O futuro dos transportes promete tornar a vida mais segura e mais móvel para todos, com resultados económicos positivos. No entanto, para concretizar essa promessa, é necessário testar novos veículos e todos os subsistemas da sua arquitetura, especialmente à medida que os subsistemas se tornam mais inteligentes e altamente complexos.
O aumento da complexidade exige uma mudança radical nos métodos de teste e novos conceitos para verificação e validação abrangentes de veículos, tanto no mundo físico como no mundo virtual, o que é capturado em novos regulamentos.
Neste sentido, em Fevereiro de 2021, a UNECE (Comissão Económica das Nações Unidas para a Europa) apresentou o Novo Método de Avaliação/Teste para Condução Automatizada (NATM) – um quadro que introduz uma abordagem multipilares para a validação da segurança da condução autónoma (ver Figura 1) NATM, Diretrizes.
Além disso, em agosto de 2022, a Comissão UE adotou o Regulamento 2022/1426 que estabelece regras de aplicação do Regulamento (UE) 2019/2144 do Parlamento Europeu e do Conselho no que diz respeito a procedimentos uniformes e especificações técnicas para a homologação. do sistema de condução automatizada (ADS) de veículos totalmente automatizados 2144, 1426.
Qual é a validação de segurança multipilar do AV?
A validação de segurança multipilar de veículos automatizados especifica 5 pilares de certificação, que apoiam a argumentação de segurança. Além dos três pilares bem conhecidos (teste de pista, testes do mundo real e auditoria), o regulamento menciona testes virtuais e monitoramento em serviço.
Neste blog, a verificação, validação, certificação e garantia são definidas/descritas da seguinte forma:
- Verificação: é uma atividade que determina se um sistema atende aos requisitos, respondendo à pergunta: “Construímos o sistema certo?”
- Validação: está avaliando se o sistema atende às necessidades do usuário final, respondendo à pergunta: “Construímos o sistema certo”. Por outro lado, validação do modelo está avaliando quão bem o modelo representa a realidade.
- Garantia: é a confiança justificada de que o sistema funciona conforme pretendido.
- Certificação: determina se um sistema está em conformidade com um conjunto de critérios ou padrões.
No caso dos veículos autónomos, a comunidade científica percebeu cedo que apenas os testes no mundo real – utilizando cobertura baseada na quilometragem – não são viáveis, do ponto de vista económico e técnico.
Uma das principais razões é que durante os testes no mundo real, eventos relevantes para a segurança acontecem muito raramente. Portanto, tornou-se óbvio que os testes virtuais desempenharão um papel fundamental na certificação de sistemas de condução automatizados. O resultado dos testes virtuais pode contribuir para a argumentação de segurança se e somente se as simulações forem credíveis. Isto é brevemente discutido na próxima seção e detalhado em NATM, Diretrizes.
Testes virtuais e avaliação de credibilidade de simulação
No caso de testes virtuais, substituímos um ou mais elementos físicos por um modelo de simulação.
Os testes virtuais utilizados para validação de sistemas de condução automatizados (ADS) podem atingir objetivos diferentes, dependendo da estratégia geral de validação e da precisão dos modelos de simulação subjacentes.
Alguns dos objetivos poderiam ser:
- Fornece confiança qualitativa ou estatística na segurança de todo o sistema.
- Fornece confiança qualitativa ou estatística no desempenho de subsistemas/componentes específicos.
- Descubra cenários desafiadores para testar no mundo real (por exemplo, testes do mundo real e testes de pista).
Em contraste com todos os seus benefícios potenciais, uma limitação desta abordagem está na fidelidade limitada intrínseca dos modelos. Como os modelos só podem fornecer uma representação grosseira da realidade, a adequação de um modelo para substituir satisfatoriamente o mundo real na validação da segurança dos ADSs precisa ser cuidadosamente avaliada.
Portanto, a credibilidade dos modelos de simulação e do ambiente de simulação mostrados na Figura 2 deve ser avaliada para determinar a transferibilidade e confiabilidade dos resultados em comparação com o desempenho no mundo real.
Além dos modelos de simulação e do ambiente de simulação, a avaliação de credibilidade se estende também ao modelo e ao gerenciamento da simulação. Todos esses aspectos são capturados na Figura 3.
Leia o white paper da Siemens
Para saber mais sobre os fluxos de trabalho de desenvolvimento de veículos autônomos, leia isto papel brancoque descreve com mais detalhes:
- Os desafios relacionados ao desenvolvimento de AV
- o fluxo de trabalho de engenharia de veículos
- Os testes baseados em cenários de veículos autônomos e fluxos de trabalho de testes baseados em cenários
- O fluxo de trabalho de avaliação de credibilidade da simulação
Atividades em andamento e regulamentos relevantes
A partir de outubro de 2022, RDW (a Autoridade de Veículos Holandesa), CCI (Centro Conjunto de Investigação da Comissão Europeia) e a Siemens Industry Software Netherlands BV trabalharam em estreita colaboração para compreender como interpretar e como aplicar o novo regulamento, especialmente, como aplicar o quadro de avaliação de credibilidade.
Para uma melhor compreensão, um caso de uso específico (estacionamento com manobrista automatizado) foi considerado e cada etapa da estrutura de avaliação de credibilidade da simulação foi aplicada a este caso de uso.
