System oceny bezpieczeństwa pojazdów ciężarowych Euro NCAP: Co należy wiedzieć i jak zapewnić sobie ocenę?

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Join the Forum Now

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.

Christina Kothlow

W kwietniu 2023 r. Euro NCAP ogłosiła system oceny Truck Safe City and Highway. Rozszerza to tradycyjną koncentrację Euro NCAP na samochodach osobowych o samochody ciężarowe o dużej ładowności i pomaga krajom w całej Europie osiągnąć cel „Wizji Zero”, jakim jest wyeliminowanie ofiar śmiertelnych związanych z ruchem drogowym. Oczekuje się, że wiele innych regionów przyjmie podobne protokoły dotyczące samochodów ciężarowych do swoich lokalnych przepisów i zacznie wymagać określonych ocen gwiazdkowych, jak w przypadku ostatnich regulacji wprowadzonych w regionie Londynu. Podobnie Stany Zjednoczone również zaczną wymagać minimalnych funkcji ADAS w przyszłych ciężarówkach, takich jak automatyczne hamowanie awaryjne (AEB).

Szczególnym zainteresowaniem w systemie oceny Truck Safe cieszy się technologia ADAS. Podczas gdy wypadki z udziałem samochodów ciężarowych zdarzają się rzadziej niż w przypadku innych pojazdów, kolizje te z większym prawdopodobieństwem skutkują poważnymi obrażeniami, a nawet śmiercią. Formalizując protokół bezpieczeństwa dla samochodów ciężarowych i towarzyszących im technologii ADAS, Euro NCAP ma nadzieję zachęcić do szerszego stosowania tych systemów i rozszerzyć ich korzyści w zakresie bezpieczeństwa poza samochody osobowe.

W przyszłości producenci OEM samochodów ciężarowych będą musieli symulować, testować i homologować technologię ADAS w swoich pojazdach, aby dostosować się do tych nowych protokołów.

Jakie kroki mogą teraz podjąć zespoły inżynierów, aby upewnić się, że pojazdy i funkcje ADAS, które wprowadzają na rynek, są zgodne z nowymi protokołami? Euro NCAP protokół? W jaki sposób firmy mogą zapewnić, że ciężkie samochody ciężarowe będą dążyć do najlepszych praktyk w zakresie bezpieczeństwa, a nie tylko spełniać minimalne standardy?

W tym wpisie na blogu zbadamy, w jaki sposób zespoły inżynierów mogą odpowiedzieć na te pytania, korzystając zarówno z wirtualnych, jak i fizycznych testów i symulacji.

Po pierwsze, jakie są nowe protokoły bezpieczeństwa NCAP?

Ogólne rozporządzenie w sprawie bezpieczeństwa (GSR) na lata 2022-2024 wymaga obecnie od producentów OEM samochodów ciężarowych uwzględnienia następujących technologii ADAS:

• System informacji o wyjeździe (MOIS)
• System informacji o martwym polu (BSIS)
• Wykrywanie cofania
• Sygnał zatrzymania awaryjnego

Aby uzyskać ocenę pięciu gwiazdek, technologie ADAS dla samochodów ciężarowych muszą obejmować następujące elementy:

• System ostrzegania o niezamierzonej zmianie pasa ruchu ECE-R130 (LDWS)
• Autonomiczny system hamowania awaryjnego ECE-R131 (AEBS)
• Monitorowanie martwego pola ECE-R151 (BSM)
• Moving Off Information System ECE-R159 (MOIS)

Przyszłe środki bezpieczeństwa będą wymagały jeszcze większych możliwości ADAS.

Dla bezpieczeństwa w mieście:

• W 2027 roku: OSM (monitorowanie statusu pasażerów), blokada ruchu i AEB Reverse zostaną dodane.
• W 2030 r.: zostaną dodane funkcje skrętu AEB w poprzek toru jazdy pojazdu, pasywnej ochrony pieszych, kompatybilności ze zderzeniami i ochrony pasażerów.

