Automatisierte Mobilität
Einleitung
Automatisierte Mobilitätssysteme übernehmen zunehmend Wahrnehmungs-, Entscheidungs- und Steuerungsaufgaben ohne direkten menschlichen Eingriff oder unter menschlicher Aufsicht. Damit entstehen neue Anforderungen an Systemarchitektur, Sicherheitsnachweis, Verifikation und Validierung sowie an die kontinuierliche Bewertung der Systeme im Betrieb.
Wir entwickeln und untersuchen automatisierte Systeme für Strassen- und Schienenfahrzeuge, Seilbahnen sowie Werks- und Intralogistik. Dabei verbinden wir Risikoanalyse und Safety Engineering mit prototypischer Implementierung, Simulation, virtueller und physischer Absicherung sowie der Sicherheitsbewertung im realen Betrieb.
Typische Fragestellungen
- Wie lässt sich nachweisen, dass ein automatisiertes System auch in seltenen und kritischen Situationen sicher reagiert?
- Wie kann ein System mit fehlerhaften, widersprüchlichen oder unsicheren Sensordaten sicher umgehen?
- Welche Szenarien müssen in Simulation und Realtest berücksichtigt werden, damit eine belastbare Sicherheitsargumentation möglich wird?
- Wie können KI-basierte Wahrnehmungs- und Entscheidungsfunktionen für sicherheitskritische Anwendungen entwickelt und validiert werden?
- Wie lässt sich die Sicherheit automatisierter Systeme nach der Inbetriebnahme kontinuierlich überwachen und bewerten?
Unsere Kompetenzen
Wir entwickeln Systemkonzepte und Architekturen für automatisierte Mobilitätssysteme und setzen Funktionen prototypisch auf realen und virtuellen Plattformen um.
Wir identifizieren Gefährdungen und bewerten Risiken mit etablierten Verfahren der funktionalen Sicherheit sowie systemtheoretischen Methoden wie STPA und leiten daraus Sicherheitsanforderungen und Massnahmen ab.
Wir entwickeln Verifikations- und Validierungsstrategien und prüfen automatisierte Funktionen auf unterschiedlichen Ebenen – von MIL, SIL und HIL bis zum Test am Fahrzeug oder Gesamtsystem.
Wir entwickeln sicherheitsrelevante Testszenarien und nutzen Simulationen, um automatisierte Funktionen reproduzierbar und auch unter seltenen oder kritischen Bedingungen zu untersuchen.
Wir entwickeln und validieren KI-basierte Wahrnehmungs- und Entscheidungsfunktionen und untersuchen deren Robustheit, Nachvollziehbarkeit und Eignung für sicherheitskritische Anwendungen.
Wir untersuchen automatisierte Systeme im realen Betrieb und entwickeln Ansätze, um Betriebsdaten für Monitoring, Sicherheitsbewertung und die Weiterentwicklung von Sicherheitsnachweisen zu nutzen.
Anwendungsfelder
Wir begleiten die Entwicklung und Erprobung automatisierter Fahrzeuge von der Risikoanalyse bis zum Betrieb. Dazu gehören die Absicherung automatisierter Funktionen, die Bewertung des Systemverhaltens sowie die sichere Integration in bestehende Verkehrssysteme.
Im Bahnbereich beschäftigen wir uns mit der Sicherheit automatisierter und KI-basierter Funktionen, systemischer Risikoanalyse und der Frage, wie neue Technologien in zulassungsfähige sicherheitsrelevante Systeme integriert werden können.
Wir unterstützen die Automatisierung von Seilbahnsystemen von der Konzeption und Risikoanalyse über die technische Umsetzung bis zur Sicherheitsargumentation, Zulassung und Begleitung im operativen Betrieb.
Für automatisierte Logistiksysteme untersuchen wir die sichere Interaktion autonomer Fahrzeuge mit Menschen, Infrastruktur und anderen automatisierten Systemen sowie deren koordinierte Steuerung in komplexen Betriebsumgebungen.
