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Die Zukunft des Transports verspricht, das Leben für alle sicherer und mobiler zu machen, mit positiven wirtschaftlichen Ergebnissen. Um dieses Versprechen zu verwirklichen, ist es jedoch notwendig, neue Fahrzeuge und jedes Subsystem ihrer Architektur zu testen, insbesondere da die Subsysteme immer intelligenter und hochkomplexer werden.
Die gestiegene Komplexität erfordert einen radikalen Wandel der Testmethoden und neue Konzepte zur umfassenden Fahrzeugverifizierung und -validierung sowohl in der physischen als auch in der virtuellen Welt, was in neuen Vorschriften festgehalten wird.
In diesem Sinne stellte die UNECE (Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa) im Februar 2021 die New Assessment/Test Method for Automated Driving (NATM) vor – ein Rahmenwerk, das einen mehrstufigen Ansatz zur Sicherheitsvalidierung des automatisierten Fahrens einführt (vgl Abb. 1) NATM, Richtlinien.
Darüber hinaus hat die EU-Kommission im August 2022 die Verordnung 2022/1426 verabschiedet, die Vorschriften für die Anwendung der Verordnung (EU) 2019/2144 des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich einheitlicher Verfahren und technischer Spezifikationen für die Typgenehmigung festlegt des automatisierten Fahrsystems (ADS) vollautomatisierter Fahrzeuge 2144, 1426.
Was ist die mehrstufige Sicherheitsvalidierung von AV?
Die Multi-Säulen-Sicherheitsvalidierung automatisierter Fahrzeuge sieht 5 Zertifizierungssäulen vor, die die Sicherheitsargumentation unterstützen. Zusätzlich zu den drei bekannten Säulen (Streckentests, Tests in der realen Welt Und Prüfung), heißt es in der Verordnung virtuelles Testen Und Überwachung im laufenden Betrieb.
In diesem Blog werden die Verifizierung, Validierung, Zertifizierung und Sicherung wie folgt definiert/beschrieben:
- Überprüfung: ist eine Aktivität, die ermittelt, ob ein System die Anforderungen erfüllt, und die die Frage beantwortet: „Haben wir das System richtig aufgebaut?“
- Validierung: beurteilt, ob das System den Anforderungen des Endbenutzers entspricht, und beantwortet die Frage: „Haben wir das richtige System gebaut?“ Andererseits, Modell Bestätigung bewertet, wie gut das Modell die Realität abbildet.
- Sicherheit: ist das berechtigte Vertrauen, dass das System wie vorgesehen funktioniert.
- Zertifizierung: bestimmt, ob ein System einer Reihe von Kriterien oder Standards entspricht.
Bei autonomen Fahrzeugen erkannte die wissenschaftliche Gemeinschaft schon früh, dass allein reale Tests – mit fahrleistungsbasierter Abdeckung – aus wirtschaftlicher und technischer Sicht nicht machbar sind.
Einer der Hauptgründe dafür ist, dass sicherheitsrelevante Ereignisse bei realen Tests nur sehr selten auftreten. Daher wurde klar, dass virtuelle Tests eine Schlüsselrolle bei der Zertifizierung automatisierter Fahrsysteme spielen werden. Das Ergebnis virtueller Tests kann nur dann zur Sicherheitsargumentation beitragen, wenn die Simulationen glaubwürdig sind. Dies wird im nächsten Abschnitt kurz erörtert und detailliert beschrieben NATM, Richtlinien.
Glaubwürdigkeitsbewertung virtueller Tests und Simulationen
Beim virtuellen Test ersetzen wir ein oder mehrere physische Elemente durch ein Simulationsmodell.
Virtuelle Tests zur Validierung automatisierter Fahrsysteme (ADS) können abhängig von der allgemeinen Validierungsstrategie und der Genauigkeit der zugrunde liegenden Simulationsmodelle unterschiedliche Ziele erreichen.
Einige der Ziele könnten sein:
- Bieten Sie qualitatives oder statistisches Vertrauen in die Sicherheit des Gesamtsystems.
- Bieten Sie qualitatives oder statistisches Vertrauen in die Leistung bestimmter Subsysteme/Komponenten.
