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Entwicklung eines Konzepts und Lastenheftes für eine Szenariendatenbank zur Bewertung der Sicherheitswirkung hochautomatisierter Fahrfunktionen

  • Der vorliegende Bericht gibt einen Einblick in die verschiedenen Dimensionen der Konzeptionierung und Lastenheftentwicklung einer kooperativen Datenbank als Austausch- und Distributionsplattform für Simulationsszenarien zur Bewertung der Sicherheitswirkung autonomer Fahrfunktionen. Die Ausarbeitung gliedert sich in die Teilbereiche rechtswissenschaftlicher, wirtschaftswissenschaftlicher und technischer Rahmen- und Umsetzungsbedingungen einer nutzenmaximierenden Szenariendatenbank. Hierfür wurden zunächst, im Wege einer Vorabanalyse der technischen Rahmenarchitektur, grundlegende Anforderungen bezüglich der Integration weiterer relevanter Datenbanken über eine Ontologie und Möglichkeiten der Standardisierung der Datenformate angeleitet. Neben der Integration wurde die Modularisierung der unterschiedlichen Datenbanken/Datasets untersucht, um eine möglichst hohe Testabdeckung und damit eine Sicherheitsaussage für eine Fahrfunktion erreichen zu können. Die Modularisierung in Bezug auf die einzuspeisenden Daten ist ein wichtiger Teilaspekt der Rahmenarchitektur, um zum einen zu gewährleisten, dass rechtliche Rahmenbedingungen adressiert werden und zum anderen, dass in der Umsetzung ein Höchstmaß an Flexibilität gegeben ist. Auch die Untersuchung unterschiedlicher Nutzerzugänge in Bezug auf Rechtemanagement und Suchanfragen in Bezug auf eine Operational Design Domain (ODD), aber auch hinsichtlich anderer nutzerspezifischer Anfragen stellt einen wichtigen Teil der Betrachtung dar. Durch eine aufbauende technische Validierung wurden verschiedene Aspekte hinsichtlich der Generierung und der damit verbunden Einspeisung von Szenarien sowie der Filterung abgelegter Szenarien untersucht, um abschließend explizite technische Umsetzungsempfehlungen abzuleiten. Simultan konnten durch eine weitgreifende Marktanalyse die Schlüsselstakeholder einer kooperativen Szenariendatenbank identifiziert und jeweils nutzerspezifische Partizipationsanreize und -hürden abgeleitet werden. Anschließend wurden die Anreize im Zusammenhang mit den Hürden durch eine Stakeholderbefragung evaluiert und aufbauend durch Leitfadeninterviews in den Kontext zu bereits existierenden Szenariendatenbanken gesetzt. Aus den Ergebnissen wurden explizite Partizipationsanforderungen zur Rollenbesetzung im Betreibermodell für die jeweiligen Stakeholdergruppen abgeleitet und in Bezug eines erfolgsversprechenden Finanzierungsmodells ergänzt. Hierbei wurde berücksichtigt, welche Finanzierungsoptionen für die einzelnen Stakeholder von Relevanz sind und gleichzeitig eine Unterteilung in initiale Finanzierung und in Betriebsfinanzierung unternommen. Die Analyse des Rechtsrahmens setzt an der Erörterung der rechtlichen Bedeutsamkeit der Datenbank an, untersucht Aspekte des Datenzugangs und -weiterverwendung und widmet sich schwerpunktmäßig datenschutzrechtlichen Anforderungen, insbesondere bedeutsamen Rechtfertigungsgründen sowie den Besonderheiten und Anforderungen mit Blick auf die Privilegierung von Forschungsdaten. Auch werden mögliche Rechtsformen untersucht. Schließlich wird auch die Bedeutsamkeit it-sicherheitsrechtlicher Vorgaben erläutert. Aufbauend auf die rechtliche Analyse werden praktische Handlungsvorgaben abgeleitet und Regulierungspotenzial aufgezeigt. Die vorab in den drei Teilbereichen erarbeiteten Forschungsergebnisse wurden einem konsolidierten Review unterzogen und in einen Anforderungskatalog überführt. Hierzu wurden ausgehend von den Anwendungsszenarien und den Nutzerbedürfnissen rechtliche, wirtschaftliche und technische Anforderungen spezifiziert, die bei der Realisierung der Szenariendatenbank Berücksichtigung finden sollten. Der Bericht kommt zu den zentralen Folgerungen: • Es besteht die Notwendigkeit einer Zuschussfinanzierung zwecks Verteilung der Investitionsrisiken auf mehrere Parteien (Hauptlast auf der öffentlichen Hand) und Verringerung der Einstiegshürden für zukünftige Share-/Stakeholder • Die zu besetzende Rollen sind Datenlieferant, Veredler, Betreiber, Auditor, Nutzer • Die jeweiligen Motivatoren der einzelnen Rollen müssen klar adressiert und in der Betreibermodellstruktur verankert werden • Die Ausgestaltung als kommerzielle oder nicht-kommerzielle Datenbank hat Einfluss auf die Betreibermodellstruktur und Rollenbesetzung (Privat / Öffentlich) • IT-Sicherheit und Datenschutz sind von Anfang an mitzudenken • Als Rechtsform kommt aus Haftungsgründen insbesondere die (gemeinnützige) GmbH in Betracht. • Eine Anbindung existierender Datasets oder Scenario Libraries ist zweckmäßig • Die Integration umfassender Suchoptionen ist sinnvoll • Die Möglichkeit des Einspeisens von unterschiedlichen Arten von Szenarien (Rohdaten-Szenarien [Annotiert und Anonymisiert], OpenX-Szenarien, logische Szenarien, konkrete Szenarien, funktionale Szenarien, abstrakte Szenarien) ist zu gewährleisten • Ein Bewertungsschema für Szenarien, welches den Wert und die Wichtigkeit jedes einzelnen Szenarios, wiedergibt und dies in den Kontext der Library und der ODD zieht ist zweckmäßig
