Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Bezpieczna i przystępna technologia otwiera drogę do zautomatyzowanego transportu

Antonio Casimiro, koordynator projektu KARYON z Uniwersytetu w Lizbonie, omawia dorobek projektu i plany na przyszłość.
Bezpieczna i przystępna technologia otwiera drogę do zautomatyzowanego transportu
Najwyższej klasy, niezwykle kosztowne części samochodowe, które mają pomóc w urzeczywistnieniu zautomatyzowanego transportu, być może i zapewniają wystarczające gwarancje na potrzeby wielkoskalowego wdrożenia, ale takie koszty mogą zniechęcać inwestorów. Aby zaradzić temu problemowi, partnerzy projektu KARYON opracowali technologię, która potrafi dostosowywać swoje funkcjonowanie do niezawodności czujników i połączenia z innymi pojazdami.

Jedną z bardziej irytujących rzeczy w coraz bardziej skomunikowanym świecie jest brak, nawet na krótki okres, możliwości połączenia się z siecią, kiedy takie połączenie jest potrzebne. A gdyby tak prawidłowe funkcjonowanie wszystkich samochodów i samolotów również polegało na tego typu połączeniach? W takim scenariuszu, który wydaje się całkiem prawdopodobny, jeżeli rozważamy pojazdy bez kierowcy jako przyszłość sektora transportu, myśl o utracie łączności każdemu zmroziłaby krew w żyłach… i głównie dlatego takie pojazdy jeszcze nie pojawiły się na naszych drogach.

Prace nad dofinansowanym ze środków UE projektem KARYON (Kernel-based Architecture for safetY-critical cONtrol) zostały podjęte z zamiarem przezwyciężenia tego problemu za pomocą technologii, dzięki której podłączony samochód lub samolot mógłby niezwłocznie przejść do planu B, kiedy łączność z innymi pojazdami nie spełniałaby określonych norm. Od października 2011 r. do grudnia 2014 r., zespół pracował nad technologią, która ostatecznie umożliwi lepsze wykorzystanie przestrzeni drogowej za pośrednictwem komunikacji między pojazdami i zautomatyzowanej jazdy opartej na czujnikach, sterowanej przez technologię o nazwie Safety Kernel.

Dzięki technologii Kernel, która kompiluje zasady reagowania na niepewność i na awarie komunikacji bezprzewodowej, zespół jest w stanie polegać na zestawie dostępnych na rynku czujników, aby zapewnić maksymalny poziom bezpieczeństwa. Kernel umożliwia także, w razie niewystarczającej wiarygodności danych, przełączanie się z funkcji zintegrowanej na podstawową, opartą na czujnikach – na przykład poprzez zwiększanie odległości między pojazdami.

Antonio Casimiro, koordynator projektu z ramienia Uniwersytetu w Lizbonie, dzieli się z nami bardziej szczegółowymi informacjami na temat wyników projektu i dalszych planów.

W witrynie projektu możemy przeczytać, że komunikacja bezprzewodowa, mimo iż poprawia efektywność, wprowadza także nowe zagrożenia dla bezpieczeństwa. W jaki sposób?

Jeżeli autonomiczne funkcje sterowania niektórych pojazdów polegają na informacjach, które docierają bezprzewodowo (co może być dobrym pomysłem zważywszy na potencjalną użyteczność tych informacji), to bezpieczeństwo jest uzależnione od sprawności sieci bezprzewodowej, na przykład od tego na ile sprawnie dostarcza komunikaty na czas oraz unika ich przekłamania czy utraty. Taka sytuacja może zagrozić bezpieczeństwu, gdyż sieć bezprzewodowa jest podatna na awarię, której tempo bardzo często oznacza w tym kontekście utratę informacji – jak w przypadku utraty łączności przez telefon komórkowy w samochodzie lub pociągu.
Krótko mówiąc, mimo iż komunikacja bezprzewodowa nadaje się do integracji pojazdów, a przez to do poprawy funkcji autonomicznych, projekt musi uwzględniać dodatkowe zagrożenia dla bezpieczeństwa, jakie tego rodzaju komunikacja wprowadza.

Na czym polega technologia Safety Kernel i jak działa?

Safety Kernel to nowy element w architekturze inteligentnego pojazdu zintegrowanego. Odpowiada za ustawienie trybu pracy autonomicznych funkcji sterowania, w taki sposób aby wypełniony został zestaw założeń (my nazywamy go zasadami bezpieczeństwa), który posłużył za podstawę do zaprojektowania obecnego trybu pracy.
Na przykład w jednym z trybów pracy system sterowania mógł zostać tak zaprojektowany, aby narzucać określoną, minimalną odległość bezpieczeństwa od innego pojazdu, przy założeniu pewnego maksymalnego opóźnienia w komunikacji z tym pojazdem. Jeżeli to założenie jest wypełniane Safety Kernel odpowiada za jego ocenę w trybie ciągłym, a jeżeli nie jest wypełniane, to uruchamia zmianę trybu pracy, aby nowy tryb operacyjny już nie wymagał (zakładał) takiego samego opóźnienia w komunikacji. W konsekwencji nowy tryb pracy może narzucić większą, minimalną odległość bezpieczeństwa lub niższą prędkość maksymalną, ponieważ już nie może polegać na założeniu opóźnienia w komunikacji. To samo dotyczy innego rodzaju założeń, a mianowicie jakości informacji gromadzonych przez czujniki.

