ATO-Einsatzszenarien – Welche Tests sollte ein automatisierter Zug bestehen können?
Bild oben: Fahrerlose Fahrt im Führerstandssimulator RailSET® des DLR.
Beim automatisierten Fahren auf der Schiene (Automated Train Operation - ATO) sollen in höheren Automationsgraden (Grade of Automation - GoA 3/4) künftig Kameras und andere Sensoren die Beobachtung der Zugumgebung vom Triebfahrzeugführenden übernehmen. Zur Verarbeitung der Sensordaten wird auch künstliche Intelligenz (KI) zum Einsatz kommen. Dies stellt eine Herausforderung für die notwendige Zulassung dar, da sich die Sicherheit der neuen technischen Systeme prinzipbedingt nicht mehr durch eine vollständige Analyse der Funktionsweise nachweisen lässt.
Im Automotive-Bereich, wo solche Systeme ebenfalls für das hochautomatisierte Fahren eingesetzt werden, wurde in den vergangenen Jahren daher der Ansatz des „szenarienbasierten Testens“ ausgearbeitet (vgl. die PEGASUS-Projektfamilie). Dabei werden systematisch die im Verkehr auftretenden Szenarien identifiziert und schrittweise ihre möglichen Varianten und relevanten Parametrisierungen abgeleitet. Die vielen entstehenden konkreten Szenarien dienen als - größtenteils simulationsbasiert durchzuführende - Tests für das technische System.
Dieser Ansatz soll im Projekt ATO-Einsatzszenarien auf den Bahnbereich übertragen werden. Dabei werden bahnspezifische Betriebsbereiche (Operational Design Domain - ODD) definiert, für die die jeweilige Zulassung gelten soll und die helfen, die benötigten ATO-Szenarien einzugrenzen. Ableitungsmethodik und geeignete Beschreibungsmittel für Bahnszenarien werden festgelegt und anhand einer Beispiel-ODD demonstriert. Schließlich soll eine Software entstehen, mit der Testfälle als konkrete Parametrisierungen von Szenarien generiert werden können, und ihre Anwendung demonstriert werden. Auch der Aufbau der Argumentation einer gewissen Vollständigkeit der Szenarien bezüglich der ODD ist Bestandteil des Projekts.
Abgerundet werden die Aktivitäten durch die Recherche projektrelevanter Literatur und eine abschließende Validierung der Projektergebnisse, damit deren Aktualität, Korrektheit und Eignung für die Problemstellung der Zulassung von ATO-Systemen sichergestellt ist. Während das Projekt aufgrund des begrenzten Umfangs sicher keine final parametrisierten ausführbaren Testfälle für eine ODD liefern kann, besteht das Ziel darin, eine tragfähige und in der Praxis verwendbare Methodik für das szenarienbasierte Testen von Bahn-ATO-Systemen zu erarbeiten.
Projektname:
Systematisierung der Einsatzszenarien für ATO
Laufzeit:
05/2024 bis 04/2027
Verwandte Projekte:
Dieses Projekt wird geleitet von der Abteilung:
