonomous vehicles, using agent-based model scenarios, Transportation Research Part C, 40, 1-13. https://doi.org/10.1016/j.trc.2013.12.001 22.

Guo, J., Susilo, Y., Antoniou, C. & Brenden, A. P. (2020) Influence of individiual perceptions on the decision to adopt automated bus services, Sustainability, 12 (16) 6484. https://doi.org/10.3390/su12166484 23.

Hagstofa (2020) Gögn um lýðfræði úr Lífskjara- og Vinnumarkaðsrannsóknum, Hagstofa Íslands.

24.

Hansen, W. (1959) How accessibility shapes land use, Journal of the American Institute of Planners, 25 (2) 73-76.

25.

Harper, C.D., Hendrickson, C., Mangones, S. & Samaras, C. (2016) Estimating potential increasesi n travel with autonomous vehicles for the non-driving, elderly and people with travel-restrictive medical conditions, Transportation Research Part C: Emerging technologies, 72, 1-9. https://doi.org/10.1016/j.trc.2016.09.003 26.

Hartmann, M., Motamedidehkordi, N., Krause, S., Hoffmann, S., Vortisch, P. & Busch, F. (2017) Impact of Autonomous Vehicles on Capacity of the German Freeway Network, paper accepted for presentation at ITS World Congress, Montreal, October 2017.

27.

Iclodean, C., Cordos, N. & Varga, B. O. (2020) Autonomous shuttle bus for public transportation: A review, Energies, 13 (11), 2917. https://doi.org/10.3390/en13112917 28.

Ingimarsson, S. K. & Jóhannesson, T. H. (2018) Eiga sjálfstýrðir bílar framtíð á Íslandi?, BS ritgerð, Háskólinn í Reykjavík.

29.

Jara-Díaz, S. R. (1998) Time and income in travel demand: towards a microeconomic activity framework, University of Chile. https://www.researchgate.net/publication/228886939_Time_and_income_in_travel_dema nd_towards_a_microeconomic_activity_framework 30

30.

Kyriakidis, M., Happee, R. & de Winter, J. (2015) Public opinion on automated driving: Results of an international questionnaire among 5000 respondents, Transportation Research Part F: Traffic Psychology and Behaviour, 32, 127-140. https://doi.org/10.1016/j.trf.2015.04.014 31.

Kyriakidis, M., Sodnik, J., Stojmenova, K., Elvarsson, A.B., Pronello, C. & Thomopoulos, N. (2020) The Role of Human Operators in Safety Perception of AV Deployment—Insights from a Large European Survey – The safety illusion, Sustainability, 12(21), 9166; doi: 10.3390/su12219166 32.

Le Vine, S., Zolfaghari, A. & Polak, J. W. (2015) Autonomous cars: The tension between occupant experience and intersection capacity, Transportation Research Part C, 52, 1-14.

33.

Mannvit (2019) Áhrif sjálfvirkni í bílum á umferðarrýmd, Skýrsla, Rannsóknarsjóður Vegagerðarinnar, sótt þann 12.9.2020 af https://www.vegagerdin.is/vefur2.nsf/Files/ahrif_sjalfvirkni_bila_umferdarrymd_skyrsla/$fil e/%C3%81hrif%20sj%C3%A1lfvirkni%20%C3%AD%20b%C3%ADlum%20%C3%A1%20 umfer%C3%B0arr%C3%BDmd.pdf 34.

Mannvit (2020) Áhrif 5G á samgöngur, Skýrsla, Rannsóknarsjóður Vegagerðarinnar, sótt þann 12.9.2020 af http://www.vegagerdin.is/media/rannsoknir/1800-705-Ahrif-5G-asamgonguinnvidi.pdf 35.

Manser, P., Becker, H., Hörl, S. & Axhausen, K.W. (2020) Designing a large-scale public transport network using agent-based microsimulation, Transportation Research Part A: Policy & Practice, 137, 1-15 36.

Meyer, J., Becker, H., Bösch, P.M. & Axhausen, K.W. (2017) Autonomous vehicles: The next jump in accessibilities?, Research in Transportation Economics, 62, 80-91. https://doi.org/10.1016/j.retrec.2017.03.005 37.

Narayanan, S., Chaniotakis, E. & Antoniou, C. (2020). Factors affecting traffic flow efficiency implications of connected and autonomous vehicles: A review and policy recommendation, Advances in Transport Policy and Planning, 5, 1-50.

38.

NHTSA (2015) Critical reasons for crashes investigated in the National motor vehicle crash causation survey, Summary, National Highway Traffic Safety Administration, US Department of Transportation, Washington D.C. 39.

OECD (2015) Urban mobility system upgrade: How shared self-driving cars could change city traffic, International Transport Forum, OECD. 40.

Ríkislögreglustjóri (2020) Gild B-ökuréttindi, gögn, Ríkislögreglustjóri.

41.

Rogers, E. (1962) Diffusion of Innovations, Free Press, ISBN 978-0743222099.

42.

SAE International. (2014). SAE International’s Levels of Driving Automation for onroad vehicles. Retrieved from http://www.sae.org/misc/pdfs/automated_driving.pdf.

43.

Sarriera, J.M., Álvarez, G.E., Blynn, K., Alesbury, A., Scully, T. & Zhao, J. (2017) To share or not to share: Investigating the social aspects of dynamic ride sharing, Transportation Research Record, 2605, 109-117. DOI: 10.3141/2605-11 44.

Schoettle, B. & Sivak, M. (2014) Public Opinion about Self-Driving vehicles in China, India, Japan, the U.S., the U.K., and Australia, Report, The University of Michigan Transportation Research Institute, Ann Arbor, Michigan, USA. 31

45.

Thomopoulos, N., Pronello, C., Etzioni, S., Raposo, M. A., Grosso, M., Polydoropoulou, A. & Shiftan, Y. (2020) Survey design and co-ordination for large international AV surveys, Sustainability, í rýni.

46.

Yang, L., Choudhury, C. F., Ben-Akiva, M., Abreu e Silva, J., & Carvalho, D. (2009).

Stated Preference Survey for New Smart Transport Modes and Services: Design, Pilot Study and New Revision, MIT-Portugal Program Working Paper Series.

47.

Weis, C., Kowald, M., Danalet, A., Schmid, B., Vrtic, M., Axhausen, K.W. & Mathys, N. (2020) Surveying and analysing mode and route choices in Switzerland 2010-2015, Proceedings of Swiss Transport Research Conference 2020, Lausanne.

48.

Weisbaum, H. (2018) Trust in Facebook has dropped by 66 percent since the Cambridge Analytice Scandal, Viðtal við Larry Ponemon, NBC News, sótt þann 02.11.2020 af https://www.nbcnews.com/business/consumer/trust-facebook-has-dropped51-percent-cambridge-analytica-scandal-n867011

32

Frammistöðumat á umfangsmiklum nemendateymum Rúnar Unnþórssona, Guðmundur V. Oddssona. a

Iðnaðarverkfræði-, vélaverkfræði- og tölvunarfræðideild, Háskóla Íslands, Hjarðarhaga 2-6, 107 Reykjavík.

Fyrirspurnir: Guðmundur V. Oddsson gvo@hi.is Greinin barst 5. október 2020.

Samþykkt til birtingar 14. desember 2020

Ágrip Höfundar hafa þróað aðferðafræði fyrir kennara til að hjálpa þeim við að meta frammistöðu í umfangsmiklum nemendateymum í verkfræðinámskeiðum. Í þessari grein munum við sýna aðferðafræðina með tilviksrannsókn. Viðfangsefnið er verkefnanámskeið sem kennt hefur verið við Háskóla Íslands í 10 ár. Í námskeiðinu hanna nemendur eins sætis rafmagnskappakstursbíl, smíða hann og keppa á honum á erlendum keppnum. Markmið námskeiðsins hvert ár er það sama – að endurbæta hönnun síðasta vetrar. Frammistaða nemenda – metin útfrá stigum sem þeir hafa fengið á keppnunum – hefur nánast verið sú sama öll árin. Tilraunir kennara til að bæta frammistöðuna hafa ekki skilað árangri.

Niðurstöður sýna að með því að beita aðferðafræðinni sem höfundar hafa þróað þá geta kennarar fengið gott yfirlit yfir þá þætti sem hafa áhrif á frammistöðu nemendanna og öðlast góðan skilning á því hvað mögulega kemur í veg fyrir framþróun. Aðferðafræðin er öflugt tól sem er auðvelt að nota til að greina kerfisbundið frammistöðu nemenda og bera kennsl á vandamál. Notandinn verður að meta hvern þátt og gefa einkunn með rökum. Þessi kerfisbundna nálgun veitir góðan skilning á virkni teymisins, hún hjálpar til við að sjá hvar vandamálin liggja og hjálpar til við að ákveða hvaða þætti þarf að skoða frekar. Þó að aðferðafræðin hafi verið hönnuð til að meta teymi nemenda þá bendir allt til þess að hún gæti verið nytsamleg til að meta frammistöðu annarra teyma – til dæmis í atvinnulífinu.

Lykilorð: Frammistaða, teymi, nemendur, mat.

Abstract A methodology has been developed aimed at helping teachers to evaluate the performance of extensive student teams in engineering courses. The paper demonstrates the methodology with a case study. The case is a project course that has been taught at the University of Iceland for 10 years. In the course, students design a one-seater electric race car, build it and compete in it at foreign competitions. The aim of the course each year is the same - to improve the last design. The students' performance - judged on the points received in the competitions - has been nearly the same all these years. Attempts by teachers to help the students to improve their performance have not been successful. The results show that by applying the methodology developed by the authors, teachers can get a good overview of the factors that affect students' performance and gain a good understanding of what possibly hinders progress. The methodology is a powerful tool that is easy to use to systematically analyse student performance and identify problems. The user must evaluate each factor and 33

give a rating with arguments. This systematic approach provides a good understanding of the workings of the team, it helps to see where the problems lie and helps to decide which aspects need to be examined further. Although the methodology has been designed to evaluate student teams, all indications are that it could be useful for evaluating the performance of other teams – e.g. in industry.

Keywords: Performance, team, students, assessment.

Inngangur Síðustu áratugina hefur fjöldi nemendakeppna aukist umtalsvert. Í dag eru í boði keppnir fyrir nemendur á öllum skólastigum – frá leikskólastiginu yfir á háskólastigið. Almenna hugmyndin sem liggur á bak við keppnirnar – sem eru flestar miðaðar við nemendateymi – er að vekja áhuga hjá nemendum á að læra með því að fá þau til að leysa áskoranir. Flestar keppnirnar eru fjölfræðilegar verkfræðilegar hönnunarkeppnir fyrir teymi háskólanema. Keppnirnar gagnast nemendum jafnt sem skipuleggjendum og styrktaraðilum eins og má almennt gera þegar samstarf er á milli akademíu og atvinnulífs [1]. Skipuleggjendur hafa hag af tengslum við unga, klára og metnaðarfulla nemendur – sem leiðbeint er af prófessorum – því þeir hafa oft önnur sjónarhorn á áskoranirnar og koma því oft fram með ferskar nýjar hugmyndir til að leysa þær. Þetta er einnig mikils virði fyrir alla sjálfboðaliðana sem starfa sem dómarar í keppnunum. Þeir eru mjög oft atvinnumenn úr greininni og sumir þeirra vinna fyrir styrktaraðilana.

