Zukünftige Fahrzeuggenerationen kommunizieren untereinander und mit ihrer Umgebung. Bei V2X-Testverfahren stellt die Komplexität des Gesamtsystems die größte Hürde dar. Angefangen beim V2X-Stack, also der Software, die für die Kommunikation verantwortlich ist, bis zu den einzelnen Anwendungen, welche den Kundennutzen generieren. Am Beispiel einer Warnfunktion für ein im Einsatz befindliches Sonderfahrzeug wird dies schnell deutlich. In einem großen Ad-hoc-Netzwerk mit beliebig vielen Teilnehmern muss durch die entsprechende V2X-Anwendung auf Basis der V2X-Nachrichten analysiert werden, ob das eigene Fahrzeug von der Einsatzfahrt beeinflusst wird und weitere Maßnahmen nötig sind. Bei Platzierung dieses Szenarios auf eine mehrspurige Kreuzung in Kombination mit den V2X-Nachrichten der Infrastruktur, benötigt der Entwickler Verfahren für komplexe Umgebungstests, bei denen das einzelne Fahrzeug nur eine der vielen Komponenten dieses Netzwerks darstellt.

Modifikation und neue Standards

Eck-Daten

Aufgrund der hohen Komplexität der im Verkehrsgeschehen auftretenden Szenarien bilden besonders fahrzeugfokussierte V2X-Testverfahren die gegebenen Herausforderungen nur unzureichend ab, denn zum V2X-Netzwerk gehören neben den Fahrzeugen auch die beteiligten Infrastrukturknoten. Im Beitrag beschreibt Nordsys die V2X-Anwendungsentwicklung unter Nutzung der Wavebee-Produktfamilie für Simulation und Diagnose und beschreibt am Beispiel einer Blaulicht-Alarmfahrt den Ablauf der Entwicklung in der Praxis.

Basierend auf den ETSI-IST-G5-Normen definierte das Car2Car Communication Consortium in Europa fahrzeugseitig „day one use cases“, wofür V2X-Anwendungen entwickelt werden. Für die USA sind diese Anwendungen in der SAE 2945/1 beschrieben. Im globalen Kontext hat sowohl der V2X-Stack-Entwickler sowie der Anwendungsentwickler somit eine Fülle von Normen zu beachten, um den Standards entsprechende Anwendungen zu programmieren. Erschwerend für den Entwicklungsprozess kommt hinzu, dass einige Standards noch nicht final spezifiziert sind und Aktualisierungen unterliegen, wie etwa aktuell der Security Layer der V2X-Botschaften (ETSI TS 103 097) oder das Geo-Networking (EN 302 636-4-1). Am Beispiel der Änderung des Security Layers wird schnell die Bedeutung für den gesamten Entwicklungsprozess auf verschiedenen Ebenen deutlich.

Der Anwendungsentwickler selbst ist nicht direkt betroffen, vorausgesetzt die Architektur des seiner Applikation zu Grunde liegenden V2X-Kommunikationsstacks bietet die passenden Schnittstellen, wie dies beim Wavebee V2X-Stack der Fall ist. Der V2X-Stack übernimmt vollständig die Validierung der Signatur der Nachrichten, sei es durch eine softwareseitige Lösung oder ein angebundenes Hardware Security Module (HSM). Alternativ kann der Entwickler, um sicher zu stellen, dass eine valide Signatur vorhanden ist, durch ein „validation on demand“ auf Seiten der Applikation den Stack zu einer Überprüfung der Signatur zwingen, unabhängig ob die Security-Überprüfung im Stack selbst aktiviert ist oder nicht. Dies ist im Besonderen bei sicherheitsrelevanten Applikationen von Bedeutung, die beispielsweise für das Einleiten eines Notbremsmanövers sorgen soll.

Offene Systeme für mehr Flexibilität

Bild 1: Mit dem Wavebee-to-go lassen sich V2X-Testszenarien aus dem Labor auf die reale Straße transferieren.

Bild 1: Mit dem Wavebee-to-go lassen sich V2X-Testszenarien aus dem Labor auf die reale Straße transferieren. Nordsys

Für Entwickler des Kommunikationsstacks selbst sind die aktuellen Änderungen wesentlich umfangreicher. In modular aufgebauten Stacks sind lediglich die entsprechenden Entitäten beziehungsweise Layer anzupassen, deren Ansprechen über Schnittstellen erfolgt. Beim Wavebee V2X-Stack wird dies über den Wave Data Service (WDS) gewährleistet. In eher monolithisch aufgebauten Stacks ist sowohl die Anpassung, als auch die anschließende Validierung eines erfolgreichen Security Updates wesentlich umfangreicher, da gegebenenfalls vollumfängliche Funktionstests des gesamten Stacks folgen müssen.

Sehr groß ist die Bedeutung des Security-Updates im gesamten Bereich der Analyse und des Testens von V2X-Anwendungen. Funktioniert eine Anwendung wie gewünscht unter Laborbedingungen oder in der Simulation, kann ein nicht homogener Stand des eingesetzten Security-Standards bei Interoperabilitätstests von gemischten V2X-Systemen verschiedener Hersteller zum Totalausfall führen.

Bild 2: Mit den Produkten der Wavebee-Familie von Nordsys lassen sich Anwendungen für komplexe V2X-Szenarien entwickeln, die sowohl Fahrzeuge als auch Infrastruktur berücksichtigen.

Bild 2: Mit den Produkten der Wavebee-Familie von Nordsys lassen sich Anwendungen für komplexe V2X-Szenarien entwickeln, die sowohl Fahrzeuge als auch Infrastruktur berücksichtigen. Nordsys

Um in dieser anhaltenden hochagilen Phase der Anwendungsentwicklung größtmögliche Flexibilität zu ermöglichen, wurden die Wavebee-V2X-Entwicklungsplattformen (Bild 2) bewusst als offene Systeme ausgeführt, die als Basis einen vollmodularen Stack nutzen. Dies verkürzt die Entwicklungszyklen in SiL- und HiL-Setups massiv. V2X-Anwendungen lassen sich unter Laborbedingungen implementieren und testen. Anschließend ist es möglich, das System schnell und reversibel ins Fahrzeug oder in eine IST-Station zu integrieren und unter Realbedingungen in End-to-End-Tests zu erproben. Ein Wechsel der Entwicklungsplattform ist nicht notwendig.

 

Wie die Entwicklungsplattform Anwendungsentwickler beim Testen ihrer System in realen Situationen unterstützt, zeigt der Beitrag auf der folgenden Seite.

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