Unknown unsafe场景如何解决？自动驾驶预期功能安全将推中国标准！

自动驾驶安全第一，这是业界的共识。

毕竟这是一个以保证行车安全，实现“方向盘革命”为初衷的行业。如果不能做到安全，那么自动驾驶的真正落地是不可能的。

虽然ISO 26262等关于汽车功能安全的法律法规已经比较成熟，但是在自动驾驶系统复杂度成倍增长的情况下，保证自动驾驶的安全性是极其困难的。

10月29日，在恰逢中国汽车工程学会(SAECCE)年会的智能安全国际峰会——ISC(Intelligent Safety Conference)上，中国汽车工程学会理事长、清华大学教授李俊院士发表了题为“中国SOTIF:挑战、技术路线与产业生态”的演讲，并对中国自动驾驶预期功能的安全问题提出了相关建议和解决方案。

他指出，城市布局不合理、驾驶行为不规范、交通场景复杂这三大因素，都使得国内自动驾驶车辆的预期功能安全性更加特殊。

针对这些情况，他认为有必要构建预期功能安全场景库，完善预期功能安全测试评估体系标准，推动我国测试验证体系和能力建设。

也就是说，要建立一套更符合国内道路，真正能推动自动驾驶产业化的汽车功能安全标准。

同样值得一提的是国际交流大会本身。

正如清华大学汽车产业与技术战略研究院(TASRI)院长、世界汽车工程师联合会主席赵福全教授所言:目前，中国汽车产业在规模、内容、技术等方面已经与国际前沿接轨，但中国的科研创新水平还没有完全与国际接轨。

这个由FISITA和中国SAE共同打造的会议平台，给了国内外专家学者同台交流碰撞的机会。会议围绕智能驾驶安全技术路线、电子电气架构、人工智能技术、HMI设计、仿真测试与评估、相关标准等热点话题展开。

此外，大会还得到了清华大学智能汽车设计与安全研究中心和CAICV智能网联汽车期望功能安全工作组的大力支持。

SOTIF的中国属性

回到正题。

熟悉自动驾驶的朋友可能知道，预期功能安全是专门为自动驾驶汽车提出的一个概念。

在传统汽车领域，车辆行驶的安全风险往往来自于硬件故障或车载电子电器故障。

但在自动驾驶时代，车辆感知、决策和执行的任务都交给了自动驾驶系统。即使整车硬件没有故障，自动驾驶车辆仍可能因各种不确定因素导致系统故障和功能偏差。

比如在一些复杂场景下，车辆的传感器可能无法准确识别目标物体，会导致安全隐患。

李俊院士也在会上表示，汽车感知的局限性、规则不清晰、系统的复杂性、可靠性和耐久性都是自动驾驶汽车面临的挑战。

预期功能(简称“SOTIF”)的安全性所要解决的问题就是这种非系统功能失效所带来的安全风险。

在自动驾驶的“无人区”中，李俊院士也表示，目前还没有完整的理论来支撑预期的功能安全性，国内外都还处于研究探索阶段，差别不大。

此前，国际标准化组织ISO已经提出了预期功能安全的ISO 21448规范，但该规范仍处于草案阶段，尚未正式发布和大规模应用。

正如李俊院士所说，“预期功能安全的最大难点在于“未知”。

根据ISO21448的说法，由预期功能安全c定义的驾驶场景……分为四部分:已知安全、已知不安全、未知不安全和未知安全。

因为“已知安全”和“未知安全”场景都是安全的，所以预期功能安全的重点是“已知不安全”和“未知不安全”。

说到场景，就意味着自动驾驶所期望的功能安全具有很强的地域属性。李俊院士还表示，国内的道路交通状况使得自动驾驶的预期功能安全更加特殊。

比如中国城市布局不合理，可能导致部分地区人口过多，交通拥堵；城市中违章驾驶，比如违章转弯、违章逆行、边开车边打电话，随处可见；同时，复杂的交通场景也给预期的功能安全带来更多挑战。

