11、迈向高度自动化铁路系统基于场景的认证及意大利铁路信号系统UPS架构可靠性分析

迈向高度自动化铁路系统基于场景的认证及意大利铁路信号系统UPS架构可靠性分析

高度自动化铁路系统基于场景的认证

在高度自动化铁路系统的发展中，基于场景的认证是确保系统安全可靠运行的重要方法。

场景规范扩展

铁路场景可能涵盖复杂布局，因此需要能够将轨道示意图添加到交通序列图（TSCs）中，并将不变节点映射到其部分。同时，可靠且正确的通信是安全自主列车运行的关键，现有和未来的自动列车运行（ATO）方法广泛依赖列车与基础设施之间的消息传递。为了在场景规范中涵盖这一点，TSCs需要扩展描述通信的手段。

工具支持与场景采样

除了TSC语言，还需要开发TSCs的工具支持。其中一个重要的构建块是从TSCs中采样具体场景，这对于使用TSCs进行模拟和测试至关重要。一种可行的方法是将TSC转换为约束系统，其解决方案再转换为具体场景。由于列车只有一维运动，且不需要其他交通参与者的精确动力学模型，因此该方法在铁路领域有望具有更好的可扩展性。

测试用例评估

未来工作包括建立一个能够执行从TSCs采样的具体场景的铁路模拟器，并解决该模拟器的有效性问题。现有的模拟框架都无法涵盖所有特征属性。可以为特定的被测系统（SUT）导出具体的测试用例，例如感知系统或执行以前分配给列车司机的其他任务的系统。在汽车领域使用的临界性指标（CM）阈值可以作为通过/失败标准。以下是一些可能适用于铁路领域的CM示例：
- 碰撞时间（TTC） ：提供两个实体E1和E2碰撞前的最短时间，由于列车没有横向转向，其运动模型比汽车更简单。
- 停车距离比例（PSD）