O resultado dessas investigações foi resumido em um manual de avaliação de credibilidade, que poderia ser usado como orientação por OEMs automotivos interessados em usar testes virtuais como pilar de certificação.
Finalmente, para o leitor interessado, um resumo das normas e links relevantes é fornecido nas tabelas abaixo.
Regulamento UNECE:
| Número do Regulamento | Nome do Regulamento | Propósito |
| Acordo de 1958 | ECE/TRANS/WP.29/2016/2 | Acordo relativo à adoção de regulamentos técnicos harmonizados das Nações Unidas para veículos com rodas, equipamentos e peças que podem ser instalados e/ou usados em veículos com rodas e as condições para reconhecimento recíproco de aprovações concedidas com base nestes regulamentos das Nações Unidas |
| R155 | E/ECE/TRANS/505/Rev.3/Add.154 | Disposições uniformes relativas à homologação de veículos no que diz respeito à segurança cibernética e ao sistema de gestão da segurança cibernética |
| R156 | ECE/TRANS/WP.29/2020/80 | Disposições uniformes relativas à homologação de veículos no que diz respeito à atualização de software e ao sistema de gestão de atualizações de software |
| R157 | ECE/TRANS/WP.29/2020/81 | Disposições uniformes relativas à homologação de veículos no que diz respeito a sistemas automatizados de manutenção de faixa |
| NATM | ECE/TRANS/WP.29/2021/61 | Novo método de avaliação/teste para direção automatizada (NATM) Diretrizes para validação do sistema de direção automatizada (ADS) |
| Diretrizes | ECE/TRANS/WP.29-187-10/2022 | Diretrizes e recomendações relativas aos requisitos de segurança para sistemas de condução automatizados |
Regulamento da UE:
| Número do Regulamento | Nome do Regulamento | Propósito |
| 858 | REGULAMENTO (UE) 2018/858 DO PARLAMENTO EUROPEU E DO CONSELHO | Homologação e fiscalização do mercado de veículos a motor e seus reboques, bem como de sistemas, componentes e unidades técnicas destinados a esses veículos |
| 2144 | REGULAMENTO (UE) 2019/2144 DO PARLAMENTO EUROPEU E DO CONSELHO | Requisitos de homologação para veículos a motor e seus reboques, e sistemas, componentes e unidades técnicas destinados a esses veículos, no que diz respeito à sua segurança geral e à proteção dos ocupantes dos veículos e dos utentes vulneráveis da estrada |
| 168 | REGULAMENTO (UE) Nº 168/2013 DO PARLAMENTO EUROPEU E DO CONSELHO | Homologação e fiscalização do mercado de veículos de duas ou três rodas e quadriciclos |
| 1426 | REGULAMENTO DE EXECUÇÃO (UE) 2022/1426 DA COMISSÃO | Que estabelece regras de aplicação do Regulamento (UE) 2019/2144 do Parlamento Europeu e do Conselho no que diz respeito a procedimentos uniformes e especificações técnicas para a homologação do sistema de condução automatizada (ADS) de veículos totalmente automatizados |
Envolvimento da Siemens em projetos da UE
Além das atividades de investigação em curso lideradas pela Siemens, RDW e JRC sobre a abordagem multipilares para validação de segurança de veículos automatizados, a Siemens está envolvida nos seguintes projetos da UE:
- FOCETA (FOfundações para Ccontínuo Eengenharia de Tenferrujado Aautonomia)
Convergência de engenharia baseada em dados e baseada em modelos. O avanço científico subjacente subjacente ao FOCETA reside na convergência de abordagens baseadas em modelos e baseadas em dados. Esta convergência é ainda mais complicada pela necessidade de aplicar verificação e validação de forma incremental e evitar esforços completos de reverificação e revalidação. - AIthena (Projeto financiado pela UE número 101076754). AIthena é um projeto de pesquisa e inovação em Cconectado e Coperativo Aautomatizado Msoluções de mobilidade (CCAM) que visam construir tecnologias CCAM confiáveis, explicáveis e responsáveis.
- UrbanSmartPark (primeiro projeto dentro de “CCI Mobilidade Urbana“, uma iniciativa europeia apoiada pelo EIT, o Instituto Europeu de Inovação e Tecnologia). UrbanSmartPark O projeto centra-se no desenvolvimento de estacionamento automatizado nas ruas do centro da cidade, proporcionando uma ampla gama de possíveis serviços relacionados ao estacionamento. Leia isso blog descobrir mais.
- NASCER DO SOL (Ações de Pesquisa e Inovação Horizon, Projeto nº 101069573 Chamada HORIZON-CL5-2021-D6-01). O NASCER DO SOL O projeto visa estabelecer um quadro comum de garantia de segurança, interligando os silos e fazendo-os colaborar de forma harmonizada.
- DITM (Ddigital EUinfra-estrutura para a prova de futuro Mobilidade, programa financiado pelo NextGenerationEU). Com o objetivo de apoiar sistemas de condução automatizados, o DITM os parceiros estão a desenvolver uma arquitectura de sistema para infra-estruturas digitais, incluindo as tecnologias essenciais associadas à localização, serviços de trânsito, mapas digitais, infra-estruturas de carregamento e validação contínua de segurança.
Para saber mais sobre o projeto, entre em contato com Alexandru Forrai (alexandru.forrai@siemens.com), Ph.D., colega engenheiro e consultor da Siemens Digital Industries Software.