- Entdecken Sie herausfordernde Szenarien zum Testen in der realen Welt (z. B. Tests in der realen Welt und Streckentests).
Im Gegensatz zu all seinen potenziellen Vorteilen besteht eine Einschränkung dieses Ansatzes in seiner intrinsisch begrenzten Genauigkeit der Modelle. Da Modelle nur eine grobe Darstellung der Realität liefern können, muss die Eignung eines Modells, die reale Welt zur Validierung der Sicherheit von ADS zufriedenstellend zu ersetzen, sorgfältig geprüft werden.
Daher soll die Glaubwürdigkeit der in Abb. 2 dargestellten Simulationsmodelle und Simulationsumgebungen bewertet werden, um die Übertragbarkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse im Vergleich zur realen Leistung zu bestimmen.
Neben Simulationsmodellen und Simulationsumgebung wird die Glaubwürdigkeitsprüfung auch auf das Modell- und Simulationsmanagement ausgeweitet. Alle diese Aspekte sind in Abb. 3 erfasst.
Lesen Sie das Whitepaper von Siemens
Um mehr über die Entwicklungsabläufe des autonomen Fahrzeugs zu erfahren, lesen Sie hier weißes Papierdas ausführlicher beschreibt:
- Die Herausforderungen im Zusammenhang mit der AV-Entwicklung
- den Arbeitsablauf im Fahrzeug-Engineering
- Das szenariobasierte Testen autonomer Fahrzeuge und szenariobasierte Testworkflows
- Der Workflow zur Simulationsglaubwürdigkeitsbewertung
Laufende Aktivitäten und relevante Vorschriften
Ab Oktober 2022, RDW (die niederländische Fahrzeugbehörde), GFS (Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen Kommission) und Siemens Industry Software Netherlands BV arbeiteten eng zusammen, um zu verstehen, wie die neue Verordnung zu interpretieren und anzuwenden ist, insbesondere, wie der Glaubwürdigkeitsbewertungsrahmen anzuwenden ist.
Zum besseren Verständnis wurde ein spezifischer Anwendungsfall (automatisierter Parkservice) betrachtet und jeder Schritt des Simulations-Glaubwürdigkeitsbewertungsrahmens auf diesen Anwendungsfall angewendet.
Das Ergebnis dieser Untersuchungen wurde in einem Handbuch zur Glaubwürdigkeitsbewertung zusammengefasst, das Automobil-OEMs als Leitfaden dienen könnte, die daran interessiert sind, virtuelle Tests als Zertifizierungssäule zu nutzen.
Abschließend finden Sie für den interessierten Leser in den folgenden Tabellen eine Zusammenfassung der relevanten Normen und Links.
UN-ECE-Regelung:
| Regulierungsnummer | Regulierungsname | Zweck |
| Abkommen von 1958 | ECE/TRANS/WP.29/2016/2 | Übereinkommen über die Annahme harmonisierter technischer Vorschriften der Vereinten Nationen für Radfahrzeuge, Ausrüstung und Teile, die in Radfahrzeuge eingebaut und/oder verwendet werden können, und die Bedingungen für die gegenseitige Anerkennung von Genehmigungen, die auf der Grundlage dieser Vorschriften der Vereinten Nationen erteilt wurden |
| R155 | E/ECE/TRANS/505/Rev.3/Add.154 | Einheitliche Bestimmungen zur Zulassung von Fahrzeugen hinsichtlich Cybersicherheit und Cybersicherheitsmanagementsystem |
| R156 | ECE/TRANS/WP.29/2020/80 | Einheitliche Bestimmungen zur Zulassung von Fahrzeugen hinsichtlich Software-Update und Software-Update-Managementsystem |
| R157 | ECE/TRANS/WP.29/2020/81 | Einheitliche Bestimmungen zur Zulassung von Fahrzeugen hinsichtlich automatisierter Spurhaltesysteme |
| NATM | ECE/TRANS/WP.29/2021/61 | Neue Bewertungs-/Testmethode für automatisiertes Fahren (NATM) Richtlinien zur Validierung automatisierter Fahrsysteme (ADS). |
| Richtlinien | ECE/TRANS/WP.29-187-10/2022 | Richtlinien und Empfehlungen zu Sicherheitsanforderungen für automatisierte Fahrsysteme |
EU-Verordnung:
| Regulierungsnummer | Regulierungsname | Zweck |
