ASIL - D 車両隊列走行システムに安全性を実装する方法
隊列走行は自動車業界の新興技術であり、交通効率の向上、燃料消費量の削減、交通安全の向上が期待されています。隊列走行では、複数の車両が協調して密集して走行し、先頭車両に続いて走行します。ただし、これらの隊列走行システムの安全性を確保することは、特に自動車安全性完全性レベル (ASIL) の最高レベルである ASIL - D を扱う場合には最も重要です。ASIL - D 機能安全 [https://www.ab.com/advanced-autonomous-driving/automatic-driving-technology/asil-d-function-safety.html](ASIL - D 機能安全) サプライヤーとして、当社は安全性の実装に関して深い知識と経験を持っています。このような複雑なシステムでは。
隊列走行における ASIL - D を理解する
ASIL - D は、道路車両の機能安全に関する国際規格である ISO 26262 によって定義された自動車安全度レベルの最高レベルです。これは、自動車システムにおける最もリスクの高い潜在的なシナリオに関連しており、誤動作が重傷や死亡につながる可能性があります。車両の隊列走行では、車両の接近と高速運転により、危機的な状況に効果的に対処できる安全レベルが必要です。
車両の隊列走行における主なリスクには、突然の停止、隊列メンバー間の衝突、車両間の通信の喪失などが含まれます。たとえば、先頭車両が急ブレーキをかけた場合、後続車両は衝突を避けるために直ちに反応しなければなりません。ブレーキシステムや通信システムに遅れや故障があると、壊滅的な結果を招く可能性があります。したがって、このような障害の可能性を最小限に抑えるには、ASIL-D 準拠のシステムが必要です。
安全実装のための主要なコンポーネント
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センサーと知覚システム
センサーは車両の隊列走行において重要な役割を果たします。レーダー、ライダー、カメラ、超音波センサーは、隊列内の他の車両の位置、速度、動きを検出するために使用されます。たとえば、レーダー センサーは、前方車両の距離と相対速度を正確に測定できます。 ASIL-Dシステムには信頼性の高い高品質センサーが不可欠です。これらのセンサーには、単一のセンサーに障害が発生した場合でも継続的な動作を保証するための冗長システムが必要です。たとえば、距離測定用に 2 つの独立したレーダー センサーを使用すると、1 つが故障した場合のバックアップを提供できます。
センサーデータを処理する認識アルゴリズムも信頼性が高い必要があります。雨、霧、暗闇などのさまざまな環境条件において、データを正確に解釈し、正しい判断を下すことができなければなりません。 -
通信システム
車両の隊列走行には、車両間の効果的なコミュニケーションが不可欠です。 V2V (車両間) および V2I (車両間) 通信システムは、速度、加速、ブレーキの意図などの情報を交換するために使用されます。通信プロトコルは、干渉を防止し、送信されるデータの整合性を確保するために、堅牢かつ安全である必要があります。たとえば、暗号化技術を使用すると、不正なアクセスから通信を保護できます。
冗長通信チャネルも実装できます。たとえば、プライマリ無線通信チャネルに加えて、セカンダリ チャネルをバックアップとして使用できます。これにより、プライマリ チャネルに障害が発生した場合でも、車両が引き続き通信し、小隊の安全を維持できるようになります。 -
自動ブレーキ [https://www.ab.com/advanced-autonomous-driving/automatic-driving-technology/autonomous-braking.html](自動ブレーキ) および制御システム
自律ブレーキ システムは、車両の隊列走行において最も重要な安全コンポーネントの 1 つです。先行車の速度の突然の変化やその他の危機的な状況に迅速に対応できる必要があります。ブレーキ システムの制御アルゴリズムは、ASIL-D 要件を満たすように設計する必要があります。これには、監視して障害が発生した場合に引き継ぐことができる複数のコントローラーを持つなど、フォールト トレラントな設計が含まれます。
車両の速度、間隔、隊列を管理する隊列制御システム全体にも高い信頼性が求められます。さまざまな走行条件に適応し、小隊全体の安定性と安全性を確保できる必要があります。
安全性の分析と設計のプロセス
- ハザード分析とリスク評価 (HARA)
ASIL-D 安全性を導入するための最初のステップは、包括的な HARA を実施することです。これには、センサーの故障、通信障害、制御システムのエラーなど、車両の隊列走行システムで考えられるすべての危険を特定することが含まれます。次に、各危険の重大度、危険性、制御可能性が評価され、適切な ASIL レベルが決定されます。車両の隊列走行では、その操作のリスクが高い性質のため、重大な危険のほとんどが ASIL - D に分類される可能性があります。 - 機能安全の概念
HARA の結果に基づいて、機能安全の概念が開発されます。この概念は、特定された危険を軽減するためにシステムに実装する必要がある安全機能を定義します。たとえば、安全機能としては、通信障害が発生した場合に自動的に車間距離を広げることが考えられます。機能安全の概念には、障害検出、耐障害性、およびフェールセーフ戦略の要件も含まれています。 - 技術的安全コンセプト
技術的安全の概念は、機能安全要件を技術的ソリューションに変換します。安全機能を実装するために必要なハードウェアおよびソフトウェア コンポーネントを指定します。たとえば、適切なセンサー、コントローラー、通信モジュールを選択します。技術的安全性の概念は、これらのコンポーネントの統合とコンポーネント間の相互作用にも対処します。 - 検証と検証
検証はシステムが正しく構築されていることを確認するプロセスであり、検証は構築されたシステムが安全要件を満たしていることを確認します。これには、シミュレーション、ベンチ テスト、フィールド テストなどのさまざまな方法によるシステムのテストが含まれます。 ASIL-D システムの場合、高レベルの安全性を確保するには広範かつ厳格なテストが必要です。たとえば、極端な環境条件下やさまざまな交通シナリオでシステムをテストします。
中国インテリジェント シャーシ サイエンスの役割 [https://www.ab.com/advanced-autonomous-driving/automatic-driving-technology/chinese-intelligent-chassis-sci-tech.html](中国インテリジェント シャーシ サイエンス)
中国のインテリジェント シャーシ サイエンスは、ASIL-D 車両隊列走行システムの開発において重要な役割を果たすことができます。インテリジェント シャーシ テクノロジーは、さまざまな安全コンポーネントを実装するための安定した信頼性の高いプラットフォームを提供できます。たとえば、先進的なサスペンション システムは車両のハンドリングと安定性を向上させることができ、これは隊列を維持するために非常に重要です。
さらに、インテリジェント シャーシはセンサーや通信システムと統合して、より包括的な安全ソリューションを提供することもできます。たとえば、シャーシはセンサーや通信チャネルから受信した情報に基づいて車両の速度とブレーキを調整し、より調整された安全な隊列走行を保証します。
結論
ASIL-D 車両隊列走行システムに安全性を実装することは複雑ですが、必要な作業です。それには、信頼性の高いコンポーネントの選択、明確に定義された安全性分析と設計プロセス、継続的な検証と検証を含む包括的なアプローチが必要です。 ASIL - D 機能安全サプライヤーとして、当社は車両の隊列走行システムに高品質の安全ソリューションを提供することに尽力しています。
当社の隊列走行システム向けの ASIL - D 機能安全ソリューションにご興味があり、調達についてご相談になりたい場合は、お気軽にお問い合わせください。私たちは、車両の隊列走行プロジェクトの安全性を高めるために、お客様と協力する機会を楽しみにしています。
参考文献
- ISO 26262 - 道路車両 -- 機能安全
- 車両の隊列走行と自動車の安全性に関する関連研究論文
- 先進的な自動運転技術に関する業界レポート