Il futuro dei trasporti promette di rendere la vita più sicura e mobile per tutti, con risultati economici positivi. Tuttavia, per realizzare questa promessa, è necessario testare i nuovi veicoli e ogni sottosistema della loro architettura, soprattutto perché i sottosistemi diventano più intelligenti e altamente complessi.
L’aumento della complessità richiede un cambiamento radicale dei metodi di prova e nuovi concetti per la verifica e la convalida completa dei veicoli sia nel mondo fisico che in quello virtuale, che viene catturato dalle nuove normative.
In questo senso, nel febbraio 2021, l’UNECE (Commissione Economica delle Nazioni Unite per l’Europa) ha presentato il Nuovo Metodo di Valutazione/Test per la Guida Automatica (NATM) – un quadro che introduce un approccio multi-pilastro per la validazione della sicurezza della guida automatizzata (vedere Fig. 1). NATM, Linee guida.
Inoltre, nell’agosto 2022, la Commissione UE ha adottato il regolamento 2022/1426 che stabilisce le regole per l’applicazione del Regolamento (UE) 2019/2144 del Parlamento europeo e del Consiglio per quanto riguarda le procedure uniformi e le specifiche tecniche per l’omologazione del sistema di guida automatizzato (ADS) dei veicoli completamente automatizzati. 2144, 1426.
Qual è la validazione della sicurezza multi-pilastro dell’AV?
La convalida della sicurezza multi-pilastro dei veicoli automatizzati specifica 5 pilastri di certificazione, che supportano l’argomentazione sulla sicurezza. Oltre ai tre pilastri noti (test di pista, test sul mondo reale e audit), il regolamento menziona test virtuali e monitoraggio in servizio.
In questo blog, la verifica, la convalida, la certificazione e la garanzia sono definite/descritte come segue:
- Verificaè un’attività che determina se un sistema soddisfa i requisiti, rispondendo alla domanda: “Abbiamo costruito bene il sistema?”.
- Convalida: è valutare se il sistema soddisfa le esigenze dell’utente finale, rispondendo alla domanda: “Abbiamo costruito il sistema giusto”. D’altra parte, convalida del modello è valutare quanto il modello rappresenti la realtà.
- Assicurazione: è la fiducia giustificata che il sistema funzioni come previsto.
- Certificazione: determina se un sistema è conforme a una serie di criteri o standard.
Nel caso dei veicoli autonomi, la comunità scientifica ha capito presto che solo i test sul mondo reale – utilizzando una copertura basata sul chilometraggio – non sono fattibili, da un punto di vista economico e tecnico.
Uno dei motivi principali è che durante i test nel mondo reale, gli eventi rilevanti per la sicurezza si verificano molto raramente. Pertanto, è diventato ovvio che i test virtuali giocheranno un ruolo chiave nella certificazione dei sistemi di guida automatizzata. I risultati dei test virtuali possono contribuire all’argomentazione sulla sicurezza se e solo se le simulazioni sono credibili; questo aspetto è discusso brevemente nella prossima sezione e sono dettagliati in NATM, Linee guida.
Test virtuali e valutazione della credibilità della simulazione
Nel caso dei test virtuali, sostituiamo uno o più elementi fisici con un modello di simulazione.
I test virtuali utilizzati per la validazione dei sistemi di guida automatizzata (ADS) possono raggiungere diversi obiettivi, a seconda della strategia di validazione complessiva e dell’accuratezza dei modelli di simulazione sottostanti.
Alcuni degli obiettivi potrebbero essere:
- Fornire una fiducia qualitativa o statistica nella sicurezza dell’intero sistema.
- Fornire una fiducia qualitativa o statistica nelle prestazioni di sottosistemi/componenti specifici.
- Scoprire scenari impegnativi da testare nel mondo reale (ad esempio, test sul mondo reale e test su pista).
In contrasto con tutti i suoi potenziali vantaggi, una limitazione di questo approccio è la limitata fedeltà intrinseca dei modelli. Poiché i modelli possono fornire solo una rappresentazione grossolana della realtà, occorre valutare attentamente l’idoneità di un modello a sostituire in modo soddisfacente il mondo reale per convalidare la sicurezza degli ADS.
Pertanto, la credibilità dei modelli di simulazione e dell’ambiente di simulazione mostrati nella Fig. 2 deve essere valutata per determinare la trasferibilità e l’affidabilità dei risultati rispetto alle prestazioni del mondo reale.
Oltre ai modelli di simulazione e all’ambiente di simulazione, la valutazione della credibilità è estesa anche alla gestione del modello e della simulazione. Tutti questi aspetti sono illustrati nella Fig. 3.
Leggi il libro bianco di Siemens
Per saperne di più sui flussi di lavoro di sviluppo dei veicoli autonomi, legga questo documento libro biancoche descrive in modo più dettagliato:
- Le sfide legate allo sviluppo di AV
- il flusso di lavoro dell’ingegneria del veicolo
- Il collaudo basato su scenari di veicoli autonomi e i flussi di lavoro di collaudo basati su scenari
- Il flusso di lavoro di valutazione della credibilità della simulazione
Attività in corso e normative pertinenti
A partire da ottobre 2022, RDW (l’Autorità olandese per i veicoli), CCR (Centro comune di ricerca della Commissione europea) e Siemens Industry Software Netherlands B.V., hanno lavorato a stretto contatto per capire come interpretare e applicare la nuova normativa, in particolare come applicare il quadro di valutazione della credibilità.
Per una migliore comprensione, è stato preso in considerazione un caso d’uso specifico (parcheggio automatizzato) e ogni fase del quadro di valutazione della credibilità della simulazione è stata applicata a questo caso d’uso.