Dla bezpiecznych autostrad:

• W 2027 roku: OSM zostanie dodany
• W 2030 r. zostanie dodany system AEB do skręcania w poprzek toru jazdy pojazdu, pasywna ochrona pieszych, kompatybilność zderzeniowa i ochrona pasażerów.

Jak przygotować się na nadchodzące przepisy NCAP

Firmy muszą projektować, testować i homologować komponenty ADAS w celu spełnienia przepisów i osiągnięcia pożądanej oceny bezpieczeństwa. Połączenie testów i symulacji umożliwia organizacjom inżynieryjnym maksymalizację dokładności i wydajności, ale wiedza o tym, które testy należy przeprowadzić i które narzędzia symulacyjne wybrać, może stanowić wyzwanie.

Usługi inżynieryjne i konsultingowe Simcenter oferuje kompleksowe rozwiązanie dla firm, które chcą przygotować swoje komponenty ADAS dla samochodów ciężarowych do nadchodzących przepisów NCAP. Łączymy portfolio Xcelerator firmy Siemens z systemem zaawansowanym torem testowym i sprzętem do testowania ADAS aby pomóc Państwu spełnić lub przekroczyć nadchodzące przepisy Euro NCAP.

Zintegrowany rozwój ADAS

Usługi inżynieryjne Simcenter mogą pomóc poprawić bezpieczeństwo komponentów ADAS dzięki strukturze rzeczywistości mieszanej. Korzystając z tych ram, nasi eksperci inżynieryjni pomagają producentom OEM samochodów ciężarowych i ich dostawcom w rozwiązywaniu typowych, ale złożonych problemów ADAS, takich jak nieefektywny tempomat adaptacyjny (ACC) w złożonych warunkach drogowych, fałszywe wykrywanie lub nieprawidłowe aktywacje w AEB oraz niedokładny asystent utrzymania pasa ruchu (LKA). Nasz zespół może Państwu pomóc na każdym etapie procesu, od zdefiniowania odpowiednich wymagań i przypadków testowych po weryfikację i walidację.

Ramy rzeczywistości mieszanej pozwalają inżynierom wcześnie identyfikować i analizować problemy oraz ograniczać szeroko zakrojone testy prototypów. Korzystając z frameworka, ocenę całego systemu można przeprowadzić wirtualnie, nawet jeśli inżynierowie pracują tylko nad częścią systemu (na przykład czujnikami i percepcją, algorytmami sterowania itp.)

Struktura obejmuje wirtualne modele środowiska, pojazdu i czujników. Zespół Simcenter Engineering Services zapewnia proces, algorytmy i know-how w celu wdrożenia zarówno cyfrowego bliźniaka, jak i algorytmów sterowania oprogramowaniem niezbędnych do zapewnienia funkcji Sense, Think i Act dla wszystkich poziomów SAE ADAS. Najbardziej krytyczne scenariusze są identyfikowane z góry w celu przeprowadzenia ukierunkowanych testów.

Podczas opracowywania, komponenty sprzętowe, takie jak czujniki, elektroniczna jednostka sterująca (ECU) i ostatecznie sam pojazd, są łączone z wirtualnymi. Oprogramowanie pośredniczące umożliwia modelom łączenie się z systemami fizycznymi. Scenę jazdy można rozszerzyć o dodatkowe elementy wirtualne, takie jak przeszkody, inne pojazdy i niechronieni użytkownicy dróg (VRU), aby przetestować wiele scenariuszy znacznie szybciej niż w przypadku samych testów fizycznych.

Kompleksowy cyfrowy bliźniak działa równolegle z fizycznymi manewrami testowymi, zapewniając lepszy wgląd, większą dokładność i krótszy czas opracowywania. Łączy w sobie testy i symulacje, aby wcześnie zidentyfikować problemy i rozwiązać je przed fazą testowania fizycznego prototypu.