如何解决国内的SOTIF问题？

“预计功能安全问题的解决不能仅仅依靠一所大学或一个企业，还需要联合国的内政、生产、教育和研究单位的合作。”李俊院士指出了这一点。

因此，2020年5月29日，中国智能网联汽车产业创新联盟(CAICV)成立了智能网联汽车预期功能安全工作组，由李俊院士担任组长。

工作组的任务是推进智能网联汽车预期功能安全认证与评估体系建设，填补国内外预期功能安全评估体系的空白，研究预期功能安全测试与评估方案，为主机厂提供产品开发指导。

根据李俊院士的说法，工作组目前有来自30个不同机构的成员，包括大学、研究所、测试中心、汽车制造商、汽车零部件供应商和自动驾驶初创公司。

那么，基于中国预期的功能安全挑战，工作组应该朝哪个方向努力？

如前所述，中国预期的功能安全挑战来自三个因素:城市布局不合理、驾驶行为不规范、交通场景复杂。

为了克服这些不安全因素，李俊院士建议加大自动驾驶车辆的车载赋能，引入车外赋能，将车载与车外赋能融合，共同克服“未知”的情况，将风险控制在可接受的范围内。

增强车载使能，增强车辆感知性能，采用最先进的传感器，如图像传感器、4D毫米波雷达等；

通过数据采集和不断学习的技术，对车辆进行增强，使车辆在真实场景中不断学习和升级；

建立中国标准智能路侧基础设施C-ISAD，实现对智能汽车的路侧支持，包括车路协调的高精度定位，形成中国特色的自动驾驶设施，支持预期功能安全的实现；

建立云控制平台，基于云控制平台获取大量流量数据；

借助V2X通信系统，将汽车的感知能力与车内赋能相结合，从而解决自动驾驶场景不足的问题。

中国软件产业投资基金的现状与展望

从总体工作计划来看，智能网联汽车预期功能安全工作组制定了五年工作计划。

2020年的三大任务是:建设SOTIF场景数据库，发布《智能网联汽车预期功能安全前沿技术研究报告》和《智能网联汽车预期功能安全白皮书》。

以SOTIF场景数据库建设为例。

李俊院士认为，首先，可以通过学术界、OEM、Tier1、Tier2的开发经验，结合政府部门的交通事故数据，分析预期功能安全的局限性；然后建立场景库架构，进而形成测试场景，形成软件在环和硬件在环测试系统。之后通过数据报告反馈给以上环节，全程不断修正。

“前期主要工作是SOTIF的局限性分析。SOTIF的场景库报告将于年底发布，这将成为国内首个SOTIF场景库报告。”李俊院士说。

同时，工作组还将在今年发布《智能网联汽车预期功能安全前沿技术研究报告》，内容涵盖SOTIF政策法规、技术现状、专利、场景库现状、测试评估等。

此外，工作组还将推进《智能网联汽车预期功能安全白皮书》，其中包含预期功能安全案例、具有国内特色的评估和验证。该报告将于2021年底发布。

李俊院士在会后的交流环节中也表示:总体来说，国内外智能网联汽车的安全相关标准法规体系还处于发展初期，尤其是预期的功能安全方向各国都差不多。

具体来看，虽然去年来自国内外汽车和出行领域的11家公司联合发布了《首个自动驾驶安全白皮书》，但就中国而言，国内自动驾驶企业对预期工作安全的重视程度远远低于预期。

“很多公司没有提高预期功能安全的意识，没有布局。”李俊院士这样说。

他认为，应该在自动驾驶汽车的开发流程、国家标准和国家汽车质量认证布局中加入未来预期的功能安全。但目前“国内没有一家检测中心能做这种(预期功能安全)认证。”

就像现在的汽车产品一样，未来的自动驾驶车辆也会经过质量检验，按照产品开发流程生产出安全可靠的产品；其次，道路交通管理部门也要形成自动驾驶车辆的质量保障体系；同时，保险公司也需要对自动驾驶车辆形成保险计划。

总结:

李俊院士此前指出，功能安全、信息安全和预期功能安全已经成为智能驾驶快速发展的三大障碍，其中预期功能安全最为严重。

但从上面可以看出，国内相关联盟在参与国际标准制定的同时，也在逐步结合国内交通道路场景，推动建立符合自身要求的预期功能安全标准。这对于国内自动驾驶的落地无疑是一大利好。

此外，值得注意的是，车路协调也被视为中国自动驾驶预期功能安全的解决方案之一。国家政策对车路协同的大力支持也将成为国内玩家的优势之一。

只有预期功能安全的安全防线逐步建立，自动驾驶才会真正迎来商业化，迎接颠覆性革命的到来。

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毕竟这是一个以保证行车安全，实现“方向盘革命”为初衷的行业。如果不能做到安全，那么自动驾驶的真正落地是不可能的。

