Digital Road Infrastructure: De weg naar veilig geautomatiseerd rijden

Om hogere niveaus van voertuigautomatisering mogelijk te maken en de verkeersveiligheid te verhogen, is een betrouwbare digitale weginfrastructuur essentieel. Voor een effectieve Digital Road Infrastructure zijn verschillende bouwstenen nodig, waarvoor samenwerking en vertrouwen tussen industrie en wegbeheerders cruciaal zijn.

Op onze wegen rijden steeds meer voertuigen die geschikt zijn voor geavanceerde niveaus van geautomatiseerd rijden. Rijhulpsystemen zoals Automated Lane Keeping Systems (ALKS) kunnen op specifieke trajecten al zelfstandig rijden op Niveau 3. Maar is ons verkeerssysteem klaar voor deze voertuigen? Volgens Peter-Paul Schackmann, Senior Projectmanager Connected Mobility bij TNO, groeit de behoefte aan een betrouwbare digitale data-infrastructuur. “Om mobiliteit veiliger, duurzamer en efficiënter te maken, moeten voertuigen toegang krijgen tot informatie die door wegbeheerders en weggebruikers wordt gegenereerd en gedeeld. Door externe informatie te integreren met de eigen sensordata kan het voertuig een ruimer blikveld creëren, wat de verkeersveiligheid aanzienlijk verhoogt.”

Datakwaliteit bepaalt onze veiligheid

Automobilisten zijn met de digitale ontwikkeling al steeds meer externe data gaan gebruiken onderweg. Daniel Altgassen, Systems Engineer for Integrated Vehicle Safety bij TNO. “Het begon met RDS-TMC verkeersinformatie op de radio. Toen kwamen de navigatiesystemen die updates geven over files en wegwerkzaamheden. En nu vertrouwen we vooral op apps als Google Maps en Flitsmeister voor realtime verkeersinformatie. Maar tot nu toe worden deze data uitsluitend gebruikt om de bestuurder te informeren. Maar wat als rijhulpsystemen (Advanced Driver Assistance Systems – ADAS) – en uiteindelijk volledig geautomatiseerde systemen – deze informatie moeten gebruiken als input om veilig te kunnen rijden? Dan worden kwaliteit en betrouwbaarheid van data belangrijker dan ooit.”

Slecht leesbare borden

Dat deze externe data essentieel is voor de opschaling richting hogere automatiseringsniveaus, staat volgens TNO buiten kijf. Een conclusie die onderstreept wordt door een recent onderzoek naar Intelligente Snelheidsassistentiesystemen (ISA) die sinds afgelopen zomer in de EU verplicht zijn op nieuwe voertuigen. Om de ter plekke geldende snelheidslimiet te bepalen, gebruiken deze systemen momenteel camera’s voor het herkennen van snelheidsborden; vaak in combinatie met kaartgegevens. Maar detectie met camera’s heeft in de praktijk te veel beperkingen, zo blijkt uit het onderzoek: borden zijn soms deels afgedekt, slecht zichtbaar, of beperkt detecteerbaar door weersomstandigheden. Kaartgegevens blijken evenmin volledig betrouwbaar. Deze sensor- en kaartfouten kunnen tot onveilige rijsituaties leiden zoals onverwacht remmen.

Europese elektronische handtekening

Aanvullende informatie uit een Digital Road Infrastructure (DRI) kan een oplossing bieden voor dit probleem. Hoewel algemeen wordt erkend dat zo’n DRI de toekomst heeft, zijn er zorgen over de kwaliteit en betrouwbaarheid van externe gegevens. Daarom zijn standaarden en trustmechanismes belangrijke bouwstenen van zo’n infrastructuur, vertelt Schackmann. “Met het zogeheten ‘European Union C-ITS Security Credential Management System’ heeft de EU beleid voor een Europees trustdomein opgericht. Met elektronische handtekeningen wordt zo de oorsprong en integriteit van data gewaarborgd. Zo’n handtekening toont aan dat de gedeelde gegevens niet zijn gewijzigd, dat er niet mee is geknoeid, en dat ze afkomstig zijn van een vertrouwde bron. Voertuigen kunnen zo vertrouwde databronnen, zoals Rijkswaterstaat, herkennen en de betrouwbaarheid van die data vaststellen."

Misbehaviour Detection

De elektronische handtekening is een belangrijke stap richting een betrouwbare DRI, maar onvoldoende om de datakwaliteit volledig te waarborgen. TNO heeft daarom Misbehaviour Detection (MBD) ontwikkeld om fouten in data op te sporen. Daniel Altgassen: “Enerzijds wordt bij dit mechanisme de betrouwbaarheid van databronnen beoordeeld op basis van historische gegevens, bekende betrouwbaarheid en digitale handtekeningen. Anderzijds wordt ook de datakwaliteit gecontroleerd via sanity checks en bronvergelijkingen. Door zowel de betrouwbaarheid als de kwaliteit van de data te valideren, kan het voertuigsysteem nog betere beslissingen nemen. Bovendien meldt MBD twijfelachtige data terug aan de bron, zodat informatie voortdurend verbeterd kan worden." Voor de ISA-casus adviseert TNO om gegevens van camera’s, kaarten en externe DRI-bronnen kruiselings te verifiëren. Eerste tests tonen verschillen tussen bronnen aan, en verdere opschaling is nodig om MBD in specifieke scenario's te kunnen testen, zoals op specifieke rijstroken. Het uiteindelijke doel is om samenwerking tussen alle stakeholders tot stand te brengen om de nauwkeurigheid van gedeelde data te verbeteren.

Hardnekkige status quo

Ondanks de door alle partijen erkende potentiële voordelen van een goed functionerende Digital Road Infrastructure, zitten industrie en overheid klem in een hardnekkige status-quo. “Een gebrek aan vertrouwen tussen voertuigfabrikanten en wegbeheerders dwarsboomt de implementatie”, legt Schackmann uit. De industrie twijfelt of ze externe digitale gegevens gaat gebruiken omdat ze zich zorgen maken over de betrouwbaarheid, terwijl wegbeheerders niet goed weten welke specifieke gegevens ze moeten leveren  en op welke manier.”

Begin klein

Hoe doorbreken we deze impasse? Volgens Schackmann is nu het moment aangebroken dat alle partijen in de keten hun krachten gaan bundelen. “Dataleveranciers en voertuigfabrikanten moeten samenwerken om specificaties vast te stellen voor de kwaliteit en betrouwbaarheid van data. Denk aan kwaliteitscontroles, maar ook mechanismen voor trust en misbehaviour detection. En begin klein. Een wegbeheerder die digitale gegevens wil inzetten om de verkeersveiligheid te verhogen, heeft misschien niet volledig zicht op de behoeften van een fabrikant. Omgekeerd: een fabrikant die de sensordata van zijn voertuigen wil aanvullen met betrouwbare digitale data, moet duidelijkheid krijgen over wat hij kan verwachten van wegbeheerders. TNO kan de belangen van die verschillende stakeholders samenbrengen, gesprekken faciliteren en uitdagingen identificeren. Door nu klein te beginnen, kunnen we de verkeersveiligheid in de nabije toekomst aanzienlijk verbeteren.”