Train drivers play a crucial role in the railway system, with their performance significantly impacting accident rates and punctuality. This is particularly true during abnormal situations, such as signal failures or the presence of people on or near the tracks. In these circumstances, good driver performance enhances overall railway performance, leading to better punctuality, fewer accidents, and a reduction in collisions between trains and other vehicles, animals, or people.

One of the most critical skills for a train driver to minimize errors is situational awareness, a person’s ability to comprehend what is happening in a given situation, which is essential for responding effectively (Endsley, 1995). This skill becomes especially important in abnormal situations. A situationally unaware driver results from either a lack of expertise or failure of expertise. Lack of expertise means that the driver does not possess the necessary knowledge to build an accurate situational model, increasing the risk of misinterpreting a situation. Naturally, novice drivers, lacking experience in many situations, are more prone to making mistakes due to this knowledge gap.

Basic train driver education in Sweden includes around 20 weeks of on-the-job training. However, it is debatable whether this provides enough exposure to various situations for drivers to gain adequate experience. In response to this criticism, a low-fidelity train driving simulator has been introduced in the last decade to complement traditional training. This thesis explores how the simulator can enhance the internship experience and help produce more well-prepared train drivers.

Still, even experienced drivers can misinterpret situations (failures of expertise), often due to distractions from multiple information sources, which may direct their attention away from critical elements. A train driver must process information from outside the train (e.g., signals, marker boards, and other objects) and from within the cab to build an accurate situational model. Modern train cabins feature at least three screens, providing vital information about the train’s condition, energy-efficient driving, and, most importantly, automatic train protection (ATP) systems, which display details like, speed limits and signal status. This complexity increases when drivers simultaneously gather and process information from outside and inside the cab. Consequently, this thesis also examines how in-cab information systems influence driver attention and the possibility of developing accurate situational awareness.

The thesis is composed of four papers. Paper 1 used web-based questionnaires to assess how frequently 43 specific situations arise and are practiced during internships. Paper 2 involved a simulator experiment, investigating how simulator training impacts driver performance in a simulated test. Paper 3 examined the relationship between actual driver performance, based on supervisor evaluations over 11 weeks of internship, and performance during a 45-minute simulator test, measured by counting driving errors. Finally, Paper 4 explored how in-cab information systems affect driver attention, utilizing eye-tracking data from a simulator experiment.

The findings reveal that, apart from various shunting scenarios, trainee drivers must be exposed to more practice in abnormal situations. Furthermore, the study shows significant variability in trainees’ experiences, posing a challenge for educators. Paper 2 demonstrates the effectiveness of simulator training, primarily due to its ability to offer repeated practice. The ecological validity of the simulator is supported by a medium-strong correlation between internship performance and simulator test performance, as discussed in Paper 3. Paper 4 highlights that the most critical in-cab information system, the ATP, can divert attention away from external cues, particularly during speed reductions. Additionally, the new European ATP system, known as the European traffic management system (ERTMS), demands more driver focus compared to Sweden’s automatic train control (ATC) system.

Based on these findings, simulator training should be extensively used to provide trainee drivers with practical experience in handling abnormal situations, which real-world conditions may not offer frequently enough. To optimize this training, a simulator test should first be administered to identify which scenarios an individual driver lacks experience in and needs to practice more. Furthermore, visual behaviour training should aim to enhance drivers’ external focus, particularly in areas where people are likely to be present, such as level crossings and stations. This would improve their chance to react in time to prevent potential collisions. In conclusion, to minimize the risk of errors stemming from a misinterpretation of situations (situational unawareness), simulator training should concentrate on providing sufficient experience in abnormal conditions alongside focused visual behaviour training.

Lokförare är en central del av järnvägssystemet, och deras prestationer påverkar både olycksstatistik och tågens punktlighet. Förarens insats är särskilt avgörande i avvikande situationer, som vid signalfel eller när människor befinner sig på eller nära spåret. I sådana situationer bidrar en bra prestation till bättre järnvägsprestanda, vilket innebär högre punktlighet, färre olyckor och färre kollisioner mellan tåg och andra fordon, djur eller människor.

