ПНСТ 555-2021 Интеллектуальные транспортные системы. Системы искусственного интеллекта для автоматизации управления автомобильными транспортными средствами. Классификация и общие технические требования

        ПНСТ 555-2021

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Интеллектуальные транспортные системы

СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫМИ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ

Классификация и общие технические требования

Intelligent transport systems. Artificial intelligent systems for automatization of motor vehicle driving. Classification and general technical requirements

ОКС 35.020

Срок действия с 2022-03-01

до 2023-03-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" (НИУ ВШЭ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 164 "Искусственный интеллект"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 ноября 2021 г. N 48-пнст

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТ Р 1.16-2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и предложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения срока его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: [email protected] и/или в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии по адресу: 123112 Москва, Пресненская набережная, д.10, стр.2.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты" и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

В настоящее время системы искусственного интеллекта для управления движением автомобильных транспортных средств проходят широкомасштабные испытания. Однако, прежде чем начать их массовую эксплуатацию на дорогах общего и необщего пользования, требуется провести классификацию общих технических требований данной технологии.

Настоящий стандарт является продолжением комплекса стандартов по установлению требований применения технологий искусственного интеллекта на транспорте, таких как ГОСТ Р 58823-2020 "Автомобильные транспортные средства. Системы автоматизации управления движением. Классификация и определения", с целью повышения доверия к технологиям искусственного интеллекта, повышения уровня безопасности транспорта и эффективности транспортных процессов.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на системы искусственного интеллекта для автоматизации управления движением (СИИАУД) автомобильных транспортных средств (АТС) и не распространяется на системы автоматизированного управления автомобилем (САУ) в полной комплектации.

Целью настоящего стандарта является определение общих технических требований, которые должны быть удовлетворены в процессе разработки и в процессе эксплуатации. СИИАУД предназначены для управления АТС.

Системы искусственного интеллекта, требования к которым установлены в настоящем стандарте, могут устанавливаться только на АТС категорий L, М и N по [1], эксплуатируемые на автомобильных дорогах и соответствующие уровням автоматизации управления движением 3, 4 и 5 по ГОСТ Р 58823.

Настоящий стандарт предназначен для применения во всех технологических процессах эксплуатации АТС при их коммерческом и личном использовании для перевозки людей и грузов (включая процессы технического обслуживания, ремонта и проверки).

Требования настоящего стандарта направлены на обеспечение безопасности дорожного движения, жизни и здоровья людей, сохранности их имущества и охраны окружающей среды.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 34.003 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения

ГОСТ 31507 Автотранспортные средства. Управляемость и устойчивость. Технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 33997 Колесные транспортные средства. Требования к безопасности в эксплуатации и методы проверки

ГОСТ Р 58823 Автомобильные транспортные средства. Системы автоматизации управления движением. Классификация и определения

ГОСТ Р 59277 Системы искусственного интеллекта. Классификация систем искусственного интеллекта

ГОСТ Р ИСО 3534-1 Статистические методы. Словарь и условные обозначения. Часть 1. Общие статистические термины и термины, используемые в теории вероятностей

ГОСТ Р ИСО/МЭК 20546 Информационные технологии. Большие данные. Обзор и словарь

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 автоматическая система управления движением; АСУД: Аппаратные и программные средства, которые в совокупности способны выполнять всю задачу управления движением в длительном режиме вне зависимости от того, ограничена ли она конкретными условиями эксплуатации.

3.2 базовый набор управляющих воздействий на движущие механизмы АТС: Совокупность управляющих воздействий на физические исполнительные механизмы АТС, которые управляют траекторией движения.

3.3 безопасность автоматизированного управления АТС: Состояние, характеризуемое совокупностью параметров конструкции, включая функциональные характеристики СИИАУД, и технического состояния транспортного средства, обеспечивающих недопустимость или минимизацию риска причинения вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических и юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде.

3.4 входные данные о дорожной обстановке: Текущие данные о дорожной обстановке вокруг АТС, движение которого управляется системой искусственного интеллекта, источниками которых являются бортовые камеры, радары, лидары, данные из интеллектуальных транспортных систем (V2X) и других источников.

