論文の概要: Coupled Requirements-driven Testing of CPS: From Simulation To Reality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.16287v2
- Date: Sun, 21 Apr 2024 17:52:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-23 23:04:49.599114
- Title: Coupled Requirements-driven Testing of CPS: From Simulation To Reality
- Title（参考訳）: CPSの結合要求駆動テスト:シミュレーションから現実へ
- Authors: Ankit Agrawal, Philipp Zech, Michael Vierhauser,
- Abstract要約: CPS(Cyber-Physical Systems)の障害は、物理的なインフラや人間を傷つける深刻な事故を引き起こす可能性がある。
現在のシミュレーションとフィールドテストの実践、特に小型無人航空システム(sUAS)の領域では、アドホックであり、完全に構造化されたテストプロセスが欠如している。
我々はCPSを検証するための初期フレームワークを開発し、特にsUASとロボットアプリケーションに焦点を当てた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.7736484832934325
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Failures in safety-critical Cyber-Physical Systems (CPS), both software and hardware-related, can lead to severe incidents impacting physical infrastructure or even harming humans. As a result, extensive simulations and field tests need to be conducted, as part of the verification and validation of system requirements, to ensure system safety. However, current simulation and field testing practices, particularly in the domain of small Unmanned Aerial Systems (sUAS), are ad-hoc and lack a thorough, structured testing process. Furthermore, there is a dearth of standard processes and methodologies to inform the design of comprehensive simulation and field tests. This gap in the testing process leads to the deployment of sUAS applications that are: (a) tested in simulation environments which do not adequately capture the real-world complexity, such as environmental factors, due to a lack of tool support; (b) not subjected to a comprehensive range of scenarios during simulation testing to validate the system requirements, due to the absence of a process defining the relationship between requirements and simulation tests; and (c) not analyzed through standard safety analysis processes, because of missing traceability between simulation testing artifacts and safety analysis artifacts. To address these issues, we have developed an initial framework for validating CPS, specifically focusing on sUAS and robotic applications. We demonstrate the suitability of our framework by applying it to an example from the sUAS domain. Our preliminary results confirm the applicability of our framework. We conclude with a research roadmap to outline our next research goals along with our current proposal.
- Abstract（参考訳）: ソフトウェアとハードウェア関連のCPS(Cyber-Physical Systems)の障害は、物理的なインフラや人間に深刻な被害をもたらす可能性がある。
その結果、システムの安全性を確保するためには、システム要件の検証と検証の一環として、広範なシミュレーションとフィールドテストを行う必要がある。
しかしながら、特に小型無人航空システム(sUAS)の領域では、現在のシミュレーションとフィールドテストの実践はアドホックであり、完全な構造化されたテストプロセスが欠如している。
さらに、総合的なシミュレーションやフィールドテストの設計を知らせる標準的なプロセスや方法論も数多く存在する。
このテストプロセスのギャップは、以下のsUASアプリケーションのデプロイにつながります。
(a) ツールサポートの欠如により、環境要因等の現実世界の複雑さを適切に捉えないシミュレーション環境での試験
(b)要件とシミュレーションテストの関係を定義するプロセスが存在しないため、シミュレーションテスト中にシステム要件を検証するための包括的なシナリオに従わなかったこと。
(c) シミュレーション試験成果物と安全解析成果物とのトレーサビリティの欠如から, 標準安全分析プロセスを通じて解析を行なわないこと。
これらの問題に対処するため、我々はCPSを検証するための初期フレームワークを開発し、特にsUASとロボットアプリケーションに焦点を当てた。
我々は、sUASドメインの例にそれを適用することで、フレームワークの適合性を実証する。
予備結果は,我々のフレームワークの適用性を確認した。
我々は、現在の提案とともに、次の研究目標を概説する研究ロードマップをまとめて締めくくります。
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