Generowanie scenariuszy

Aby zachować zgodność z nadchodzącymi przepisami NCAP, inżynierowie opracowujący komponenty ADAS dla ciężkich samochodów ciężarowych będą musieli zdefiniować warunki testowania rozwojowego i walidacyjnego. Jakie scenariusze należy wziąć pod uwagę? Jak inżynierowie mogą poradzić sobie z wieloma potencjalnymi sytuacjami na drodze i zidentyfikować te najbardziej krytyczne? Czy mogą zarządzać weryfikacją i walidacją (V&V) w realistycznych ramach czasowych i przy akceptowalnych kosztach?

Simcenter Engineering Services pomaga inżynierom zidentyfikować odpowiednie scenariusze w różnych fazach rozwoju przy użyciu symulacji. Nasi eksperci mogą ocenić te scenariusze w ramach, które umożliwiają ocenę na wczesnym etapie i umożliwiają inżynierom wypełnienie luki między symulacją a testami fizycznymi.

Wczesny etap rozwoju

Na wczesnych etapach rozwoju nasz zespół inżynierów opracowuje scenariusze w oparciu o wymagania Euro NCAP dotyczące pojazdów. Możemy również uwzględnić wymagania norm ISO, a także zastosować zaawansowane metody analizy zagrożeń, takie jak STPA, w celu wygenerowania technicznych celów bezpieczeństwa. Wymagania te stanowią podstawę dla przypadków testowych na poziomie systemu, które opracuje nasz zespół.

Scenariusze testowe oparte na rzeczywistych warunkach jazdy

Aby zidentyfikować rzeczywiste scenariusze, nasi eksperci testują pojazd na drodze publicznej z odpowiednim oprzyrządowaniem. Nasz zespół wspiera testowanie i przetwarzanie danych poprzez takie działania jak:

• Definicja kampanii testowej – określa wymagane warunki jazdy
• Konfiguracja testowa pojazdu i optymalizacja zestawu czujników w celu dokładnej identyfikacji scen jazdy
• System akwizycji danych – przechwytuje dane obiektu i/lub nieprzetworzone dane z czujników
• Algorytmy percepcji – identyfikują pasy ruchu, znaki drogowe, pojazdy i innych uczestników ruchu.
• Eksploracja scenariuszy – przeprowadza analizę statystyczną scenariuszy w celu zrozumienia odpowiednich lub lokalnych warunków ruchu i stylów jazdy.

Po zidentyfikowaniu scenariuszy można je zaimportować jako modele do pakietu oprogramowania symulacyjnego Simcenter, aby przyspieszyć rozwój.

Ilościowe i jakościowe rozszerzanie scenariuszy

Nasz zespół inżynierów może rozszerzyć początkowe scenariusze uzyskane z rzeczywistej jazdy, aby wyszukać wiele niebezpiecznych warunków, które mogą wystąpić podczas eksploatacji pojazdu. Korzystanie z symulacji może pomóc zidentyfikować większą liczbę nieznanych i niebezpiecznych scenariuszy. Eksperci Simcenter Engineering Services wykorzystują wirtualne scenariusze do badania przestrzeni scenariuszy przy użyciu reprezentacji środowiska i scen ruchu drogowego z eksploracją projektu. Zespół może również wykorzystać sztuczną inteligencję i próbkowanie adaptacyjne do generowania nowych i krytycznych scenariuszy. Adaptacyjna metoda próbkowania identyfikuje te istotne, krytyczne scenariusze, jednocześnie minimalizując liczbę eksperymentów.

Aby zbadać przestrzeń scenariuszy wokół konkretnego wydarzenia, nasz zespół łączy Simcenter Prescan do oprogramowania do symulacji ruchu w celu generowania realistycznych przepływów ruchu.

Wirtualne ramy rozwoju

Wykorzystując podejście rozwoju oparte na modelach (MBD), Simcenter Engineering Services pomaga inżynierom ocenić systemy ADAS/AV w dużej liczbie realistycznych warunków w zintegrowany sposób.

Ocena systemu jest wspierana przez portfolio Simcenter.

