[论文解读] Safety Requirement Specifications for Connected Vehicles

Madhusudan Singh, Shiho Kim|arXiv (Cornell University)|Jul 27, 2017

Autonomous Vehicle Technology and Safety参考文献 3被引用 4

一句话总结

本文提出了一种以用户为中心、安全的路边基础设施，用于支持车联网（connected vehicles）的智能交通系统（ITS），重点关注车对车（V2V）、车对基础设施（V2I）以及交通信息系统的安全关键需求。该研究分析了发达国家和发展中国家当前基础设施的不足之处，并提出了智能交通系统基础设施的基础安全工程规范，强调互操作性、可靠性以及利益相关方协调，以实现联网和自动驾驶车辆的安全、可扩展部署。

ABSTRACT

In the coming years, transportation system will be revamped in a manner that there will be more intelligent and autonomous vehicle phenomenon around us such as smart cars, auto driving system, etc. Some of automotive industries are already producing smart cars. However, the main concern of this paper is on the infrastructure for connected vehicles, which can support such intelligent transportation. Current transportation system lacks proper infrastructure to support connected vehicles. Hence, in this article, we have surveyed and analyzed the current transportation system in developed and developing countries. In contrast, we are going to introduce secure intelligent transportation (roadside) infrastructure that is user centric (Driver, Autonomous driver etc.) for connected vehicles. In this paper we present the basic requirements of safety engineering infrastructure of roadside infrastructure in ITS for connected vehicles. Connected vehicles has network infrastructure to communicate with vehicle-to-vehicle (V-to-V), vehicle-to-infrastructure (V-to-I), lane correction system, and traffic information system etc. The connected vehicle is a good model for learning demands of infrastructure for ITS process because the system having a lot of use-cases and we must understand relationship between public institutions, people, companies in order to proceed ITS System.

研究动机与目标

• 识别当前发达国家和发展中国家联网车辆交通系统中关键的安全基础设施缺口。
• 为支持智能交通系统（ITS）的路边基础设施定义以用户为中心的安全需求。
• 为联网车辆生态系统中的V2V、V2I及交通信息系统建立基础安全工程规范。
• 分析公共机构、公民和私营企业之间的利益相关方关系，以实现ITS的有效部署。
• 通过标准化、安全的基础设施，支持自动驾驶和联网车辆的安全、可扩展集成。

提出的方法

• 对发达国家和发展中国家现有交通基础设施进行对比调查，以识别其在支持联网车辆方面的局限性。
• 基于涉及V2V、V2I、车道校正和交通信息系统等使用场景，定义路边基础设施的安全工程需求。
• 设计一种以用户为中心的基础设施模型，将驾驶员和自动驾驶系统作为主要利益相关方优先考虑。
• 在基础设施设计中整合安全性和可靠性，以支持实时通信和安全关键型操作。
• 绘制利益相关方互动关系（公共机构、个人、企业），以确保ITS开发与部署的一致性。
• 采用系统工程方法，明确联网车辆生态系统中可互操作、可扩展且安全的基础设施组件。

实验结果

研究问题

• RQ1 当前交通系统中存在哪些关键的安全基础设施缺陷，阻碍了联网车辆的部署？
• RQ2 如何设计路边基础设施以实现以用户为中心，同时支持人类驾驶员和自动驾驶车辆系统？
• RQ3 在联网车辆网络中，V2V、V2I及交通信息系统所需的关键安全工程需求是什么？
• RQ4 如何有效协调公共机构、私营企业与最终用户，以推动ITS基础设施的开发？
• RQ5 为确保联网车辆环境中通信的安全性、可靠性和互操作性，需要哪些基础规范？

主要发现

• 当前发达国家和发展中国家的交通基础设施在支持联网和自动驾驶车辆方面仍显不足，导致安全与可扩展性挑战。
• 以用户为中心、安全的路边基础设施对于实现关键安全应用的可靠V2V和V2I通信至关重要。
• 必须正式定义路边系统所需的安全工程规范，以确保在动态交通环境中的互操作性和弹性。
• 公共机构、私营实体与最终用户的协调是成功部署ITS基础设施的关键。
• 所提出的基础设施模型支持多种使用场景，包括车道校正和交通信息，从而提升整体系统安全性和效率。
• 本文建立了一个基础性框架，用于安全需求规范，可为未来联网车辆系统的标准化与实施提供指导。