Meer grip op verkeersveiligheid dankzij V4SAFETY

Ons mobiliteitssysteem wordt steeds complexer. In de toekomst van Cooperative Connected and Automated Mobility zijn voertuigen met elkaar en hun omgeving verbonden, waarbij ze steeds meer rijtaken van de bestuurder zullen overnemen.
Door het ingewikkelde samenspel van het voertuig met die omgeving, wordt het ook steeds lastiger om de veiligheid van voertuigsystemen te valideren.

Alleen testen op de weg of op een testbaan is niet langer afdoende. Ook omdat je niet zomaar Automated Driving systemen (ADs) op de weg mag testen. Daarom gebruiken fabrikanten steeds vaker testsimulaties om de veiligheid te beoordelen.

Olaf Op den Camp, Senior consultant bij TNO en Technical lead bij het V4SAFETY project, schetst hierbij de uitdaging: “Als verschillende organisaties op basis van hun eigen ervaringen en inzichten simulaties gaan gebruiken, dan zijn de resultaten moeilijk met elkaar vergelijkbaar."

"Voor simulaties kun je allerlei databronnen gebruiken. Bovendien kun je de resultaten op verschillende manieren interpreteren, waardoor de waarde heel moeilijk te beoordelen is. Al in 2019 hebben we met Europese industrie- en researchpartners binnen de ERTRAC Road Safety Roadmap vastgesteld dat dit een belangrijk punt van aandacht is.”

Gericht op kwetsbare verkeersdeelnemers

Een universele standaard voor simulaties is aan de ene kant essentieel om de introductie van Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) en AD’s te versnellen, legt Op den Camp uit. “Voor fabrikanten, die op basis van bepaalde studies vertrouwen krijgen in de performance van hun systeem. Maar aan de andere kant ook voor overheden, die betere inzichten krijgen op welke systemen ze moeten inzetten om de verkeersveiligheid te verhogen.”

Dat was voor de Europese Commissie reden om een call uit te schrijven voor het ontwerpen van een safety assessment framework voor simulaties, gericht op de bescherming van kwetsbare verkeersdeelnemers.

“Het framework is in eerste instantie op die doelgroep en systemen gericht. Tegelijkertijd zetten we de methodes voor dit framework zo generiek mogelijk neer, om ze straks ook voor andere systemen te kunnen toepassen, zoals Automated Lane Keeping Systems (ALKS) of Driver Control Assistance Systems (DCAS).”

Testprotocollen specificeren

Als aanjager van het initiatief vervult TNO binnen V4SAFETY tevens de rol van verbinder tussen de 17 internationale partners van het consortium: OEM’s (BMW, Toyota, Volvo Cars), toeleveranciers, automotive researchorganisaties, en universiteiten. De uitgebreide ervaring van TNO met scenario-based assessment methodes en het coördineren van grote Europese veiligheidsprojecten komt goed van pas.

Olaf Op den Camp: “Een van die projecten had als doel om voor Euro NCAP een protocol op te stellen voor fietser-detectiesystemen. Hierbij merkten we dat de interacties tussen fietsers en auto’s zo complex zijn, dat het moeilijk is om uit ongevalsanalyses alleen voldoende gegevens te halen om die tests goed te specificeren.”

“Daarom zijn we toen mogelijke interacties met behulp van sensoren gaan analyseren, en daarna structureren in scenario’s. Op basis van die scenario’s hebben we vervolgens tests gedefinieerd. Datzelfde proces wordt ook gebruikt binnen V4SAFETY, al is dat slechts één van de methodes om tot een beschrijving van de benodigde test scenario’s te komen.”

Blik onder de motorkap

Het consortium wil uiteindelijk in dit project tot een safety assessment framework komen: een voorschrift als basisstructuur van een simulatie. “Het principe van zo’n simulatie is eenvoudig”, legt Op den Camp uit. “Je hebt een auto met en een auto zonder (veiligheids)systeem. Van beide voertuigen maak ik een model, die ik allebei dezelfde set van tests laat doorlopen.”