3.5 высокий уровень автоматизации управления АТС: Уровень автоматизации управления АТС, при котором управление может передаваться от системы автоматизированного управления АТС человеку-водителю, а в случае его неготовности принять управление на себя, АТС автоматически переводится в состояние минимального риска.

Примечание - Соответствует уровню автоматизации управления движением 4 по ГОСТ Р 58823.

3.6 глобальная навигационная спутниковая система; ГНСС: Навигационная спутниковая система, предназначенная для определения пространственных координат, составляющих вектора скорости движения, поправки показаний часов и скорости изменения поправки показаний часов потребителя ГНСС в любой точке на поверхности Земли, акватории Мирового океана, воздушного и околоземного космического пространства.

3.7 датчик: Средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

3.8 дорожно-транспортная ситуация: Последовательность развивающихся на дороге событий, обусловленных взаимодействием АТС и других участников движения, а также условий внешней среды в определенных пространственно-временных границах.

3.9 интеллектуальная транспортная система; ИТС: Система управления, интегрирующая современные информационные и телематические технологии и предназначенная для автоматизированного поиска и принятия к реализации максимально эффективных сценариев управления транспортно-дорожным комплексом региона, конкретным транспортным средством или группой транспортных средств с целью обеспечения заданной мобильности населения, максимизации показателей использования дорожной сети, повышения безопасности и эффективности транспортного процесса, комфортности для водителей и пользователей транспорта.

3.10

3.11 коллективное использование АТС: Использование АТС на основе договора краткосрочной аренды АТС у его собственника.

3.12 кооперативные интеллектуальные транспортные системы (V2X): Системы, использующие V2X-взаимодействие - обмен информацией между автомобилем и любым другим объектом (другими автомобилями, дорожной инфраструктурой, пешеходами и пассажирами и т.д.) посредством технологий беспроводной связи.

Примечание - V: от англ. vehice - автомобиль, транспортное средство согласно [2].

3.13 надежность СИИАУД АТС: Свойство СИИАУД сохранять во времени способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

3.14 оперативное управление АТС: Непосредственное физическое воздействие на механизмы управления АТС, в том числе рулевое управление, управление световыми приборами АТС, управление работой двигателя, тормозной системой и коробкой передач, а также использование средств сигнализации для повышения видимости и предсказуемости осуществляемых действий для других участников дорожного движения.

3.15 оптимальный маршрут АТС: Маршрут, который ИТС прокладывает таким образом, чтобы достичь системного равновесия между всеми подключенными к ней АТС и оптимизировать трафик.

Примечание - Применимо для построения маршрутов в городах, в которых четко определены графы автомобильных дорог;

3.16 полная автоматизация управления АТС: Уровень автоматизации управления АТС, при котором все процессы управления АТС осуществляются в автоматическом режиме, а человек-водитель отсутствует.

Примечание - Соответствует уровню автоматизации управления движением 5 по ГОСТ Р 58823.

3.17 система искусственного интеллекта: Техническая система, в которой используются технологии искусственного интеллекта.

3.18 системы искусственного интеллекта для автоматизированного управления движением автомобильных транспортных средств (СИИАУД АТС): Системы искусственного интеллекта для обработки данных, поступающих от датчиков (сенсоров), установленных на борту АТС, и формирования сигналов, передаваемых на механизмы управления АТС.

Примечание - Обязательно включают в свой состав одну, или более, подсистему, каждая из которых может реализовывать алгоритм искусственного интеллекта.

3.19 скорректированный набор управляющих воздействий АТС: Набор оперативных изменений в базовый набор управляющих воздействий АТС, формируемый системой искусственного интеллекта на основе интерпретации входных данных о дорожной обстановке.

3.20 сценарий дорожно-транспортной ситуации: Исчерпывающая совокупность значений факторов дорожно-транспортной ситуации, влияющих на сложность решения задачи автоматизированного управления АТС с использованием СИИАУД.

3.21 тактическое управление АТС: Последовательность процессов, включающая в себя: осуществление мониторинга окружающей обстановки, объектов инфраструктуры и участников дорожного движения, своевременное реагирование на окружающие объекты и события и планирование управляющих воздействий.