• Korzystając z Simcenter Prescan, inżynierowie mogą symulować scenę jazdy, w tym elementy statyczne (drogi, znaki drogowe, sygnalizacja świetlna itp.), elementy dynamiczne (inne pojazdy, piesi itp.), środowisko (deszcz, mgła, cienie itp.) oraz modele czujników (kamery, LIDAR i radary).
• Korzystanie z Simcenter Amesim, inżynierowie mogą symulować dynamikę pojazdu. Eksperci Simcenter Engineering Services mogą połączyć Simcenter Amesim i Simcenter Prescan, aby umożliwić użytkownikom przewidywanie reakcji ciężarówki w określonych scenariuszach.
• HEEDS pomaga inżynierom sprawdzić wydajność systemu w wielu scenariuszach i wspiera optymalizację projektu.
• Polarion, narzędzie do zarządzania cyklem życia aplikacji (ALM), może pomóc w definiowaniu i śledzeniu wymagań systemowych dla analizy zagrożeń, analizy trybu i skutków awarii (FMEA) oraz zarządzaniu oprogramowaniem sterującym i przypadkami testowymi podczas rozwoju.

Simcenter Engineering Services pomoże Państwu opracować scenariusze zgodne z wymaganiami Euro NCAP.

Eksploracja scenariuszy

Simcenter Engineering Services pomaga poprawić bezpieczeństwo funkcji ADAS, wykorzystując uczenie maszynowe do optymalizacji procesu eksploracji scenariuszy. Nasz zespół zaczyna od analizy wymagań pojazdu i systemu w oparciu o różne źródła, w tym Euro NCAP, domenę projektowania operacyjnego (ODD), ISO, analizę zagrożeń i inne.

Wybór KPI

Aby spełnić kryteria wydajności określonej funkcji, inżynierowie muszą wybrać odpowiednie wskaźniki KPI, na których należy się skupić i dostosować je w razie potrzeby. Proces eksploracji scenariuszy sygnalizuje, które wskaźniki KPI należy zmodyfikować, aby uniknąć błędów aktywacji. Zmiana wskaźników KPI może potencjalnie zmniejszyć wydajność funkcjonalną lub zwiększyć wymagania systemu. Simcenter Engineering Services zapewnia, że wskaźniki KPI bezpieczeństwa są zmieniane z najwyższą ostrożnością i traktowane jako oddzielne od pożądanych zachowań specyficznych dla OEM, takich jak wygląd i sposób działania.

Simcenter Engineering Services polega na wyborze KPI w celu mapowania scenariuszy. Po wybraniu wskaźników KPI inżynierowie organizują dane w boczne i wzdłużne klastry KPI. Są one wykorzystywane do definiowania scenariuszy jazdy istotnych dla Euro NCAP i mapowania wskaźników KPI do zdefiniowanych scenariuszy. Na koniec inżynierowie wykorzystują te informacje do opracowania map tras dla kampanii gromadzenia danych w celu uwzględnienia zdefiniowanych scenariuszy.

Korzystając z metodologii eksploracji scenariuszy Simcenter Engineering Services, producenci OEM samochodów ciężarowych mogą mieć większą pewność, że ich funkcje ADAS będą zgodne z przepisami NCAP.

Optymalizacja fuzji czujników

Innym obszarem rozwoju systemów ADAS dla samochodów ciężarowych, który wspiera Simcenter Engineering Services, jest optymalizacja fuzji czujników. Nasz zespół ekspertów może pomóc Państwu połączyć informacje z różnych czujników w celu lepszego zrozumienia i nawigacji w rzeczywistych scenariuszach jazdy.

Korzystając z wielu paradygmatów fuzji czujników, zespół Simcenter Engineering Services umożliwia klientom zdefiniowanie i opracowanie optymalnej strategii w celu zwiększenia wydajności solidnych algorytmów percepcji.