“Vervolgens kijken we wat die auto met dat systeem anders – hopelijk beter – doet dan de auto die dit niet heeft. Op basis van dat resultaat kun je, met een goede extrapolatie, aangeven hoeveel waarde zo’n systeem heeft voor de Europese verkeersveiligheid.”

“Daarbij willen autoriteiten straks ook onder de motorkap kunnen kijken om te zien hoe simulaties zijn uitgevoerd. Op den Camp: “Om de waarde van de testresultaten te kunnen beoordelen, moet je minimaal kunnen zien welk proces gevolgd is om tot de resultaten te komen.”

“Daarbij gaat het dus ook om de documentatie van het proces en van de data die ten grondslag ligt aan de simulaties. Onze lange staat van dienst in het werken met simulaties en scenario-based safety assessment is hierbij zeker van grote toegevoegde waarde.”

Miljoenen voertuiginteracties

De enorme complexiteit om alle voertuiginteracties te modelleren en standaardiseren is een van de grootste uitdagingen binnen dit project. Op den Camp: “We willen de miljoenen interacties van een voertuig veilig laten verlopen door het voertuiggedrag te beïnvloeden. Dat kun je bereiken door verschillende maatregelen: door ingrijpen van het systeem, aanpassingen aan de omgeving, de verkeersregels et cetera.”

“Voor het evalueren van al die oplossingen heb je modellen nodig. Modellen voor menselijk gedrag, zowel fysiek als mentaal. En modellen voor de verschillende maatregelen: die van het voertuigsysteem zelf, maar ook wettelijke en infrastructurele maatregelen, zoals het invoeren van een helmplicht, of het aanleggen van verkeersdrempels."

"En vervolgens, als je alles optimaal hebt gemodelleerd, welke eisen stel je aan het samenspel tussen de simulatietools en die modellen? Bovendien is de hoeveelheid data beperkt, waardoor je ook weer modellen nodig hebt om de juiste aannames te kunnen doen.”

Eerste draft opgeleverd

Ondanks deze complexe opgave ligt er halverwege de 3-jarige looptijd van V4SAFTEY al een uitgewerkte eerste draft van het basisframework. “Voor drie verschillende soorten modellen zijn geharmoniseerde eisen opgesteld. Om te bepalen welke modellen je voor welk type assessment nodig hebt en hoe je ze aan elkaar kunt koppelen, zijn er templates gemaakt."

"Bovendien hebben we momenteel 11 use cases ontwikkeld, als proof of the pudding. Ze laten zien hoe je de templates in de praktijk gebruikt en hoe je de simulaties het beste kunt uitvoeren met de verschillende modellen. Aan het einde van het project hoop ik de effectiviteit van het framework te kunnen aantonen met deze use cases.”

Uiteindelijk moet het framework gaan bijdragen aan een ISO-standaard als basisvoorwaarde voor modellen en simulaties om de effectiviteit van voertuigsystemen te valideren. Zo krijgen verschillende stakeholders daadwerkelijk inzicht in de waarde van de resultaten.

Eén framework voor alle stakeholders

Die standaard is er nog niet, maar Op den Camp benadrukt dat het V4SAFTEY framework al wel kan worden toegepast. “We merken een hele sterke behoefte aan standaardisatie. Het mooie is dat er voor uiteenlopende toepassingen en door verschillende stakeholders straks een geharmoniseerde structuur gebruikt gaat worden.”

“Bovendien kan het framework vandaag al bijdragen aan onze verkeersveiligheid. Niet alleen bij het valideren van systemen, maar ook in de ontwikkelingsfase, waar het de industrie helpt om de juiste keuzes te maken. Dankzij V4SAFETY kunnen we de ontwikkeling en implementatie van heel veel voertuigveiligheidssystemen versnellen.”