W jaki sposób zapewnicie, w razie wadliwego funkcjonowania komunikacji bezprzewodowej między pojazdami, że model bez kierowcy pozostanie bezpieczny?

W razie wadliwego funkcjonowania komunikacji, nadal może istnieć możliwość komunikowania się mimo obniżonej jakości. Zatem można by zaprojektować tryb pracy, który zapewnia bezpieczeństwo w oparciu o jakość komunikacji.
Załóżmy jednak, że komunikacja bezprzewodowa została całkowicie przerwana i pojazd nie ma już możliwości nawiązania łączności. W takim przypadku Safety Kernel przełączy się na tryb pracy całkowicie autonomiczny, który nie polega na sieci bezprzewodowej, a przez to nie korzysta z integracji z innymi pojazdami. O ile tryb autonomiczny został zaprojektowany w celu zapewnienia bezpiecznego funkcjonowania – co jest wykonalne poprzez oparcie się na informacjach pozyskiwanych z lokalnych czujników (tak jak się to dzieje w obecnych pojazdach autonomicznych) – awaria komunikacji bezprzewodowej nie wpłynie na bezpieczeństwo.

Kontrola kosztów stanowi ważną część projektu. Jak udaje się wam ją zapewnić?

Zaleta proponowanego przez nas podejścia w ramach KARYON polega na tym, że nie wymaga ono, aby wszystkie komponenty (o istotnym znaczeniu dla bezpieczeństwa) pojazdu zawsze funkcjonowały bez zarzutu (pod względem technicznym nie muszą spełniać najwyższego poziomu nienaruszalności bezpieczeństwa – jak ASIL D w przypadku norm bezpieczeństwa w branży motoryzacyjnej). Podobnie jak w przypadku komponentów komunikacji bezprzewodowej, które nie muszą posiadać żadnych specjalnych certyfikatów bezpieczeństwa i dzięki temu są tanie, inne części również mogą zostać zastąpione tańszymi komponentami o niższym poziomie certyfikowanej nienaruszalności, które nadal przez większość czasu będą pełnić niezbędne funkcje, a kiedy przestaną, to system jest w stanie tak dostosować tryb pracy, aby wykluczyć wadliwie działające komponenty ze ścieżki bezpieczeństwa, kosztem obniżonej wydajności. Zważywszy na fakt, że koszt niektórych komponentów jest niezwykle wysoki z powodu rygorystycznych wymagań certyfikacyjnych, podejście KARYON stworzyło warunki do znacznego obniżenia tych kosztów.

Jak udało się wam zintegrować aktualne zasady ruchu drogowego i lotniczego z modelem Kernel, który wydaje się polegać wyłącznie na najbardziej efektywnym funkcjonowaniu?

Konkretne zasady ruchu należy uwzględnić na poziomie aplikacji, to znaczy przy projektowaniu każdego trybu pracy. Proponowane podejście jest zatem pod tym względem ogólne i może zostać zastosowane zarówno w motoryzacyjnych, jak i lotniczych aplikacjach zintegrowanych. Co ciekawe, z punktu widzenia bezpieczeństwa, istniejące normy w obydwu sektorach mają wiele podobieństw, a mianowicie definicję kilku poziomów nienaruszalności bezpieczeństwa. Dlatego koncepcje opracowane w toku prac nad projektem KARYON także znajdują pod tym względem zastosowanie w obydwu sektorach.

Teraz, po zakończeniu projektu, jakie macie plany związane z technologią Kernel? Czy planujecie testy „w warunkach rzeczywistych”?

Zgodnie z tym, co zostało przedłożone Komisji Europejskiej przy składaniu wniosku, projekt nie miał zgodnie z przewidywaniami osiągnąć poziomu dojrzałości niezbędnego do bezpośredniego wykorzystania wyników do opracowywania produktu końcowego. Niemniej jesteśmy przekonani, że projekt podążał właściwą ścieżką, kiedy spojrzymy wprzód na to co, jak nam się wydaje, będzie stanowić przyszłe wymagania w zakresie kosztów, bezpieczeństwa i efektywnego wykorzystania dróg i przestrzeni powietrznej. Jesteśmy także przekonani, że pojawią się nowe modele biznesowe, wykorzystujące autonomiczność pojazdów, co zwiększy zapotrzebowanie na integrację i przystosowalność, czym zajmowaliśmy się pracując nad projektem.
Podejmowane są konkretne kroki, aby technologia osiągnęła wyższy poziom dojrzałości, a mianowicie gotowość techniczną na poziomie 7, i w tym celu pozostajemy w kontakcie z głównymi podmiotami z sektora motoryzacyjnego, aby zawiązać odpowiednie konsorcjum, zdolne do skutecznego wykonania czekającej nas pracy.

Więcej informacji:

KARYON
http://www.karyon-project.eu/

Źródło: Na podstawie wywiadu dla 42. numeru magazynu research*eu nt. wyników.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę