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揭秘 ISO 21448，它是自動(dòng)駕駛行業(yè)的新風(fēng)向標(biāo)？

2019-03-11 23:07:42·  來(lái)源：報(bào)道汽車未來(lái)的 新智駕  
　
汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn) ISO 26262 的制定者們真是一幫不安于現(xiàn)狀的人，因?yàn)樗麄冇珠_(kāi)始新標(biāo)準(zhǔn)的制定，即 ISO 21448，也被稱為預(yù)期功能安全（SOTIF）。雖然是個(gè)獨(dú)立的新
汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn) ISO 26262 的制定者們真是一幫不安于現(xiàn)狀的人，因?yàn)樗麄冇珠_(kāi)始新標(biāo)準(zhǔn)的制定，即 ISO 21448，也被稱為“預(yù)期功能安全”（SOTIF）。

雖然是個(gè)獨(dú)立的新標(biāo)準(zhǔn)，但新的 ISO 21448 其實(shí)是 ISO 26262 的補(bǔ)充，它填補(bǔ)了老標(biāo)準(zhǔn)中的空缺。SOTIF 的誕生也是 ADAS 與自動(dòng)駕駛普及大背景下的必然結(jié)果，它是預(yù)防不合理風(fēng)險(xiǎn)的一道防線。
 
事實(shí)上，即使 ADAS 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的硬件符合 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)，且軟件沒(méi)有軟件故障，也還是有可能在路上遇到麻煩。
 
“我們不認(rèn)為 ISO 26262 足以確保安全。”英特爾功能安全技術(shù)專家 Riccardo Mariani 說(shuō)。“Uber 自動(dòng)駕駛測(cè)試車的致命事故和一系列噩耗還是讓人無(wú)法放心。”
 
完美軟件、符合 ISO 26262 的硬件并不是終極組合，因?yàn)榉线@兩項(xiàng)的汽車，在路上行駛時(shí)，變量可不止這兩個(gè)。
 
舉例來(lái)說(shuō)，傳感器或系統(tǒng)性能限制、道路環(huán)境的突然變化和駕駛員對(duì)車輛功能的誤用，都有可能導(dǎo)致車毀人亡，如果機(jī)器學(xué)習(xí)算法無(wú)法正確分析路況，也會(huì)帶來(lái)大麻煩。
關(guān)于 SOTIF，外媒 EE Times 采訪了多位業(yè)內(nèi)專家，他們的共識(shí)是：一致認(rèn)為新的標(biāo)準(zhǔn)“野心相當(dāng)大”。他們還發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)駕駛行業(yè)的兩大陣營(yíng)——傳統(tǒng)汽車制造商/一級(jí)供應(yīng)商與新入局的科技公司在許多問(wèn)題上很難達(dá)成一致，因此 SOTIF 的定義以及未來(lái)到底會(huì)結(jié)出什么果實(shí)現(xiàn)在沒(méi)人敢妄加猜測(cè)。
 
去年 11 月，來(lái)自多個(gè)國(guó)家的代表和汽車技術(shù)業(yè)內(nèi)人士就參與了在意大利舉辦的 ISO“預(yù)會(huì)”（英特爾主辦），而幾周后他們將在上海再次會(huì)面。
 
