Becker, Jan Steffen (2026) A Consistency Analysis Method for Traffic Sequence Charts. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Increasing vehicle automation requires new methods for developing and verifying highly automated driving systems, as traditional approaches cannot cover the diversity of traffic situations and environmental conditions. This thesis addresses scenario-based development using Traffic Sequence Charts (TSCs), a formal language for specifying abstract traffic scenarios graphically. The work focuses on the consistency problem for TSCs, i.e., detecting contradictions within and between scenario-based requirements. First, formal definitions of consistency for TSCs are introduced and analyzed. Starting with ideal notions of consistency, weaker approximations are developed and formally related. Secondly, an automated consistency analysis is presented that translates the weaker notions into decidable satisfiability modulo theories problems. The proposed techniques are evaluated in case studies showcasing practical applicability and scalability.

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Eine Methode zur Konsistenzanalyse von Traffic Sequence Charts

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Die steigende Komplexität hochautomatisierter Fahrfunktionen und Assistenzsysteme erfordert neue Entwicklungsmethoden, da traditionelle Ansätze der Vielzahl zu berücksichtigender Verkehrssituationen und Umgebungsbedingungen nicht gewachsen sind. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Szenarien-getriebener Entwicklung mittels Traffic Sequence Charts (TSCs), einer formalen Sprache zur graphischen Darstellung von Verkehrsszenarien. Im Fokus steht das Konsistenzproblem für TSCs, d.h., das Erkennen von Widersprüchen innerhalb einer oder mehrerer Szenarien-basierter Anforderungen. Ausgehend von intuitiven, idealisierten Konsistenzbegriffen werden schwächere (aber besser handhabbare) Konsistenzbegriffe entwickelt und in Beziehung zueinander gesetzt. Im Weiteren wird eine automatisierte Konsistenzanalyse dargestellt, die die schwächeren Konsistenzbegriffe in entscheidbare Satisfiability-modulo-Theories-Probleme überführt. Sie wird in Fallstudien hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit und Skalierbarkeit evaluiert.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	Automated driving, Requirements, Consistency, Abstract Scenarios, Satisfiability modulo theories
Subjects:	Generalities, computers, information > Computer science, internet
Divisions:	School of Computing Science, Business Administration, Economics and Law > Department of Computing Science
Date Deposited:	17 Jul 2026 12:39
Last Modified:	17 Jul 2026 12:39
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/7478
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-75591
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