Il risultato di queste indagini è stato riassunto in un manuale di valutazione della credibilità, che potrebbe essere utilizzato come linea guida dagli OEM del settore automobilistico, interessati a utilizzare i test virtuali come pilastro della certificazione.
Infine, per i lettori interessati, nelle tabelle seguenti è riportato un riepilogo degli standard e dei link pertinenti.
Regolamento UN-ECE:
| Numero del regolamento | Nome del regolamento | Scopo |
| Accordo del 1958 | ECE/TRANS/WP.29/2016/2 | Accordo relativo all’adozione di Regolamenti tecnici armonizzati delle Nazioni Unite per i veicoli a ruote, gli equipaggiamenti e le parti che possono essere montati e/o utilizzati sui veicoli a ruote e le condizioni per il riconoscimento reciproco delle omologazioni rilasciate sulla base di tali Regolamenti delle Nazioni Unite. |
| R155 | E/ECE/TRANS/505/Rev.3/Add.154 | Disposizioni uniformi relative all’omologazione dei veicoli per quanto riguarda la sicurezza informatica e il sistema di gestione della sicurezza informatica |
| R156 | ECE/TRANS/WP.29/2020/80 | Disposizioni uniformi relative all’omologazione dei veicoli per quanto riguarda l’aggiornamento del software e il sistema di gestione degli aggiornamenti software |
| R157 | ECE/TRANS/WP.29/2020/81 | Disposizioni uniformi relative all’omologazione dei veicoli per quanto riguarda i sistemi automatici di mantenimento della corsia |
| NATM | ECE/TRANS/WP.29/2021/61 | Nuovo metodo di valutazione/prova per la guida automatizzata (NATM) Linee guida per la convalida del sistema di guida automatizzata (ADS) |
| Linee guida | ECE/TRANS/WP.29-187-10/2022 | Linee guida e raccomandazioni sui requisiti di sicurezza per i sistemi di guida automatizzata |
Regolamento UE:
| Numero del regolamento | Nome del regolamento | Scopo |
| 858 | REGOLAMENTO (UE) 2018/858 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO | Omologazione e sorveglianza del mercato dei veicoli a motore e dei loro rimorchi, nonché dei sistemi, componenti ed entità tecniche destinati a tali veicoli |
| 2144 | REGOLAMENTO (UE) 2019/2144 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO | Requisiti per l’omologazione dei veicoli a motore e dei loro rimorchi, nonché dei sistemi, componenti ed entità tecniche destinati a tali veicoli, per quanto riguarda la loro sicurezza generale e la protezione degli occupanti dei veicoli e degli utenti della strada vulnerabili |
| 168 | REGOLAMENTO (UE) N. 168/2013 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO | Omologazione e vigilanza del mercato dei veicoli a due o tre ruote e dei quadricicli |
| 1426 | REGOLAMENTO DI ESECUZIONE (UE) 2022/1426 DELLA COMMISSIONE | Che stabilisce le regole per l’applicazione del Regolamento (UE) 2019/2144 del Parlamento europeo e del Consiglio per quanto riguarda le procedure e le specifiche tecniche uniformi per l’omologazione del sistema di guida automatizzata (ADS) dei veicoli completamente automatizzati |
Il coinvolgimento di Siemens nei progetti dell’UE
Oltre alle attività di ricerca in corso guidate da Siemens, RDW e JRC sull’approccio multi-pilastro per la convalida della sicurezza dei veicoli automatizzati, Siemens è coinvolta nei seguenti progetti UE:
- FOCETA (FOper Continuo Engineering of Trustworthy Autonomia)
Convergenza dell’ingegneria basata sui dati e sui modelli. La scoperta scientifica mirata di base di FOCETA sta nella convergenza degli approcci guidati dai modelli e dai dati. Questa convergenza è ulteriormente complicata dalla necessità di applicare la verifica e la convalida in modo incrementale e di evitare sforzi completi di ri-verifica e ri-validazione. - AIthena (numero di progetto finanziato dall’UE 101076754). AIthena è un progetto di ricerca e innovazione su Connessione e Cooperativo Automatizzato M(CCAM) che mira a costruire tecnologie CCAM affidabili, spiegabili e responsabili.
- UrbanSmartPark (primo progetto all’interno di “Mobilità urbana KIC“, un’iniziativa europea sostenuta dall’EIT, l’Istituto Europeo di Innovazione & Tecnologia). UrbanSmartPark Il progetto si concentra sullo sviluppo di parcheggi automatizzati in centro città, fornendo un’ampia gamma di possibili servizi legati al parcheggio. Legga questo blog per saperne di più.
- SOLE (Azioni di Ricerca e Innovazione Horizon, Progetto n. 101069573 Chiamata HORIZON-CL5-2021-D6-01). Il SUNRISE Il progetto mira a stabilire un quadro comune di garanzia della sicurezza, interconnettendo i silos e facendoli collaborare in modo armonizzato.
- DITM (Digitale Infrastruttura a prova di futuro Mobilità, programma finanziato da NextGenerationEU). Con l’obiettivo di supportare i sistemi di guida automatizzati, il programma DITM I partner stanno sviluppando un’architettura di sistema per l’infrastruttura digitale, comprese le tecnologie fondamentali associate alla localizzazione, ai servizi di traffico, alle mappe digitali, all’infrastruttura di ricarica e alla validazione continua della sicurezza.
Per saperne di più sul progetto, contatti Alexandru Forrai ([email protected]), Ph.D., collega ingegnere e consulente presso Siemens Digital Industries Software.