| 858 | VERORDNUNG (EU) 2018/858 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES | Typgenehmigung und Marktüberwachung von Kraftfahrzeugen und deren Anhängern sowie von für diese Fahrzeuge vorgesehenen Systemen, Bauteilen und selbstständigen technischen Einheiten |
| 2144 | VERORDNUNG (EU) 2019/2144 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES | Typgenehmigungsanforderungen für Kraftfahrzeuge und ihre Anhänger sowie für diese Fahrzeuge bestimmte Systeme, Bauteile und selbstständige technische Einheiten im Hinblick auf deren allgemeine Sicherheit und den Schutz der Fahrzeuginsassen und gefährdeter Verkehrsteilnehmer |
| 168 | VERORDNUNG (EU) Nr. 168/2013 DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES | Zulassung und Marktüberwachung von zwei- oder dreirädrigen Fahrzeugen und Vierrädern |
| 1426 | DURCHFÜHRUNGSVERORDNUNG (EU) 2022/1426 DER KOMMISSION | Festlegung von Regeln für die Anwendung der Verordnung (EU) 2019/2144 des Europäischen Parlaments und des Rates hinsichtlich einheitlicher Verfahren und technischer Spezifikationen für die Typgenehmigung des automatisierten Fahrsystems (ADS) vollautomatisierter Fahrzeuge |
Siemens-Beteiligung an EU-Projekten
Zusätzlich zu den laufenden Forschungsaktivitäten von Siemens, RDW und JRC zum mehrstufigen Ansatz zur Sicherheitsvalidierung automatisierter Fahrzeuge ist Siemens an folgenden EU-Projekten beteiligt:
- FOCETA (FOundationen für Ckontinuierlich EIngenieurwesen von Trostfrei AUtonomie)
Konvergenz von datengesteuertem und modellbasiertem Engineering. Der zugrunde liegende gezielte wissenschaftliche Durchbruch von FOCETA liegt in der Konvergenz modellgetriebener und datengetriebener Ansätze. Diese Konvergenz wird durch die Notwendigkeit, die Verifizierung und Validierung inkrementell durchzuführen und vollständige Neuverifizierungs- und Validierungsbemühungen zu vermeiden, noch komplizierter. - AIthena (EU-geförderte Projektnummer 101076754). AIthena ist ein Forschungs- und Innovationsprojekt zum Thema Cverbunden und Ckooperativ Aautomatisiert MObility (CCAM)-Lösungen, die darauf abzielen, vertrauenswürdige, erklärbare und rechenschaftspflichtige CCAM-Technologien zu entwickeln.
- UrbanSmartPark (erstes Projekt im Rahmen von „KIC Urbane Mobilität„, eine europäische Initiative, die vom EIT, dem Europäischen Institut für Innovation und Technologie, unterstützt wird. UrbanSmartPark Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Entwicklung automatisierter innerstädtischer Straßenparkplätze, die eine breite Palette möglicher parkbezogener Dienstleistungen bieten. Lesen Sie dies Blog um mehr herauszufinden.
- SONNENAUFGANG (Horizon Research and Innovation Actions, Projekt-Nr. 101069573, Aufruf HORIZON-CL5-2021-D6-01). Der SONNENAUFGANG Ziel des Projekts ist es, einen gemeinsamen Sicherheitsrahmen zu schaffen, Silos miteinander zu verbinden und sie auf harmonisierte Weise zusammenarbeiten zu lassen.
- DITM (Digital ICHInfrastruktur für Zukunftssicherheit Mobility, gefördertes NextGenerationEU-Programm). Ziel ist es, automatisierte Fahrsysteme zu unterstützen DITM Die Partner entwickeln eine Systemarchitektur für die digitale Infrastruktur, einschließlich der kritischen Kerntechnologien im Zusammenhang mit Lokalisierung, Verkehrsdiensten, digitalen Karten, Ladeinfrastruktur und kontinuierlicher Sicherheitsvalidierung.
Um mehr über das Projekt zu erfahren, wenden Sie sich an Alexandru Forrai ([email protected]), Ph.D., Ingenieurkollege und Berater bei Siemens Digital Industries Software.
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