3.22

3.23 условная автоматизация управления АТС: Уровень автоматизации управления АТС, при котором управление может передаваться от системы автоматизированного управления АТС человеку-водителю, готовому принять управление на себя.

Примечание - Соответствует уровню автоматизации управления движением 3 по ГОСТ Р 58823.

4 Классификация СИИАУД АТС

4.1 СИИАУД АТС классифицируют:

- по уровням автоматизации;

- функциям контура управления;

- комплексности и сложности;

- методам обработки информации;

- управлению знаниями, моделям и методам обучения;

- методам достижения интеграции и интероперабельности.

4.2 В зависимости от уровня автоматизации СИИАУД АТС подразделяют на следующие виды:

- автоматизированная система - система, состоящая из персонала (водителя) и комплекса средств автоматизации его деятельности (СИИАУД АТС), реализующая информационную технологию выполнения установленных функций (см. ГОСТ 34.003);

- автоматическая система - совокупность управляемого объекта (АТС) и автономной системы искусственного интеллекта (СИИАУД), функционирующая самостоятельно, без участия человека (см. ГОСТ Р 59277).

4.3 В зависимости от функций контура управления СИИАУД АТС подразделяют на следующие виды:

- системы с обратной связью;

- системы реального времени;

- адаптивные системы;

- системы формирования цели (системы целеполагания);

- системы формирования контура управления и обучения;

- системы обработки измерений;

- системы идентификации и диагностики;

- системы когнитивного моделирования;

- системы логического вывода;

- системы принятия (поддержки) решений;

- экспертно-аналитические системы;

- системы оценки достижения цели;

- ситуационные центры;

- системы прогнозирования;

- прочее.

4.4 В зависимости от комплексности и сложности СИИУД АТС подразделяют на следующие виды:

- многоагентные системы, состоящие из множества взаимодействующих интеллектуальных агентов - могут решить проблемы, которые трудны или невозможны для отдельного агента или для единой (монолитной) системы;

- системы "Большие данные" (см. ГОСТ Р ИСО/МЭК 20546);

- системы сетевой экспертизы;

- распределенные системы управления - обеспечивают решение проблемы управления на базе распределенной системы знаний в отличие от многоагентных систем, где базы знаний отдельных агентов взаимодействуют;

- системы распределенных ситуационных центров;

- прочее.

4.5 В зависимости от метода обработки данных СИИАУД АТС подразделяют на следующие виды:

- нейросети;

- обучение на примере;

- эволюционные и генетические алгоритмы;

- муравьиные алгоритмы;

- иммунные вычисления;

- глубокое обучение;

- роевые вычисления;

- метод Байеса;

- уменьшение размерности;

- природные вычисления;

- мягкие вычисления;

- кластеризация;

- дерево решений;

- регуляризация;

- аналоговая обработка данных;

- обработка фурье-образов;

- регрессия;

- решение обратных задач;

- система правил;

- прочее.

4.6 В зависимости от управления знаниями, моделей и методов обучения СИИАУД АТС подразделяют на следующие виды:

- процедурные;

- декларативные;

- онтологические;

- семантические;

- продукционные;

- фреймовые;

- нейросетевые;

- генетические;

- логические;

- статистические;

- нечеткие знания;

- многомерное представление (3D, 4D);

- функциональные;

- технологические;

- методологические;

- комбинированное обучение;

- непрерывное обучение;

- единовременное обучение;

- прочее.

4.7 В зависимости от методов достижения интеграции и интероперабельности СИИАУД АТС подразделяют на следующие виды:

- системы с интеграцией на базе онтологий;

- системы на базе профилирования;

- системы, использующие классификаторы;

- прочее.

5 Условия эксплуатации и требования к надежности СИИАУД АТС

5.1 СИИАУД АТС эксплуатируются непрерывно с момента их активации до момента их деактивации.

5.2 Требования к надежности СИИАУД АТС

5.2.1 СИИАУД АТС должны функционировать с минимумом ошибок первого и второго рода при нормальной бесперебойной работе источников входных данных о дорожной обстановке.

Примечание - Определения ошибок первого и второго рода приведены в ГОСТ Р ИСО 3534-1.