Nemendurnir njóta góðs af þátttöku á margvíslegan hátt og bjóðast tækifæri sem ekki eru í hefðbundnum verkfræðinámskeiðum Til viðbótar við nauðsynlegra tækniþekkingu sem þarf til að leysa viðfangsefni keppninnar verða nemendur einnig að tileinka sér mjúka færni. Í rannsókn Aslandies o.fl. [2] voru þátttakendur sammála um að liðsandinn væri ein mikilvægasta hæfnin sem og að læra að vinna innan teymis, eiga samskipti, stjórna eigin tíma og viðhalda sveigjanleika og afköstum á meðan unnið er undir álagi. Hins vegar er árangur liða margþætt hugtak og það að greina frammistöðuvandamál innan teymis getur verið krefjandi. Það þarf góða aðferðafræði til að meta frammistöðu og til að greina hugsanleg frammistöðuvandamál í teymum. Höfundar enduðu á að þróa kerfisbundna nálgun til að meta frammistöðu og greina hugsanleg frammistöðuvandamál teymis.. Í þessari grein sýnum við hvernig beita má henni með tilviksrannsókn.

Tilvikið er þverfaglegt hönnunarnámskeið í verkfræði og mest af vinnu nemenda fer fram utan stundaskrár. Námskeiðið hefur verið kennt í tíu ár. Í námskeiðinu - sem stendur yfir eitt skólaár – (endur) hanna nemendur og smíða eins sætis rafknúinn kappakstursbíl fyrir evrópsku nemenda formúlukeppnina (Formula Student, og einnig þekkt sem Formula SAE2 í Bandaríkjunum). Nemendateymið hvert ár samanstendur af um það bil 40 nemendum, aðallega vélaverkfræði-, iðnaðarverkfræði- og rafmagnsverfræðinemum. Nemendur úr öðrum greinum hafa einnig tekið þátt, til dæmis tölvunarfræði, eðlisfræði, viðskiptafræði og jafnvel stjórnmálafræði. Meirihluti nemendanna er á fyrsta eða öðru ári í BS-námi. Árið 2011 var fyrst boðið upp á þetta námskeið og árið eftir keppti nemendateymið undir merkjum Háskóla Íslands með sinn fyrsta bíl á Formula Student keppninni á Silverstone í Bretlandi. Rafkerfi bílsins var ekki í lagi og því ók hann ekki. En bíllinn vakti engu að síður athygli bæði fyrir útlit og smíði. Boðið hefur verið upp á námskeiðið árlega síðan 2011 og fyrir hverja keppni, nema keppnina 2013, var nýr bíll endurhannaður og smíðaður. Allir bílarnir þessi ár fengu athygli dómara og liða frá öðrum háskólum fyrir bæði útlit og smíði. Fram til 2

https://www.fsaeonline.com/ 34

2015 tók liðið aðeins þátt í kyrrstöðu hluta keppninnar. Árið 2016 fékk liðið fjögur stig fyrir þolakstur en síðan hafa engin stig fengist fyrir þolakstur. Árið 2020 mætti liðið ekki til keppni vegna COVID-19.

Fyrstu 3-4 árin einkenndust af því að nemendur þurftu að læra tiltölulega hratt allt sem þarf til að smíða kappakstursbíl fyrir keppnina (fræðin, hagnýtu þættina), læra reglur keppninnar, koma upp aðstöðu fyrir vinnu vetrarins og öll atriðin sem þarf að huga að í undirbúningi fyrir keppnina. Á þessum árum var hver nýr bíll hannaður frá grunni og smíðaður - án þess að hönnun bílsins á undan væri greind með verkfræðilegum aðferðum. Sem var kannski eðlilegt þar sem nemendur voru að læra hvað þurfti til að smíða bíl. Næstu árin á eftir, þegar nemendur höfðu náð tökum á því að smíða bíl, þá beitti liðið sömu vinnubrögðum. Engar mælingar voru gerðar á fyrri bíl (fyrir utan þyngdarmælingar) og einkenndust þessi ár af stöðnun. Frammistaða liðsins - metin út frá stigum sem fengust í keppnum - sveiflaðist upp og niður hvert ár um sama svipað gildi en lagaðist ekki. Tafla 4 sýnir keppnisgreinar og heildarfjölda stiga sem hægt er að fá í hverri grein. Mynd 12 sýnir stigin sem nemendur hafa fengið í gegnum árin. Appelsínu gulu tíglarnir sýna stigin sem fengust frá kyrrstæðu keppnisgreinum keppninnar og bláir hringir sýna heildareinkunn (að meðtöldum bæði kyrrstæðum og hreyfanlegum keppnisgreinum). Vegna refsistiga þá eru heildarstigin fyrir nokkrar keppnir lægri en stigin sem fengust úr kyrrstæða flokknum Tafla 4 – Keppnisatriði á Formula Student keppnum og heildarstigin sem hægt er að fá fyrir þau.

Kyrrstæð keppnisatriði Verkfræðileg hönnun Greining á kostnaði og sjálfbærni Viðskiptaáætlun Tæknileg úttekt

Stig 150 100

Samtals

325

75 0

Hreyfanleg keppnisatriði Veggripsprófun 1km tímataka í þrautabraut 75m upptaksprófun 22km þolakstur Eldsneytisnýtni Samtals

Stig 75 100 75 325 100 675

Fyrstu þrjú árin var námskeiðið einungis í boði hjá iðnaðarverkfræði, vélaverkfræði og tölvunarfræðideild en síðustu sjö árin hefur rafmagns- og tölvuverkfræðideild einnig boðið sínum nemendum upp á námskeið tengt smíði rafkerfis bílsins. Tveir kennarar, frá sitt hvorri deildinni, hafa verið nemendum innan handar við vinnu vetrarins. Kennararnir voru meðvitaðir um að nemendur þurftu að taka þátt í nokkur skipti þar til að þeir væru búnir að ná tökum á öllum þáttum hönnunar bílsins og prófana á honum, en Jennifer Dawson og Stephen Kuchnicki hafa einmitt bent á þetta [4]. Eftir fyrstu 5 keppnirnar töldu kennararnir, sem voru þeir sömu allan tíman, að það væri tími til kominn að breyta aðferðafræðinni – nemendur kynnu að smíða bíl en þeir þyrftu að endurbæta hönnun fyrra árs með því að beita skiplögðum verkfræðilegum aðferðum. En hugmyndum kennaranna um að nemendur myndu taka upp formlegri verkfræðilega árangursmiðaða nálgun með því að setja sér skýr og mælanleg markmið og byggja hönnunarákvarðanir á mælingum; var mætt með trega og mótstöðu[5]. Mótstaðan var óbein, nemendur mótmæltu ekki hugmyndunum beint heldur héldu óbreyttum vinnubrögðum utan stundaskrár.

Andstaða nemenda gagnvart breytingum var að mestu vegna eldri nemenda sem annað hvort voru að taka þátt í námskeiðinu í annað (eða þriðja) sinn eða veittu nemendum aðstoð á kvöldin. Flestir þessara eldri nemenda höfðu sterkar skoðanir á því hvernig liðið ætti að starfa – eins og þeir voru vanir – og sumir (oftast nemendur sem tóku þátt í 2.- 3. skiptið) lögðu persónulegan metnað sinn fram yfir markmið og hagsmuni liðsins. Þessir eldri nemendur eru mjög góðir í að sannfæra yngri og óreynda nemendur. Til viðbótar þessu var 35

nemendateymið að fást við önnur smærri vandamál en það var mjög erfitt að bera kennsl á þau og segja til um hvort rekja mætti frammistöðustöðnunina til þeirra.

Mynd 12 – Stig sem nemendur fengu á Formula Student keppnum. Appelsínu tíglarnir sýna stig frá kyrrstæðum keppnisgreinum og bláu hringirnir sýna heildarstigin (bæði kyrrstæðar og hreyfanlegar keppnisgreinar). Ástæða fyrir því að heildarstig eru lægri en stig fyrir kyrrstæðu keppnisgreinarnar – t.d. 2017 – er vegna refsistiga.

Þess ber þó að geta að nemendur hafa verið óhemju duglegir öll árin þannig að stöðnunina var ekki hægt að rekja til þess að nemendur væru ekki að leggja sig fram. Í raun notuðu nemendur töluvert meiri tíma en úthlutað er í námskeiðið, eða um 150-180 klst. yfir veturinn (6 ECTS einingar). Þetta er þekkt þegar nemendur vinna að verkefnum sem þeir hafa áhuga á. Benjamin og Keenan [6] sögðu frá svipaðri þátttöku nemenda í verkfræðilegu hönnunarnámskeiði þar sem stuðst var við verkefnamiðað nám Í næsta kafla, kafla 2, munum við stuttlega kynna aðferðafræðina. Áhugasömum lesendum er bent á Oddsson og Unnþórsson [3] ef þeir vilja fá nánari upplýsingar um hvernig aðferðafræðin var búin til. Í kafla 3 förum við í gegnum aðferðafræðina, gefum hópþáttum einkunn og gefum lýsingar á stöðu þeirra. Í kafla 4 tökum við einkunnagjöfina saman og skoðum niðurstöður aðferðafræðinnar. Í kafla 5 tökum við saman og ræðum niðurstöður greinarinnar.

Aðferðafræði Til að meta frammistöðu nemendateymisins notuðum við aðferðafræði sem við höfum þróað [3]. Hún er kerfisbundin aðferð og byggir á niðurstöðum fjölda ritrýndra vísindagreina um mat á árangri teyma í kennslu. Við höfðum í huga að útbúa tól sem gæti hjálpað við að bera kennsl á og draga fram hvar frammistöðuvandamál nemendateymis liggja – nokkurs konar hitamælir á frammistöðu teymisins. Við notkun aðferðafræðinnar þarf að fara í gegnum 43 mismunandi frammistöðuþætti og meta þá. Þættirnir voru síðan í sjö hópa til að auðvelda sjónræna framsetningu niðurstaðna (Tafla 5). Niðurstöðurnar má þá rýna í töflu eða með ratsjárriti.

Upplýsingunum um frammistöðu liðsins var safnað með ítarlegum viðtölum við kennarana tvo sem hafa leiðbeint nemendum í námskeiðinu frá upphafi. Viðtalsniðurstöðurnar voru notaðar til að gefa hverjum frammistöðuþætti einkunn. Við ákváðum að nota einfaldan þriggja stiga 36

kvarða – Í lagi gefur 2 stig, viðunandi gefur 1 stig og ekki í lagi gefur ekkert stig. Heildarstig hvers þáttahóps er summa allra þátta hans. Tvær leiðir eru til að gefa heildareinkunn fyrir frammistöðuna. Annars vegar að gefa öllum þáttum jafnt vægi eða gefa þáttahópunum jafnt vægi. Í fyrra tilvikinu þá er heildareinkunnin reiknuð þannig að deilt er í summu allra þátta með 86 – sem er hámarkssumma sem hægt er að fá. Í seinna tilvikinu er heildareinkunnin meðaltal einkunna þáttahópanna – þar sem einkunn úr hverjum þáttahóp er reiknuð með því að deila í summu allra þátta viðkomandi þáttahóps með hámarkssummu hans. Í þessari grein gefum við öllum þáttunum jafnt vægi (fyrra tilvikið). Ástæðan er að þáttahóparnir hafa ekki sama fjölda þátta og engin rök fyrir að hóparnir gildi jafnt. Niðurstöður eru svo birtar bæði sem tafla og sem ratsjárrit.

