Linker, Sven (2015) Proofs for traffic safety : combining diagrams and logic. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Due to the increasing interest in autonomously driving cars, safety issues of such systems are of utmost importance. Safety in this sense is primarily the absence of collisions, which is inherently a spatial property. Within computer science, typical models of cars include specifications of their behaviour, where the space a car needs for operating safely is a function of time. This complicates proofs of safety properties tremendously. In this thesis, we present methods to separate reasoning on space from the dynamical behaviour of cars. To that end, we define an abstract model with an emphasis on spatial transformations of the situation on the road. Based on this model, we develop two formalisms: We give the definitions of a modal logic suited to reason about safety properties of arbitrarily many cars. Furthermore, we present a diagrammatic language to ease the specification of such properties. We formally prove that no collisions arise between cars obeying a small set of requirements.

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Sicherheitsbeweise für Straßenverkehr : eine Kombination von Diagrammen und Logik

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Durch das steigende Interesse an autonomen Fahrzeugen gewinnt deren Sicherheit immer stärker an Bedeutung. Hierbei ist Sicherheit gleichbedeutend mit Kollisionsfreiheit, eine grundsätzlich räumliche Eigenschaft. Fahrzeugmodelle in der Informatik beinhalten Spezifikationen des dynamischen Verhaltens, so dass der zum sicheren Betrieb nötige Raum abhängig von der Zeit ist. Dies erschwert Sicherheitsbeweise enorm. In dieser Arbeit stellen wir Methoden vor, um Schlussfolgerungen über den Raum vom Fahrzeugverhalten abzutrennen. Hierzu definieren wir ein abstraktes Modell mit dem Schwerpunkt auf den räumlichen Veränderungen der Straßensituation. Darauf aufbauend entwickeln wir zwei Formalismen: Wir definieren eine Modallogik, mit der Aussagen über die Sicherheit von beliebig vielen Fahrzeugen bewiesen werden können. Weiterhin stellen wir Diagramme zur einfacheren Spezifikation solcher Eigenschaften vor. Wir beweisen die Kollisionsfreiheit zwischen Fahrzeugen, die wenige Anforderungen erfüllen.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Modallogik, Diagramm, Verkehrssicherheit, Räumliches Schließen, Verifikation
Subjects:	Generalities, computers, information > Computer science, internet
Divisions:	School of Computing Science, Business Administration, Economics and Law > Department of Computing Science
Date Deposited:	03 Mar 2015 10:10
Last Modified:	04 Mar 2015 09:18
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/2337
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-24183
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