sustainНадежностьDependability1729-26462500-3909RAMS Journal Limited liability company10.21683/1729-2646-2019-19-3-21-33sustain-332Research ArticleФУНКЦИОНАЛЬНАЯ НАДЕЖНОСТЬ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКАFUNCTIONAL RELIABILITY. THE THEORY AND PRACTICEАвтономное вождение. О способах применения принципов безопасностиAutonomous Driving – How to Apply Safety PrinciplesШебеХ.SchӓbeH.

Шебе Хендрик, доктор физико-математических наук, заведующий отделом анализа рисков и опасностей

Hendrik Schäbe, Dr. rer. nat. habil., Chief Expert on Reliability, Operational Availability, Maintainability and Safety

schaebe@de.tuv.comTŰV Rheinland InterTraffic GmbHГерманияTŰV Rheinland InterTraffic GmbH, KӧlnGermany2019170920191932133Copyright © Шебе Х., 20192019Шебе Х.Schӓbe H.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.dependability.ru/jour/article/view/332

В статье обсуждаются принципы обеспечения безопасности автономного вождения автомобилей. Прежде всего, мы проводим сравнение между принципами и опытом применения автономных или автоматических систем на железнодорожном и автодорожном транспорте. Автоматические поезда метро эксплуатируются в контролируемой и четко определенной среде, пассажиры и посторонние лица отделены от поездов ограждениями, тоннелями и т.д. Автомобиль эксплуатируется в гораздо более сложной среде. Далее мы затрагиваем принципы безопасности. Применение принципов обеспечения безопасности (например, отказоустойчивость или безопасный ресурс) обеспечивает разработку и реализацию безопасной системы, которая будет соответствовать положениям стандартов функциональной безопасности. Различия в ответственности живого водителя и технической системы управления на разных уровнях автоматизации процесса вождения требуют применения принципов обеспечения безопасности. Мы рассматриваем подлежащие применению принципы обеспечения безопасности исходя из общих принципов обеспечения безопасности и анализа соответствующего уровня автоматизации по классификации SAE на основе опыта осуществления ряда проектов, предусматривавших реализацию пяти уровней автоматизации вождения согласно классификации SAE. В зависимости от уровня автоматизации технические системы реализуются на основе принципов отказа без последствий, отказоустойчивости или безопасного ресурса.

We discuss safety principles of autonomous driving road vehicles. First, we provide a comparison between principles and experience of autonomous or automatic systems on rails and on the road. An automatic metro operates in a controlled and well-defined environment, passengers and third persons are separated from driving trains by fences, tunnels, etc. A road vehicle operates in a much more complex environment. Further, we discuss safety principles. The application of safety principles (e.g. fail-safe or safe-life) is used to design and implement a safe system that eventually fulfils the requirements of the functional safety standards. The different responsibility of human driver and technical driving system in different automation levels for autonomous driving vehicles require the application of safety principles. We consider, which safety principles have to be applied using general safety principles and analysing the relevant SAE level based on the experience from projects for the five levels of automated driving as defined by the SAE. Depending on the level of automation, the technical systems are implemented as fail-silent, fails-safe or as safe-life.