  • This report provides an insight into the various dimensions of the conceptualization and development of a specification sheet for a cooperative database which is intended to underpin the creation of an exchange and distribution platform, which will in turn be used to generate simulation scenarios to evaluate the safety impact of autonomous driving functions. The narrative is divided into sections describing the legal, economic and technical framework and the conditions that need to be in place to ensure maximum benefit for the scenario database. This involved the production of a preliminary study of the fundamental technical architecture which analyzed basic requirements for the integration of further relevant databases by means of an ontology as well as possibilities for the standardization of data formats. In addition to this integration, the various databases/datasets were also examined in terms of modularity so as to achieve the highest possible test coverage and thus a reliable safety statement for a driving function. The modularization is an important aspect of the basic architecture for two reasons: first, to ensure that key legal conditions are addressed and, second, to enable maximum flexibility in the implementation. Another important part was an analysis of user access rights in terms of rights management and search queries related to an Operational Design Domain (ODD), as well as other user-specific queries. A technical validation was undertaken regarding a range of topics related to the generation and the associated feeding of scenarios as well as the filtering of stored scenarios to derive explicit recommendations for technical implementation. In parallel, a far-reaching market analysis identified the key stakeholders of a cooperative scenario database and derived user-specific participation incentives and obstacles. The incentives and obstacles were evaluated by means of a stakeholder survey and then placed in the context of already existing scenario databases via interviews. The results were used to derive explicit participation requirements for the roles in the operator model for the respective stakeholder groups and further define them against a promising financing model. This analysis took into account the financing options relevant for individual stakeholders, while conceptualizing a subdivision into initial financing and operational financing. The analysis of the legal framework starts with a discussion of the legal significance of the database, and examines topics related to data access and reuse. It goes on to focus on data protection requirements, in particular the various significant grounds for justification, as well as the special issues and requirements related to the privileging of research data. The different possible legal forms are examined next, and the significance of IT security requirements is explained after that. The legal analysis then serves to derive practical guidelines for action and identify regulatory possibilities. The results of the research carried out in the three sections were subjected to a consolidated review and converted into a catalog of requirements. This was based on a specification of legal, economic and technical requirements on the basis of the application scenarios and user needs, which were taken into account in the realization of the scenario database. The main conclusions of the report were the following: • There is a need for grant funding to spread investment risks across multiple parties (the primary burden should be on the public sector) and reduce initial hurdles for future share- and stakeholders • The key roles which need to be filled for the relevant processes are data provider, refiner, operator, auditor, user The incentives of each role must be clearly addressed and embedded in the structure of the operator model • The choice of whether a given database is commercial or not is relevant for the operator model structure and role assignment (the choice of private or public, for instance) • IT security and data protection must be considered from the outset • Liability considerations mean that the limited liability company (gGmbH) – whether non-profit or not – is the best choice of legal form • It is advisable to ensure a connection to existing datasets or scenario libraries • It is highly recommended to include comprehensive search options • It must be possible to work with different types of scenarios (raw data scenarios [annotated and anonymized], OpenX scenarios, logical scenarios, concrete scenarios, functional scenarios, abstract scenarios) • There should be an evaluation scheme for scenarios that reflects the value and importance of each scenario and puts this into the context of the library and the ODD

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Metadaten
Author:Alexander Klinge, Mathilde Krampitz, Björn Siemon, Christopher Wiegand, Heiko Ehrich
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-29878
DOI:https://doi.org/10.60850/bericht-f156
ISBN:978-3-95606-793-8
ISSN:0943-9307
Title Additional (English):Development of a concept and specification for a scenario data-base to evaluate the safety impact of highly automated driving functions
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe F: Fahrzeugtechnik (156)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2024/07/26
Date of first publication:2024/10/29
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2024/10/29
Tag:Autonomisierung; Datenbank; Fahrfunktion
autonomous; database; driving functions
Number of pages:92
Comment:
Projekt-Nr.:    82.0719
Projekttitel:   Entwicklung eines Konzepts und Lastenheftes für eine Szenariendatenbank zur Bewertung der Sicherheitswirkung hochautomatisierter Fahrfunktionen

Fachbetreuung:   Claus Pastor
Referat:   Automatisiertes Fahren
Institutes:Abteilung Fahrzeugtechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

$Rev: 13581 $