Fail-operational systems are a prerequisite for autonomous driving. Without a driver who can act as a fallback solution in a critical failure scenario, the system has to be able to mitigate failures on its own and keep critical applications operational. To reduce redundancy cost, graceful degradation can be applied by repurposing hardware resources at run-time. Critical applications can be kept operational by starting passive backups and shutting down non-critical applications instead to make sufficient resources available. In order to design such systems efficiently, the degradation effects on reliability and cost savings have to be analyzed. In this paper we present our approach to formally analyze the impact of graceful degradation on the reliability of critical and non-critical applications. We then quantify the effect of graceful degradation on the reliability of both critical and non-critical applications in distributed automotive systems and compare the achieved cost reduction with conventional redundancy approaches. In our experiments redundancy overhead could be reduced by 80% compared to active redundancy in a scenario with a balanced mix of critical and non-critical applications using our graceful degradation approach Overall, we present a detailed reliability and cost analysis of graceful degradation in distributed automotive systems. Our findings confirm that using graceful degradation can tremendously reduce cost compared to conventional redundancy approaches with no negative impact on the redundancy of critical applications if a reliability reduction of non-critical applications can be accepted. Our results show that a trade-off between the impact of the degradation on the reliability of non-critical applications and cost reduction has to be made.


翻译:失效可运行系统是自动驾驶的先决条件。在关键故障场景中,若没有可作为后备解决方案的驾驶员,系统必须能够自主缓解故障,并保持关键应用程序持续运行。为降低冗余成本,可通过在运行时重新分配硬件资源的方式实现优雅降级。通过启动被动备份并关闭非关键应用程序以释放充足资源,关键应用程序可保持运行状态。为高效设计此类系统,需分析降级对可靠性及成本节约的影响。本文提出了一种形式化分析方法,用于评估优雅降级对关键与非关键应用程序可靠性的影响。我们量化了分布式汽车系统中优雅降级对两类应用程序可靠性的作用,并将所实现的成本降低与传统冗余方法进行了对比。实验表明,在关键与非关键应用程序均衡混合的场景中,采用我们提出的优雅降级方法,冗余开销相比主动冗余减少了80%。总体而言,我们提供了分布式汽车系统中优雅降级的详细可靠性与成本分析。研究结果证实,若可接受非关键应用程序的可靠性降低,优雅降级相比传统冗余方法能大幅降低成本,且对关键应用程序的冗余性无负面影响。结果表明,需在降级对非关键应用程序可靠性的影响与成本降低之间进行权衡。

0
下载
关闭预览

相关内容

强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
LibRec 精选:推荐系统的常用数据集
LibRec智能推荐
17+阅读 · 2019年2月15日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月26日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
5+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
LibRec 精选:推荐系统的常用数据集
LibRec智能推荐
17+阅读 · 2019年2月15日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员