37

Tafla 5 – Frammistöðuþættirnir 43 og þáttahóparnir 7 [3].

Liðsstjórnun (e. team management) Liðssamhæfing (e. team coordination) er hversu vel teymi vinnur saman og hvernig liðsmeðlimir hugsanlega víkja frá leikreglum eins og sumir vilja ekki vinna með öðrum eða fara út fyrir verksvið sitt (e. go off on tangents). Ákvörðunartaka (e. decision making) er hvernig liðið tekur ákvarðanir. Þessar ákvarðanir munu hafa misvísandi markmið, eru teknar í breytilegu umhverfi, krefjast forystu, eru ígræddar í skipuheild og oft í fjölmennum teymum. Liðsíhugun (e. team reflexivity) er hvernig meðlimir velta sameiginlega fyrir sér markmiðum, aðferðum og ferlum liðs. Liðsendurgjöf (e. team feedback) er miðlun upplýsinga sem veittar er af utanaðkomandi aðila varðandi aðgerðir, atburði, ferla eða hegðun í samhengi við verklok eða teymisvinnu. Liðsstjórnunarferli (e. team management processes) eru um að koma á fót, miðla og skilja markmið liðsins sem sameiginlega dagskrá liðsins sem og að koma á rekstrarhópsskipulagi sem gerir kleift að auðvelda þverfagleg samskipti (e. cross-functional inter-relationships). Þessir ferlar þurfa að takast á við mál eins og: félagslegt leti, gagnkvæman tilgang, sérstök markmið, skilvirkni teymis (e. team self-efficiency) og átök.

Markvirkni liðs (e. team effectiveness) er mat á árangri ferlanna (e. outcomes of the processes). Markmið & sýn (e. mission & vision) er að leggja fram skýr markmið og stöðuga sýn fyrir verkefnið. Skýr markmið snúast um það að hve miklu leyti meðlimir telja markmið liðs síns mikilvæg, skilja markmið liðs síns og afleiðingar árangurs liðs. Árangursendurgjöf (e. performance feedback) er að nota endurgjöf sem fékkst til að útskýra hvers vegna árangur náðist (eða skortur á slíkum), gefa dæmi um aðferðir sem geta skýrt þetta, velta fyrir sér hvort aðrir möguleikar séu til staðar til að bæta árangur og að lokum að setja sér markmið og þróa áætlanir fyrir næsta verkefni.

Liðsumhverfi (e. team environment) Skipuheildarígræðsla (e. organizational embedding) er hvernig samtökin nota teymi til að leysa vandamál, bæta ferla og virkja starfsmenn í teymisvinnu. Nægar auðlindir (e. sufficient resources) snýst um það hvort skipuheildin úthluti fullnægjandi auðlindum til að hjálpa liðinu að starfa og ná markmiðum sínum. Tilvist trausts (e. existence of trust) milli skipuheildar og liðs. Árangursmælingarkerfi (e. system for performance) bæði til að mæla og meta árangur teymisins í skipulagslegu samhengi. Mat og þóknun (e. evaluation and remuneration) fyrir liðið og meðlimi þess.

Innri virkni liðs (e. team inner workings) Liðsfélagsmótun (e. team socialization) er hvernig félagsleg og menningarleg hegðun hefur áhrif á frammistöðu liðs. Félagsmótun teymis og liðamenningin er hve vel gildi og viðhorf liðsmanna falla saman innan teymisins. Þvingunaráhrif (e. coercive influence) er þegar liðsmenn beita þvingunaraðferðum (e. coercive means) eða ráðskast (e. manipulate) til að hafa áhrif á aðra liðsmenn til að fá vilja sinn. Félagsleg leti & meðvirkni (e. social loafing & compensation) er þegar liðsmaður flýtur með flæðinu án þess að leggja sitt af mörkum í teymisvinnunni. Þetta krefst þess að aðrir liðsmenn taki upp félagslegar bætur, eða leysi félagsletingjana af hólmi og vinni þá vinnu sem ekki hefur verið unnin, þ.e. sýni meðvirkni. Aðlögunarerfiðleikar (e. adaptation difficulty) er þegar ekki allir liðsmenn falla á sinn stað og búast má við einhverjum aðlögunarerfiðleikum. Liðslærdómur (e. team learning) er þegar teymi byggir upp og viðheldur sameiginlegri hugmynd (e. conception) um verkefni sín. Liðsvitund (e. team cognition) er heildræn vitund innbyrðis tengsl ferla í teyminu. Liðseinkenni (e. team characteristics) eru þríþætt: tilhneigingu til samstarfs (vilji meðlima til samstarfs), sveigjanleika teymisins (mælir að hve miklu leyti allir liðsmenn gætu framkvæmt ýmsar aðgerðir í teyminu) og forgangssamhljóða (mælir að hve miklu leyti teymin hafa þróað sameiginlega heildstæða nálgun til að vinna verk sín). Þættir trausts (e. trust factors) eru þættir sem hafa áhrif á teymið og má líta á það sem verkefnaferlaþætti (hugrænt (e. cognitive-based) traust, traust byggt á áhrifum (e. affective-based), samvinnu og eftirlit) eða sem uppbyggingu og samhengi þátta liðs (fjölbreytni teymis, langlífi teymis, nálægð teymis og málsmeðferðar & gagnvirkt réttlæti. Liðsþjálfun (e. team training) er hvernig liðið eykur hæfni sína á fimm sviðum: (i) rauntímamálum, (ii) einbeita sér að því að þróa þakklæti fyrir sérstöðu, (iii) þróa reiknirit (e. algorithms) og uppbyggingu fyrir hópfundi, (iv) búa til hugmyndastjórnunarkerfi fyrir hópinn og að lokum, (v) og þróa kerfi innri ráðgjafa.

Liðsskipulag (e. team structure) Liðseiginleikar (e. team attributes) er tengt hæfileikum liðsmanna , óskum liðsmanna, sveigjanleika liðsmanna og persónuleika þeirra.

Liðssamsetning (e. team compositions) tengjast því hvers konar bakgrunn meðlimir hefa, fjölbreytileiki þeirra eða hversu þverfagleg liðin eru, hvernig uppbygging umbunar er í teyminu, stærð teymisins , mismunandi hlutverk í liðinu, hvernig þessum hlutverkum er úthlutað og að lokum, hvernig liðið er valið. Skipulagðir ferlar (e. systematic processes) eru hvernig innri ferlar eru kerfisbundnir að uppbyggingu. Upplýsingageymsla (e. recording and filing information) er hvort viðeigandi upplýsingar séu geymdar og aðgengilegar.

Starfsemi á mörgum tímalínum (e. operate on multiple time horizons) er hvort liðið hafi mörg mismunandi tímamörk.

Samstaðsetning (e. team colocation) er hvort lið séu á sama stað eður ei. Þátttökutími í liði (e. team tenure) er hversu lengi fólk vinnur saman í liðinu.

Liðsmeðlimir (e. team members) Fyrirbyggjandi félagsmótunarhegðun (e. proactive socialization behaviors) er hegðun liðmanna er getur haft áhrif á frammistöðu liðs. Hvatning (e. motivation) er drifkrafturinn sem hjálpar okkur að ná markmiðum. Hvatning getur komið að innan (e. intrinsic) eða að utan (e. extrinsic). Þessi þáttur fjallar einnig hvað er gert til að auka hvatningu. Verkhæfni (e. task skills) eru nauðsynleg færni liðsmanna sam þarf til að leysa verk á fullnægjandi hátt. Mannleg hæfni (e. interpersonal skills) eru nauðsynleg færni sem liðsmenn þurfa til að eiga samskipti á áhrifaríkan hátt. Viðhorf (e. attitudes) er skilgreint sem vilji einstaklingsins til að vinna áfram með sama teymi, traustið sem þarf milli liðsmanna og viljinn til að starfa í öðrum teymum. Hugrænir þættir (e. cognitive factors) fjalla um hugræna fjölbreytni (e. cognitive diversity), örvitræna þætti (e. micro-cognitive factors) mannshugans (eins og athyglisstjórnun, minni osfrv.) og vitræna getu (e. cognitive ability) sem er almenn andleg geta sem felur í sér rökhugsun, lausn vandamála, skipulagningu, óhlutbundna hugsun, flókna hugmynd skilningur og að læra af reynslu.

Verk (e. task) Umfang (e. scope) er rétt val og samsvörun verka við hæfni liðsmanna, samþætting auðlinda og árangur teymisins. Vinnuálag (e. workload) er skilgreind út frá tveimur þáttum: tímapressu og eftirspurn eftir auðlindum. Samhengi verka og skjala (e. task coherence) er hversu vel skjöl samræmast við hönnunarverkefni. Flækjustig verka (e. complexity of task) er samansafn hvers konar eiginleika verka er hefa áhrif á frammistöðu verks. Verk einkennum (e. task characteristics) er hægt að skipta í sex hópa: markmið, inntak, ferli, framleiðsla, tími og framsetning. Hver hópur hefur nokkra þætti sem hafa jákvæð (+) eða neikvæð (-) áhrif á flækjustig (sjá alla þætti í Töflu 1). Gagnvirkni verka (e. task interdependence) vísar til þess að hve miklu leyti liðsmenn þurfa upplýsingar, efni og stuðning hver frá öðrum til að geta sinnt verkum sínum.

Samskipti (e. communication) Innri samskipti (e. internal communication) eru samskiptin innan teymisins. Tengist tíðni samskipta, verkfærum sem eru veitt til að hjálpa til við samskipti, eðli samskipta og hversu mikil samskipti eru. Misræmi í samskiptum (e. miscommunications) fjallar um ekki gagnleg samskipti og misskilning. Misræmi getur verið allt frá því hvernig yfirfærsla merkingar er í eðli sínu gölluð, minniháttar misskilningur, talinn (e. presumed) persónulegri annmarkar, mismunandi tilvísanir í markmið, munur á hópa- / menningarlegu viðmiði (e. group/cultural norm) í máli og samskiptum, hugmyndafræðilegur rammi tals upp í félags-menningarlegt valdamisvægi (e. socio-cultural power imbalances). Ytri samskipti (e. external communication) vísar til samskipta utan teymisins, til skipuheildarinnar eða viðskiptavina.