ISO 上海大會(huì)之前，一部分新增議題也提前曝光，比如新標(biāo)準(zhǔn)的“用例”、“定義”、“AI 要求”和“高清地圖”等。屆時(shí)，與會(huì)人員將詳細(xì)審閱所有信息并為標(biāo)準(zhǔn)所涉范圍下一個(gè)定義。
“上海大會(huì)之后，SOTIF 就不接受新的議題輸入了。”Mariani 解釋。
SOTIF 并非“說(shuō)明性”標(biāo)準(zhǔn)
在業(yè)內(nèi)專家看來(lái)，SOTIF 確實(shí)是當(dāng)前的熱門議題，雖然相當(dāng)重要但卻充滿挑戰(zhàn)。
Edge Case Research 聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO Michael Wagner 將 SOTIF 視作解決“自動(dòng)駕駛汽車安全風(fēng)險(xiǎn)”（沒(méi)有零部件失靈情況下）的重要成果。
不過(guò)，當(dāng)參會(huì)人員想定義什么是“未知、不安全”的情況時(shí)，恐怕大家就難達(dá)成一致，因?yàn)殛P(guān)于這些問(wèn)題的討論會(huì)陷入理論與哲學(xué)的怪圈中。
“我們是車輛安全的踐行者，而不是哲學(xué)家。”Wagner 說(shuō)道。“我們必須理解風(fēng)險(xiǎn)埋藏在哪，對(duì)它們進(jìn)行區(qū)分，拿出一個(gè)化解風(fēng)險(xiǎn)的方案并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。”
Wagner 還拿 SOTIF 和 UL電氣安全認(rèn)證做了對(duì)比。他認(rèn)為“UL 認(rèn)證帶有明顯的說(shuō)明性”，這一認(rèn)證是用來(lái)解決產(chǎn)品合規(guī)問(wèn)題的，它能告訴你“這樣做的后果和不這樣做的后果”。
簡(jiǎn)言之，橫在 SOTIF 面前的一座大山是經(jīng)驗(yàn)的嚴(yán)重缺乏，畢竟自動(dòng)駕駛是新事物。此外，新標(biāo)準(zhǔn)還得持續(xù)追趕“熱點(diǎn)”，因?yàn)樽詣?dòng)駕駛技術(shù)的更新?lián)Q代實(shí)在太快了。
“你不知道自己不知道什么”
關(guān)于 SOTIF，VSI Labs 創(chuàng)始人 Phil Magney 也有自己的看法。
他指出，“你不知道自己不知道什么”的事情，在主動(dòng)安全系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛功能中太常見(jiàn)了，而這是 SOTIF 的前提。想讓這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)落地，你必須識(shí)別出那些未知且不安全的部分，然后將它們的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別降到可接受范圍內(nèi)。
*已知/未知和安全/危險(xiǎn)情況分類
顯然，Magney 認(rèn)為，即使 ADAS 或自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的軟硬件都正常運(yùn)行，車輛可能也會(huì)陷入危險(xiǎn)境地。他還順帶舉了三個(gè)例子：
1. 由于能力所限，AI 系統(tǒng)無(wú)法理解當(dāng)前情況；
2. 現(xiàn)有傳感器配置導(dǎo)致各項(xiàng)功能的魯棒性不足；
3. 人機(jī)界面設(shè)計(jì)差，導(dǎo)致駕駛員誤用自動(dòng)駕駛功能。
“SOTIF 是識(shí)別危險(xiǎn)狀況的架構(gòu)，同時(shí)也是風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別降到可接受范圍之前驗(yàn)證和確認(rèn)狀態(tài)的方法”。 Magney 解釋。
不過(guò)他也承認(rèn)，想減少那些未知且不安全的部分并不容易。畢竟，想將所有邊緣情況一網(wǎng)打盡簡(jiǎn)直是天方夜譚。好在，SOTIF 中特別強(qiáng)調(diào)了對(duì)實(shí)踐理性進(jìn)行模擬的需要。
“一半一半”
Arteris 公司營(yíng)銷副總裁 Kurt Shuler 指出，ISO 26262 的會(huì)議上大家曾對(duì)是否要將 SOFIT 當(dāng)做獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)討論，反對(duì)的和支持的幾乎打成平手。