虽然ISO 26262等关于汽车功能安全的法律法规已经比较成熟，但是在自动驾驶系统复杂度成倍增长的情况下，保证自动驾驶的安全性是极其困难的。

10月29日，在恰逢中国汽车工程学会(SAECCE)年会的智能安全国际峰会——ISC(Intelligent Safety Conference)上，中国汽车工程学会理事长、清华大学教授李俊院士发表了题为“中国SOTIF:挑战、技术路线与产业生态”的演讲，并对中国自动驾驶预期功能的安全问题提出了相关建议和解决方案。

他指出，城市布局不合理、驾驶行为不规范、交通场景复杂这三大因素，都使得国内自动驾驶车辆的预期功能安全性更加特殊。

针对这些情况，他认为有必要构建预期功能安全场景库，完善预期功能安全测试评估体系标准，推动我国测试验证体系和能力建设。

也就是说，要建立一套更符合国内道路，真正能推动自动驾驶产业化的汽车功能安全标准。

同样值得一提的是国际交流大会本身。

正如清华大学汽车产业与技术战略研究院(TASRI)院长、世界汽车工程师联合会主席赵福全教授所言:目前，中国汽车产业在规模、内容、技术等方面已经与国际前沿接轨，但中国的科研创新水平还没有完全与国际接轨。

这个由FISITA和中国SAE共同打造的会议平台，给了国内外专家学者同台交流碰撞的机会。会议围绕智能驾驶安全技术路线、电子电气架构、人工智能技术、HMI设计、仿真测试与评估、相关标准等热点话题展开。

此外，大会还得到了清华大学智能汽车设计与安全研究中心和CAICV智能网联汽车期望功能安全工作组的大力支持。

SOTIF的中国属性

回到正题。

熟悉自动驾驶的朋友可能知道，预期功能安全是专门为自动驾驶汽车提出的一个概念。

在传统汽车领域，车辆行驶的安全风险往往来自于硬件故障或车载电子电器故障。

然而，在自动驾驶时代，车辆感知、决策和执行任务……ution交给了自动驾驶系统。即使整车硬件没有故障，自动驾驶车辆仍可能因各种不确定因素导致系统故障和功能偏差。

比如在一些复杂场景下，车辆的传感器可能无法准确识别目标物体，会导致安全隐患。

李俊院士也在会上表示，汽车感知的局限性、规则不清晰、系统的复杂性、可靠性和耐久性都是自动驾驶汽车面临的挑战。

预期功能(简称“SOTIF”)的安全性所要解决的问题就是这种非系统功能失效所带来的安全风险。

在自动驾驶的“无人区”中，李俊院士也表示，目前还没有完整的理论来支撑预期的功能安全性，国内外都还处于研究探索阶段，差别不大。

此前，国际标准化组织ISO已经提出了预期功能安全的ISO 21448规范，但该规范仍处于草案阶段，尚未正式发布和大规模应用。

正如李俊院士所说，“预期功能安全的最大难点在于“未知”。

ISO21448认为，预期功能安全定义的驾驶场景可以分为四个部分:已知安全、已知不安全、未知不安全和未知安全。

因为“已知安全”和“未知安全”场景都是安全的，所以预期功能安全的重点是“已知不安全”和“未知不安全”。

说到场景，就意味着自动驾驶所期望的功能安全具有很强的地域属性。李俊院士还表示，国内的道路交通状况使得自动驾驶的预期功能安全更加特殊。

比如中国城市布局不合理，可能导致部分地区人口过多，交通拥堵；城市中违章驾驶，比如违章转弯、违章逆行、边开车边打电话，随处可见；同时，复杂的交通场景也给预期的功能安全带来更多挑战。