5.2.2 Надежность актуаторов АТС должна быть не ниже надежности СИИАУД АТС и проверяться при разработке АТС, чтобы минимизировать ошибки оперативного и тактического управления АТС, согласно ГОСТ 31507.

Примечание - Под ошибкой понимается отклонение от заданного базового и скорректированного наборов маневров АТС.

5.2.3 При обнаружении неисправностей в работе СИИАУД должны переходить в заданное разработчиком безопасное состояние, уведомив об этом рабочий персонал, пассажиров и, при наличии, ИТС, к которой подключены.

5.2.4 Если безопасное состояние СИИАУД не может быть достигнуто путем перехода к нему за незначительный промежуток времени, разработчиком СИИАУД АТС должен быть специфицирован аварийный режим.

5.2.5 Если в соответствии с целями безопасности рабочему персоналу или другим лицам, потенциально подвергающимся риску, приводится информация о необходимых действиях, требуется, чтобы такие действия, а также соответствующие средства и элементы управления быть определены в концепции функциональной безопасности.

5.3 СИИАУД АТС должны обеспечивать заданные показатели надежности при использовании источников входных данных о дорожной обстановке в любое время года при допустимых значениях внешних условий (температура воздуха, влажность, скорость ветра и пр.), определяемых самостоятельно каждым производителем СИИАУД АТС.

5.4 Требования к информационной безопасности СИИАУД АТС должны соответствовать [3].

5.5 Конкретные количественные показатели требований к надежности и безопасности СИИАУД должны определяться текущим уровнем развития техники и вноситься в техническое задание для разработки СИИАУД АТС.

5.6 Конкретные количественные показатели условий эксплуатации СИИАУД должны определяться текущим уровнем развития техники, вноситься в техническое задание для разработки СИИАУД АТС и соответствовать требованиям к условиям эксплуатации транспортных средств согласно правовым документам и ГОСТ 33997.

6 Функциональные требования к СИИАУД АТС

6.1 СИИАУД АТС должна обеспечивать следующие функциональные требования:

а) интерпретация входных данных;

б) планирование базового маршрута;

в) интерпретация входных данных о дорожной обстановке;

г) оценка дорожной обстановки;

д) мониторинг и контроль состояния;

е) оперативное управление АТС;

ж) тактическое управление АТС.

6.2 Интерпретация входных данных подразумевает необходимость осуществлять автоматизированный сбор и анализ данных о текущем местоположении АТС и конечной точки движения, альтернативных маршрутах, характеристиках и состоянии дорожной инфраструктуры, системе организации дорожного движения, текущей дорожной обстановке и других параметрах.

6.3 Планирование базового маршрута на основе входных данных необходимо для разработки оптимального маршрута и соответствующего ему базового набора маневров и управляющих воздействий.

6.4 Интерпретация входных данных о дорожной обстановке необходима для осуществления автоматизированного сбора и анализа входных данных о дорожной обстановке вокруг АТС при его движении из начальной в конечную точку, в том числе: поведение других участников движения и взаимодействие с ними, загрузка дорог, текущее состояние дорожного покрытия, погодные условия и другие факторы, влияющие на движение АТС.

6.5 Оценка дорожной обстановки на основе входных данных о ней подразумевает осуществление непрерывной разработки альтернативных скорректированных наборов управляющих воздействий, а также проведение их оптимизации по многофакторному набору критериев, определяющих конечную реакцию СИИАУД на каждое дорожное событие.

6.6 Мониторинг и контроль состояния АТС необходим для своевременного выявления и обработки ошибок (в том числе на аппаратном уровне) в СИИАУД АТС.

6.7 Оперативное управление АТС должно быть реализовано в виде выработки данных, содержащих информацию о необходимом наборе управляющих воздействий на актуаторы управления АТС, в том числе на рулевое управление, режимы работы двигателя, тормозную систему и коробку передач.

6.8 Тактическое управление АТС должно быть реализовано в виде выработки данных, содержащих информацию о необходимом наборе реакций на текущее (в том числе аварийное) изменение дорожной обстановки, в том числе об ускорении, торможении, маневрировании, информационном воздействии на других участников движения, выборе одного из альтернативных вариантов действий с точки зрения максимизации безопасности пассажиров АТС и других участников движения.

Библиография