архитектура безопасностиавтономное вождениеавтомобилиsafety architectureautonomous drivingroad vehiclesReferencesBouwman, R. Application of safety principles – for a guidance system in public transport [Text] / R. Bouwman, H. Schäbe, H. Vis // Proceedings of ESREL 2009, Reliability, Risk and Safety. – 2009. – Vol. 3. – P. 2275-2278.Bouwman, R., Schäbe, H., Vis, H. (2009), Application of safety principles for a guidance system in public transport, ESREL 2009, Proceedings Reliability, Risk and Safety, vol. 3, p. 2275-2278.Breitinger, M. Kabinett erlaubt teilautomatisiertes Fahren [Электронный ресурс]. – URL: http://www.zeit. de/mobilitaet/2016-04/autonomes-fahren-gesetzentwurfverkehrsrecht-alexander-dobrindt (дата обращения 19.10.2017).Breitinger M. (2016), Kabinett erlaubt teilautomatisiertes Fahren, http://www.zeit.de/mobilitaet/2016- 04/autonomes-fahren-gesetzentwurf-verkehrsrechtalexander-dobrindt, published 13.4.2016, retrieved on 19.10.2017Конвенция о дорожном движении от 08.11.1968, Европейское дополнительное соглашение от 01.05.1971 и Протокол от 01.03.1973 [Текст].Convention (1973), Convention on Road Traffic, 8.11.1968, European Additional Treaty from 1.5.1071 and Protocol 1.3.1973.The Mercedes-Benz Future Bus The future of mobility [Электронный ресурс]. – URL: https://www.daimler.com/ innovation/autonomous-driving/future-bus.html (дата обращения 19.10.2017).Daimler 2017 The Mercedes-Benz Future Bus The future of mobility, https://www.daimler.com/innovation/autonomous-driving/future-bus.html, retrieved on 19.10.2017Ethik-kommission Automatisiertes und Vernetztes Fahren (нем. Комиссия по этике в области автоматизированного и дистанционного вождения), Отчет, Июнь 2017 г. [Электронный ресурс] – URL: www.bmvdi.de.EK 2017, ETHIK-KOMMISSION AUTOMATISIERTES UND VERNETZTES FAHREN (Ethics Commission for automated and networked driving, in German), Bericht, Juni 2017, WWW.BMVDI.DEEN 50126 Транспорт железнодорожный – спецификация и демонстрация Надежности, Доступности, Пригодности для обслуживания и Безопасности (RAMS) [Текст] – 1999.EN 50126 Railway applications – The specification and demonstration of Reliability, Availability, Maintainability and Safety (RAMS) (EN 50126), 1999EN 50129 Транспорт железнодорожный – Коммуникация, системы СЦБ и обрабатывающие системы – Программное обеспечение для железнодорожных систем управления и систем защиты [Текст] – 2011.EN 50128 Railway applications — Communication, signaling and processing systems — Software for railway control and protection systems, 2011, correction 2014.EN 50129 Железные дороги. Системы связи сигнализации и обработки данных. Электронные сигнализационные системы безопасности [Текст] – 2003.EN 50129 Railway applications – Communication, signalling and processing systems – Safety related electronic systems for signalling, 2003Todesfall im selbstfahrenden E-AutoUSVerkehrsaufsicht prüft Teslas «Autopilot» [Электронный ресурс]. Focus. – 2016. – URL: www.focus.de/ auto/elektroauto/todesfall-im-selbstfahrenden-auto-usverkehrsaufsicht-prueft-teslas-autopilot_id_5687341.html (дата обращения 01.07.2016).Focus (2016) Todesfall im selbstfahrenden EAutoUS-Verkehrsaufsicht prüft Teslas “Autopilot”, http://www.focus.de/auto/elektroauto/todesfall-imselbstfahrenden-auto-us-verkehrsaufsicht-prueft-teslasautopilot_id_5687341.html, 1.7.2016www.frog.nl [Электронный ресурс] (дата обращения 19.10.2017).Frog 2017, Website, www.frog.nl, retrieved on 19.10.2017Gayen, J.-T. (Miss-) Konzeptionen von Sicherheitsprinzipien [Text] / J.-T. Gayen, H. Schäbe // Signal + Draht. – 2008. – Vol. 7+8. – P. 11-18.Gayen, J.-T., Schäbe, H. (Miss-) Konzeptionen von Sicherheitsprinzipien, Signal und Draht, 100 Nr. 7+8 (2008) pp. 11-18.Gayen, J.-T. (Mis-) conceptions of safety principles [Text] / J.-T. Gayen, H. Schäbe // ESREL 2008, Proceedings Safety, Reliability and Risk analysis. – 2008. – Vol. 2. – P. 1283-1291.Gayen, J.-T. , Schäbe, H. (Mis-) conceptions of safety principles, ESREL 2008, Proceedings Safety, Reliability and Risk analysis, vol. 2, pp. 1283-1291Gräfling, S. The agri-motive safety performance integrity level – or how do you call it? [Text] / S. Gräfling, H. Schäbe // Proceedins of ESREL 2012/PSAM 11. – 2012. – P 10.Gräfling, S., Schäbe, H., The agri-motive safety performance integrity level – or how do you call it?, ESREL 2012 / PSAM 11, paper 26 Fr2_1, 10 p.Google self-driving car hits public bus near Mountain View headquarters [Электронный ресурс]. – URL: www. mercurynews.com/2016/02/29/google-self-driving-carhits-public-bus-near-mountain-view-headquarters (дата обращения 19.10.2017).Google car (2016) Google self-driving car hits public bus near Mountain View headquarters http://www.mercurynews.com/2016/02/29/googleself-driving-car-hits-public-bus-near-mountain-viewheadquarters/, retrieved on 19.10.2017.Gülker, J. Physical Principles of Safety, Safety and Reliability for Managing Risk [Text] / J. Gülker, H. Schäbe // Proceedings of ESREL 2006. – 2006. – P. 1045-1050.Gülker, J., Schäbe, H., 2006, Physical Principles of Safety, Safety and Reliability for Managing Risk, Proc. of ESREL 2006, pp. 1045-1050.