38

Mat á frammistöðuþáttum nemenda verkefnisnámskeiði í verkfræði Markmið þessarar greinar er að sýna fram á hvernig beita má aðferðafræðinni sem höfundar hafa þróað [3] til að meta og greina á skilvirkan máta frammistöðu nemendateymis í verkefnadrifnu verkfræðinámskeiði. Þó aðferðafræðin virki sem nokkurs konar hitamælir til að meta frammistöðuna, þá nýtist einkunnagjöfin fyrir þætti hennar (alls 43 þættir) upp að ákveðnu marki til að greina hana. Höfundar fóru í gegnum alla þættina og gáfu þeim einkunn út frá meðaltali síðustu tíu ára með því að nota þriggja stiga kvarða. Árin 2011 og 2020 eru ekki með þar sem nemendur fengu engin stig árið 2011 og engar keppnir voru haldnar árið 2020 vegna COVID-19. Árið 2011 skráði nemendur sig til keppni en það var einungis formsins vegna – ferðin á keppnina var farin til að kynnast keppninni, framkæmd hennar.

Niðurstöður einkunnagjafar eru sýndar í Tafla 6 og stigagjöfin verður útskýrð hér að neðan.

Skipuheildarígræðsla Nægar auðlindir Tilvist trausts Árangursmælikerfi Mat og þóknun Samtals (hámark 10) Liðsfélagsmótun Þvingunaráhrif Félagsleg leti og meðvirkni Aðlögunarerfiðleikar Liðslærdómur Liðsvitund Liðseinkenni Þættir trausts Liðsþjálfun Samtals (hámark 18)

0 1 1 1 2 5

2 0 2 2 1 1 1 2 1 12

Liðsskipulag

2 0 0 0 1 0 0 0 3

Liðsmeðlimir

Liðssamhæfing Ákvörðunartaka Liðsíhugun Liðsendurgjöf Liðsstjórnunarferli Markvirkni liðs Markmið / sýn Árangursendurgjöf Samtals (hámark 16)

Samskipti Verk

Innri virkni liðs

Liðsumhverfi

Liðsstjórnun

Tafla 6 – Niðurstöður einkunnagjafar fyrir alla 43 frammistöðuþættina sem aðferðafræðin byggir á og heildarstig hvers þáttarhóps.

Liðseiginleikar Liðssamsetning Skipulagðir ferlar Upplýsingageymsla Starfsemi á mörgum tímalínum Samstaðsetning Þátttökutími í liði Samtals (hámark 14) Fyrirbyggjandi félagsmótunarhegðun Hvatning Verkhæfni Mannleg hæfni Viðhorf Hugrænir þættir Samtals (hámark 12) Umfang Vinnuálag Samhengi verka og skjala Flækjustig verka Gagnvirkni verka Samtals (hámark 10) Innri samskipti Misræmi í samskiptum Ytri samskipti Samtals (hámark 6)

2 2 1 1 0 2 0 8 2 2 0 1 2 2 9 0 0 0 1 1 2 2 1 2 5

1.1. Liðsstjórnun (3/16) Námskeiðið er valnámskeið og nemendur sem velja það eru fullir af eldmóði og tilbúnir að taka þau auka skref sem þarf til að mæta tilbúin með nýjan bíl til keppni sumarið eftir. Vegna sameiginlegs áhuga vinna nemendurnir venjulega mjög vel saman.

Samhæfing verkefnisins og stjórnunarstöður hafa breyst í gegnum árin, byggt á hugmyndum fyrri nemenda. Skólaárið 2019-2020 voru fimm tæknilegir hópar og tveir stjórnunarhópar.

Tæknilegu hóparnir fimm sjá um drifkerfið, fjöðrunina, loftflæðið, burðarvirki og rafkerfið.

Stjórnunarhóparnir tveir sjá um þætti sem snúa að framkvæmd verkefnisins og stjórnun. Hver hópur samanstendur af fjórum til sex nemendum. Hópstjórar funda með stjórninni í hverri viku til að ræða hvernig vinnunni hefur miðað áfram, næstu verk og taka á þeim málum sem 39

hafa komið upp. Kennarar hitta stjórnarhópinn í hverjum mánuði til að fylgjast með stöðu mála, ræða næstu skref og veita ráðgjöf (Liðssamhæfing = 2).

Almennt má segja að heildarmarkmið verkefnisins sé öllum nemendum ljóst – að smíða nýjan, betri bíl og keppa á honum næsta sumar. Hins vegar eru tæknileg markmið ekki skýr og til að mynda þá ákveða hóparnir sjálfir hver markmið þeirra eru fyrir nýja bílinn – án samræmingar. Einn nemandi í stjórnendateyminu gegnir hlutverki tæknistjóra sem heldur utan um þróunarvinnu nýja bílsins. Skipulag í kringum tæknistjórann er ekki í föstum skorðum og sama gildir um aðrar stöður stjórnunarteymisins (Markmið / sýn = 0).

Ferli við ákvarðanatöku í verkefninu er ekki í föstum skorðum og byggir að litlu leyti á gögnum – mælingum og endurgjöf frá dómurum/leiðbeinendum (Ákvörðunartaka = 0). Ígrundun og sjálfsgagnrýni á markmið, stefnu og ferla í upphafi verkefnisins hvert skólaár er vart merkjanleg (Liðsíhugun = 0).

Almennt má segja að það sé skortur á gagnrýnni hugsun – nemendur hafa til að mynda ekki talið þörf á að prófa styrk eða endingu hannaðra íhluta við notkunaraðstæður. Í raun hafa nemendur aldrei gert tilraun til þess að meta krafta sem virka á bílinn og íhluti hans í notkun – þrátt fyrir að leiðbeinendur hafi marg oft minnst á það. Í staðinn hafa þeir stuðst við hönnunarupplýsingar sem þeir hafa fengið frá öðrum liðum (Liðsendurgjöf = 0).

Eldri nemendur hafa haft sterkar skoðanir varðandi vinnubrögð og það sem þeim finnst að ætti að leggja áherslu við endurbætur á nýjum bíl. Þessir eldri nemendur hafa ýmist verið útskrifaðir eða verið að taka þátt í verkefninu í 2.-3. sinn. Í krafti virðingar yngri nemenda hafa eldri nemendur mjög oft stjórnað ákvarðanatöku í verkefninu. Eitt árið höfðu kennarar átt góðan fund með stjórnendateymi verkefnisins og sammælst um markmið vetrarins en eftir fundinn unnu eldri nemendur á bak við tjöldin og sannfærðu hluta af stórnendateyminu um að breyta markmiðum verkefnisins – jafnvel eftir að þau höfðu verið kynnt fyrir stjórnendum skólans þar á meðal rektor. Yngri nemendurnir vildu forðast átök og samþykktu breytingarnar – upplýsingum um breytt markmið var ekki miðlað til leiðbeinenda fyrr en nokkrum vikum síðar (Markvirkni liðs = 0).

Vinnan sem felst í því að smíða nýjan bíl og mæta með á keppni er umtalsverð. Hún skiptist í marga mismunandi áfanga. Þar sem liðið er tiltölulega fámennt og nemendur búa yfir lítilli fræðilegri þekkingu og takmarkaðri verkþekkingu þá hefur verkáætlun liðsins verið knappt áætluð og liðið þurft að sleppa mikilvægum prófunum til að geta mætt á keppni. All flest árin hefur bíllinn ekki verið tilbúinn þegar út í keppni var komið og nemendur þurft að nýta 1-3 daga til að klára bílinn – sem ekki náðist fyrstu fimm árin (Árangursendurgjöf = 0).

Skipulag verkefnisins og stöður innan stjórnunarteymisins hafa breyst í gegnum árin, byggt á hugmyndum fyrri nemenda. Sumar breytinganna hafa ekki leitt til betra skipulags og árangur liðsins hefur lítið batnað. Í raun má segja að verkefnið/liðið sé staðnað því vinnubrögðin eru þau sömu og í upphafi, stig sem liðið fær á keppnum flökta um svipað gildi og í upphafi og jafnvel neðar. Nemendur hafa hins vegar ekki áttað sig á þessu og virðast trúa því að allt sé í fínu lagi en sjá ekki heildar samhengið. Þeir sjá framþróun. Síðustu tveir bílar voru með koltrefjaskrokk, vængi og fleiri viðbætur. Það að þeir sjá ekki heildarsamhengið lýsir sér í því að nemendur hafa talað um nauðsyn þess að framkvæma prófanir á bíl fyrir keppni. En öll árin hafa prófanir þurft að víkja vegna vanáætlana á smíði bíls. Sum árin hafa verið framkvæmdar prufukeyrslur til að sýna að bíllinn geti keyrt en í þeim tilvikum var hann ekki fullkláraður og ólöglegur í keppni (Liðsstjórnunarferli = 1).

1.2. Liðsumhverfi (5/10) Eigandi liðsins, Háskóli Íslands, nýtir verkefnið til að bjóða nemendum viðbótarhæfni sem ekki er hægt að fá í öðrum námskeiðum. Háskólinn nýtir verkefnið einnig í kynningarstarfi.

40

Verkefnið, eða námskeiðið, er ekki fyllilega ígreypt í skipulag Háskólans. Það er aðallega vegna þess hversu sjálfstæðu verkefninu var upphaflega leyft að vera og erfitt hefur reynst að snúa af þeirri braut. Þetta hefur endurspeglast í viðhorfi nemenda til fjármögnunar verkefnisins og kennara. Staðreyndin er hins vegar sú að verkefnið er rekið við Háskóla Íslands og öll störf nemenda eru unnin í nafni Háskólans. Þessi staðreynd er ein meginástæðan fyrir þeim stuðningi sem verkefnið hefur hlotið innan Háskólans, frá stjórnvöldum sem og frá atvinnulífinu (Skipuheildarígræðsla = 0).

Nemendur hafa rekið verkefnið á sér kennitölu með sér bankareikning sem nemendur hafa fulla stjórn á án aðkomu Háskólans. Tveir leiðbeinendur hafa sinnt nemendum, annar frá IVT deild og hinn frá RTV deild. Í forsvari fyrir nemendahópnum er framkvæmdastjórn sem skipuð er eldri nemendum. Þessi stjórn sé um heildarskipulag verkefnisins og helstu samskipti út á við.

Verkefnið hefur hlotið ríkulegan stuðning frá Háskólanum. Styrkirnir hafa komið frá skrifstofu rektors og þá í formi peningastyrkja og IVT deild hefur greitt keppnisgjöld fyrir eina keppni á ári, greitt fyrir húsnæði liðsins ásamt því að veita verkefninu minni styrki og stuðning. Auk þessa þá hefur Verkfræði og Náttúruvísindasvið Háskólans veitt verkefninu stuðning með því að bjóða nemendum greiðslu fyrir ýmis viðvik. Frá Háskóla Íslands hefur verkefnið til afnota um 80m2 aðstöðu fyrir smíðavinnu á háskólasvæðinu og að auki hefur verkefnið um 30m2 skrifstofuhúsnæði. Aðstaðan er í um fjögurra mínútna göngufjarlægð frá húsnæði deildanna. Þessu til viðbótar þá hefur atvinnulífið einnig veitt verkefninu mikinn stuðning. Stuðningurinn hefur verið með ýmsu móti – frá beinum peningastyrkjum, efnisstyrkjum, afsláttum yfir í vinnuframlag og aðstöðu fyrir þróunar og smíðavinnu (Nægar auðlindir = 1).

Traust milli nemenda og kennara hefur verið breytilegt milli ára og fer mikið eftir einstaklingunum sem veljast í stjórnendateymið. Á tímabili voru samskiptin mjög yfirborðskennd og þegar verst lét þá var leiðbeinendum einungis sagt það sem nemendur töldu að kennarar vildu heyra en nemendur framkvæmdu annað. Aðspurðir þá sögðu nemendur sig vera sjálfstæða einingu, með kennitölu og eigin fjárhag (Tilvist trausts = 1).

Eigandi liðsins, Háskóli Íslands, hefur ekki skilgreint skipulagsviðmið fyrir liðið. Þess vegna eru engir ferlar til að mæla og meta árangur liðsins í skipulagslegu samhengi. Liðið hefur hins vegar tekið mjög virkan þátt í hinum ýmsu viðburðum á vegum Háskólans (Árangursmælikerfi = 1).

Fyrir þátttöku í verkefninu fá nemendur margvíslega umbun og endurgjöf. Frá Háskólanum fá nemendur ECTS einingar og stjórnendur skólans hrósa nemendum reglulega við ýmis tækifæri. Nemendur fá einnig ákveðna umbun og upphafningu. Umbun á keppnum þegar liðið fær fleiri keppnisstig en önnur lið sem hafa úr að spila meiri fjármunum. Þetta gildir einnig þegar liðið fær verðlaun, en liðið hefur fengið tvisvar liðsheildarverðlaun, og þegar liðsmenn annarra liða – sem og dómarar – veita þeim viðurkenningu með því að sýna smíði þeirra (þ.e. bílnum) athygli (Mat og þóknun = 2). o Innri virkni liðs (12/18) Það tekur nemendur ákveðinn tíma að tengjast og mynda liðsheild. Tvö ár náðist ekki að myndast liðsheild fyrr en síðustu tvo mánuði fyrir keppni -en nemendur sem hafa farið út til keppni hafa myndað sterkustu tengingarnar. Næstu ár þar á eftir var lögð sérstök áhersla á að mynda liðsheild fyrr um veturinn. Það var gert með sérstökum hópeflisviðburðum og með að halda viðburði þar sem nemendur skemmtu sér saman sem hópur (Liðsfélagsmótun = 2).

Liðstjóri verkefnisins hefur mikið að segja um stjórnun verkefnisins. Tveir liðstjórar beittu hótunum og þvingunum til að ýta verkefninu áfram en það gengur illa því nemendur hafa skráð sig í verkefnið vegna áhuga. Hjá seinni liðstjóranum fór allt í háaloft og eftir það hefur 41

stjórnunin verið meira á jafningjagrunni. Jafningjastjórnun er mikilvæg því námskeiðið er valnámskeið og nemendur sem skrá sig eru mjög áhugasamir (Þvingunaráhrif = 0).

Flestir nemendur gera sitt besta miðað við getu og aðstæður. Stakir hópar vinna þétt saman og andrúmsloftið einkennist af hjálpsemi, áhuga og metnaði fyrir því að mæta með nýjan betri bíl í næstu keppni (Þættir trausts = 2).

En ekki eru allir nemendur sammála um hvaða atriði á að bæta fyrir næstu keppni – oftast hafa eldri nemendur náð að stjórna því. Upp hafa komið einstaka tilvik um félagslega leti, þ.e. nemendur hafa ekki lagt sig fram í hópvinnunni, en hún hefur ekki verið liðin af samnemendum því þá eykst álagið á hina meðlimi hópsins, sem er mikið fyrir. Í öllum tilvikum hefur þetta verið leyst, annað hvort með tiltali, með því að færa nemanda í annan hóp, eða með því að vísa nemanda úr verkefninu (Félagsleg leti og meðvirkni = 2). Í gegnum árin hefur einhvers konar liðsmenning mótast hjá nemendunum. Nemendurnir – sem lið – hafa mótað sameiginlega hugmynd um hluta þeirra verka sem þarf að vinna og innbyrðis tengsl þeirra. En þeir hafa ekki endurmetið verkin og tengsl þeirra út frá fyrri frammistöðu, tiltækum úrræðum og markmiðum liðsins. Þess vegna hafa nemendur aðeins sinnt hluta nauðsynlegra verka og stór hluti af þeim er að koma nýjum nemendum inn í verkefnið.

Nemendurnir hafa í upphafi skólaársins mjög takmarkaða þekkingu á verkefninu, takmarkaða verkreynslu og verkþekkingu. Yfir skólaárið öðlast þessir nemendur – í gegnum eljusemi og dugnað – óhemjumikla reynslu og þekkingu. Það er því mikill munu á getu og skilningi liðsins í upphafi og enda skólaársins. Í upphafi vetrar gert átak í að koma nýjum nemendum sem hraðast inn í verkefnið. Það krefst töluverðrar vinnu af hálfu eldri nemenda en vinnan hefur verið gerð auðveldari með skipulagðri kennsluáætlun þar sem til að mynda er farið yfir reglur keppninnar og nemendur þjálfaðir í notkun hönnunarhugbúnaðarins Inventor (Liðsþjálfun = 1).

Reynsla síðustu ára hefur sýnt að liðið er samheldið og sveigjanlegt þegar á reynir. Í tvö skipti hefur komið upp sú staða að nánast allir nemendur í ákveðnum hópi hættu í verkefninu. – Í þeim tilvikum stóð liðið saman og sýndi sveigjanleika með því að færa nemendur úr öðrum hópum yfir í viðkomandi hóp til að tryggja að verkefnið yrði ekki fyrir skaða (Liðseinkenni = 1, Aðlögunarerfiðleikar = 2).

Nemendurnir hafa komið sér upp kerfi til að takast á við rauntímamál (vikulegir fundir) og þeir hafa einnig þróað kerfi innri ráðgjafa (hópstjórar og meðlimir hópa). Þeir hins vegar hafa ekki þróað skilning á sérstöðu – þ.e. að standa sig vel í keppnum og koma sér upp ferli fyrir hugmyndir. Skilningur liðsins á sérstöðu er að vekja athygli í keppni burtséð frá því hvort bílinn keyrir eða ekki. Metnaðurinn hefur aðallega gengið út á að liðið mæti með sérstakan bíl, bíl sem tekið verður eftir, á næstu keppni – t.a.m. með koltrefjaskrokk, fjórhjóladrif o.fl. Allt spennandi hugmyndir – sem stóru og vel fjármögnuðu skólarnir eru að vinna að – en ekki viðeigandi fyrir lið Háskóla Íslands þar sem nemendur hafa ekki enn náð tökum á að búa til áreiðanlegan bíl og klára alla keppnisþætti erlendu keppnanna.

Ekkert formlegt ferli er fyrir hugmyndir. Tæknileg markmið eru óskilgreind og hóparnir ákveða sjálfir markmið sín fyrir nýja bílinn. Að mestu út frá tilfinningu og án samræmingar milli hópa. Þannig að ferlið við ákvarðanatöku er ekki í föstum skorðum. Það byggir ekki á heildarmarkmiði liðsins og að litlu til á gögnum – þ.e. mælingum og endurgjöf frá dómurum og leiðbeinendum (Liðslærdómur = 1).

Markmið liðsins á hverju ári stjórnast að mestu af eldri nemendum – sem oftast taka þátt sem hópstjórnendur. Metnaður þessara nemenda er að mæta með bíl sem stendur jafnfætis bílum erlendu háskólanna. Erlendu háskólarnir sem þeir miða við hafa mun betri aðstöðu, 42

fleiri nemendur, meiri fjármuni og aðgang að fyrirtækjum í bílaiðnaðinum. Metnaður þessara nemenda er mikill, í raun miklu meiri en geta liðsins. Þetta má mögulega rekja til skorts á hugrænni færni (Liðsvitund = 1).

Liðið hefur öll árin – fyrir utan eitt – smíðað frumgerðir af bíl en ekki náð að prófa þær.

Skortur á prófunum – fyrir og eftir keppnir – á bílnum og íhlutum hans hefur orðið til þess að lítil þekking hefur byggst upp í gegnum árin. Vegna þess þá hefur framþróunin verið mjög hæg. Það var ekki fyrr en 2018 og 2019 að fyrstu bílarnir keyrðu löglega á erlendum keppnum. Bílarnir voru hins vegar ekki tilbúnir þegar þeir voru sendir út og þurfti að vinna í þeim á keppnisstað til að koma þeim í gegnum reglu- og öryggisprófanir. a. Liðsskipulag (8/14) Langflestir nemendanna eru nemendur á fyrsta og öðru ári í grunnnámi. Örfáir nemendur hafa reynslu og/eða fræðilega þekkingu sem nýtist í verkefninu. Vegna þessa fer stór hluti af tíma þeirra, yfir veturinn, í að kynnast verkefninu – læra keppnisreglurnar, kröfurnar og fyrirkomulagið – sem og læra á hugbúnaðartólin og öðlast yfirborðsþekkingu á þeim fræðum sem þau þurfa að nýta til að endurhanna og endurbæta bíl síðasta árs (Liðseiginleikar = 2). Í upphafi vetrar er nemendahópnum skipt upp í 3-5 manna hópa sem hver vinnur að ákveðnum viðfangsefnum yfir veturinn; til dæmis, fjöðrunarhópur sem sér um að endurbæta og smíða nýtt fjöðrunarkerfi og drifkerfishópur sem sér um að endurbæta og smíða nýtt drifkerfi. Nemendur velja sjálfir hópa eftir áhugasviði nema þegar sárlega vantar í ákveðinn hóp. Þegar það kemur upp þá aðstoðar stjórnin við finna nemendur til að manna hópinn (Liðssamsetning = 2). Verkefnið hefur aðstöðu á háskólasvæðinu til að vinna að verkefninu en hluti af smíði bílsins fer fram í húsnæði fyrirtækja sem styðja verkefnið (Samstaðsetning = 2).

Fyrir þátttöku í verkefninu fá nemendur þrjár ECTS einingar á haustönn og aðrar þrjár ECTS einingar á vorönn. Nemendur sem taka þátt aftur sitja námskeiðin aftur. Þátttaka í verkefninu gefur nemendum einnig tækifæri á að fylgja liðinu á keppnir erlendis. Flestir nemendanna taka þátt í verkefninu í eitt skólaár (tvö misseri). Nemendur sem taka þátt aftur verða í flestum tilfellum hópstjórar eða hluti af stjórnunarhópunum. Þessir nemendur þekkja því til verkefnisins en þeir hafa litla sem enga reynslu eða fræðilega þekkingu í verkefnastjórnun.

Margir þeirra ferla sem eru notaðir í verkefninu eru vegna stutts þátttökutíma nemenda í verkefninu. Eldri útskrifaðir nemendur hafa haldið tengslum við verkefnið og verið nemendum innan handar – oft litið við á kvöldin eftir vinnu til að aðstoða. Þetta hefur reynst verkefninu og nemendum vel. Annars vegar er þetta mikilvægur þáttur í að viðhalda þekkingu (sem er ekki skráð í dag) og hins vegar hefur þetta hjálpað nemendum að ná fyrr tökum á viðfangsefnum vetrarins. Sterk tenging við eldri nemendur hefur einnig neikvæða hlið því hún torveldar leiðbeinendum að innleiða nýja og bætta vinnuferla (Skipulagðir ferla = 1).

Nemendur hafa unnið að því að koma upp skráningu og skipulagi en vinnan hefur aldrei verið kláruð. Vinnan hefur oft verið endurvakin, því nemendur átta sig á þörfinni, en tími nemenda er takmarkaður og því hefur vinnan fallið fljótt í skuggann fyrir meira aðkallandi verkefnum.

Skortur er á skipulögðum ferlum við ákvarðanatöku og vinnu liðsins. Að auki eru engir ferlar til fyrir mat á eldri og nýrri hönnun eða fyrir endurbætur. Vegna þessa hefur meðal annars verið skortur á notkun mælinga við staðfestingu á hönnun, mat á fyrri hönnun og við endurhönnun. Skortur á skráningu hefur orðið til þess að þekking byggist hægt og illa upp, sem dæmi má nefna að endurgjöf frá keppnum hefur ekki skilað sér á milli ára og endurteknar athugasemdir dómara frá fyrri árum hafa hljómað í eyrum nýrra liðsmanna sem nýjar athugasemdir (Upplýsingageymsla = 1).

43

Fyrst var boðið upp á námskeiðið 2011 og síðustu árin hefur verið lítil framþróun – fyrir utan að vandamál sem tengdust rafkerfinu hafa verið leyst. Töluverðan tíma tók að finna út úr vandamálunum – sem má skrifast á skort á skipulögðum verkfræðilegum vinnubrögðum – og komu þau í veg fyrir að bíllinn gæti keyrt á keppnum erlendis í nokkur ár. Helsta ástæða fyrir stöðnun er að það eru engin skipulögð endurmats- og endurhönnunarferli til staðar – nýtt lið sem tekur við á haustin framkvæmir engar mælingar. Hvert lið hefur týnt til ógrynni afsakana þegar kennarar hafa spurt út í endurmat og mælingar (Starfsemi á mörgun tímalínum = 0).

Ekki er til staðar kerfi sem tryggir að vinna næsta skólaárs geti gengið snurðulaust fyrir sig.

Helsta ástæðan fyrir þessu er hversu stuttan tíma hver nemandi tekur þátt í verkefninu (flestir eitt skólaár). Þessu til viðbótar, vegna stutts líftíma í verkefninu, þá vilja nemendur sem taka þátt fara með bílinn á keppnir í lok skólaársins (yfir sumarið). Eitt skólaár er hins vegar ekki nægur tími til að: meta fyrri hönnun, endurhanna bílinn, smíða endurhannaða íhluti, prófa íhluti, setja saman bílinn, prófa bílinn og fleira (Þáttökutími í liði = 0).

1.3. Liðsmeðlimir (9/12) Fjölmargar ástæður eru fyrir því að nemendur velja að taka þátt í verkefninu. Meðal innri hvata má nefna að nemendur sjá að í verkefninu gefst þeim tækifæri til þess að a) hanna og smíða hluti í höndunum, b) taka þátt í hópavinnu sem snýr að því að framkvæma þeirra eigin hugmyndir, c) læra og gera eitthvað nýtt og d) vinna með atvinnulífinu. Helsti ytri hvati er áhuginn og viðurkenningin sem nemendur fá frá fjölskyldu, vinum, jafningjum, fjölmiðlum, atvinnulífinu og háskólaumhverfinu. Auk þess þá virka keppnisferðirnar einnig sem mikilvægur ytri hvati (Hvatning = 2).

Kunnátta nemenda sem taka þátt í verkefninu er takmörkuð. All flestir liðsmenn eru á fyrsta og öðru ári í BS námi (þ.e. hafa nýlokið menntaskóla) og hafa litla sem enga verkþekkingu, fræðilega þekkingu eða reynslu sem nýtist í verkefninu. Hópstjórarnir hafa flestir eins árs reynslu af verkefninu þannig að þeir hafa betri heildarsýn yfir verkefni vetrarins en þeir hafa litla sem enga reynslu í verkstjórn og hafa einnig takmarkaða verklega og fræðilega þekkingu. Sökum þess hversu stutt nemendur í verkefninu eru komnir áleiðis í námi sínu þá geta lítið beitt verkfræðilegri þekkingu. Þess í stað treysta þeir mikið á hugbúnaðarlausnir við lausn verkefna. En þekkingar- og reynsluleysi nemenda í notkun hugbúnaðarlausna hefur endurspeglast í því að nemendur hafa ekki fundið sig knúna til að leita staðfestingar á niðurstöðunum heldur treysta þeim í blindni (Verkhæfni = 0).

Ein afleiðing reynsluleysis nemendanna er að margir þeirra fá fljótlega ofurtrú á eigin getu þegar þeir sjá að þeir geta hannað vélarhluti í bíl og annað hvort smíðað þá sjálf eða fengið vélsmiðju til að smíða hlutina fyrir sig. Í gegnum árin hafa nemendur sýnt að þeir meta þekkingu og reynslu eldri nemenda (sem lokið hafa námskeiðinu) sem og starfsmanna iðnfyrirtækjanna sem þeir eru í sambandi við meira en akademískra starfsmanna Háskólans. Kennarar hafa margoft upplifað að leiðbeining þeirra um bætt vinnubrögð hefur lotið lægra haldi fyrir ráðleggingu eldri nemenda um að viðhalda vinnubrögðum.

Nemendur hafa verið duglegir að lesa sér til um viðfangsefnið og gera mikið af því að leita til jafningja varðandi hjálp við úrlausnarefnum. Þeir hafa leitað til samnemenda, eldri nemenda og jafnvel nemenda í öðrum háskólum sem þeir hafa kynnst á keppnum. Í upphafi leituðu nemendur töluvert til leiðbeinenda en síðustu ár hafa þeir lítið sem ekkert leitað til þeirra. Ekki er ljóst í hverju vandinn liggur en mögulega má leita skýringa í að nemendur vilja halda ákveðinni ímynd gagnvart leiðbeinendum og ekki koma upp um vankunnáttu sína á efninu.

Einnig kann að vera að nemendur geti fengið svör við flestum spurningum sínum frá jafningjum – þar sem búið er að smíða nokkra bíla í gegnum árin. Nemendur ráðfæra sig 44

reglulega við hvern annan sem og fyrri nemendur og nemendur í liðum erlendra háskóla (Fyrirbyggjandi félagsmótunarhegðun = 2). Það má því segja að mannleg færni nemenda sé mjög góð og það ríki gott traust milli nemendanna og að þeir hafi jákvætt viðhorf til samstarfsins (Viðhorf = 2). Nemendahópurinn samanstendur af nemendum með mismunandi bakgrunn og hlutfall kvenkyns nemenda hefur sveiflast á milli 20-40% - sem er mun hærra en hjá erlendu liðunum. Samkvæmt þessu má fullyrða að nemendahópurinn hafi næga hugræna fjölbreytni til að byggja upp og viðhalda nýstárlegu og blómlegu teymi (Mannleg hæfni = 1). Einnig er hægt að fullyrða að nemendurnir hafi almennt gott minni, góða athygli og góð skynjunarferli - þ.e.a.s. góða örhugræna þætti. Hins vegar skortir á hugræna getu þeirra, til dæmis þegar kemur að lausnum vandamála, rökhugsun og að læra af reynslunni. Þetta er líklegast vegna þess að nemendur hafa ekki fengið almennilega kennslu og þjálfun í þessum þáttum (Hugrænir þættir = 2). o Verk (2/10) Fjöldi nemenda sem taka þátt í námskeiðinu hefur verið á bilinu 30 til 40. Af þeim eru iðulega einn eða tveir nemendur sem hafa viðeigandi reynslu, eða menntun, og 5-6 nemendur sem hafa áður tekið þátt í námskeiðinu. Nemendahópurinn er mun minni en lið evrópsku háskólanna sem nemendurnir vilja bera sig saman við og etja kappi við. Tiltölulega fámennt lið með reynslulitla nemendur getur ómögulega samræmt færni nemenda við verkefni og úrræði. Umfangið er því hverfandi. Ennfremur, sú staðreynd að lið Háskóla Íslands samanstendur af fámennu teymi reynslulítilla nemenda sem hafa stuttan þátttökutíma í verkefninu þýðir að nemendurnir eru undir miklu vinnuálagi - miklu meira en sex ECTS einingar sem þeir fá yfir veturinn (sem samsvara 150-180 tímum á hvern nemanda).

Verkefnin sem nemendur þurfa að ljúka á skólaárinu eru mörg, krefjandi og umfangsmikil. Á innan við einu ári þurfa nemendur að skipuleggja vinnuna þannig að þeir geti: Klárað að meta hönnun síðasta bíls, endurhannað nýjan bíl, aflað fjár til að smíða endurbættan bíl, prófað og hugsanlega lagað nýja hönnun, skipulagt og undirbúið sig fyrir keppnir og keppt á keppnum erlendis. Þessu til viðbótar verða nemendurnir að standast próf keppnishaldara til að öðlast keppnisrétt og nemendur þurfa einnig að skila skýrslum til dómara til að fá hönnun sína samþykkta (Umfang = 0).

Eins og áður segir þá eru nemendurnir undir miklu vinnuálagi. Fæstir nemendanna búa yfir reynslu eða menntun á sviðinu sem gerir alla áætlanagerð erfiða. Þeir geta illa metið hversu mikill tími fer í ákveðin verk (reynsluleysi einkennist oft af bjartsýni). Vegna þessa þá hefur nánast öll árin verið of knappur tími áætlaður í verk. Of knappur tími og sú staðreynd að nemendur eru of fáir miðað við öll verkefnin sem þarf að klára hefur orðið til þess að ákveðnum verkefnum hefur verið sleppt. Til að mynda prófunum á bíl áður en hann fer á keppni. Skortur á skjölun verkefnisins – heildarhönnun, prófunaráætlun og endurgjöf frá keppnum – hefur orðið til þess að framþróun verkefnisins hefur verið mjög hæg (Vinnuálag = 0). Áætlanagerð er mjög erfið því reynsluleysi nemenda veldur því að þeir geta illa metið, á raunsæjan hátt, þann tíma sem þarf í verk. Reynsla síðustu ára hefur einnig sýnt að reynsluleysi nemenda einkennist oft af bjartsýni og vegna þessa þá hefur nánast öll árin verið of knappur tími áætlaður í verk – þó nemendur hafi upplýsingar frá fyrri árum. Of knappur tími til viðbótar við galla í áætlun (til dæmis þegar verk vantar) og þá staðreynd að nemendahópurinn er of fámennur miðað við öll verkefnin sem þarf að klára, hefur orðið til þess að ákveðnum verkefnum hefur verið sleppt. Til dæmis prófunum á bíl áður en hann fer í keppni. Í nokkur skipti hefur bíllinn verið sendur í keppni áður en hann var fyllilega settur saman (Samhengi verka og skjala = 0).

45

Vegna skorts á almennilegum hönnunargögnum er samræmi verka hverfandi. Flækjustig verka er mjög hátt vegna þeirra fjölda verka sem þarf að klára, þ.e.a.s. frá hönnun, smíði, samsetningu, prófunum og kappakstri á bílnum. Fjölbreytni og ónákvæmni upplýsinga sem og tímapressan bæta enn frekar við flækjustigið (Flækjustig verka = 1).

