汽车安全智能控制系统新要求-功能安全

近年来，汽车行业大量的技术创新都来源于汽车电子领域。如今业界所说的汽车智能化，实则就是汽车电子化程度越来越高后实现的各种智能控制。在汽车电子化的过程中，软件的使用也随着系统的复杂性提升而变得普遍。从基础的安全气囊、安全带系统，到基于雷达、摄像头和底盘控制的车道偏离预警、紧急制动辅助、自适应巡航等主动安全系统，再到司机状态监控系统以及最终的自动驾驶，无一不包含了大量的电子器件和控制软件。

想象这样一个场景：你开着车以120公里/时的车速在高速公路上行驶，这时你的电子驻车系统发生了故障，车辆突然被施加了制动力……场面很惊悚，但这就是汽车智能化时代确实有可能发生的事。除上述系统以外，还有更多的系统存在着发生类似故障的可能性，因为它们也涉及到大量的数据传输与软件控制。系统在运行时，硬件可能会发生随机失效，控制软件或许存在着漏洞，而在产品发生故障或失效时能否继续保证系统安全性，就成为了业界非常关注的问题。为了规避汽车系统的安全风险，业界在2011年发布了ISO26262道路车辆功能安全标准，其对于汽车安全相关电子系统的安全保障有着重大的意义。

近日，盖世汽车网对德国莱茵TUV集团功能安全认证大中华区总经理赵斌进行了专访，与其就功能安全标准的内容、意义和未来发展态势进行了探讨。

最严苛的功能安全标准

ISO26262功能安全标准是目前非常前沿的标准，它从工业功能安全标准IEC61508转化而来。该标准从产品的整个生命周期进行评估，从需求开始，到概念设计、软件设计、硬件设计，包括最终的生产、操作，整个生命周期都提出了严格的要求，来保证安全相关的电子产品的功能性失效不会造成危险的发生。

其严苛体现在两方面，一方面工程师根据新的标准需要改变设计思路，另一方面其颁发认证证书的流程也非常严格。

对于工程师来说，功能安全标准是目前最复杂的标准。原有的一些电磁兼容标准、安全相关的标准考虑的都是产品成型后的实际测试表现，也就是产品研发出来之后再看是否符合要求。而ISO26262标准的要求和以往不同，它不是在最终阶段测试，而是从产品的需求阶段就介入，这时候工程师就要考虑需要是否正确；接着是概念设计阶段、软硬件架构、生产、操作阶段，都需要层层确认是否符合要求。这些过程中每个环节的人员都参与了，因此过程非常复杂，要求相当严格。赵斌强调，对于厂家来说，获得认证的难点在于，如果厂家产品已经研发出来，但评估不合格，那么可能需要从需求阶段重新开始认证，导致整个产品需要重新开发。

盖世汽车网获悉，德国莱茵TUV可以从厂商产品开发的需求阶段介入，帮助他们在产品开发的每个环节达到认证要求。厂商要获得功能安全认证需要经过三道“关卡”。 第一部分是概念阶段评估，“该阶段我们评估相应的质量文件，包括需求对不对，安全计划符不符合要求，功能安全技术文档、概念设计是否都符合要求。这个过程中我们会审核大量文档，保证整个产品/系统的需求、概念是符合要求的。”赵斌表示。

在此基础上，第二步设计阶段评估，此过程较复杂，也是主检阶段。TUV莱茵会对产品进行故障插入测试。“比如一款产品CPU的供电电源出现问题，内部的软件再好，也可能出现故障，导致发生危险，也就是说，将来有发生危险的可能性。所以在电路设计的时候，厂商会做一个诊断电路，一旦发现CPU电源出现问题，诊断电路就要进入一种‘安全状态’，进入该状态后我们就认为是安全的。”赵斌介绍：“那么诊断电路能否诊断出电源的故障，我们要进行故障插入测试，来模拟CPU电源不在正常工作范围内，看能否被检测出来，并且进入到安全状态。”除此以外，还要进行功能性测试，软件模块的测试、软硬件集成测试、确认测试，还有失效模式分析等等。上述测试都符合标准，则就被认为通过第二阶段测试。在前两阶段都达标后，再次确认工厂审核报告以及测试报告，若均符合流程和标准，德国莱茵TUV则会为这款产品颁发认证证书。

除了为产品颁发的证书之外， TUV莱茵还有其他两类证书。一类是针对企业的管理体系进行认证。ISO26262标准对公司的管理体系有额外的功能安全相关要求， TUV莱茵将为其颁发功能安全管理体系证书，是针对公司的证书。

另一类是针对人员培训的资质认证“功能安全工程师证书”。目前已在全球颁发了超过1万张证书，针对汽车行业相应的系统开发、研发人员，进行3天培训，并进行考试。如果考试通过，那么TUV莱茵会为其颁发证书。

为了帮助厂商满足功能安全要求，2011年，德国莱茵TUV在上海建立了汽车电子零部件实验室，据悉这是国内第一家被通用汽车、戴姆勒、大众、宝马认可和接受的实验室；而其EMC（电磁兼容）实验室，也受到大众汽车等国际知名整车厂的认可。这也说明，德国莱茵TUV有能力帮助国内自主厂商达到国际标准的要求。

起源于欧洲 逐渐遍布全球

赵斌告诉盖世汽车网，功能安全起源于欧洲，例如奔驰、宝马等整车厂，包括博世、德尔福这些零部件厂共同发起了道路车辆功能安全标准。所以欧洲的OEM和零部件厂在大量应用该标准。在他们应用之后，就要求其下级供应商也满足该标准，这样一来，就逐渐连带动其他国家的供应商也需要满足功能安全标准。

“在中国，已经有厂家在对这些标准进行相应的考虑，例如上汽、一汽大众、奔驰、宝马，都有相关的人员参加我们的培训，同时在进行概念和标准需求的导入工作。”赵斌透露：“有消息称，日本整车厂计划在未来1-2年内，将功能安全标准全面实施，并对供应商发起要求。”所以，未来几年越来越多厂家需要去满足功能安全要求。

功能安全的意义不局限于汽车业

如今车联网、无人驾驶项目越来越多，“我曾在厂家宣传片看到这样一个画面：前面的车遇到路上的坑陷进去了，它可以发出信息给后面的车，让他们注意，将来汽车像人类一样，可以彼此沟通。”赵斌描述到。智能化到这种地步，那么一旦安全相关的功能发生失效，造成的后果就可能很严重。

毫无疑问，功能安全对于汽车安全相关的控制有着重大意义。但除此以外，“其实各行各业都在变得智能化，都需要考虑功能安全。”赵斌指出：“拿电梯行业来说，前几年北京地铁4号线有一部扶梯在上行过程中因为故障突然下滑，造成30多人跌倒受伤，一个小男孩当场死亡。政府也因此将针对电梯的功能安全标准制定为强制标准。”未来，工业4.0、车联网、物联网中，产品变得越发智能化，这些都需要考虑功能安全来保证控制系统的安全性。

“与功能安全同样重要的是信息安全”赵斌最后强调。无论是无人驾驶车、还是智能家居、或是智能工厂，信息安全与否相当关键。系统被黑客入侵、自动制动系统失效、安全气囊失效、自动扶梯故障……这些都与人身安全息息相关。赵斌认为，未来，功能安全和信息安全在各行业都是非常必要的。

（文章来源：盖世汽车网）