反對(duì)者質(zhì)疑 SOFIT 是否真的那么重要，因?yàn)橐坏┡陌逡?SOFIT，就會(huì)進(jìn)入未知區(qū)域，到時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)爛尾。
在 Shuler 看來(lái)，SOFIT 不但是一個(gè)架構(gòu)，還是一個(gè)起點(diǎn)。“SOFIT 有用嗎？當(dāng)然有。SOFIT 必不可少嗎？確實(shí)。但要說(shuō)它夠不夠用？恐怕也算不上百科全書。”Shuler 解釋。
懸而未決的問(wèn)題
就像 Shuler 所說(shuō)的，類似 ISO 26262 和 SOFIT 這樣的標(biāo)準(zhǔn)，召開(kāi)行業(yè)會(huì)議時(shí)不但有各國(guó)代表參會(huì)，有公司代表，而大家在汽車行業(yè)經(jīng)驗(yàn)上可是參差不齊。
舉例來(lái)說(shuō)，有些公司代表可能在 ECU 上已經(jīng)有了建樹(shù)，有些則是類似特斯拉和 Waymo 的攪局者，它們是汽車行業(yè)的新入局者。至于坐在“C 位”的則是傳統(tǒng)汽車廠和一級(jí)供應(yīng)商，他們反應(yīng)緩慢，而且對(duì)監(jiān)管非常敏感。
說(shuō)實(shí)話，此類會(huì)議的藝術(shù)在于協(xié)調(diào)不同背景的參會(huì)者找到共同的立場(chǎng)，在意大利的“預(yù)會(huì)”上，大家已經(jīng)就幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題達(dá)成了一致。
首先，大家決定將 SOFIT 當(dāng)做獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)號(hào)為 ISO 21448。
其次，雖然與會(huì)者在 SOFIT 需要覆蓋那些級(jí)別車輛的問(wèn)題上有分歧（傳統(tǒng)汽車廠商傾向于只覆蓋 L2 級(jí)別車輛，而科技巨頭們則想把 L3、L4 和 L5 拉進(jìn)去），但整體來(lái)看，L3-L5 還是很有希望被納入 SOFIT 的。
第三，關(guān)于 SOFIT 在量產(chǎn)版自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中應(yīng)用的問(wèn)題還沒(méi)有定論。一些人堅(jiān)稱，路上的自動(dòng)駕駛測(cè)試車不應(yīng)該受到 SOFIT 的約束。最終，ISO 組織可能會(huì)妥協(xié)，測(cè)試車只需遵守 SOFIT 中的部分標(biāo)準(zhǔn)就行。
*網(wǎng)絡(luò)安全不在 SOFIT 的范疇之內(nèi)
關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)
關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)的問(wèn)題就比較多了，相關(guān)主題現(xiàn)在已經(jīng)被加入 SOFIT 提案的附件中。
SOFIT 的草案中規(guī)定：
自動(dòng)駕駛技術(shù)通常包含一些類型的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，特別是在目標(biāo)探測(cè)和分類等任務(wù)中，而一旦有個(gè)不小心，機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練就有可能引發(fā)系統(tǒng)錯(cuò)誤。
由于系統(tǒng)錯(cuò)誤可能影響車輛安全運(yùn)行，因此數(shù)據(jù)采集和學(xué)習(xí)系統(tǒng)就必須按照安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，使自動(dòng)駕駛汽車在工作中減少無(wú)意的偏差和數(shù)據(jù)失真問(wèn)題。
即使將算法排除在外，AI 中要么成功要么毀滅的特性也讓人頭疼。
Wagner 就給我們講了個(gè)將開(kāi)源神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用在自動(dòng)駕駛汽車上的例子：AI 系統(tǒng)拿前置攝像頭采集的視頻數(shù)據(jù)當(dāng)做“學(xué)習(xí)資料”，這輛車學(xué)習(xí)一陣后，卻徑直“沖向”了路上穿綠色背心的建筑工人。