МЭК 61508. Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Части 1 – 7 [Текст] – 2010.IEC 61508 Functional safety of electrical / electronic / programmable electronic safety-related systems, 2010, parts 1-7,ИСО 26262. Дорожные транспортные средства. Функциональная безопасностью Части 1-10 [Текст] – 2014.ISO 26262 Road vehicles — Functional safety, 2018, parts 1-10,Lotz, G.O. Eine Referenzarchitektur für die assistierte und automatisierte Fahrzeugführung mit Fahrereinbindung: дисертация: 2017 [Text] / Lotz G.O.; [место защиты: Дармштадтский технический университет].Lotz, G.O. 2017, Eine Referenzarchitektur für die assistierte und automatisierte Fahrzeugführung mit Fahrereinbindung, Dissertation Technical University Darmstadt, 2017 (A reference architecture for assisted and automatic driving with driver intervention),Директива № 2006/42/EC Европейского парламента и Европейского совета от 17 мая 2006 г. о технике, вносящая поправки в Директиву № 95/16/EC (исправленная версия) [Текст].Machine Directive (2006) DIRECTIVE 2006/42/ EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 17 May 2006 on machinery, and amending Directive 95/16/EC (recast)Mazzega, J. Absicherung hochautomatisierter Fahrfunktionen [Text] / J. Mazzega, F. Köster, K. Lemmer, T. Form// Automobiltechnische Zeitschrift. – 2016. – Vol. 10. – P. 48-52.Mazzega, J., Köster, F., Lemmer, K.,. Form, T., Absicherung hochautomatisierter Fahrfunktionen, Automobiltechnische Zeitschrift, 118 (2016), no. 10, 48-52 (Safe Implementation of Highly automated Driving Functions)Weltpremiere: Daimler Buses präsentiert autonom fahrenden Stadtbus [Электронный ресурс]. – URL: www. nahverkehrs-praxis.de/news/nahverkehrspraxis-top-news/ article/weltpremiere-daimler-buses-praesentiert-autonomfahrenden-stadtbus (дата обращения 19.10.2017).Nahverkehrspraxis (2017), Weltpremiere: Daimler Buses präsentiert autonom fahrenden Stadtbus”, http://www.nahverkehrs-praxis.de/news/nahverkehrspraxis-top-news/article/weltpremiere-daimler-busespraesentiert-autonom-fahrenden-stadtbus/, retrieved on 19.10.2017Классификация и определение терминов в области систем автоматизации вождения автомобильных транспортных средств. SAE J3016 [Текст]. – 2016.SAE (2016) Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles, SAE J3016, September 2016.A global bid for automation: UITP Observatory of Automated Metros confirms sustained growth rates for the coming years [Электронный ресурс] (дата обращения 19.10.2017).UITP 2017, International Association of Public Transport. “A global bid for automation: UITP Observatory of Automated Metros confirms sustained growth rates for the coming years”. Belgium, retrieved 19.10.2017Сводная резолюция о конструкции транспортных средств (СР.3), Пересмотр 6. Организация Объединенных Наций, Экономическая комиссия для Европы, Комитет по внутреннему транспорту, Всемирный форум для согласования правил в области транспортных средств [Текст] (дата обращения 11.07.2017).UN (2017) Economic Commission for Europe, Inland Transport Committee, World Forum for Harmonization of Vehicle Regulations, Consolidated Resolu tion on the Construction of Vehicles, (R.E.3), Revision 6, 11.7.2017Vogelpohl, T. Übergabe von hochautomatisiertem Fahren zu manueller Steuerung. Forschungsbericht Nr. 39 [Text] / T. Vogelpohl, M. Vollrath, M. Kühn, T. Hummel, T. Gehlert // Германский союз страховщиков. – Август 2016. – ISBN 978-3-939163-67-1.Vogelpohl, T., Vollrath, M., Kühn, M. Hummel, T. Gehlert, T., (2016), Übergabe von hochautomatisiertem Fahren zu manueller Steuerung, Forschungsbericht Nr. 39, Unfallforschung der Versicherer GDV, August 2016, ISBN 978-3-939163-67-1Wachenfeld, H.K. How Stochastic can Help to Introduce Automated Driving: диссертация: 2016 [Text] / Wachenfeld H.K.; [место защиты: Дармштадтский технический университет].Short English Version:Vogelpohl, T., Vollrath, M. (2016) UDV (Unfallforschung der Versicherer) Takeover times in highly automated driving Compact accident research, Nr.57, 07/2016Vogelpohl, T., Vollrath, M. (2016) UDV (Unfallforschung der Versicherer) Takeover times in highly automated driving Compact accident research, Nr.57, 07/2016Wachenfeld, H. K. (2016), How Stochastic can Help to Introduce Automated Driving, Dissertation, Technical University Darmstadt, 19.10.2016Wachenfeld, H. K. (2016), How Stochastic can Help to Introduce Automated Driving, Dissertation, Technical University Darmstadt, 19.10.2016

The authors declare that there are no conflicts of interest present.