如何解决国内的SOTIF问题？

“预计功能安全问题的解决不能仅仅依靠一所大学或一个企业，还需要联合国的内政、生产、教育和研究单位的合作。”李俊院士指出了这一点。

因此，2020年5月29日，中国智能网联汽车产业创新联盟(CAICV)成立了智能网联汽车预期功能安全工作组，由李俊院士担任组长。

工作组的任务是推进智能网联汽车预期功能安全认证与评估体系建设，填补国内外预期功能安全评估体系的空白，研究预期功能安全测试与评估方案，为主机厂提供产品开发指导。

根据李俊院士的说法，工作组目前有来自30个不同机构的成员，包括大学、研究所、测试中心、汽车制造商、汽车零部件供应商和自动驾驶初创公司。

那么，基于中国预期的功能安全挑战，工作组应该朝哪个方向努力？

如前所述，中国预期的功能安全挑战来自三个因素:城市布局不合理、驾驶行为不规范、交通场景复杂。

为了克服这些不安全因素，李俊院士建议加大自动驾驶车辆的车载赋能，引入车外赋能，将车载与车外赋能融合，共同克服“未知”的情况，将风险控制在可接受的范围内。

增强车载使能，增强车辆感知性能，采用最先进的传感器，如图像传感器、4D毫米波雷达等；

通过数据采集和不断学习的技术，对车辆进行增强，使车辆在真实场景中不断学习和升级；

建立中国标准智能路侧基础设施C-ISAD，实现对智能汽车的路侧支持，包括车路协调的高精度定位，形成中国特色的自动驾驶设施，支持预期功能安全的实现；建立云控制平台，基于云控制平台获取大量流量数据；

借助V2X通信系统，将汽车的感知能力与车内赋能相结合，从而解决自动驾驶场景不足的问题。

中国软件产业投资基金的现状与展望

从总体工作计划来看，智能网联汽车预期功能安全工作组制定了五年工作计划。

2020年的三大任务是:建设SOTIF场景数据库，发布《智能网联汽车预期功能安全前沿技术研究报告》和《智能网联汽车预期功能安全白皮书》。

以SOTIF场景数据库建设为例。

李俊院士认为，首先，可以通过学术界、OEM、Tier1、Tier2的开发经验，结合政府部门的交通事故数据，分析预期功能安全的局限性；

然后建立场景库架构，进而形成测试场景，形成软件在环和硬件在环测试系统。之后通过数据报告反馈给以上环节，全程不断修正。

“前期主要工作是SOTIF的局限性分析。SOTIF的场景库报告将于年底发布，这将成为国内首个SOTIF场景库报告。”李俊院士说。

同时，工作组还将在今年发布《智能网联汽车预期功能安全前沿技术研究报告》，内容涵盖SOTIF政策法规、技术现状、专利、场景库现状、测试评估等。

此外，工作组还将推进《智能网联汽车预期功能安全白皮书》，其中包含预期功能安全案例、具有国内特色的评估和验证。该报告将于2021年底发布。

李俊院士在会后的交流环节中也表示:总体来说，国内外智能网联汽车的安全相关标准法规体系还处于发展初期，尤其是预期的功能安全方向各国都差不多。

具体来看，虽然去年来自国内外汽车和出行领域的11家公司联合发布了《首个自动驾驶安全白皮书》，但就中国而言，国内自动驾驶企业对预期工作安全的重视程度远远低于预期。

“很多公司没有提高预期功能安全的意识，没有布局。”李俊院士这样说。

他认为，应该在自动驾驶汽车的开发流程、国家标准和国家汽车质量认证布局中加入未来预期的功能安全。但目前“国内没有一家检测中心能做这种(预期功能安全)认证。”

就像现在的汽车产品一样，未来的自动驾驶车辆也会经过质量检验，按照产品开发流程生产出安全可靠的产品；其次，道路交通管理部门也要形成自动驾驶车辆的质量保障体系；同时，保险公司也需要对自动驾驶车辆形成保险计划。

总结:

李俊院士此前指出，功能安全、信息安全和预期功能安全已经成为智能驾驶快速发展的三大障碍，其中预期功能安全最为严重。

但从上面可以看出，国内相关联盟在参与国际标准制定的同时，也在逐步结合国内交通道路场景，推动建立符合自身要求的预期功能安全标准。这对于国内自动驾驶的落地无疑是一大利好。

此外，值得注意的是，车路协调也被视为中国自动驾驶预期功能安全的解决方案之一。国家政策对车路协同的大力支持也将成为国内玩家的优势之一。

只有预期功能安全的安全防线逐步建立，自动驾驶才会真正迎来商业化，迎接颠覆性革命的到来。

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