Ausgewählte Projekte
Unsere Kompetenzen setzen wir gemeinsam mit Industrie- und Forschungspartnern in konkreten Anwendungen um. Eine Auswahl von Projekten aus Strassenverkehr, Schienenverkehr, Seilbahnen sowie Werks- und Intralogistik:
- iamo Furttal – Intelligente Automatisierte Mobilität
Untersuchung und Erprobung automatisierter Mobilität im realen Verkehr mit Fokus auf die objektive und subjektive Sicherheit im Betrieb.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Risikoanalyse & Safety Engineering, Verifikation & Validierung, Safety-in-Operation
- SALVE – Safe and Automated Logistics Vehicles for all-weather hilly outdoor Environments
Entwicklung sicherer autonomer Logistikfahrzeuge für unebene Aussengelände und anspruchsvolle Witterungsbedingungen wie Regen, Schnee, Nebel und Blendung.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität, Service-Robotik
Kompetenzen: Systemkonzept, Architektur & Implementierung, Verifikation & Validierung, Safe AI & vertrauenswürdige Autonomie
- VRAIL – Verification and Validation Framework for Safe Railway AI Systems Across Their Lifecycle
Entwicklung eines V&V- und Assurance-Frameworks für sichere und zulassungsfähige KI-basierte Funktionen im Bahnbereich.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Risikoanalyse & Safety Engineering, Verifikation & Validierung, Safe AI & vertrauenswürdige Autonomie
- CHORUS – Coordination of Heterogeneous Actors in Mixed Traffic within CCAM
Entwicklung eines Orchestrierungsrahmens für das sichere Zusammenspiel automatisierter und konventioneller Verkehrsteilnehmender in urbanen Mobilitätssystemen.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Systemkonzept, Architektur & Implementierung, Risikoanalyse & Safety Engineering, Safe AI & vertrauenswürdige Autonomie
- AI-based Supervision System for Ropeway Systems
Entwicklung und Absicherung einer kamerabasierten Überwachung für zunehmend automatisierte Sessellifte bis hin zum autonomen Betrieb.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Systemkonzept, Architektur & Implementierung, Safe AI & vertrauenswürdige Autonomie, Safety-in-Operation
- Simulation Tool for Autonomous Railway Systems
Entwicklung eines Simulationstools mit Umwelt- und Fahrzeugdynamikmodellen zur Untersuchung kritischer Szenarien und zur Validierung automatisierter Bahnsysteme.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Verifikation & Validierung, Szenarien & Simulation
- Triggering Conditions for Autonomous Cars
Untersuchung, wie STPA zur systematischen Identifikation sicherheitskritischer Triggering Conditions im Kontext von SOTIF und automatisiertem Fahren eingesetzt werden kann.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Risikoanalyse & Safety Engineering
- SmartRail 4.0
Anwendung von STPA für die Gefährdungs- und Risikoanalyse der Bahn-Automatisierung sowie Schulung und Review der Analysen von SBB-Fachpersonen.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Risikoanalyse & Safety Engineering
- Relevanz von Risikomodellparameter
Sensitivitätsanalyse quantitativer Risikomodelle, um die für die Risikobewertung entscheidenden Modellparameter systematisch zu identifizieren.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Risikoanalyse & Safety Engineering
- Relevanz von Risikomodellparameter 2
Analyse von Risikomodellen für Störfälle auf Durchgangsstrassen mit Fokus auf Schlüsselparameter und deren Einfluss auf die ausgewiesenen Risiken.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Risikoanalyse & Safety Engineering
- Innovative and Challenging Verification Environments for AI-enabled Autonomous Systems
Entwicklung adaptiver und herausfordernder Testumgebungen mit Artificial Life, LLMs und Diffusionsmodellen zur Absicherung autonomer KI-Systeme.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität, Service-Robotik
Kompetenzen: Verifikation & Validierung, Szenarien & Simulation, Safe AI & vertrauenswürdige Autonomie
- Formal Analysis of Accidents
Verbindung formaler Unfallanalyse mit dem systemtheoretischen STAMP-Ansatz zur strukturierten Analyse komplexer Unfallursachen.
Anwendungsbereiche: Automatisierte Mobilität
Kompetenzen: Risikoanalyse & Safety Engineering, Verifikation & Validierung