Testowanie i homologacja systemów ADAS

Po zakończeniu etapu symulacji Simcenter Engineering Services wspiera etap testowania i homologacji. Łącząc dedykowany zespół testowy ADAS, najnowocześniejszy sprzęt testowy i certyfikowane tory testowe w Holandii, nasz zespół testuje ciężarówki i ich systemy ADAS zgodnie z protokołem określonym przez Euro NCAP. Duża część naszego zespołu testowego ADAS jest zaangażowana w grupy robocze Euro NCAP, co zapewnia naszym klientom najbardziej aktualną wiedzę na temat najnowszych przepisów i wymagań testowych.

Wykorzystanie inżynierii systemów opartej na modelach do opracowania kompleksowego cyfrowego bliźniaka funkcji ADAS

FIH Mobile, spółka zależna Foxconn, postanowiła niedawno rozszerzyć swoją wiedzę w zakresie elektroniki na rynki ADAS i AV. W 2021 r. FIH Mobile nawiązała współpracę ze Stellantis w celu utworzenia spółki joint venture MobileDrive. Dążąc do szybkiego dostarczania wysokiej jakości oprogramowania, aby sprostać wymaganiom rynku, MobileDrive wybrał usługi inżynieryjne Simcenter, aby pomóc w opracowaniu podejścia inżynierii systemów opartej na modelach (MBSE) w celu wsparcia wizji ADAS.

Głównym celem MobileDrive było nauczenie się, jak korzystać z ram opartych na modelach w celu opracowania algorytmów i oprogramowania sterującego dla bocznych aplikacji ADAS, takich jak Lane Keep Assist (LKA), Lane Following Control (LFC) i Emergency Steer Assist (ESA). Firma wybrała Simcenter Engineering Services jako partnera technologicznego do rozwijania tych możliwości i zapewnienia swojemu personelowi inżynieryjnemu wymaganej wiedzy specjalistycznej w zakresie oprogramowania.

Simcenter Engineering Services dostarczyło kompletną metodologię i mapę drogową dla wizji ADAS MobileDrive, w tym napisanie funkcjonalnych i technicznych wymagań bezpieczeństwa, przeprowadzenie wirtualnych funkcjonalnych testów bezpieczeństwa, wygenerowanie przypadków testowych oraz opracowanie i przetestowanie systemu w oparciu o modele symulacyjne przy użyciu oprogramowania Simcenter Amesim i Simcenter Prescan. Dodatkowo zapewniono pełną identyfikowalność wymagań przy użyciu oprogramowania Polarion. Wreszcie, zespół Simcenter Engineering Services przeprowadził pełny transfer technologii przy użyciu Polarion, aby zapewnić MobileDrive możliwość replikacji metodologii we własnym zakresie.

„Usługi inżynieryjne Simcenter zapewniły nam najlepsze praktyki branżowe w zakresie opracowywania i wykorzystywania MBSE w całym diagramie V” – mówi Burt Chen, kierownik projektu w MobileDrive. „Mamy teraz pełne zrozumienie tego, jak przyspieszyć nasz algorytm i działania weryfikacyjne w zakresie rozwoju produktu. Korzystanie z Polarion pokazało nam również, w jaki sposób możemy być bardziej zgodni i ustrukturyzowani, aby spełnić standardy bezpieczeństwa funkcjonalnego”.

Ostatecznie firma MobileDrive osiągnęła skrócenie czasu opracowywania produktu, zanim jeszcze powstał fizyczny prototyp.

„Dzięki naszej współpracy z Simcenter Engineering Services przewidujemy, że będziemy w stanie wprowadzić nasze ECU na rynek w znacznie bardziej usprawniony i wydajny sposób” – potwierdza Winston Hsu, CTO w MobileDrive.

Chociaż w tym wpisie skupiamy się na Euro NCAP, przewidujemy, że wiele regionów na całym świecie zacznie formalizować swoje wymagania i oceny technologii ADAS. Niezależnie od tego, czy chcą Państwo spełnić nadchodzące wymagania, czy też je przewyższyć, Simcenter Engineering Services jest zaufanym partnerem inżynieryjnym na każdym etapie rozwoju i może pomóc w opracowaniu strategii realizacji celów Państwa firmy.

Join the forum for Designers!

Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!

Join the Forum Now

Share, learn and grow with the best professionals in the industry.