Systematischer Einsatz von Szenarien für die Absicherung automatisierter Fahrzeuge am Beispiel deutscher Autobahnen

Die Einführung automatisierter Fahrzeuge verspricht eine Verbesserung der Sicherheit im Straßenverkehr. Bei vollautomatisierten Fahrzeugen nimmt der Mensch keine überwachende Rolle ein, sodass die Sicherheit der Fahrzeuge durch die Fahrfunktion gewährleistet sein muss. Motiviert aus dieser Problemstellung sind die szenarienbasierte Entwicklung und der szenarienbasierte Testprozess Fokus aktueller Forschungsaktivitäten. In der vorliegenden Arbeit wird der Einsatz von Szenarien für die Absicherung automatisierter Fahrzeuge untersucht.
Im ersten Teil wird der Begriff Absicherung definiert, der Umfang analysiert und Einflussfaktoren auf den Absicherungsprozess beschrieben. Zielsetzungen der vorliegenden Arbeit sind die Entwicklung und Umsetzung eines Konzepts für den systematischen Einsatz von Szenarien in einem Absicherungsprozess.
Im zweiten Teil wird die Verwendung von Szenarien als Paradigma in der Entwicklung technischer Systeme analysiert. Es folgen Definitionen der Begriffe Szene, Szenario und Situation sowie drei Beschreibungsformen für Szenarien. Basierend darauf wird eine Analyse des Stands der Technik zum Einsatz von Szenarien im Entwicklungsprozess automatisierter Fahrzeuge durchgeführt, das Konzept der szenarienbasierten Absicherung definiert und die Umsetzung ausgewählter Komponenten innerhalb des Konzepts beschrieben.
Teil III behandelt die Erstellung eines Domänenmodells in Form einer Ontologie am Beispiel deutscher Autobahnen. Das Domänenmodell wird für die einheitliche Definition von Szenarien sprachlich formuliert und für die automatische Generierung von Szenarien formal geordnet implementiert.
Teil IV stellt die prototypische Umsetzung von drei Komponenten der szenarienbasierten Absicherung vor. Dazu werden abstrahierte Szenarien aus zwei Quellen durch das Domänenmodell formuliert und somit für die Konzeptphase einheitlich und formalisiert beschrieben. Da die Generierung von Szenarien für die Absicherung aufgrund des hohen Aufwands nicht manuell durchgeführt werden kann, wird basierend auf dem Domänenmodell eine automatische und wissensbasierte Szenariengenerierung vorgestellt. Anschließend wird die Korrektheit, Konsistenz und Vollständigkeit gegenüber dem modellierten Wissen der generierten Szenarien verifiziert.
Dieses Vorgehen ermöglicht die szenarienbasierte Entwicklung und den szenarienbasierten Testprozess durch die Verwendung eines Domänenmodells und der nachvollziehbaren Verknüpfung beider Prozessphasen.