Vegna þess að tæknihóparnir fimm vinna að verkum sem eru háð hvort öðru, til dæmis burðarvirkið, fjöðrun, raf- og drifkerfið, þá þurfa þeir að eiga náin og góð samskipti á meðan þeir vinna að hönnun. Það er mikilvægt til að tryggja að allir íhlutir passi og það sé gert ráð fyrir þeim. Þess vegna verður að miðla skýrt heildar hönnunarmarkmiðinu til hópanna og allar hönnunarbreytingar verða að vera ræddar og samþykktar af öllum viðkomandi hópum (Gagnvirkni verka =1).

1.4. Samskipti (5/6) Samskipti nemenda eru mjög virk – innan hópa, milli hópstjóra og milli hópstjóra og stjórnendateymisins. Samskiptin eru öll á jafningjagrundvelli, oftast milli tveggja einstaklinga og snúa aðallega að tæknilegum úrlausnarmálum og verkáætlunum. Samskiptin fara að mestu fram munnlega og í gegnum samskiptaforrit eins og Slack. Samskipti nemenda í verkefninu eru mikil, innan hópa sem og milli hópa. Til viðbótar þá eru hópstjórar og stjórnendahópur verkefnisins í daglegum samskiptum. Samskipti nemenda við leiðbeinendur fara aðallega í gegnum stjórnendahóp verkefnisins. Nemendur hafa hins vegar nefnt í kennslukönnunum að þeir hefðu viljað hafa meira samband við leiðbeinendur (Innri samskipti = 2).

Fundagerðir hafa verið mjög takmarkaðar. Misræmi í samskiptum nemenda er eðlilegt og leysist í langflestum innan nokkurra mínútna. Oft hefur mátt rekja misræmi til misheyrnar en misræmið hefur stundum verið vegna þekkingar og reynsluleysis. Alvarlegra misræmi kemur upp þegar stjórnendur og jafnvel hópstjórar ná ekki að miðla ákvörðunum sínum til allra nemendanna í verkefninu þannig að þeir skilji þær. Þetta getur orðið til misskilnings varðandi heildarmarkmið verkefnisins sem og markmið og væntingar til hópa (Misræmi í samskiptum = 1).

Samskipti stjórnendahópsins við leiðbeinendur hafa verið brottgeng í gegnum árin. Flest árin hafa samskiptin verið mjög góð en í tvö ár urðu þau mjög slæm. Að hluta til má segja að slæmu samskiptin hafi verið vegna misskilnings nemenda. Samkvæmt stjórnendahópunum þessi tvö ár þá töldu þeir að verkefnið væri sjálfstætt – það hefði haft sína kennitölu og sinn bankareikning – og samskipti við leiðbeinendur vera sama eðlis og önnur samskipti við aðila innan skólans. Það verður látið liggja á milli hluta hvort þessi eftir á skýring sé rétt ástæða fyrir samskiptaörðugleikunum. Önnur samskipti nemenda út fyrir Háskólann; þ.e., við atvinnulífið og önnur lið hafa verið til fyrirmyndar (Ytri samskipti = 2).

Mat á heildarframmistöðu nemenda í verkefnisnámskeiði í verkfræði Þegar öllum frammistöðuþáttum hefur verið gefin einkunn er hægt að meta heildarframmistöðuna. Það eru margar leiðir til þess. Eins og áður segir hafa allir frammistöðuþættir jafnt vægi. Heildarframmistöðueinkunnin er 50%. Hún er fæst með því að leggja saman stig allra frammistöðuþátta og deila með hámarksstigum. Tafla 7 sýnir niðurstöðurnar. Dálkur 2 sýnir stigin sem nemendur fengu í hverjum þáttahóp, alls 43 stig.

Dálkur 3 sýnir hámarksstig sem hægt er að fá, alls 86 stig. Dálkur 4 sýnir frammistöðueinkunn í hverjum þáttahóp. Litirnir standa fyrir lágmarks (rautt), meðal (gult) og góða (hvítt) frammistöðu.

Tafla 7 – Heildarstig þáttahópa, hámarksstig sem hægt er að fá í hverjum hóp, einkunn fyrir hvern hóp og mat á heildarframmistöðu með því að leggja jafnt vægi á frammistöðuþætti.

46

Jöfn vigtun frammistöðuþátta Þáttahópar

Stig

Hámark

Einkunn %

Liðsstjórnun

3

16

19%

Liðsumhverfi

5

10

50%

Innri virkni liðs

12

18

67%

Liðsskipulag

7

14

50%

Liðsmeðlimir

9

12

75%

Verk

2

10

20%

Samskipti

5

6

83%

43

86

50%

Heildareinkunnina má einnig ákvarða með því að leggja jafnt vægi á þáttahópana og þá verður einkunnin 52%. Munurinn er ekki mikill en með því að leggja jafnt vægi á hópana er einstaka frammistöðuþáttum gefið mismunandi vægi – því hóparnir hafa mismarga þætti.

Höfundar telja frekari þróun þurfi á aðferðafræðinni og rannsóknir á mikilvægi þáttahópa á heildarframmistöðuna áður en jafnt vægi megi setja á hópana.

Mynd 13 sýnir niðurstöðurnar á ratstjárriti, en ratsjárrit henta vel fyrir myndræna framsetningu á fjölþátta niðurstöðum. Litirnir standa, eins og áður, fyrir lágmarks (rautt), meðal (gult) og góða (hvítt) frammistöðu. Aðferðafræðin gefur, eins og sjá má útfrá Tafla 7 og Mynd 13, að það er einungis viðunandi frammistaða í þremur þáttahópum af sjö, þ.e. innri virkni liðs, samskiptum og liðsmeðlimum. Niðurstöðurnar benda til þess að nemendateymið eigi við alvarleg frammistöðuvandamál í tveimur þáttahópum, þ.e., Liðsstjórnun og Verkum, og að ýmislegt megi lagfæra í þáttahópunum Liðsumhverfi og Liðsskipulag.

47

Innri virkni liðs 1 0,9 0,8 0,7 0,6

Liðsumhverfi

Samskipti

0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

Liðsskipulag

Liðsmeðlimir

Liðsstjórnun

Verk

Mynd 13 – Ratsjármynd sem sýnir þáttahópana 7 og einkunnir þeirra.

Samantekt Í þessari grein er beitt tilviksrannsókn til að sýna hvernig hægt er að nota aðferðafræði sem höfundar hafa þróað til að meta frammistöðu nemendateyma í viðamiklum verkefnisnámskeiðum. Tilvikið sem við notuðum var nemendadrifið verkefnisnámskeið í verkfræði sem hefur verið kennt í tíu ár samfleytt. Námskeiðið er valnámskeið sem nær yfir heilt skólaár. Um 40 nemendur taka þátt í námskeiðinu og yfir veturinn sjá nemendurnir um að (endur)hanna og smíða eins sætis kappakstursbíl og undirbúa sig fyrir keppni á Formula Student nemendakeppnum erlendis. Námskeiðið var fyrst kennt skólaárið 2010-2011 og þurftu nemendur að læra hratt reglur keppninnar, lykilfræðin, handverkið við að smíða bíl og auk þess að skipuleggja erlendar keppnisferðir. Á um tveimur árum höfðu nemendur aflað sér nægjanlegrar þekkingar og reynslu til að smíða bíl sem uppfyllti reglur keppninnar og öryggiskröfur.

Markmið námskeiðsins hvert skólaár hefur verið það sama í gegnum árin - að bæta síðustu hönnun. Hins vegar hefur frammistaða nemenda á keppnum – mæld í stigum sem fengust á keppnunum – flökt í kringum sama gildi öll árin og síðustu árin farið örlítið lækkandi. Í gegnum árin lögðu kennararnir sig fram um að bæta árangur liðsins með því að fá nemendur til að breyta starfsaðferðum sínum sem höfðu verið óbreyttar frá fyrstu árunum. Kennararnir lögðu áherslu á að nemendur settu sér skýr og mælanleg markmið og byggðu hönnunarákvarðanir sína á mælingum. Þessum tillögum mættu nemendur með tregðu og mótstöðu. Kennararnir voru meðvitaðir um nokkur frammistöðuvandamál innan nemendahópsins en þeir höfðu ekki framkvæmt kerfisbundið mat og höfðu þar af leiðandi ekki heildarsýn á vandamálið.

48

Kennararnir ákváðu að framkvæma kerfisbundið mat á frammistöðu nemendanna en fundu enga heilstæða aðferðafræði fyrir frammistöðumat og enga fyrir nemendaverkefni. Það varð til þess að höfundar ákváðu þróa þannig matsramma til að greina nemendaverkefni.

Niðurstaðan er aðferðafræði fyrir kennara sem kenna í verkefnamiðuðum námskeiðum – sérstaklega þar sem nemendur vinna að viðamiklum nemendadrifnum hönnunarverkefnum.

Oft eru þessi verkefni skipulögð þannig að kennarinn getur ómögulega fylgst fyllilega með vinnu nemenda – til dæmis getur fjöldi nemenda verið það mikill að nemendum er skipt í hópa og stór hluti hópavinnunnar fer fram fyrir utan stundatöflu. Auðvitað hafa kennarar oftast tilfinningu fyrir því hvar frammistöðuvandamálin liggja. En höfundar þróuðu kerfisbundna aðferðafræði sem byggir á niðurstöðum fjölda ritrýndra vísindagreina um mat á árangri teyma í kennslu. Niðurstöðurnar má síðan nýta til að taka ákvarðanir um aðgerðir.

Niðurstöðurnar sem fengust með því að greina námskeiðið í þessari grein eru í samræmi við tilfinningu kennaranna um í hverju frammistöðuvandamálin lágu og munu nýtast þeim til að taka ákvarðanir. Eins og kemur fram í þessari grein þá er aðferðafræðin tiltölulega öflugt tól til að greina kerfisbundið frammistöðu nemendateyma og bera kennsl á möguleg vandamál. Þegar farið er í gegnum aðferðafræðina er hver frammistöðuþáttur metinn, útfrá skilgreiningu hans, og rök gefin fyrir einkunn hans. Aðferðin er fljótleg í notkun og gefur vísbendingar um frammistöðu teymis.Þessi kerfisbundna nálgun veitir góðan skilning á gangverki nemendahópsins. Aðferðafræðin tekur á bæði innri og ytri þáttum og því nýtist hún skólastjórnendum, kennurum og nemendum. Aðferðafræðin dregur fram möguleg vandamál og auðveldar að ákvarða aðgerðir. Mikilvægt er að endurtaka frammistöðumatið reglulega – því að ræða, hugleiða og meta frammistöðuþættina er lykilatriði í að ná betri árangri. Þó að aðferðafræðin hafi verið hönnuð til að meta nemendateymi er hún það almenn að hana ætti að nýtast til að meta frammistöðu annarra teyma, t.d. í atvinnulífinu.

Heimildir [1] [2]

[3] [4] [5] [6]

R. Unnthorsson, "On Improving Academic-Industry Collaboration," in 2018 28th EAEEIE Annual Conference (EAEEIE), 2018, pp. 1-9.