Wagner 表示，這輛車的教學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)并沒(méi)有包含熒光綠背心的數(shù)據(jù)，所以機(jī)器根本分辨不出來(lái)穿背心的工人是人類。
當(dāng)我們討論自動(dòng)駕駛安全時(shí)，總是將機(jī)器學(xué)習(xí)形容為沙發(fā)上的大象，其問(wèn)題在于機(jī)器學(xué)習(xí)的“黑箱”特質(zhì)（不確定性）在面對(duì)相同情況時(shí)可能會(huì)產(chǎn)出不同結(jié)果，而汽車行業(yè)根本不知道該怎么解決這一問(wèn)題。
Mariani 稱，“一些與會(huì)者想把機(jī)器學(xué)習(xí)的問(wèn)題放到以后討論，而其他人則更想‘大象’在場(chǎng)時(shí)討論安全問(wèn)題”。更具體來(lái)說(shuō)，一些與會(huì)者堅(jiān)持認(rèn)為，機(jī)器學(xué)習(xí)還是一個(gè)新事物，想標(biāo)準(zhǔn)化太早了，而過(guò)于嚴(yán)格的指導(dǎo)方針可能最終會(huì)阻礙創(chuàng)新。
不過(guò)，也有一部分人馬上就想要針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的驗(yàn)證和確認(rèn)指導(dǎo)方針。
顯然，兩個(gè)陣營(yíng)之間有巨大的分歧。“不過(guò)大家都同意的一點(diǎn)是，AI 應(yīng)該成為安全監(jiān)視器，將異常消滅于無(wú)形之中。”Mariani 補(bǔ)充。
眼下，大家所作的其實(shí)都是非正式討論，關(guān)于如何掌控與安全密切相關(guān)的 AI，他們也沒(méi)得出任何決議。Mariani 表示，對(duì)這些決定 SOTIF 未來(lái)命運(yùn)的參會(huì)人員來(lái)說(shuō)，找到那些 AI 拖自動(dòng)駕駛系統(tǒng)后腿的案例相當(dāng)必要。對(duì)自動(dòng)駕駛開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，這樣的案例數(shù)據(jù)庫(kù)必須公開(kāi)，并成為懸在他們頭上的達(dá)摩克利斯之劍。不過(guò)，也有人想藏著掖著，把這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)用作他途。
Mariani 可不愿處理這個(gè)僵局，他認(rèn)為 SOTIF 也許需要一個(gè)獨(dú)立的 AI 標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)立獨(dú)立第三方的實(shí)體機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督。
他同時(shí)也承認(rèn)，自動(dòng)駕駛汽車的驗(yàn)證和確認(rèn)需要大量的測(cè)試，但無(wú)窮無(wú)盡的測(cè)試太不現(xiàn)實(shí)。自動(dòng)駕駛行業(yè)必須同意，新標(biāo)準(zhǔn)必須以“測(cè)試”和“正式方式”為基礎(chǔ)，拿出一套自動(dòng)駕駛汽車必須遵守的規(guī)則，而 Mobileye 提出的 RSS（責(zé)任敏感安全）應(yīng)該成為重要參考項(xiàng)。
局限性在哪？
SOTIF 也有底線，那就是自動(dòng)駕駛行業(yè)必須認(rèn)識(shí)到，ADAS 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)都有局限性，即使將車上的傳感器武裝到牙齒，車輛依然無(wú)法 100% 掌握現(xiàn)實(shí)情況。
業(yè)內(nèi)大多數(shù)人希望 SOTIF 能幫業(yè)界趟出一條路，以便大家能積極管理各種不確定性。
PS：最后補(bǔ)充即將在上海召開(kāi)的 ISO 大會(huì)重要議題：
1. 功能升級(jí)以化解 SOTIF 風(fēng)險(xiǎn)；
2. SOTIF“度量衡”/接收標(biāo)準(zhǔn)的定義；
3. SOTIF 的驗(yàn)證和確認(rèn)策略；
4. 模糊驗(yàn)證和確認(rèn)的使用；
5. 模擬和場(chǎng)景測(cè)試指南；
6. 機(jī)器學(xué)習(xí)的 SOTIF 擴(kuò)展；
7. SOTIF 對(duì)離線高清地圖的影響；
8. 模擬環(huán)境的鑒定。
 
 
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