En avgörande färdighet för lokförare för att minska risken för misstag är situationsmedvetenhet, vilket definieras som en persons förståelse för vad som sker i en given situation. Denna medvetenhet är avgörande för att kunna agera rätt (Endsley, 1995), och är särskilt viktig i avvikande situationer. En bristande situationsmedvetenhet kan bero på antingen bristande kompetens eller ett misslyckande att använda befintlig kompetens. Bristande kompetens innebär att föraren saknar tillräcklig kunskap för att göra en korrekt bedömning av situationen, vilket ökar risken för missförstånd. Noviser, som naturligt saknar erfarenhet av många situationer, riskerar därför att göra misstag på grund av denna brist. Eftersom grundutbildningen för lokförare i Sverige omfattar cirka 20 veckors praktik under produktion är det tveksamt om denna praktik ger tillräckligt många tillfällen att öva på olika situationer och därmed erhålla nödvändig erfarenhet. Under det senaste decenniet har dock en lokförarsimulator introducerats i utbildningen, och denna avhandling undersöker hur simulatorn kan komplettera praktiken.

Även erfarna förare kan dock missbedöma en situation (misslyckande användning av befintlig kompetens), vilket ofta beror på distraktioner från en eller flera informationskällor. För att kunna göra en korrekt situationsbedömning måste en lokförare inhämta och bearbeta information både från omgivningen (exempelvis signaler, skyltar eller andra objekt) och inifrån hytten genom flera informationskällor. I moderna tåghytter får föraren information från minst tre skärmar som visar bland annat tågets status, energieffektiv körning och, viktigast av allt, ett tågskyddssystem som ger information om exempelvis hastighetsbegränsningar och signalers status. Informationsinhämtningen och bearbetningen kan därför vara komplex, särskilt när information måste samlas in från flera källor samtidigt. Den här avhandlingen undersöker därför också hur invändiga informationssystem påverkar lokförarens uppmärksamhet och därmed möjligheten att bygga en korrekt situationsmodell (att vara situationsmedveten).

Avhandlingen består av fyra artiklar. Artikel 1 använde webbaserade enkäter för att undersöka hur ofta 43 olika situationer förväntas inträffa och därmed tränas under praktiken. Artikel 2 inkluderade ett simulatorexperiment som undersökte effekten av simulatorträning på lokförares prestation i ett simulatortest. Artikel 3 syftade till att studera sambandet mellan lokförares prestation under verklig tågkörning, mätt genom handledarbetyg från elva veckors praktik, och prestation i ett 45-minuters simulatortest, där antalet förarfel mättes. Artikel 4 undersökte hur informationssystem i hytten påverkar lokförares uppmärksamhet, baserat på ögonrörelsedata från ett simulatorexperiment.

Resultaten från Artikel 1 visar att, med undantag för olika former av växling, kan man inte förvänta sig att blivande lokförare har fått tillräcklig övning i avvikande situationer. Studien visar också att elevernas erfarenheter varierar avsevärt, vilket utgör en utmaning för utbildarna. Artikel 2 visar att simulatorträning är effektiv, främst tack vare möjligheten till upprepad övning. Ekologisk validitet demonstrerades genom en medelstark korrelation mellan prestation i verkligheten och i simulatortestet enligt Artikel 3. Artikel 4 visar att tågskyddssystemet i hytten påverkar förarens uppmärksamhet på omgivningen negativt, särskilt vid pågående hastighetsnedsättningar, och att det nya europeiska systemet European traffic management system (ERTMS) kräver mer uppmärksamhet från föraren än det svenska systemet automatic train control (ATC).

Baserat på dessa resultat bör simulatorträning användas för att ge lokförarelever praktisk erfarenhet av de flesta avvikande situationer, eftersom verkligheten sällan erbjuder tillräckliga träningsmöjligheter. För att träningen ska vara så effektiv som möjligt bör den föregås av ett simulatortest som identifierar vilka situationer varje elev behöver mer träning i. Visuell beteendeträning bör särskilt fokusera på att förbättra förarnas uppmärksamhet på omgivningen, särskilt vid platser där människor ofta befinner sig (till exempel plankorsningar och stationer), för att öka möjligheten att agera i tid och undvika potentiella kollisioner. För att minska risken för att en förare begår misstag på grund av bristande förståelse av situationen (situationsomedvetenhet) bör simulatorträning därför fokusera på att ge eleven tillräcklig erfarenhet av avvikande situationer samt träning i visuellt beteende.