Aslanides C.D., Athanasiadou S., Kalfa V., Karapatsias V., and G. Z., "Advantages, Disadvantages and the Viability of Project-Based Learning Integration in Engineering Studies Curriculum: The Greek Case, ," presented at the Société Européenne pour la Formation des Ingénieurs (SEFI) Annual Conference, Tampere, Finland, 2016.

G. V. Oddsson and R. Unnthorsson, "Hitamælir á frammistöðu nemendateyma," Verktækni, vol. í ritrýningu, 2020.

J. Dawson and S. Kuchnicki, "Experiences of Using Formula SAE as a Capstone Design Project," presented at the American Society for Engineering, Education Annual Conference and Exposition, Kentucky, USA, 20-23 June 2010, 2010.

R. Unnthorsson and C. P. Richter, "On Authority in Academia," in 2018 28th EAEEIE Annual Conference (EAEEIE), 2018, pp. 1-9.

Christopher Benjamin and C. Keenan, "Implications of introducing problem-based learning in a traditionally taught course," Engineering Education, vol. 1, no. 1, pp. 2-7, 2006.

49

50

Ísland í dag – Nærri tveimur áratugum síðar Ólafur Hjálmarssona, Ásta Logadóttirb, Kristinn Alexanderssonc, Jóhann Björn Jóhannssonc.

Trivium ráðgjöf, Borgartúni 20, 105 Reykjavík.

Lota verkfræðistofa, Guðríðarstíg 2-4, 113 Reykjavík. cVSÓ ráðgjöf, Borgartúni 20, 105 Reykjavík. a

b

Fyrirspurnir: Ólafur Hjálmarsson olafur@trivium.is Greinin barst 27. febrúar 2020.

Í marsmánuði 2001 skrifaði einn greinarhöfunda ásamt fleirum grein í Verktækni sem bar nafnið: Ísland í dag – Auknar kröfur til húsa og hönnuða (Verktækni 7. árg. 2001 3. tbl. bls.

12-13. Vefslóð: https://timarit.is/page/5824435#page/n11/mode/2up) Í umræddri grein er litið til þáverandi stöðu nýrra ráðgjafasviða á íslenskum byggingamarkaði, sem voru brunahönnun, hljóðhönnun og ráðgjöf í byggingareðlisfræði. Rök voru færð fyrir því að full ástæða væri til þess að leita sér ráðgjafar á þessum sviðum við húsbyggingar, ekki síður en á hefðbundnum hönnunarsviðum burðarþols, lagna og rafmagns.

Nú eru um 19 ár liðin og segja má að staða bruna- og hljóðhönnunar hafi tekið stakkaskiptum. Í öllum stærri verkum er það orðið viðtekið að leita til bruna- og hljóðhönnuða.

Opinbert eftirlit er mjög virkt á sviði brunavarna en stjórnsýslan getur gert betur í eftirliti með fullnægjandi hljóðhönnun. Það stendur vonandi til bóta. Það er sláandi að ráðgjöf og hönnun á sviði byggingareðlisfræði hefur nánast ekkert fleytt fram á þessum bráðum tveimur áratugum. Því verður að breyta. Við erum að gera alvarleg mistök sem leiða af sér lekavandamál, raka- og mygluskemmdir sem kosta samfélag okkar formúur.

51

Verkfræðiráðgjöf í byggingareðlisfræði Hvað felur verkfræðiráðgjöf í byggingareðlisfræði mannvirkja í sér og hvernig getur hún bætt hönnun? Á undanförnum árum hefur umræða á Íslandi um rakaskemmdir og myglu í mannvirkjum færst í aukana. Fréttir af himinháum fjárhæðum sem varið er í viðgerðir og viðhald vegna þessa gætu útskýrt þessa vitundarvakningu sem og að fólk er meira meðvitað um slæm heilsufarsleg áhrif myglu. Talið er að fólk í Íslandi verji um 90% af tíma sínum innandyra og er flestum því ljóst mikilvægi þess að búa við fullnægjandi innivist og loftgæði í híbýlum sínum. Þörfin fyrir vatns- og rakaheld hús er því aðkallandi hér á landi.

Raki í byggingum getur bæði verið af völdum náttúrunnar og rangrar hönnunar. Regnvatn er algeng uppspretta raka í byggingum. Í Reykjavík mælist úrkoma um 200 daga á ári. Vegna sterkra vinda fellur mikið af rigningunni sem slagregn og því eru lóðréttir byggingarhlutar útsettir fyrir vætu. Hafi byggingarefni einhverja holrýmd drekka þau í sig vatn vegna hárpípukrafta. Í núgildandi byggingarreglugerð er mælt fyrir um að mannvirki séu þannig hönnuð og byggð að vatn eða raki geti ekki valdið skaða á mannvirkinu og gerð er krafa um að greinargerð um hita- og rakaástand sé hluti af hönnunargögnum. Í greinargerðinni skal, svo dæmi séu nefnd, gerð grein fyrir kuldabrúm, döggvunarpunktum, hættu á rakaskemmdum, sem og raka- og vindvörnum.

Nýstárlegar byggingar og nýjar byggingarðferðir krefjast oft flókinna tæknilegra hönnunarlausna. Sífellt koma inn á markaðinn nýjar byggingarvörur og lausnir. Hvernig þær reynast til lengri tíma hefur oft á tíðum ekki verið rannsakað með tilliti til íslensks veðurfars.

Mikilvægt er í ljósi hraðrar framþróunar að fleiri rannsóknir séu gerðar á þessu sviði sem gætu leitt til bættrar hönnunar og verklags í mannvirkjagerð hér á landi. Þekking á eðlisfræðilegum ferlum sem lýsa hita-og rakastreymi í byggingum gerir okkur kleift að spá betur fyrir um hegðun byggingarhluta í breytilegu veðurfari. Í gegnum tíðina hefur þessi hegðun byggingarhluta, með tilliti til hita og raka, verið spáð með einfölduðum útreikningum út frá meðalgildum í stöðugu ástandi. Nú hefur rutt sér til rúms ný tækni og þróaður hugbúnaður sem gera ráðgjafa kleift að reikna út, herma og meta með nákvæmari hætti en áður, eðlisfræðilega eiginleika hönnunarlausna. Þessir útreikningar eru gangfræðilegir (e. dynamic) og nýtir tæknin sér raun veðurgögn.

Klukkustundargildi fyrir úrkomu, vindhraða, loftþrýsting, sólargeislun auk hitastigs og hlutfallsraka, bæði innan- og utandyra, eru notuð til þess að meta eðlisfræðilega hegðun byggingarhluta. Kostir hugbúnaðarins eru margþættir. Fljótlegt er að bera saman hættu á rakaþéttingu fyrir mismunandi hönnunarlausnir, herma hitadreifingu, varmatap og ákvarða Ugildi með meiri nákvæmni en áður. Með varma- og rakaflæðishermun er hitastig, hlutfallsraki og vatnsmagn í byggingarhlutanum reiknað yfir löng tímabil. Út frá samspili þessara þátta má kanna hvort uppsöfnun raka eða útþornun eigi sér stað og þannig er hætta á rakaskemmd eða mygluvexti metin.

Ljóst er að oft má rekja tjón og skemmdir vegna raka og vatns til rangra hönnunarlausna sem ekki henta þeim öfgafullu veðuraðstæðum sem við búum yfir á Íslandi. Verkfræðiráðgjöf sem snýr að byggingareðlisfræði mannvirkja kemur hér til sögunnar. Það þarf sérfræðikunnáttu til að leysa byggingareðlisfræðileg vandamál þegar glímt er við íslenskt veðurfar og aukið rakaálag innandyra.

Nýtt fræðasvið – lýsingarhönnun Fyrir bráðum 20 árum sáu greinarhöfundar ekki fyrir að nýtt fræðasvið var að ryðja sér til rúms þ.e. hönnun dagslýsingar og raflýsingar; í einu orði nefnt lýsingarhönnun. Það er ekki síður mikilvægt hönnunarsvið. Að tryggja næga dagslýsingu á heimilum og í atvinnuhúsnæði 52

er mjög áríðandi. Hér erum við sömuleiðis að gera dýr mistök sem vönduð ráðgjöf gæti komið í veg fyrir með litlum tilkostnaði. Í dag vitum við að góð lýsingarhönnun bætir lífsgæði með því að veita góða upplifun rýma, bætt afköst og svefngæði. Dagsljósið er besta lýsing sem hægt er að fá yfir daginn og þá sérstaklega að morgni til. Á Íslandi var á árum áður dagsljós í byggingum tryggt með því að byggja lágt og hafa gott bil á milli húsa. Með slíku borgarskipulagi duga einfaldar þumaputtareglur til að tryggja næga dagsbirtu í húsum. Á síðustu árum hefur íslenskur byggingariðnaður þróast í þá átt að byggja sem flesta fermetra á hverri lóð; bæði á hverri hæð og með hærri byggingum. Það er hér sem vandamálin við að tryggja nægt dagsljós í byggingum byrja. Þegar borgarskipulag hvetur til þéttingar byggðar þýðir ekki lengur að treysta á úreltar þumalputtareglur til að tryggja dagsljós í húsum. Það segir sig sjálft að þegar háar og breiðar byggingar standa nærri hvor annarri er dagsljós skert; sérstaklega á neðri hæðum. Þétting byggðar er vel þekkt á suðrænum slóðum með hærri sólstöðu en okkar. Þar er markmiðið að takmarka hitamyndun í húsum frá sólarljósi; enda dvelja íbúar á þeim slóðum langtímum saman utandyra; þar sem þeir fá nægt dagsljós. Ólíkt því sem hér er. Á Íslandi er veðurfar sem ýtir undir inniveru og því sérstaklega mikilvægt að tryggja nægt flæði dagsljóss inn í byggingar. Lág sólstaða og miklar sveiflur í dagsljósastundum á sólahring gera þær kröfur til okkar við tryggjum nægt dagsljós við þéttingu byggðar. Með því að horfa fram hjá því erum við hreinlega að skerða lífsgæði íbúa. Fyrir umrædda þéttingu byggðar er núgildandi byggingarreglugerð úrelt í þessu efni. Góð raflýsing tekur mið að dagslýsingu í rýminu en kemur aldrei í staðinn fyrir hana; nema í þeim fáu tilvikum sem þar sem dagsljósið skaðar starfsemina. Það er viðeigandi að enda þessa grein með bráðum 20 ára gömlum lokaorðum: „Hér verður okkur, ágætu arkitektar, verkfræðingar og tæknifræðingar, að renna blóðið til skyldunnar: Komum málum í betra horf og ræðum stöðuna í alvöru við viðskiptavini okkar og verkkaupa.

Við getum ekki aðgerðalaus látið almannaheill lönd og leið. Í samfélagi sem okkar, þar sem hver og einn verður að eignast sína eigin íbúð, eru þeir fjölmargir sem tapa stórum hluta eigna sinna vegna þess að við höfum ekki komið réttri þekkingu nægilega vel á framfæri.

Hagsmunir fyrirtækja og opinberra aðila eru þeir sömu.“

53